Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ.
BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM Chương trình bảo vệ môi trường và phòng tránh thiên tai ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU CẤP NHÀ NƯỚC – MÃ SỐ KC-08.29 NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KHCN ĐỂ ỔN ĐỊNH LÒNG DẪN HẠ DU HỆ THỐNG SÔNG ĐỒNG NAI - SÀI GÒN PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN KINH TẾ - XÃ HỘI VÙNG ĐÔNG NAM BỘ Chuyên đề 5: NGHIÊN CỨU DỰ BÁO TỐC ĐỘ XÓI LƠÛ, BỒI TỤ, HOẠCH ĐỊNH HÀNH LANG ỔN ĐỊNH ĐỂ KHAI THÁC VÀ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG HẠ DU SÔNG ĐỒNG NAI-SÀI GÒN Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS. Hoàng Văn Huân Chủ nhiệm chuyên đề: ThS. Nguyễn Đức Vượng Tham gia thực hiện: KS. Phạm Trung ThS. Nguyễn Anh Tiến KS. Hoàng Đức Cường KS. Trương Thò Nhàn KS. Lê Văn Tuấn TS. Huỳnh Thanh Sơn ThS. Trònh Văn Hạnh ThS. Lâm Đạo Nguyên 5982-6 21/8/2006 MC LC Chơng i: mở đầu .4 I.1. Đặt vấn đề .4 I.2. mục Đích, phạm vi nghiên cứu 4 I.3. cách tiếp cận, phơng pháp thực hiện .5 I.4. Tình hình nghiên cứu trong nớc, ngoài ngớc 5 I.4.1. Tình hình nghiên cứu trong nớc 5 I.4.2. Tình hình nghiên cứu ngoài ngớc 6 Chơng ii: nghiên cứu dự báo xói sâu 8 II.1. Nghiên cứu dự báo xói sâu theo công thức kinh nghiệm 8 II.2. Kết quả dự báo xói sâu sau các hồ Trị An, Dầu Tiếng bằng mô hình MIKE 11 18 II.2.1. Giới thiệu mô hình toán MIKE 11 với mô đun bùn cát ST 18 II.2.2. Thiết lập sơ đồ tính toán .18 II.2.2.1. Dữ liệu sử dụng .18 1. Dữ liệu địa hình .18 2. Dữ liệu thủy văn 19 3. Dữ liệu bùn cát 19 II.2.2.2. Sơ đồ hóa mạng lới sông 19 II.2.2.3. Điều kiện biên của mô hình 20 1. Biên thủy lực .20 2. Biên bùn cát 20 II.2.2.4. Các tham số sử dụng trong mô hình 20 1. Các tham số thủy lực 20 2. Các tham số bùn cát .21 II.2.3. Kết quả hiệu chỉnh mô hình thủy lực .21 II.2.3.1. Hiệu chỉnh lu lợng nớc .21 II.2.3.2. Hiệu chỉnh mực nớc .25 II.2.4. Kết quả tính toán dự báo xói sâu cho các khu vực trọng điểm .27 II.2.4.1. Xác định biểu đồ dòng chảy cho giai đoạn dự báo 27 II.2.4.2. Một số kết quả tính toán dự báo 27 Chơng iii: dự báo xu thế biến đổi lòng dẫn hạ du sông đồng nai - sài gòn .33 iii.1. dự báo từ tài liệu thực đo - công thức kinh nghiệm 33 iii.2. dự báo xói lở theo kết quả khảo sát địa vật lý 35 III.2.1. Phơng pháp radar xuyên đất (GPR) .35 1. Cơ sở vật lý - địa chất của phơng pháp GPR 35 2. Dị thờng radar trên hang và mặt ranh giới .36 3. Thiết bị khảo sát. .37 4. Phơng pháp khảo sát .38 5. Xử lý số liệu 38 III.2.2. Phơng pháp thăm dò điện .38 1. Cơ sở lý thuyết 38 2. Phân tích tài liệu: .39 3. Thiết bị khảo sát 40 III.2.3. Kết quả khảo sát .40 1. Khu vực Thanh Đa .40 2. Khu vực cầu Bình Phớc .54 3. Bên tả sông Đồng Nai cù lao Phố, Biên Hòa .56 4. Khu vực Tân Uyên bên bờ hữu sông Đồng Nai .56 5. Khu vực Mơng Chuối .57 6. Khu vực ngã ba sông Nhà Bè với Soài Rạp .58 III.3. dự báo biến đổi lòng dẫn theo phơng pháp phân tích tài liệu không ảnh, ảnh viễn thám .60 Chơng IV: tính toán dự báo biến đổi lòng dẫn hạ du đồng nai - sài gòn bằng mô hình toán hai chiều mike 21c .71 iv.1. Giới thiệu mô hình toán MIKE 21C 71 iv.1.1. Giới thiệu mô hình toán MIKE 21C .71 1.Tổng hợp lới cong .71 2. Mô đun tính toán thủy lực 72 3.Dòng chảy vòng .74 4. Mô đun tính toán vận chuyển bùn cát .76 5. Một số công thức tính toán bùn cát lơ lửng (Ssl) 77 6. Một số công thức tính toán bùn cát đáy (Sbl) 77 7. Mô đun tính toán hình thái sông 78 iv.1.2.Trình tự tính toán mô hình cho các khu vực: .79 IV.2. ứng dụng mike 21c Dự báo biến đổi lòng dẫn sông Sài Gòn khu vực Thanh Đa, thành phố Hồ Chí Minh 80 IV.2.1. Thiết lập, hiệu chỉnh mô hình 80 1. Giới thiệu đoạn sông nghiên cứu .80 2. Dữ liệu địa hình .81 3. Dữ liệu thủy văn 81 4. Dữ liệu bùn cát 81 5. Lới tính toán 82 6. Kết quả hiệu chỉnh mô hình thủy lực 82 7. Kết quả kiểm định mô hình hình thái sông .83 IV.2.2. Tính toán, dự báo biến đổi lòng dẫn .84 1. Tính toán biến đổi lòng dẫn với kịch bản năm lũ lớn tơng tự 2000 .84 2. Dự báo biến đổi lòng dẫn đến năm 2010 87 IV.3. ứng dụng MIKE 21C Dự báo biến đổi lòng dẫn sông Đồng Nai khu vực thành phố Biên Hòa 94 IV.3.1. Thiết lập, hiệu chỉnh mô hình 94 1. Giới thiệu đoạn sông nghiên cứu .94 2. Dữ liệu địa hình .96 3. Dữ liệu thủy văn 96 4. Dữ liệu bùn cát 97 5. Lới tính toán 97 6. Kết quả hiệu chỉnh mô hình thủy lực 98 7. Kết quả kiểm định mô hình hình thái sông .101 V.3.2. Tính toán, dự báo biến đổi lòng dẫn .104 1. Tính toán biến đổi lòng dẫn với kịch bản năm lũ lớn tơng tự 2000 .104 2. Dự báo biến đổi lòng dẫn đến năm 2010 109 iv.4. ứng dụng mike 21c Dự báo biến đổi lòng dẫn sông NHà Bè 115 IV.4.1 Thiết lập, hiệu chỉnh mô hình .115 1. Giới thiệu đoạn sông nghiên cứu .115 2. Dữ liệu địa hình .116 3. Dữ liệu thủy văn 116 4. Dữ liệu bùn cát 117 5. Thiết lập lới tính toán .117 6. Kết quả hiệu chỉnh mô hình thủy lực 117 7. Kết quả kiểm định mô hình hình thái sông .118 IV.4.2 Tính toán, dự báo biến đổi lòng dẫn 119 1. Tính toán biến đổi lòng dẫn với kịch bản năm lũ lớn tơng tự 2000 .119 2. Dự báo biến đổi lòng dẫn đến năm 2010 121 iV.5. Nhận xét và kiến nghị 126 1. Công cụ dự báo xói bồi lòng dẫn .126 2. Độ tin cậy của kết quả tính toán 126 3. Kiến nghị 126 Chơng v: Xác định hành lang AN TOàN ven SÔNG hạ du sông đồng nai - sài gòn phục vụ phát triển kinh tế - x hội vùng đông nam bộ 130 V.1 đặc điểm sạt lở hạ du hệ thống sông Đồng Nai - Sài Gòn. 127 V.1.2 Đặc điểm sạt lở bờ sông hạ du sông Đồng Nai - Sài Gòn .128 V.2. Mục đích xác định hành lang an toàn ven sông 131 V.2.1. Khái niệm về hành lang an toàn ven sông .131 V.2.2. Mục đích xác định hành lang an toàn ven sông .132 V.3 Tính toán xác định chiều rộng an toàn cho các khu vực trọng điểm hạ du sông Đồng Nai - Sài Gòn. 132 V.3.1. Xác định chiều rộng an toàn theo công thức kinh nghiệm 132 V.3.2. Xác định chiều rộng xói dự báo theo phần mềm GEO-Slope 134 V.4. đề nghị hành lang an toàn ven sông các khu vực trọng điểm hạ du đồng nai-sàI gòn .143 V.5. dự báo xói lở bồi tụ cho các khu vực hạ du hệ thống sông đồng nai-sàI gòn .143 Chơng vI: công nghệ dự báo xói bồi hạ du đồng nai-sài gòn 152 Vi.1. MụC ĐíCH, YÊU CầU 152 VI.2. MộT Số ĐặC ĐIểM CHíNH CủA xói lở bờ sông Hạ DU ĐồNG NAI-SàI GòN 152 VI.3. CáC PHƯƠNG PHáP Dự BáO SạT Lở .153 VI.4. CƠ Sở KHOA HọC XÂY DựNG QUI TRìNH CÔNG NGHệ Dự BáO .154 VI.5. QUI TRìNH CÔNG NGHệ Dự BáO XóI Lở BồI Tụ ở CáC KHU VựC TRọNG ĐIểM Hạ DU ĐồNG NAI - SàI GòN 156 VI.6. TRìNH Tự CáC BƯớC THựC HIệN TRONG QUI TRìNH CÔNG NGHệ Dự BáO XóI Lở BồI Tụ ở CáC KHU VựC TRọNG ĐIểM Hạ DU ĐồNG NAI - SàI GòN 157 Chơng viI : kết luận và kiến nghị 159 VIi.1. Kết luận: 159 vii.2. KIếN NGHị: 159 TàI LIệU THAM KHảO 160 Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ. CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam 4Chơng i: mở đầu I.1. Đặt vấn đề Dọc theo hai bên bờ các sông rạch thuộc HDSĐNSG tập trung hầu hết những khu đô thị lớn và hàng chục thị xã, thị trấn, thị tứ, khu dân c đông đúc, cơ sở hạ tầng quan trọng Trong khi chúng ta rất cần sự ổn định các điều kiện hạ tầng cơ sở để nâng cao và tăng nhanh tốc độ phát triển kinh tế, thực hiện nhanh bớc chỉnh trang đô thị thì hiện tợng sạt lở bờ sông đã xảy ra liên tiếp và nghiêm trọng, xói lở, bồi tụ lòng sông diễn ra ngày càng phức tạp, dọc theo 2 bên bờ sông Đồng Nai - Sài Gòn, làm sụp đổ, nhấn chìm nhiều nhà cửa, ruộng vờn và cơ sở hạ tầng làm thiệt mạng nhiều ngời ảnh hởng trực tiếp đến các khu dân c, đến quy hoạch và phát triển dân sinh, kinh tế, xã hội và môi trờng đã làm chậm lại tốc độ đô thị hóa và tốc độ tăng trởng kinh tế của khu vực. Thiên tai do bão, lũ lụt đợc cảnh báo, dự báo trớc đã phòng, tránh, giảm nhẹ thiên tai cho Nhà nớc và nhân dân. Chính vì vậy, việc dự báo sạt lở bờ sông, xác định hành lang an toàn để phục vụ khai thác phát triển bền vững ở HDSĐNSG rất cần thiết để các cấp chính quyền địa phơng và ngời dân chủ động di dời. Đây là một trong các nội dung mà đề tàI KC-08.29 Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn HDSĐNSG phục vụ phát triển kinh tế - xã hội vùng Đông Nam Bộ phải thực hiện thông qua báo cáo chuyên đề: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở bờ, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững HDSĐNSG. I.2. Mục đích, phạm vi nghiên cứu 1. Mục đích nghiên cứu - Xác định các công thức kinh nghiệm, bán kinh nghiệm tính toán dự báo biến đổi lòng dẫn. - ứng dụng các công cụ: địa vật lý, công nghệ GIS, mô hình toán Mike 11, Mike 21C để nghiên cứu dự báo xói bồi lòng dẫn HDSĐNSG. - Xác định hành lang ổn định để phát triển bền vững HDSĐNSG. - Đa ra công nghệ dự báo xói bồi HDSĐNSG. 2. Phạm vi nghiên cứu Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ. CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam 5- HDSĐNSG. - Các khu vực xói bồi trọng điểm: đô thị lớn, khu dân c, cơ sở hạ tầng quan trọng. I.3. cách tiếp cận, phơng pháp thực hiện Hiện nay có nhiều phơng pháp dự báo sạt lở bờ sông, xác định hành lang an toàn. Mỗi phơng pháp đều có những u điểm và hạn chế. Chuyên đề nghiên cứu dự báo và xác định hành lang an toàn cho các khu vực trọng điểm HDSĐNSG theo các phơng pháp: + Phơng pháp 1: theo công thức kinh nghiệm dựa theo tài liệu thực đo; + Phơng pháp 2: theo mô hình toán hai chiều (xói bồi lòng dẫn và bờ sông) Đối với bộ mô hình toán họ MIKE của Viện Thủy lực Đan Mạch, có hai mô hình có khả năng tính toán xói bồi lòng dẫn cho bùn cát không kết dính, đó là mô hình MIKE11 và MIKE21C. Mỗi mô hình có những u điểm và hạn chế khác nhau. + Phơng pháp 3: tính dựa theo phạm vi xâm lấn của cung trợt sâu (Phơng pháp Geo - Slope) dựa theo đặc điểm lòng dẫn, địa chất, dòng chảy trong sông . + Phơng pháp 4: tổng hợp, phân tích kết quả từ 3 phơng pháp trên kết hợp với điều tra thực tế, phân tích giải đoán ảnh hàng không+ảnh viễn thám, kết quả khảo sát địa vật lý (công nghệ không phá huỷ). I.4. Tình hình nghiên cứu trong nớc, ngoài ngớc I.4.1. Tình hình nghiên cứu trong nớc ở miền Nam sau năm 1975, công tác nghiên cứu diễn biến lòng sông và công trình chỉnh trị mới bắt đầu triển khai chủ yếu ở Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam và một phần ở các cơ quan thuộc Bộ Nông nghiệp & PTNT, Tổng cục Địa chính, Tổng cục Địa chất, Đại học Bách khoa TP.HCM và Trung tâm Công nghệ quốc gia, . thông qua các đề tài nghiên cứu, các dự án cấp Tỉnh, cấp Thành phố, cấp Bộ và cấp Nhà nớc: - Các công trình nghiên cứu về thủy lực sông ngòi của các tác giả: Nguyễn Ân Niên, Nguyễn Nh Khuê, Nguyễn Sinh Huy . - Các công trình nghiên cứu về hình thái sông Cửu Long, Đồng Nai Sài Gòn của các tác giả: Lê Ngọc Bích, Lơng Phơng Hậu. - Các công trình nghiên cứu về quy luật diễn biến lòng sông, diễn biến đờng bờ sông Cửu Long, sông Đồng Nai Sài Gòn của các tác giả: Lê Ngọc Bích, Lơng Phơng Hậu, Tô Quang Thịnh, Hoàng Văn Huân, . Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ. CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam 6- Các công trình nghiên cứu dự báo sạt lở bờ sông Cửu Long của các tác giả: Lê Ngọc Bích, Lơng Phơng Hậu, Nguyễn Ân Niên, Lê Mạnh Hùng . - Trong năm 1999 2000 với chơng trình nghiên cứu dự báo sạt lở bờ sông, bờ biển, các đề tài nghiên cứu cấp Nhà nớc: Nghiên cứu dự báo phòng chống sạt lở bờ sông Hồng, sông Thái Bình do Trần Xuân Thái chủ trì. Nghiên cứu dự báo phòng chống sạt lở bờ các sông miền Trung do Đỗ Tất Túc và các tác giả khác cùng chủ trì. Nghiên cứu dự báo phòng chống sạt lở bờ trên sông Cửu Long do Lê Mạnh Hùng chủ trì. Kết quả nghiên cứu của các đề tài trên bớc đầu đã làm rõ đợc bức tranh toàn cảnh thực trạng tình hình sạt lở bờ sông ở Việt Nam, đã thu thập và hệ thống đợc khối lợng tài liệu cơ bản lớn và bớc đầu đề xuất đợc phơng pháp dự báo xói lở bờ. Tuy nhiên vấn đề qui luật xói bồi, biến hình lòng sông cũng nh dự báo qui luật đó là những vấn đề hết sức phức tạp xảy ra trong một không gian rộng với những đặc thù riêng, đặc biệt là đối với sông vùng triều. Kết quả nghiên cứu các qui luật này còn quá ít, do đó đây vẫn là vấn đề nan giải của thế giới, cho nên cần phải tiếp tục nghiên cứu. Một số đoạn sông Cửu Long đã đợc Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam ứng dụng mô hình toán MIKE 21C trong các đề tài nghiên cứu nh: + Đoạn Long Xuyên trên sông Hậu: diễn tả quá trình xói bồi, đặc biệt là bồi lắng nhánh trái cù lao Ông Hổ. + Đoạn Tân Châu - Hồng Ngự trên sông Tiền đã đợc xem xét diễn biến trong giai đoạn 200442007 cho thấy xói lở nhánh Long Khánh tiếp tục gia tăng và bồi lắng nhánh Hồng Ngự có xu thế làm thoái hoá nhánh Hồng Ngự. Kè Tân Châu cũng đợc đa vào xem xét diễn biến trớc và sau công trình kè. Kết quả cho thấy kè có nguy cơ bị xói lở đặc biệt ở phần hạ lu. Một vài phơng án công trình kè mỏ hàn đợc đa ra để duy trì sự phân phối lu lợng hợp lý giữa hai nhánh Long Khánh và Hồng Ngự (tỷ lệ 50% mỗi nhánh). I.4.2. Tình hình nghiên cứu ngoài ngớc Nhiều nhà khoa học về sông ngòi trên thế giới đã đi xây dựng những công thức kinh nghiệm để phục vụ tính toán, lợng hóa đợc sạt lở bờ sông. Điển hình nh Pôpốp, Ibadzade và Turin, Abduraopop, Rozobski và Irmukhamedop .Tuy nhiên, Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ. CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam 7những công thức này đều có tính chất khu vực, vùng. Vì vậy, việc áp dụng cho các sông suối ở nớc ta và đối với hạ du hệ thống Đồng Nai-Sài Gòn cần phải lu ý, có sự điều chỉnh cho thích hợp. Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, nhiều công nghệ mới, thiết bị đo đạc mới hiện đại, có độ chính xác cao ngày càng trợ giúp cho công tác nghiên cứu diễn biến lòng dẫn, dự báo xói bồi biến hình lòng sông. Có thể khẳng định việc phân tích ảnh hàng không, ảnh viễn thám trong một vài thập kỷ gần đây đã va đang đóng góp rất lớn cho nhiều ngành khoa học, phục vụ đời sống. Trong khoảng 10 năm trở lại đây, mô hình MIKE 21C đã đợc ứng dụng nghiên cứu động lực và diễn biến xói bồi lòng sông, đặc biệt ở châu á trong các dự án sau: - Dự án xây dựng cầu qua sông Bramaputra - Jamura ở Bangladesh. Kết quả đã dự báo xói diễn biến lòng sông khu vực xây dựng cầu trong giai đoạn ngắn hạn 3 năm và dài hạn 30 năm. - Dự án ổn định nút thắt nhập lu Chatomuk giữa các sông Bassac, Mekong, Tonlesap của Campuchia. Kết quả đã mô phỏng đợc đặc trng thủy lực và biến động hình thái trong khu vực và đề xuất đợc các giải pháp ổn định khu vực này. - Henrik Garsdal, Carsten Staub & Hans Enggrob (1999) mô phỏng vùng ngã ba sông Gorai, Bangladesh. Trong vòng một thập kỷ, dòng chảy sông bị suy thoái một cách đáng kể và gần nh khô cạn trong mùa khô. Mô hình MIKE 21C mô phỏng diễn biến thủy lực, bùn cát và hình thái sông trớc và sau khi nạo vét với nhiều kịch bản khác nhau về dòng chảy và phạm vi nạo vét. Từ đó đề xuất những vị trí cần nạo vét thờng xuyên và thời điểm thích hợp để bắt đầu nạo vét. Kết quả cho thấy MIKE 21C là một công cụ thích hợp để mô phỏng những điều kiện môi trờng phức tạp. Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ. CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam 8Chơng ii nghiên cứu dự báo XóI SÂU II.1. Nghiên cứu dự báo xói sâu theo công thức kinh nghiệm II.1.1. Giới thiệu Khi dòng chảy qua những đoạn sông cong, dới tác dụng của lực quán tính ly tâm sẽ có dòng chảy vòng hớng ngang, làm cho ở dới đáy dòng nớc chuyển động từ bờ lõm sang bờ lồi, còn ở trên mặt dòng chảy hớng từ bờ lồi sang bờ lõm. Dòng chảy vòng hớng ngang này kết hợp với dòng chảy chính tạo ra dòng chảy xoắn và là nguyên nhân chủ yếu khiến cho bên bờ lõm bị xói và bên bờ lồi bị bồi. ứng suất tiếp lớn nhất của dòng chảy tại chỗ cong có thể lớn gấp hai hay hơn ứng suất tiếp trên đáy sông. Sông càng cong thì hố xói bên bờ lõm càng sâu và bờ sông nơi đó càng dễ mất ổn định. Một số biểu thức kinh nghiệm tính chiều sâu hố xói sẽ đợc áp dụng vào đoạn sông Sài Gòn từ cầu Bình Phớc đến cầu Sài Gòn và so sánh với chiều sâu thực đo trong những năm 1998, 2000 và 2001. Sự phân tích dữ liệu đo đạc cho phép đề xuất một số biểu thức tính chiều sâu hố xói trong đoạn sông nói trên. II.1.2. Một số biểu thức kinh nghiệm tính chiều sâu hố xói ở đoạn sông cong: Hố xói ở đoạn sông cong có thể đợc ớc tính nhanh nhờ hai phơng pháp sau: * Phơng pháp từ tài liệu địa hình đo đạc: hố xói tại đoạn sông cong ổn định sẽ cho biết chiều sâu hố xói tơng ứng với dòng chảy tạo ra hố xói đó. Một cách ớc tính sơ bộ có thể thích hợp với những đoạn sông cong vừa phải là xem rằng chiều sâu hố xói xấp xỉ bằng chiều sâu nớc ngay trớc và sau đoạn sông cong đó. * Phơng pháp tính toán nhờ những biểu thức kinh nghiệm. Dới đây là một số biểu thức đã đợc đề nghị [1], [2]: 1. Biểu thức của Chatley (1931) hmb/hb = 1 + 2(B/Ro) (2.1) Trong đó: hmb (m) : chiều sâu nớc lớn nhất trong đoạn sông cong (tính từ mặt nớc đến điểm sâu nhất của hố xói) Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp KHCN để ổn định lòng dẫn hạ du hệ thống sông Đồng Nai - Sài Gòn phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng Đông Nam bộ. CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam 9hb: (m): chiều sâu nớc trung bình đoạn sông cong (diện tích mặt cắt ớt/B) B (m): chiều rộng dòng chảy đầy bờ tại đoạn sông cong Ro (m): bán kính bờ lõm của đoạn sông cong 2. Biểu thức của Apmann (1972) hmb/hb = [(n + 1)(B/Ro)]/ [1- (1 - B/Ro)n+1] (2.2) Apmann đã phân tích 18 đoạn sông cong và tìm đợc n = 2,5. 3. Biểu thức của Thorne (1988) Biểu thức này thích hợp với lòng dẫn có đờng kính hạt trung bình từ 0,3ữ63mm: d/hu = 1,07 - log(Rc/B - 2) với 2 < Rc/B < 22 (2.3) Trong đó: d (m): chiều sâu lớn nhất của hố xói tính từ đáy đoạn sông cong đang xét hu (m): chiều sâu dòng chảy trung bình ở ngay phía trớc đoạn sông cong Rc (m): bán kính cong trung bình của đoạn sông cong 4. Biểu thức của Hội kỹ s công binh Mỹ (USACE) (1994) hmb/hu = 3,37 - 1,52 log(Rc/B) (2.4) 5. Biểu thức của Maynord (1996) Biểu thức này thích hợp với lòng dẫn là cát: hmb/hu = 1,8 - 0,051 (Rc/B) + 0,0084 (B/hu) (2.5) Biểu thức (2.5) đợc xây dựng từ dữ liệu đo đạc trên 215 lòng dẫn là cát với những dòng chảy có chu kỳ lập lại từ 1 đến 5 năm và sẽ không đợc áp dụng khi chu kỳ lập lại lớn hơn xảy ra làm cho dòng chảy tràn bờ vợt quá 20% chiều sâu lòng dẫn. Cũng lu ý rằng không có hệ số an toàn nào đợc đa vào biểu thức (2.5), nghĩa là chiều sâu hố xói trung bình dựa trên số liệu đo đạc thực tế. Maynord đề nghị bổ sung một hệ số an toàn = 1,08. Biểu thức (2.5) đợc dùng với 1,5 < Rc/B < 10 (lấy Rc/B = 1,5 khi < 1,5) và bị giới hạn đến 20 < B/hu < 125 (lấy B/hu = 20 khi < 20). 6. Công thức kinh nghiệm ABDURAOPOP Abduraopop đã đa ra 2 sơ đồ dự báo xói lở: tính xói sâu khi bờ cong đợc bảo vệ và tính xói ngang khi bờ không bảo vệ. * Bờ cong đợc bảo vệ: += 125,6121 xPVVHH (2.6) [...]... Đằng) Tên sông Kilômét Tốc độ xói (bồi) (m/5năm) Đồng Nai 2.029 1.21 Đồng Nai 4.745 2.4 Đồng Nai 4.745-33.167 0.1 CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam 27 Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu đề xuất các giải... 2.16: Dự báo biến đổi cao trình tuyến lạch sâu sông Sài Gòn Hình 2.17: Dự báo biến đổi cao trình tuyến lạch sâu sông Sài Gòn CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam 29 Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu. .. 2.18: Dự báo biến đổi cao trình tuyến lạch sâu sông Sài Gòn Hình 2.19: Dự báo biến đổi cao trình tuyến lạch sâu sông Sài Gòn CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam 30 Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu. .. 2.20: Dự báo biến đổi cao trình tuyến lạch sâu sông Đồng Nai Hình 2.21: Dự báo biến đổi cao trình tuyến lạch sâu sông Đồng Nai CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam 31 Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu. .. 2.22: Dự báo biến đổi cao trình tuyến lạch sâu sông Đồng Nai Hình 2.23: Dự báo biến đổi cao trình tuyến lạch sâu sông Đồng Nai CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn Phòng nghiên cứu động lực sông, ven biển và công trình bảo vệ bờ - viện khoa học thuỷ lợi miền nam 32 Đề tài KC.08-29: Nghiên cứu. .. quả trớc (Hostart file) - Tốc độ gió: tốc độ gió cũng ảnh hởng đến kết quả của mô hình nhng trong lần nghiên cứu này vì không có số liệu nên chúng tôi đã bỏ qua - Hệ số nhám Manning (M): đây là hệ số rất quan trọng và ảnh hởng rất lớn đến kết quả nghiên cứu Các giá trị sử dụng trong mô hình đợc rút ra từ các thí nghiệm mô CHUYÊN Đề 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn... Bồi nhẹ ( . 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn Phòng nghiên cứu. 5: Nghiên cứu dự báo tốc độ xói lở, bồi tụ, hoạch định hành lang ổn định để khai thác và phát triển bền vững Hạ DU SÔNG Đồng nai sài gòn Phòng nghiên cứu