TÍNH TOÁN DỰ BÁO SẠT LỞ BỜ SÔNG, RẠCH
TỈNH BẾN TRE BẰNG CÔNG THỨC KINH NGHIỆM
PGS.TS. Nguyễn Thế Biên
Abstract: Forecasting bank erosion is a very important part of the rules of changes
bed river, river morphology studies and propose safety corridor for evacuation
preventing calamity.
This paper has introduced one method to compute bank erosion by
experimented formulas of experts and computed results are based on a lot of measured
data years of BenTre Province.
Tóm tắt: Tính toán dự báo sạt lở bờ sông là một phần quan trọng trong nghiên cứu
diễn biến lòng sông, qui luật hình thái sông và đề xuất hành lang an toàn bảo vệ bờ
sông.
Bài báo này trình bày một phương pháp tính toán dự báo sạt lở bờ sông bằng các
công thức kinh nghiệm của các chuyên gia dựa theo số liệu thực đo nhiều năm của
một số sông rạch trên địa bàn tỉnh Bến Tre.
I. CƠ SỞ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ PHỤC VỤ CHO CÔNG TÁC DỰ
BÁO SẠT LỞ BỜ:
I.1. Đặt vấn đề:
Nghiên cứu tính toán dự báo sạt lở bờ sông là một phần rất quan trọng trong
nghiên cứu diễn biến lòng sông, qui luật hình thái sông và có ý nghĩa thực tiễn rất lớn đối
với hệ thống sông rạch vừa chịu tác động của dòng nước thượng nguồn vừa chịu tác động
của dòng triều.
Hiện nay trên thế giới có 3 phương pháp dự báo tốc độ sạt lở bờ sông được sử
dụng rộng rãi nhất: Phương pháp mô hình vật lý, phương pháp công thức kinh nghiệm và
phương pháp mô hình toán, trong khi đó ở nước ta hiện nay phương pháp mô hình vật lý
yêu cầu kinh phí rất lớn nên chưa thể thực hiện được.
Phương pháp tính toán tốc độ sạt lở bờ sông bằng công thức kinh nghiệm hoặc
bằng các mô hình toán là mô phỏng những diễn biến đường bờ sông bằng các mô hình
tóan. Hai phương pháp này đã được sử dụng rộng rãi, đã được kiểm nghiệm thực tế nhiều
nơi trên thế giới và có chi phí thấp hơn rất nhiều so với phương pháp mô hình vật lý.
Trên thế giới có nhiều mô hình toán đã được xây dựng và tùy theo điều kiện mỗi nước

Đại, Hàm Luông, Cổ Chiên.
+ Ngã ba các sông nhỏ, rạch, kênh đổ vào các sông lớn như: sông An Hóa, Bình
Châu, Chợ Lách, Mỏ Cày, Vàm Cái Quao; các rạch Bà Bừa, Bến Xoài, kênh Tổng Cang.
+ Các khu vực sông có dòng chủ lưu ép sát bờ như đọan sông Mỹ Tho tại xã Phú
Túc, huyện Châu Thành, sông Cổ Chiên tại xã Nhuận Phú Tân, huyện Mỏ Cày …
+ Trên các sông nhỏ, kênh, rạch nơi mật độ các phương tiện giao thông thủy là rất
lớn và liên tục ngày đêm.
Đặc điểm sạt lở bờ không những xảy ra tại các đọan sông cong, các đọan phân nhập
lưu mà còn tại nhiều đọan sông thẳng nơi có dòng chủ lưu ép sát bờ như trường hợp sông
Mỏ Cày và đặc biệt hai bên bờ sông An Hóa (đoạn nối tiếp của sông Bến Tre ra sông Mỹ
Tho – Cửa Đại) từ khi cống đập Ba Lai đưa vào vận hành (năm 2002) đến nay tình hình sạt
lở bờ đã xảy ra trên diện rộng và ngày càng nghiêm trọng, nhất là đoạn ngã tư sông Ba Lai
– An Hóa và khu vực cầu An Hóa.
II. TÍNH TOÁN DỰ BÁO SẠT LỞ BỜ SÔNG, RẠCH BẰNG CÁC
CÔNG THỨC KINH NGHIỆM:
II.1. Tính toán bằng công thức kinh nghiệm:
Hiện nay các công thức kinh nghiệm của một số các chuyên gia như A. Popov, I.
A. Ibadzade, P.N. Turin và N.I. Abdurapov (Liên Xô cũ), Hickin - Nanson (Đan Mạch),
S. B. Yabusaki và M.H. Ikeda (Nhật), B. Predwojski, B. Blazejewski (Ba Lan) là được sử
dụng nhiều nhất trong các trường hợp có số liệu đo đạc trong nhiều năm, nhưng sau đó
không có số liệu đo đạc nữa và vì vậy có thể sử dụng các công thức này để tính toán dự
báo tốc độ sạt lở bờ sông dựa theo số liệu đo đạc đã có.
Nghiên cứu các tài liệu thu thập và số liệu đo đạc địa hình, địa chất, thủy văn, tốc
độ sạt lở bờ của nhiều sông rạch ở Bến Tre, đã sử dụng công thức Popov (áp dụng với bờ
sông thẳng nơi có dòng chủ lưu ép sát bờ), công thức Ibadzade và Turin (áp dụng đối với
đoạn sông cong) để tính toán dự báo tốc độ sạt lở bờ cho một số sông lớn trên địa bàn
Bến Tre vì có rất nhiều điểm tương đồng như những điều kiện mà các tác giả trên đã tính
toán cho các bờ sông khác.
2
max

: Mức độ thay đổi của đường bờ;
q: Lưu lượng đơn vị dòng chảy;
h: Chiều sâu của sông;
B: Chiều rộng mặt thoáng;
G: Hàm lượng bùn cát;
β: Hệ số cố kết của vật liệu tạo nên lòng dẫn;
φ: Hệ số biểu thị hình dạng lòng dẫn.
Đối với từng khu vực bị sạt lở cần phải phân tích và lựa chọn các yếu tố chính,
còn các yếu tố phụ có thể bỏ qua, ngoài ra còn phải xét đến các yếu tố khác chẳng hạn
như sự mất cân bằng cơ học, lượng ngậm nước của đất bờ, sự tác động của sóng (đối với
các vùng cửa sông) hay sóng do tác động của tàu, thuyền
Để tính toán tốc độ xói lở bờ cho một số khu vực các sông thuộc tỉnh Bến Tre đã
phân tích và chọn lọc các công thức kinh nghiệm trên cho phù hợp với các điều kiện về
địa hình, địa chất, thủy văn từng khu vực và đã chọn được các công thức của Popov,
Ibadzade và Turin.
II.3. Tính toán bằng các công thức kinh nghiệm và xác định phạm vi xói
lở bờ của các khu vực tỉnh Bến Tre:
a) Công thức Popov (sử dụng với đọan sông thẳng nơi có dòng chủ lưu ép sát
bờ):
Công thức Popov tính xói lở bờ đọan sông thẳng nơi có dòng chủ lưu ép sát bờ,
với giả thiết đáy sông càng sâu lở càng mạnh và có dạng:
Trong đó:
B
xi
: Tốc độ xói lở ngang (m/năm) tại mặt cắt thứ i
α: Hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên của từng khu vực.
F: Diện tích khối đất bờ bị xói lở trong thời gian T năm (m
2
)
L: Chiều dài bờ bị xói lở của từng thời gian (m)

0
) trong
mỗi thời kỳ;
- Lập quan hệ giữa B
xi
thực đo và thông số X = (H
max
-H)/(H
0
-H), sau đó xác định
hệ số thực nghiệm α theo phương pháp sai số bình phương trung bình nhỏ nhất.
Dựa vào tài liệu đo đạc, khảo sát thực tế các khu vực bờ bị sạt lở mạnh theo từng
năm từ năm 1997 đến 2006 và tài liệu thu thập, kế thừa của các đề tài dự án trước đây đã
tiến hành xây dựng đường quan hệ giữa Bxi với X = (H
max
-H)/(H
0
-H) và đã tính toán các
khu vực bị sạt lở bờ cho một số khu vực như sau:
• Sông Mỏ Cày: đoạn sông thẳng từ cầu Mỏ Cày đến ngã tư khúc sông cong thuộc
khuôn viên Ủy ban nhân dân Huyện, nơi dòng chủ lưu với vận tốc V
max
= 1,85m/s ép sát
bờ;
• Sông Mỏ Cày: đoạn sông thẳng từ khuôn viên UBND Huyện đến rạch An Bình,
ấp An Thới, xã Phước Hiệp, nơi dòng chủ lưu với vận tốc V
max
= 1,67m/s ép sát bờ;
b) Công thức kinh nghiệm Ibadzade và Turin (áp dụng đối với đoạn sông cong):
Công thức Ibadzade và Turin tính toán tốc độ xói lở bờ đối với các đoạn sông cong,

0
bởi một
tham số nào đó thì sẽ xuất hiện phương trình vi phân như sau:
xi
xi
dB
B
d
α
ρ
= −
với ρ = R/B (6)
Nếu như trong công thức (6), hệ số α là không đổi (α = const) thì nếu tích phân vế
thứ nhất của phương trình này từ Bxi đến Bx
0
và vế thứ hai từ ρ đến 0 ta nhận được:

0
0
(7)
x
xi
B
xi
xi
B
dB
d
B
ρ

R
i
: Bán kính cong tại mặt cắt thứ i (m);
B
i
: Chiều rộng sông tại mặt cắt thứ i (m);
α: Hệ số thực nghiệm.
Các bước tiến hành để xác định hệ số thực nghiệm α và Bx
0
trong công thức này
là:
- Mô phỏng tương đối chính xác nhất đường bờ sông khu vực bị xói lở cho các
giai đoạn có tài liệu đo đạc bằng những đường Parabol có dạng y = ax
2
;
- Xác định bán kính cong (Ri) cho các mặt cắt sông tại khu vực xói lở, tương ứng
với từng giai đoạn có tài liệu đo đạc khảo sát đường bờ theo công thức (3);
- Xác định chiều rộng lòng sông (Bi) tại các mặt cắt trong mỗi giai đoạn;
- Xác định vận tốc xói lở thực đo (Bxi) tại các mặt cắt tính toán qua từng giai đoạn;
- Lập bảng tính toán, xây dựng quan hệ giữa Bxi và Ri/Bi, sau đó xác định hệ số
thực nghiệm ( và Bx
0
theo phương pháp sai số bình phương tối thiểu.
Dựa vào tài liệu đo đạc, khảo sát thực tế các khu vực bờ sông bị sạt lở mạnh theo
từng năm từ 1997 đến 2006 và tài liệu thu thập, kế thừa của các đề tài dự án trước đây đã
tiến hành tính toán các khu vực bị sạt lở bờ cho đọan sông Hàm Luông, đoạn cù lao Tiên
Lợi thuộc xã Tiên Long, huyện Châu Thành;
III. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN:
Dựa vào tài liệu thực đo về địa hình, địa chất, thủy văn từ 1997 đến 2006, kế thừa
kết quả của các đề tài, dự án trước đây và kết quả điều tra dân gian, khảo sát hiện trạng

0
-H), sau đó xác định
hệ số thực nghiệm (theo phương pháp sai số bình phương trung bình nhỏ nhất).
F/LT M/C tính
toán
Hmax (m) (Hmax i -H)/
(H
0
-H)
Tốc độ xói lở bờ
Thực đo
(1997-2002)
Tính toán
Bxi (m/năm) Bxi (m/năm)
3.72
1 5.26 0.707 1.25 1.61
2 5.12 0.850 1.18 1.36
3 5.18 0.752 1.20 1.45
4 5.20 0.767 1.30 1.49
5 5.08 0.887 1.41 1.34
6 4.98 1.023 1.43 1.30
7 4.89 0.827 1.35 1.43
8 4.87 1.015 1.45 1.25
9 4.91 0.744 1.42 1.54
10 4.88 0.992 1.47 1.21
11 4.95 0.872 1.52 1.43
12 4.97 1.045 1.68 1.36
Bảng 1: Các kết quả xói lở bờ sông Mỏ Cày giữa thực đo và tính toán (1997 – 2002)
F/LT M/C tính
toán

1997-2002 Bxi =3.624(F/LT) x 3.72 3.624 0.802
2002-2006 Bxi =3.625(F/LT) x 5.65 3.625 0.882
Bảng 3: Sự tương quan giữa các hệ số ứng với từng giai đoạn
6
Qua quá trình ứng dụng công thức kinh nghiệm theo dạng Popov để tính tốc độ
xói lở bờ sông Mỏ Cày khu vực từ cầu Mỏ Cày đến UBND Huyện, có thể đưa ra một số
nhận xét như sau:
• Hệ số tương quan trong hai giai đoạn là 0,802 và 0,882 đều khá lớn cho nên có
sự liên hệ chặt chẽ giữa các đại lượng nghiên cứu;
• Công thức kinh nghiệm của Popov có thể áp dụng để tính toán tốc độ xói lở bờ
cho những đoạn bờ có hình dạng bất kỳ;
• Hệ số thực nghiệm α ít thay đổi trong hai giai đoạn tính toán vì vậy sẽ dùng để
tính toán dự báo tốc độ xói lở trong các giai đoạn tiếp theo cho đoạn sông Mỏ Cày này;
• Kết hợp và phân tích số liệu thực đo của cả hai giai đoạn cho đoạn sông Mỏ Cày
có thể đề xuất công thức tổng quát theo dạng Popov tính toán tốc độ xói lở bờ cho khu
vực này chung cho tất cả các thời đoạn với R
0
= 0,82.
Bxi = 3.624F/(LT)x; RO = 0,82.
III.2. Đoạn sông từ UBND huyện đến rạch An Bình, xã Phước Hiệp:
Đoạn này có chiều dài khoảng 650m cũng là một đoạn sông thẳng.Tài liệu khảo
sát và thu thập về địa hình, địa chất, thủy văn của đọan sông này gồm:
• Tài liệu địa hình sông Mỏ Cày do Viện Khoa học Thủy lợi thực hiện trong các
năm 1998 và 2003, các tài liệu thu thập được trong hai giai đoạn từ 1997-2002 và từ 2002
đến 2006
• Tài liệu khảo sát thủy văn của các năm 1998 và 2003 cho thấy lưu tốc lớn nhất
của đoạn sông này là 1,67m/s.
Dựa vào các tài liệu này đã tiến hành các bước tính toán để xác định hệ số thực
nghiệm trong công thức này cùng mộ phương pháp giống như đọan sông thẳng ở trên:
Hình 1. Quan hệ giữa tốc độ xói lở bờ sông Mỏ Cày khu vực từ cầu Mỏ Cày đến UBND Huyện

Bxi (m/năm) Bxi (m/năm)
3.20
1 7.41 0.951 1.05 1.52
2 7.00 0.745 1.27 1.36
3 6.35 0.762 1.44 1.45
4 5.57 0.565 1.28 1.38
5 5.40 0.525 1.45 1.34
6 5.26 0.567 1.64 1.30
7 6.35 0.749 1.51 1.43
8 7.15 0.939 1.33 1.51
9 7.08 0.901 1.58 1.46
10 6.18 0.709 1.39 1.38
11 5.58 0.578 1.49 1.36
12 5.36 0.515 1.57 1.32
Bảng 4: Các kết quả xói lở bờ sông Mỏ Cày giữa thực đo và tính toán (1997 – 2002)
F/LT M/C tính
toán
Hmax (m) (Hmax i -H)/
(H
0
-H)
Tốc độ xói lở bờ
Thực đo
(2002-2006)
Tính toán
Bxi (m/năm) Bxi (m/năm)
3.26
1 7.90 1.000 1.22 1.95
2 7.75 0.968 1.47 1.66
3 7.68 0.953 1.51 1.96

sông Mỏ Cày này;
• Kết hợp và phân tích số liệu thực đo của cả hai giai đoạn cho đoạn sông Mỏ Cày
có thể đề xuất công thức tổng quát theo dạng Popov tính toán tốc độ xói lở bờ
cho khu vực này chung cho tất cả các thời đoạn với R
0
= 0,82.
Bxi = 5.87F/(LT)x ; Ro = 0,82
Hình 4. Quan hệ giữa tốc độ xói lở bờ sông Mỏ Cày từ UBND Huyện đến rạch An Bình, thôn An
Thới, Phước Hiệp với đại lượng x từ tài liệu thực đo năm 1997-2002.
10
Hình 5. Giai đoạn 2002-2006.
III.3. Các đoạn sơng thẳng khác:
Cùng một phương pháp tương tự, đã áp dụng để tính tốn cho sơng Mỏ Cày đoạn
Kinh Ngang (với các chuỗi tài liệu, số liệu của các giai đoạn từ 1999 – 2003, từ 2003 –
2006); sơng Bình Châu, đoạn từ ngã ba sơng Cửa Đại đến địa phận ấp 5, xã Bình Thắng
(với các chuỗi tài liệu và số liệu của các giai đoạn từ 1997 đến 2001 và từ 2003 – 2005);
bờ trái sơng Cổ Chiên, đoạn từ rạch Bà Bừa đến rạch Bến Xồi, thuộc xã Nhuận Phú
Tân, huyện Mỏ Cày và sơng Cổ Chiên, đoạn cù lao Phú Đa.
III.4. Cơng thức kinh nghiệm Ibadzade đối với đoạn sơng cong:
(Áp dụng tính cho sơng Hàm Lng, đoạn cù lao Tiên Lợi xã Tiên Long, huyện Châu
Thành)
Sơng Hàm Lng đến địa phận xã Tân Phú, huyện Châu Thành thì bị cù lao Tiên
Lợi phân lạch thành hai dòng chảy vào hai nhánh sơng: dòng thứ nhất chảy vào nhánh
bên phải thuộc địa phận xã Long Thới, huyện Chợ Lách, còn dòng thứ hai chảy vào
nhánh bên trái thuộc địa phận các xã Tân Phú và Tiên Long, huyện Châu Thành. Dòng
chảy nhánh bên phải (đoạn sơng thẳng) có vận tốc khá mạnh (V
max
= 1,73m/s), còn dòng
chảy bên nhánh trái có vận tốc hơi yếu hơn (V
max

1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2
0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1
x=(Hmaxi-H)/(Ho-H)
Tốc độ xói Bxi(m/năm)
11
T cỏc s liu thc o v thu thp v a hỡnh, thy vn, cỏc bc tớnh túan bng
cụng thc kinh nghim Ibadzade c thc hin nh sau:
- Chia ng b l di 3.250m thnh 15 mt ct ngang sụng;
- Xỏc nh to x v y ca ng vin b theo 15 mt ct;
- Xỏc nh bỏn kớnh cong v chiu rng ca tng mt ct ngang;
- Xỏc nh h s a ca phng trỡnh y = ax
2
.
- Lp bng tớnh toỏn h s thc nghim ca tng mt ct;
T cỏc h s thc nghim tin hnh tớnh toỏn cỏc tr s Bxi c trng cho tc
xúi l b ca tng mt ct theo tng nm.
Hỡnh 6: B sụng Hm Luụng (on cự lao Tiờn Li)
Bng 7: Tc xúi l b sụng Hm Luụng on sụng cong theo cụng thc thửùc nghieọm
Ibadzade, giai ủoaùn 1997 1999.
Phng trỡnh
ng b l
Mt
ct
Ta

12 -940 475 2054 377 5,45 3,1 4,3
13 -1040 650 2065 381 5,42 3,7 4,3
14 -1260 820 2108 374 5,64 3,5 4,5
15 -1500 1010 2036 355 5,74 2,8 4,6
Bng 8: Tc xúi l b sụng Hm Luụng on sụng cong theo cụng thc thc nghim
Ibadzade, giai on 2003 2005.
Phng trỡnh
ng b l
Mt
ct
Ta
X
Ta
Y
R
i
(m) B
i
(m) R
i
/B
i
Bxi (o)
(m/nm)
B
xi
(tớnh)
(m/nm)
1 1210 470 1936 445 4,35 3,8 4,1
2 985 370 2061 452 4,56 3,2 3,1

, còn
13
đối với những đoạn sông cong khác không đối xứng thì không thể áp dụng được. Phân
tích lựa chọn và tính toán tất cả đoạn sạt lở trên địa bàn tỉnh Bến Tre chỉ có thể áp dụng
được đối với đoạn sông cong trên sông Hàm Luông đoạn cù lao Tiên Lợi, còn đối với
một số đoạn sông cong khác thì kết qủa tính toán không chính xác, vì vậy trong bài báo
này chỉ áp dụng công thức kinh nghiệm Ibadzade để tính toán cho đoạn sông cong nói
trên.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ:
Sử dụng các công thức kinh nghiệm Popov đối với đoạn sông thẳng nơi có dòng
chủ lưu ép sát bờ và công thức Ibadzade đối với đoạn sông cong để tính toán xói lở bờ
một số sông lớn trên địa bàn tỉnh Bến Tre đã cho các kết quả khá tốt. Số liệu thực đo và
số liệu tính toán về cơ bản là không khác nhau nhiều. Các hệ số tương quan thay đổi từ
0,81 đến 0,86 cho thấy có thể sử dụng các công thức này để tính toán dự báo tốc độ sạt lở
bờ sông, rạch trên địa bàn tỉnh Bến Tre với điều kiện phải có chuỗi số liệu quan trắc tại
hiện trường trong một khoảng thời gian nhất định để làm số liệu đầu vào cho việc tính
toán.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.Tiêu chuẩn ngành công trình bảo vệ bờ sông chống lũ; 1991 - Bộ Thủy lợi.
2.Báo cáo nghiên cứu khả thi dự án công trình bảo vệ bờ sông Mỏ Cày khu vực
thị trấn Mỏ Cày- tỉnh Bến Tre; 1998 - Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam.
3.Nghiên cứu dự báo xói lở phòng tránh giảm nhẹ thiên tai trên sông Cửu Long;
12/1997 - PGS Lê Ngọc Bích và các tác giả
4.GS.TSKH Nguyễn Ân Niên, PGS. Lê Ngọc Bích, PGS.TS. Lương Phương Hậu:
“Nghiên cứu dự báo biến hình lòng sông” TP. Hồ Chí Minh, 3/1998
5.Biến hình lòng sông; 1996 - Ibadzade I.A., Kiacbeili T.H., Baky
6.Đề tài: “Điều tra diễn biến tác động của môi trường sau khi xây dựng hệ thống
cống đập Ba Lai – Cầu Sập và định hướng các giải pháp tổng hợp để khai thác hợp lý tối
ưu vùng dự án và hạn chế xấu diễn biến môi trường các vùng nhạy cảm”, 2003-2005,
Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam