ĐặC ĐIểM HìNH THáI CáC Hố XóI CụC Bộ TRONG LòNG SÔNG Tự
NHIÊN TRÊN SÔNG CửU LONG
*
ThS. NCS. Đinh Công Sản
Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam
Tóm tắt: Hầu hết các hố xói cục bộ tự nhiên trên sông Cửu Long đều liên quan đến sạt lở bờ tại
các vùng trọng điểm tập trung dân c và cơ sở hạ tầng. Biện pháp ổn định các hố xói này rất cần
thiết trong công tác chỉnh trị sông. Nhng, trớc khi nghiên cứu các giải pháp chỉnh trị, cần thiết phải
hiểu rõ quy luật của chúng. Trên cơ sở số liệu thực tế của các hố xói cục bộ sâu nhất trên sông Cửu
Long, tác giả nghiên cứu các đặc trng hình thái, phân tích, khái quát hóa để định danh các hố xói
cục bộ, làm cơ sở cho các giải pháp công trình chỉnh trị đọan sông có hố xói cục bộ. Kết qủa cho
thấy có sự khác biệt về hình thái của các hố xói cục bộ (scour hole) và lạch sâu (deep pool). Cơ chế
hình thành và phát triển của các hố xói này cũng khác nhau, đó là xói cục bộ và xói phổ biến.
1. Đặt vấn đề
Sông Cửu Long đã trải qua một quá trình
hình thành và phát triển rất mãnh liệt. Trong
những năm gần đây, tình trạng xói lở bờ sông
Cửu Long đang xảy ra phổ biến và có chiều h-
ớng gia tăng [1],[2].
Trong qúa trình phát triển, sông Cửu Long đã
tạo ra một loạt các hố xói cục bộ. Liên quan tới
sự hình thành và phát triển của các hố xói này là
sự biến đổi lòng dẫn mãnh liệt theo chiều sâu.
Hình ảnh toàn tuyến sông Cửu Long, những
biến đổi lòng dẫn sông trong giai đoạn 1890
-2000 và vị trí các hố xói có chiều sâu lớn hơn
30 m cùng với cao trình đáy hố xói đợc thể hiện
trên hình 1. Một điểm khá đặc biệt là hầu hết
các hố xói này lại nằm ở gần trung tâm thị xã,
thị trấn, hoặc các khu tập trung dân c, do đó, sạt
lở bờ gần hố xói đã gây những thiệt hại to lớn về
hình :
+ Lọai thứ nhất có dạng tam giác lệch về
phía bờ lõm của đọan cong, đại diện cho mặt cắt
các hố xói của đọan sông cong và cong gấp có
dòng chủ lu xô ngang vào bờ.
+ Lọai thứ hai có dạng tam giác tơng đối đối
xứng, đại diện cho mặt cắt các hố tạo ra bởi hợp
lu của hai nhánh sông tơng đối bằng nhau.
Hình 2 thể hiện mặt cắt ngang qua hố xói
Tân Châu, đại diện cho lọai mặt cắt tam giác
lệch và mặt cắt ngang qua hố xói Vàm Nao, đại
diện cho lọai mặt cắt tam giác đối xứng.
- Mặt cắt dọc:
Mặt cắt dọc sông theo tuyến lạch sâu (đờng
trũng) có dạng hình răng ca, nhng khi đến hố
xói thì cao trình đáy hạ thấp đột ngột. Chiều sâu
của hố xói gấp 2 đến 3 lần chiều sâu trung bình
của đọan sông không có hố xói. Hình 3 trình
bày mặt cắt dọc đại diện, đó là mặt cắt dọc hố
xói Tân Châu và Hồng Ngự [1],[2].
1
Hình 1. Diễn biến lòng sông giai đoạn 1890-2000 và vị trí các hố xói có chiều sâu lớn hơn 30 m
trên sông Cửu Long [4]
Bảng 1. Thông số cơ bản và đặc trng hình thái của các hố xói lớn nhất trên sông Cửu Long [4]
TT Tên hố xói Sông Vị trí
Km
Năm H
max
R
o
32 m
Cái Bè - 46
Bình Thạnh -
31.5 m
Hồng Ngự -
42 m
Mỹ Thuận -
49
Cần Thơ -
32.7
Hoà Khánh - 35
Vàm Nao
- 44
2
Ghi chú bảng 1:
+ (4) Vị trí hố xói: (Km) là khỏang cách tính
từ cửa sông đến vị trí sâu nhất của hố xói (theo
tài liệu khảo sát năm 1991-1995 của Công ty
khảo sát thiết kế đờng thủy II, bộ Giao Thông
Vận Tải);
+ (5) Năm khảo sát
+ (6) Hmax (m): Chiều sâu lớn nhất của hố
xói tính từ bờ sông;
+ (7) Ro (m) : Bán kính thủy lực của lòng
dẫn ở đọan quá độ, tính bằng diện tích mặt cắt -
ớt ứng với mực nớc tạo lòng chia cho chu vi ớt
của mặt cắt đọan sông quá độ;
+ (8) r (m): Bán kính cong của đọan sông;
+ (9) (độ): Góc ở tâm của đọan cong;
+ (10) B (m) : chiều rộng mặt cắt ngang ứng
1.6 đến 3.8 lần (xem cột (12)-bảng 1). Giá trị
quan hệ hình dạng sông
B
/H tại các mặt cắt đi
qua tâm hố xói không giống với các mặt cắt ổn
3
định trên sông Cửu Long - tăng dần từ thợng về
hạ lu [3] , mà dao động xung quanh giá trị 1.0
(xem cột (13) bảng 1). Riêng với hố xói Sa Đéc,
giá trị này lớn hơn nhiều so với các hố xói còn
lại, lớn hơn cả giá trị quan hệ hình dạng sông ở
các mặt cắt ổn định. Hình 4 thể hiện giá trị
B
/H tại các mặt cắt ổn định và các hố xói trên
sông Tiền.
Độ dốc dọc thợng, hạ lu các hố xói đợc tính
tóan, trình bày trên hình 5 và bảng 2. Kết qủa
thống kê cho thấy độ dốc dọc của các hố xói có
giá trị lớn hơn 1% và thay đổi theo xu thế là hố
xói càng sâu thì độ dốc dọc hố xói càng lớn
[4](càng sâu càng dốc). Riêng hố xói Sa Đéc, độ
dốc thợng và hạ lu nhỏ hơn nhiều so với các hố
xói còn lại và đạt giá trị nhỏ hơn 0,5%.
Hình 4. Quan hệ
B
/H và khỏang cách mặt cắt tính từ cửa sông tại các mặt cắt ổn định và các hố
xói trên sông Tiền
[
4
]
2
Hồng Ngự
Tiền 227
2000 -42 -31 740 -31 680 1,49 1,62
1996 -42 -31 700 -31 680 1,57 1,62
3 Bình Thạnh Tiền 183 1991 -31 -18,2 910 -16,6 1310 1,41 1,10
4
Sa Đéc
Tiền 140
2000 -32 -22 4050 -21 3010
0,25 0,37
1996 -32 -13,5 4070 -15 3380
0,45 0,50
5 Mỹ Thuận Tiền 126 1996 -46 -36 780 -36 440 1,28 2,27
6 Hòa Khánh Tiền 114 1995 -35,3 -27 310 -20,2 235 2,68 6,43
7 CáI Bè Tiền 99 1991 -46,3 -24 580 -18,2 790 3,84 3,56
8
Vàm Nao Hậu 187
2003 -45 -20 451 -27,5 214 5,54 8,18
1991 -38,6 -19,2 480 -21,5 532 4,04 3,21
9 Cần Thơ Hậu 108 1999 -33 -15 877 -13,8 1878 2,05 1,02
Ghi chú bảng 2.3:
+ (11) i
hạ
(%) là độ dốc hạ lu hố xói.
2.2 Định danh các hố xói [5]
Trên sông Cửu Long, các hố xói có các đặc tr-
ng hình thái sau đây đợc gọi là hố xói cục bộ
(scour hole): +
=
H
B
0,85 ữ2,0
+ i = (1,02 ữ 8,18) %, sơ bộ
có thể coi i
1%
Đối với đoạn sông cong (gấp khúc), góc ở tâm
khúc cong có giá trị: 45
o
.
Với các hố xói sâu hơn 30 m trên sông Cửu
Long, chỉ có hố xói Sa Đéc là trờng hợp duy nhất
có đặc trng hình thái sau đây đợc gọi là lạch sâu
(deep pool). Các chỉ tiêu này cần có thêm số liệu
của những lạch sâu dới 30m:
+
=
H
B
4,17
+ i = (0,25 ữ 0,45) %, sơ bộ có thể coi
dòng chủ lu không xô ngang vào bờ, mà liên tục
đổi hớng để tiến tới song song với bờ. Độ dốc dọc
của tuyến lạch sâu ở thợng và hạ lu tâm xói trờng
hợp này khá nhỏ (i < 0,5%). Chỉ số
=
H
B
tại mặt
cắt ngang qua tâm xói cũng khá lớn (
=
H
B
> 4).
Còn xói cục bộ tại các đọan sông có dòng chủ lu
xô ngang bờ sông là xói do sự xáo động mạnh
trong kết cấu nội của dòng chảy mà mạch động áp
suất và mạch động lu tốc là nguyên nhân chủ yếu.
Tại các hố xói cục bộ, độ dốc dọc thợng và hạ lu
hố xói khá lớn so với các đọan sông khác (i > 1%
5
- xem bảng 2 và hình 5). Chỉ số
=
H
B
qua tâm hố
xói rất nhỏ (
=
H
B
<2). ở đó trục động lực gần nh
Most of the natural scour holes in the Lower Mekong River are related to river bank collapse at
the dense inhabitant and infrastructure areas. Method to stabilize these areas is necessary in river
training. Based on field data of the deepest scour holes in the Lower Mekong River in Vietnam, the
writer studied morphological characteristics of these holes, analyzed, generalized and categorized
them for training method purposes at these areas. Results proved there are morphological
differences between scour holes and deep pool. The formation and development mechanism of them
are also different, that is local scour and general scour.
Ngời phản biện: TS. Nguyễn Duy Khang
6