Tóm tắt Luận án Nghiên cứu cơ chế tác động để chỉnh trị đoạn sông cong gấp trong vùng chịu ảnh hưởng của thủy triều

 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT
VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI VIỆT NAM 
VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI MIỀN NAM 
_________________ 
LÊ VĂN TUẤN 
NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG ĐỂ CHỈNH TRỊ ĐOẠN 
SÔNG CONG GẤP TRONG VÙNG CHỊU ẢNH HƢỞNG CỦA 
THỦY TRIỀU 
Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng công trình thủy 
 Mã số: 62 58 02 02 
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT 
Thành phố Hồ Chí Minh - Năm 2017 
 Công trình đƣợc hoàn thành tại: 
 VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI MIỀN NAM 
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 
1. PGS.TS Hoàng Văn Huân 
2. GS.TS Lƣơng Phƣơng Hậu 
 Phản biện 1: . 
 Phản biện 2: . 
 Phản biện 3: . 
 Luận án sẽ đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng chấm luận án cấp Viện 
 họp tại Viện Khoa học Thuỷ lợi Miền Nam. 
 658 - Võ Văn Kiệt - Phƣờng 1 - Quận 5 - Tp. Hồ Chí Minh 
 Vào hồi giờ ngày tháng năm 2017 
Có thể tìm hiểu luận án tại: 
- Thƣ viện quốc gia 
- Thƣ viện Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam 
- Thƣ viện Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam 
1 
MỞ ĐẦU 
0.1. Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN 
 Trong vùng đồng bằng, sông uốn khúc vừa độ là loại sông ổn định 
nhất và thuận lợi nhất cho các mục tiêu khai thác. Nhƣng khi sông uốn 
khúc phát triển quá độ, tạo ra các đoạn sông cong gấp. Những đoạn 
sông cong gấp ảnh hƣởng đáng kể tới sự phát triển kinh tế của các 
ngành liên quan đến khai thác tổng hợp dòng sông, chỉnh trị đoạn sông 
cong gấp nhằm đáp ứng những yêu cầu thực tế về: (1) phòng chống 
úng ngập do sức cản phụ gia ở những đoạn sông cong gấp làm mực 
nƣớc dâng cao, giảm nhỏ khả năng thoát lũ của lòng sông. Có thể thấy 
vùng Đông Nam Bộ (ĐNB) với mạng lƣới sông rất nhiều đoạn cong 
gấp, khả năng thoát lũ kém, đã gây úng ngập nặng nề mỗi khi gặp triều 
cƣờng, đặc biệt tại thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM); (2) phòng 
chống sạt lở bờ do tại những đoạn cong gấp, cƣờng độ hoàn lƣu lớn, 
vận tốc dòng chảy bờ lõm rất cao và thúc vào bờ. Điển hình những sự 
kiện sạt lở bờ nghiêm trọng tại các đoạn sông cong gấp, gây nhiều tổn 
thất tại các đoạn sông cong gấp tại Đồng bằng Nam Bộ (ĐBNB) trên 
sông Tiền (Tân Châu, Hồng Ngự, Sa Đéc, An Hiệp); trên sông Hậu 
(đoạn Vĩnh Lợi, Bình Trạch, An Phú, Cù lao Ông Hổ); trên sông 
Đồng Nai (Biên Hòa, Cù lao Phố...); trên sông Sài Gòn (Thanh Đa, Mũi 
Đèn Đỏ, Hiệp Phƣớc.); (3) phát triển giao thông thủy do vòng cong 
gấp kéo dài hành trình chạy tàu, che khuất tầm nhìn, gây khó khăn cho 
quay trở của các đoàn tàu, dòng chảy ngang mạnh gây mất an toàn chạy 
tàu, ngoài ra ở đoạn quá độ còn tạo ra các ngƣỡng cạn có lạch sâu so le 
rất nguy hiểm. Điển hình nhƣ đoạn Gò Dầu, Nhơn Trạch trên sông Thị 
Vải [25]; đoạn An Thôn Hiệp trên sông Lòng Tàu [26]; đoạn Bình 
Khánh trên sông Soài Rạp [25], [26]; đoạn Rạch Lá trên kênh Chợ Gạo 
[40]; (4) cảnh quan, môi trƣờng, xây dựng thành phố: Các đoạn sông 
uốn khúc trong thành phố luôn là những yếu tố cảnh quan, môi trƣờng 
hấp dẫn. Nhƣng do diễn biến phức tạp, các đoạn cong gấp có thể uy 
hiếp an toàn cƣ dân và các công trình công cộng. Chỉnh trị đoạn sông 
cong gấp luôn là yêu cầu bức thiết trong các thành phố, nhƣ đoạn Thanh 
Đa, đoạn cong gấp thủ Thiêm, TPHCM, đoạn Tân Châu, đoạn Sa Đéc 
trên sông Tiền...; (5) thiết kế công trình chỉnh trị đoạn sông cong 
gấp: Đoạn sông cong gấp luôn tạo ra những diễn biến bất thƣờng. Nếu 
2 
để xảy ra cắt sông tự nhiên sẽ có thể tạo ra những tình thế bị động, 
không khống chế đƣợc dòng chảy sông mới, gây ra xói, bồi nghiêm 
trọng ngoài ý muốn, sẽ dẫn đến những tổn thất lớn cho dân cƣ... Chỉ có 
chủ động cắt vòng cong, tạo lòng sông mới thuận lợi hơn đi qua eo 
sông, mới khắc phục đƣợc một cách cơ bản những bất lợi của sông cũ 
gây ra cho các ngành kinh tế - kỹ thuật. Trong vùng ĐBNB, đã có một 
số công trình cắt sông nhƣ sau: 
1) Đoạn Thanh Đa trên sông Sài Gòn; 
2) Đoạn Gò Dầu trên sông Thị Vải; 
3) Đoạn Lý Nhơn trên sông Vàm Sát; 
4) Đoạn Mỹ An trên sông Vàm Cỏ Tây; 
5) Đoạn Bình Phú trên sông Rạch Lá, tuyến Chợ Gạo; 
6) Đoạn Đồng Thanh trên sông Rạch Lá, tuyến Chợ Gạo; 
7) Đoạn Bùi Hữu Nghĩa trên sông Láng Thé; 
8) Đoạn Chùa Bà Sớ trên sông Bến Chùa; 
9) Đoạn Cần Chông trên sông Cầu Quan; 
10) Đoạn Long Mỹ, sông Nƣớc Đục, Hậu Giang. 
 Do các công trình cắt sông chƣa đƣợc nghiên cứu đầy đủ nên hiệu 
quả của phần lớn công trình nói trên còn bị hạn chế nhiều. Với yêu cầu 
phát triển bền vững kinh tế - xã hội, sẽ còn có nhiều công trình cắt sông 
đƣợc thực hiện trong tƣơng lai. 
 Từ những thực tế nói trên thấy rằng, việc nghiên cứu sâu các vấn đề 
của đoạn sông cong gấp nhằm đáp ứng các yêu cầu bức bách trong công 
tác chỉnh trị các đoạn sông này là rất cần thiết. 
0.2. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN 
Nghiên cứu chỉnh trị đoạn sông cong gấp vùng ảnh hƣởng triều 
phải giải quyết hàng loạt những vấn đề khó và phức tạp trong động lực 
học dòng sông vì tính biến động trên ba chiều không gian và theo thời 
gian của cả dòng chảy lẫn lòng dẫn, kéo theo những tác động liên hoàn 
của nó đối với hệ thống sông. Luận án phải xem xét đến nhiều hiện 
tƣợng vật lý cho đến nay vẫn chƣa mô tả đƣợc chính xác bằng các 
phƣơng trình toán học nhƣ hoạt động tạo lòng của dòng chảy trong vùng 
triều, kết cấu dòng chảy vùng cửa sông và sự phân chia bùn cát tại cửa 
vào kênh đào cắt sông, quan hệ hình thái ổn định của kênh đào vùng 
ĐBNB, tính toán biến hình lòng dẫn trong công trình cắt sông v.v... 
Để xác lập cơ sở khoa học cho việc thiết kế kênh dẫn trong công 
trình cắt sông, cần nghiên cứu về quan hệ hình thái kênh đào ổn định tại 
vùng triều ĐBNB, cấp lƣu lƣợng đại diện cho vấn đề tạo lòng của kênh 
3 
đào ổn định cũng là một vấn đề chƣa đƣợc quan tâm nghiên cứu. Trong 
tính toán diễn biến lòng dẫn kênh đào cắt sông, việc phân phối khối 
lƣợng bồi xói không thể chia đều trên toàn chu vi ƣớt mặt cắt ngang nhƣ 
hiện nay vẫn làm, mà phải nghiên cứu để xác định phân bố tuân theo 
quy luật hình thái. 
Đó là những vấn đề khoa học chuyên sâu mà luận án cần có 
phƣơng án giải quyết. Sau khi giải quyết đƣợc những vấn đề mang tính 
cơ sở khoa học trên, việc xây dựng một chƣơng trình tính toán, vận 
dụng các kiến thức về toán học, tin học để lập trình cho phần mềm tự 
động hóa tính toán, vận dụng vào thực tế cắt sông vùng ĐBNB, cũng sẽ 
là một đóng góp khoa học đáng đƣợc ghi nhận. 
0.3. MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG CHÍNH CỦA LUẬN ÁN 
0.3.1. Mục tiêu luận án 
(1)- Trên cơ sở phân tích hiện trạng và yêu cầu thực tế, đề xuất 
đƣợc cơ chế tác động phù hợp để chỉnh trị đoạn sông cong gấp vùng 
ĐBNB. 
(2)- Nghiên cứu xác định các giá trị quan hệ hình thái kênh đào và 
yếu tố ảnh hƣởng để phục vụ thiết kế kênh dẫn cắt sông. 
(3)- Xây dựng phƣơng pháp tính toán thiết kế kênh đào cắt sông có 
cơ sở khoa học nhƣng đơn giản, dễ ứng dụng cho vùng ĐBNB. 
0.3.2. Nội dung chính của luận án 
 (1) - Tổng quan các thành tựu nghiên cứu trên thế giới và trong 
nƣớc về chỉnh trị đoạn sông cong gấp, từ đó đề xuất vấn đề nghiên cứu 
của luận án; 
 (2) - Cơ sở lý thuyết và phƣơng pháp nghiên cứu của luận án; 
 (3) - Kết quả nghiên cứu về cơ chế tác động để chỉnh trị đoạn sông 
cong gấp vùng ĐBNB; 
 (4) - Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào công trình thực tế. 
0.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN 
1- Luận án đã phân tích và chỉ rõ công trình chỉnh trị đoạn sông cong 
gấp vùng ĐBNB phần lớn có quy mô nhỏ, diễn biến chậm, chủ 
yếu sử dụng cơ chế kênh tắt (bypass) tức đào kênh một lần đến 
kích thƣớc thỏa mãn yêu cầu khai thác, không loại bỏ tuyến sông 
cũ. Cơ chế cắt sông bằng kênh mồi rất khó thực hiện vì thời gian 
phát triển kênh đào, lấp sông cũ kéo dài hàng trăm năm. Muốn 
đẩy nhanh tiến độ thì cần sử dụng các giải pháp phụ trợ nhƣ đập 
khóa trên sông cũ, đập hƣớng dòng hay đón dòng ở thƣợng lƣu 
của kênh đào. 
4 
2- Luận án đã xác lập đƣợc các giá trị quan hệ hình thái mặt cắt 
ngang B /h của các kênh đào cắt sông trong 3 vùng nghiên cứu 
có mức độ ảnh hƣởng thủy triều khác nhau ở ĐBNB. Kết quả này 
dùng để phục vụ cho thiết kế và tính toán biến hình kênh dẫn trong 
công trình chỉnh trị đoạn sông cong gấp theo hình thức cắt sông. 
3- Luận án đề xuất biểu thức “lưu lượng khởi động” Qkđ bằng tích số 
giữa diện tích mặt cắt ngang lòng dẫn ngang mặt bãi với vận tốc 
khởi động của hạt bùn cát lòng dẫn d50. Đây là loại lƣu lƣợng dùng 
trong thiết kế kênh đào cắt sông, nó có quan hệ hàm số với các 
kích thƣớc B, h và V của kênh, nhƣ các công thức (3-2), (3-3), (3-
4) thể hiện. 
4- Luận án đã xây dựng chƣơng trình tính toán CASO-2015 dùng 
trong thiết kế sơ bộ kênh đào cắt sông theo cơ chế kênh tắt và cơ 
chế kênh mồi, ứng dụng cho vùng ĐBNB. 
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ CHỈNH TRỊ 
ĐOẠN SÔNG CONG GẤP 
1.1. CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 
Việc chỉnh trị đoạn sông cong gấp xuất phát từ yêu cầu giao thông thủy, 
xói lở và thoát lũ. Liên quan đến chỉnh trị đoạn sông uốn khúc, các nội 
dung nghiên cứu chủ yếu bao gồm: 1.Nguyên nhân và điều kiện hình 
thành sông uốn khúc; 2.Kết cấu dòng chảy ở đoạn sông cong; 3.Quan hệ 
hình thái và sự phát triển lòng dẫn kênh đào cắt sông; 4.Cơ chế cắt sông; 
5.Tính toán thủy lực và diễn biến hình thái trong công trình chỉnh trị 
đoạn sông uốn khúc. 6.Dòng chảy, diễn biến sông vùng triều. 
1.2. THÀNH TỰU VỀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
Ba phƣơng pháp phổ biến để nghiên cứu chỉnh trị đoạn sông cong 
đƣợc áp dụng bao gồm: 
- Phƣơng pháp phân tích các tài liệu thực đo: Tính chính xác cao 
- Phƣơng pháp mô hình vật lý: Tái hiện và dự báo tốt; 
- Phƣơng pháp mô hình toán: Ngày càng phát triển và hoàn thiện. 
1.3. CÁC THÀNH TỰU NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI 
1.3.1. Kết cấu dòng chảy trong đoạn sông cong 
Những nghiên cứu quan trọng về dòng chảy tập trung trong 3 vấn 
đề sau: Xác định độ dốc ngang mặt nƣớc của Rôzôpski [113], của 
Packman A.I. [95]; lý giải và mô tả kết cấu hoàn lƣu của Zhang R.C 
[114] và Xie Jian Heng [115]; xác định lƣu tốc ngang và phân bố của nó 
5 
2 3
1
b
a
theo chiều sâu từ thí nghiệm của Rôzôpski [113] theo số liệu đo đạc 
trong sông thiên nhiên của Zhang R.C [114]... 
1.3.2. Diễn biến hình thái đoạn sông uốn khúc 
Nghiên cứu về quy luật hình thái nổi bật có 5 quy luật của L.Fargue 
từ số liệu khảo sát, thực đo trên sông Garona (Pháp), thƣờng gọi là định 
luật Fargue. 
Quan hệ hình thái mặt cắt ngang lòng dẫn cơ bản: Nghiên cứu về hệ 
số và số mũ quan hệ giữa các yếu tố lòng dẫn (B,h,V,J) và lƣu lƣợng tạo 
lòng sông theo lý thuyết và thực nghiệm có Lacey. G, Leopoll, Simons, 
Hâncu S. Lêvi 
Quan hệ giữa chiều rộng và chiều sâu do Viện Thủy văn Liên Xô 
(cũ) đề nghị 
const
h
B
 
1.3.3. Về chỉnh trị đoạn sông cong gấp 
 Vào cuối thế kỷ XVIII, ngƣời Đức đã tiến hành cắt sông Elbe phục 
vụ cho tƣới tiêu và chống lũ; ở Mỹ vào đầu thập niên 30 thế kỷ XX trên 
sông Mississippi do Ủy ban Nghiên cứu và khai thác sông Mississippi 
tiến hành; tại Châu Âu trong thế kỷ XX thực hiện nhiều công trình cắt 
sông nhƣ sông Meuse (Pháp), Elbe, Havel (Đức), Rhine (Đức, Pháp, Hà 
Lan), Ijssel (Hà Lan) v.v...Tại Trung Quốc, cắt sông đƣợc thực hiện 
đồng loạt trên đoạn kinh Giang Hạ (Hồ Bắc) trên sông Trƣờng Giang 
vào những năm 40-50 của thế kỷ XX. 
 Các vấn đề nghiên cứu của công trình cắt sông chủ yếu gồm: 
1.Định tuyến kênh dẫn; 2.Nghiên cứu về vị trí cửa vào, cửa ra kênh dẫn; 
3.Xác định về tỷ lệ cắt sông; 4.Thiết kế kênh dẫn (kênh mồi). 
Hình 1.3a. Cắt liên hoàn Hình 1.3b. Cắt trong (a), cắt ngoài 
1.3.4. Về dòng chảy, diễn biến lòng sông vùng ảnh hƣởng triều: 
Luận án đã nêu rõ các công trình nghiên cứu liên quan đến dòng 
chảy, diễn biến lòng sông vùng ảnh hƣởng triều, lý thuyết phân loại cửa 
sông, phân đoạn cửa sông và đặc điểm dòng chảy trong vùng cửa sông 
ảnh hƣởng triều. 
6 
1.4. CÁC THÀNH TỰU NGHIÊN CỨU Ở VIỆT NAM 
1.4.1. Các nghiên cứu về sông vùng triều 
 Đã nêu rõ các nghiên cứu về thủy triều của các tác giả ở Việt Nam 
và các nghiên cứu nổi bật của các tác giả về sông vùng ảnh hƣởng thủy 
triều khu vực ĐBNB. 
1.4.2. Các công trình cắt sông đã nghiên cứu và thực hiện 
 Khu vực chịu ảnh hƣởng triều ĐBNB, các công trình cắt sông chủ 
động không nhiều, điển hình là đào kênh cắt phục vụ giao thông thủy 
khu vực bán đảo Thanh Đa (1905), sông Sài Gòn; gần đây là công trình 
cắt đoạn cong gấp khu vực Gò Dầu (Bà Rịa – Vũng Tàu) trên kênh Thị 
Vải. Dự án nâng cấp kênh Chợ Gạo đoạn rạch LáMột vài đoạn sông 
cong gấp đang có hiện tƣợng cắt sông bán tự nhiên hoặc tự nhiên đang 
diễn biến phức tạp nhƣ cù lao ông Cồn (Q9- sông Đồng Nai) hoặc sông 
Chà (mũi Bình Khánh) trên sông Soài Rạp. 
1.5. NHẬN XÉT CHUNG 
1.5.1. Những thành tựu đã đạt đƣợc 
- Thành tựu lớn nhất liên quan đến vấn đề chỉnh trị sông cong gấp 
là sự mô tả và giải thích về kết cấu hoàn lƣu ở khúc sông cong và tác 
động của nó đến diễn biến lòng dẫn. 
- Cơ chế tác động để chỉnh trị đoạn sông cong gấp đƣợc giới thiệu 
trên các tài liệu chủ yếu là sử dụng kênh mồi trong thiết kế cắt sông. 
- Những phƣơng pháp tính toán thủy lực ứng dụng cho tính toán 
phân lƣu đã đƣợc hiện đại hóa bằng các mô hình toán số trị. 
1.5.2. Những vấn đề tồn tại 
a- Tồn tại trong nghiên cứu cơ bản 
- Kết cấu hoàn lƣu trong khúc sông cong mới chỉ có các mô tả định 
tính, chƣa có những mô hình toán tốt cho vấn đề này. 
- Chƣa có những nghiên cứu về cách xử lý yếu tố lƣu lƣợng tạo 
lòng để thiết kế cắt sông trong vùng triều. 
- Quan hệ hình thái thƣờng mới chỉ nghiên cứu cho mặt cắt ngang 
sông thiên nhiên mà chƣa nghiên cứu cho loại kênh đào, rất cần thiết khi 
thiết kế kênh dẫn của công trình cắt sông. 
- Cơ chế phân chia nƣớc và bùn cát ở các nút phân lƣu vẫn còn 
phải sử dụng các sơ đồ giả định, chƣa phù hợp với thực tế. 
b- Tồn tại trong phương pháp tính toán 
- Chƣa có nhiều công trình nghiên cứu về phƣơng pháp tính toán 
cắt sông trong vùng triều. 
7 
- Một số nghiên cứu đã tiến hành và công bố về quan hệ hình thái 
lòng sông vùng ĐBNB, là những đại lƣợng tƣơng ứng với lƣu lƣợng tạo 
lòng, nhƣng không làm rõ đƣợc cách xác định trị số lƣu lƣợng đó. 
- Việc tính toán quá trình diễn biến hình thái kênh mồi và các đoạn 
sông phụ cận rất quan trọng trong thiết kế cắt sông, nhƣng cho đến nay 
chƣa có những thành tựu nghiên cứu sâu về vấn đề này. Xie Jian Heng 
[115] đã đề nghị một phƣơng pháp tính đƣợc đơn giản hóa để ƣớc tính 
biến hình lòng dẫn sau khi cắt sông thông qua giải hệ phƣơng trình 1D 
về cân bằng bùn cát dùng để tính tay mà chƣa có mô hình tự động hóa 
tính toán, các biểu thức quan hệ hình thái kênh đào ổn định, chế độ bùn 
cát, địa chất lòng và bờ sông, độ dốc mặt nƣớc trong sông và tác động 
của yếu tố thủy triều hoàn toàn không phù hợp để áp dụng với ĐBNB. 
Các mô hình toán thịnh hành hiện nay chƣa giải quyết đƣợc vấn đề xói 
ngang theo quan hệ hình thái. 
- Số liệu thực đo về công trình cắt sông ở Việt Nam rất ít và không 
có hệ thống. 
c- Tồn tại trong giải pháp công trình 
- Những nghiên cứu trên thế giới chủ yếu giới thiệu sâu về các 
công trình cắt liên hoàn hoặc công trình cắt đoạn cong gấp bằng cơ chế 
kênh mồi, nhƣng ở Việt Nam, đặc biệt là ở ĐBNB, không thích  ...  khu vực ĐBNB, có kết cấu tổng 
quát tƣơng tự với các công thức quan hệ hình thái theo “Regime theory - 
lý thuyết chế độ” (mục 2.1.1, các công thức 2-1÷2-5) thể hiện mối liên 
hệ giữa yếu tố lòng dẫn ổn định và lƣu lƣợng tạo lòng. Kết cấu của công 
thức là hàm số mũ, các số mũ của lƣu lƣợng tƣơng ứng với các yếu tố 
B, h và V đều xấp xỉ nhau, chỉ có các hệ số KB, Kh, KV là khác với AB, 
Ah và AV. 
Điều này chứng tỏ, lƣu lƣợng khởi động là một cấp lƣu lƣợng đại 
diện cho quá trình diễn biến lòng dẫn kênh đào. Còn lƣu lƣợng tạo lòng 
cho sông thiên nhiên trong vùng triều của ĐBNB cần đƣợc kiểm chứng 
thêm với số liệu thực đo. 
Nếu quan hệ hình thái là điều kiện cần thì lưu lượng khởi động sẽ là 
điều kiện đủ bảo đảm cho sự ổn định của kênh đào. Nếu dòng chảy 
trong kênh có lưu lượng lớn hơn Qkđ, kênh có thể bị xói, ngược lại dòng 
chảy trong kênh có lưu lượng nhỏ hơn Qkđ, kênh có thể bị bồi. 
3.5. CHƢƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN KÊNH ĐÀO CẮT ĐOẠN 
SÔNG CONG GẤP 
3.5.1. Sơ đồ tổng quát cho chƣơng trình tính toán cắt sông: Sơ đồ 
khối tính toán cắt sông bằng kênh mồi: Xem Hình 3.25. 
3.5.2. Chƣơng trình tự động hóa tính toán cắt sông theo cơ chế tác 
động bằng kênh mồi - Chƣơng trình CASO-2015 
a- Phần mềm tính toán: Theo thuật toán và những sơ đồ ứng dụng 
đã trình bày, chƣơng trình tự động hóa tính toán đƣợc xây dựng bằng 
ngôn ngữ Fortran. Cấu trúc chƣơng trình toán đƣợc trình bày đầy đủ 
trong Phụ lục C. Chƣơng trình này đƣợc đặt tên là CASO-2015. Do đã 
sử dụng nhiều sơ đồ đơn giản hóa, chƣơng trình này chỉ đạt mức độ 
ƣớc tính. 
b- Đầu vào chương trình CASO-2015 yêu cầu: 
- Tài liệu địa hình, địa chất, thủy văn, bùn cát khu vực nghiên cứu. 
- Yêu cầu của các ngành kinh tế - xã hội đối với đoạn sông. 
- Quy hoạch về tuyến kênh đào và cơ chế cắt sông. 
c- Đầu ra thu được các kết quả: 
- Mặt cắt ngang kênh đào thiết kế và ƣớc tính quá trình phát triển 
của nó; 
- Lƣu lƣợng, đƣờng mặt nƣớc trong kênh dƣới lƣu lƣợng thiết kế. 
d- Phạm vi ứng dụng của CASO-2015: Do sử dụng các công thức 
18 
kinh nghiệm về quan hệ hình thái và lƣu lƣợng khởi động vùng 
ảnh hƣởng triều ĐBNB của Việt Nam, phạm vi ứng dụng của nó 
cũng hạn chế trong vùng ĐBNB Việt Nam. 
Hình 3.25: Sơ đồ khối chƣơng trình tính toán cắt sông CASO-2015 
SƠ ĐỒ KHỐI CHƢƠNG TRÌNH CASO-2015 
19 
CHƢƠNG 4. ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀO THỰC 
TẾ - NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN BIẾN HÌNH LÕNG DẪN KHI 
SỬ DỤNG CƠ CHẾ KÊNH MỒI CHỈNH TRỊ ĐOẠN SÔNG 
CONG GẤP THANH ĐA TRÊN SÔNG SÀI GÕN 
4.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 
Ứng dụng các kết quả nghiên cứu của luận án cho 1 công trình cắt 
sông thực tế để chứng minh rằng tính khả thi và đúng đắn cho chƣơng 
trình tính toán CASO-2015. Do hạn chế về số liệu đầu vào của các đoạn 
cong gấp cần chỉnh trị, luận án đã sử dụng các số liệu tƣơng đối hoàn 
chỉnh của đoạn cong Thanh Đa trên sông Sài Gòn để làm đối tƣợng 
nghiên cứu. Vì đoạn Thanh Đa đã đƣợc cắt sông theo cơ chế kênh tắt 
(Bài toán 1), nên sử dụng cơ chế kênh mồi vào đây để ứng dụng chƣơng 
trình CASO-2015 chỉ là bài toán giả định. 
Hình 4.1: Bản đồ bán đảo Thanh 
Đa trên tuyến sông Sài Gòn 
Hình 4.2: Bản đồ kinh Thanh Đa 
năm 1962 (nguồn: Internet) 
4.2. CƠ SỞ DỮ LIỆU 
 Tài liệu địa hình: Bình đồ khu vực bán đảo Thanh Đa các năm 
1998, 2003, 2011 [12]; Tài liệu thủy văn – bùn cát: Tài liệu mực nƣớc, 
lƣu lƣợng và bùn cát các năm 2003, 2013, 2014 [12]. 
4.3. BỐ TRÍ CÔNG TRÌNH VÀ SỐ LIỆU ĐẦU VÀO 
4.3.1. Sơ đồ bố trí công trình và phân đoạn tính toán 
 a) Tuyến kênh đào: 
 Tuyến kênh đào sử dụng lại tuyến kênh đào đã có trong thực tế: Vị 
trí cửa vào tại điểm A, cửa ra tại điểm G trên Hình 4.2. Tuyến kênh đào 
là đƣờng thẳng nối 2 điểm B và G, dài 1850m. 
 b) Mặt cắt ngang kênh đào: 
 Với cơ chế cắt sông bằng kênh mồi, ứng dụng kết quả nghiên cứu 
về quan hệ hình thái kênh cắt sông ở Thanh Đa, mặt cắt ban đầu của 
kênh đào là mặt cắt hình thang, đáy rộng 37 m, độ sâu 5,75m, bề mặt 
rộng 60m, mái dốc bên có hệ số m=2. Mặt cắt kênh đƣợc mô phỏng 
20 
thành hình chữ nhật, chiều rộng 60m, chiều sâu 4,66m, tuân theo quan 
hệ hình thái thực đo tại kênh đào cắt sông Thanh Đa, với δ=1,66 (xem 
Hình 4.1) 
Hình 4.1: Mặt cắt ngang kênh mồi và kênh mồi chữ nhật quy đổi 
 c) Phân đoạn tính toán: 
 Theo điều kiện địa hình và tính chất dòng chảy, toàn đoạn cong đƣợc 
chia làm 8 đoạn, trong đó riêng đoạn sông cong cũ chia làm 5 đoạn, nhƣ 
Hình 4.2 thể hiện: 
Hình 4.3: Sơ đồ phân chia đoạn sông tính toán 
4.3.2. Số liệu đầu vào 
Các thông số đầu vào chủ yếu là các thông số hình thái, thủy lực, bùn 
cát của đoạn sông cong gấp thời điểm ban đầu (trƣớc khi tính toán hoặc 
trƣớc khi cắt sông). Xem Bảng 4.1 thống kê thông số đầu vào. 
21 
4.4. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN 
Với tính chất để chạy thông chƣơng trình, luận án đã tiến hành tính 
toán phân lƣu và biến hình lòng dẫn cho kênh dẫn và sông cũ ở một số 
thời đoạn nhất định, chƣơng trình chạy đến thời điểm kênh phát triển 
hoàn toàn và sông cũ bị lấp hẳn. 
4.4.1. Quy trình tính toán, hiệu chỉnh và kiểm định Chƣơng trình 
- Sau khi hoàn thành phần khai báo thông số đầu vào, kiểm soát lỗi 
và tiến hành chạy chƣơng trình trên cơ sở hình thái địa hình năm 1998, 
bùn cát thực đo khu vực nghiên cứu thực hiện năm 2003. 
- Nếu chỉ chỉnh trị đoạn sông theo cơ chế kênh tắt (Bài toán 1) thì 
sau khi tính toán phân lƣu vào kênh đào với mặt cắt đầu tiên, sẽ tiến 
hành kiểm tra lƣu lƣợng và mực nƣớc có thỏa mãn yêu cầu khai thác 
không. Nếu lƣu lƣợng Qk ≠ Qkđ thì cần giả thiết lại mặt cắt kênh và tính 
toán lại từ đầu cho đến khi thỏa mãn điều kiện Qk= Qkđ. Để ổn định 
kênh đào có thể tiến hành các công trình gia cố bờ kênh. 
- Nếu cắt sông theo cơ chế kênh mồi (Bài toán 3) thì cần tiếp tục 
tính toán biến hình lòng dẫn đến cuối thời đoạn t1. Tiến hành kiểm tra 
điều kiện xói của kênh, nếu kênh không xói đƣợc thì phải giả thiết lại 
mặt cắt kênh mồi hoặc bố trí thêm các công trình phụ trợ để tăng lƣu 
lƣợng vào kênh và tính toán lại từ đầu cho đến khi thỏa mãn điều kiện 
xói, mới tiếp tục tính toán cho thời đoạn t2. 
- Sau mỗi thời đoạn tiếp theo đều thực hiện tính toán và kiểm tra 
điều kiện phát triển của kênh mồi nhƣ vậy. 
- Tính toán có thể dừng lại ở thời điểm kênh đào thông qua đƣợc 
75% Q0. 
- Khi kết thúc tính toán, cần kiểm tra điều kiện quan hệ hình thái 
kênh đào ở lƣu lƣợng Qkđ. 
4.4.2. Xuất dữ liệu kết quả 
 Với thời đoạn tính toán là ∆t=15 ngày thực tế (tƣơng đƣơng một 
chu kỳ triều), chƣơng trình đã tính toán quá trình phát triển kênh dẫn 
trong 7200 thời đoạn, tƣơng đƣơng với 300 năm. Do hạn chế về thời 
gian và điều kiện tính toán, trong luận án này chỉ quan tâm đến sự phát 
triển của kênh đào, không xuất kết quả về biến động của các đoạn khác. 
Phần kết quả dạng số liệu của chƣơng trình sau đó đƣợc xuất ra tài 
liệu định dạng excel và đƣợc đính kèm trong phần Phụ lục kết quả tính 
toán dự báo thủy lực phân lƣu và diễn biến hình thái kênh - sông cũ cả 
khu vực bán đảo Thanh Đa trên sông Sài Gòn. Số liệu kết quả chi tiết 
dạng excel đƣợc trình bày trong Phụ lục D. 
22 
Bảng 4.2 thống kê các thông số đầu ra của chƣơng trình tính toán 
diễn biến thủy lực và bùn cát sau khi cắt sông. 
 Các kết quả chính đƣợc phân tích và thể hiện bằng các đồ thị trong 
các hình từ Hình 4.3 đến Hình 4.6. 
 Kết quả cuối cùng cho thấy: Để kênh dẫn phát triển đến mặt cắt 
cuối cùng (thông qua khoảng 98% tổng lƣu lƣợng), cửa vào đoạn sông 
cũ bị đóng, công trình cần trải qua 222 năm làm việc. Mặt cắt kênh sau 
222 năm phát triển, có kích thƣớc B=283m, h=12m. 
 Kết quả tính toán tỷ lệ phân lƣu đƣợc thể hiện trên Hình 4.3 và 
Hình 4.4 với trị số ngày càng lớn và khi kênh dẫn trở thành sông chính 
thì tỷ lệ phân lƣu đạt 100%. 
 Hình 4.5 và Hình 4.6 thể hiện quá trình xói của kênh trong quá trình 
phát triển, thời gian đầu rất mạnh mẽ, khi kênh xói đến mức độ nào đó 
sẽ giảm dần và đi đến ổn định. 
4.5. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ VÀ CHƢƠNG TRÌNH TÍNH 
4.5.1.Tính hợp lý và độ tin cậy của kết quả tính toán 
 Hình 4.3 thể hiện sự tƣơng quan giữa lƣu lƣợng kênh dẫn và sông 
cũ, theo thời gian kênh dẫn sẽ phát triển và lấn át sông cũ, thời gian để 
kênh dẫn có thể thay thế hoàn toàn sông cũ là 222 năm. Con số này 
23 
phản ánh tƣơng đối chính xác tình hình phát triển kênh đào vùng ĐBNB 
nhƣ chính Kinh Thanh Đa đƣợc đào từ năm 1907 đến nay mới thông 
qua đƣợc khoảng 12% lƣu lƣợng; kênh Chợ Gạo (đào từ năm 1876, đến 
nay đã 139 năm vẫn còn sạt lở bờ tƣơng đối mạnh); kênh Quan Chánh 
Bố đào năm Tự Đức thứ 8, tức 1856, đến nay đã gần 160 năm mới 
tƣơng đối ổn định); đoạn cắt dòng Mỹ An trên sông Vàm Cỏ Tây, Thủ 
Thừa, Long An sau khi trải qua gần 100 năm kênh cắt mới thông qua 
55% tổng lƣợng dòng chảy... Hiện tƣợng kênh đào phát triển chậm là do 
ĐBNB chịu ảnh hƣởng của thủy triều khá mạnh, độ dốc thủy lực và độ 
dốc địa hình rất bé, dòng chảy nguồn ngày càng suy giảm do ảnh hƣởng 
việc xây dựng hồ chứa. Các trị số kích thƣớc mặt cắt cuối cùng của 
kênh đào Bk=283m, hk=12m, đều thể hiện khá tốt quan hệ hình thái và 
quan hệ của B, h với Q nhƣ kết quả nghiên cứu trong Chƣơng 3 đã trình 
bày. Cũng chính vì thế ở vùng ĐBNB không thích hợp lắm với ứng 
dụng cơ chế kênh mồi. 
4.5.2. Nhận xét về chƣơng trình tự động hóa tính toán 
 Từ lý thuyết cơ bản chung về công trình cắt sông trong sách giáo 
khoa, luận án đã xây dựng thành công bƣớc đầu chƣơng trình phần mềm 
CASO-2015, tự động hóa tính toán ứng dụng cho công trình cắt sông 
cong gấp vùng ĐBNB. 
 Chƣơng trình tính toán do có nhiều giả thiết đơn giản hóa, độ chính 
xác có thể chƣa cao, song đảm bảo cho kết quả hợp lý và có mức độ tin 
cậy chấp nhận đƣợc, hoàn toàn có thể ứng dụng trong thiết kế cơ sở của 
giai đoạn Báo cáo nghiên cứu tiền khả thi hoặc báo cáo khả thi của các 
dự án chỉnh trị đoạn sông cong gấp theo hình thức cắt sông, loại hình 
sông khá phổ biến ở khu vực ĐBNB. 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 
A. NHỮNG KẾT QUẢ CỦA LUẬN ÁN 
1- Luận án đã nghiên cứu đặc trƣng hình thái của các hệ thống sông 
vùng ĐBNB, chia các đoạn cong gấp ra 2 loại chính: Loại có hình chữ 
V và loại có hình chữ Ω. Các đoạn cong gấp tập trung nhiều ở vùng III 
(vùng Đông Nam Bộ) và vùng II (vùng hạ châu thổ sông Cửu Long), 
trên các sông vừa và nhỏ. 
2 - Trên cơ sở phân tích số liệu thực đo, luận án đã chỉ rõ công trình 
chỉnh trị đoạn sông cong gấp vùng ĐBNB phần lớn có quy mô nhỏ, diễn 
biến chậm, nên chủ yếu sử dụng cơ chế kênh tắt (bypass) tức đào kênh 
một lần đến kích thƣớc thỏa mãn yêu cầu khai thác, không loại bỏ tuyến 
sông cũ. Cơ chế cắt sông bằng kênh mồi chỉ xem xét ứng dụng trong các 
công trình trên sông lớn, trong vùng ảnh hƣởng thủy triều yếu. Cơ chế 
24 
cắt sông bằng kênh mồi rất khó áp dụng cho vùng ĐBNB vì thời gian 
phát triển sông mới kéo rất dài, chỉ xem xét ứng dụng trong các công 
trình trên sông lớn, dòng chảy nguồn mạnh hoặc trong vùng thủy triều 
yếu. Cơ chế cắt sông đào kênh đến mặt cắt cuối cùng và lấp sông loại bỏ 
tuyến sông cũ có thể xem xét ở vùng III để tăng khả năng thoát lũ, giảm 
úng ngập cho thành phố Hồ Chí Minh. 
3- Luận án đã nghiên cứu xác lập các giá trị quan hệ hình thái mặt cắt 
ngang B /h của các kênh đào cắt sông và kênh đào nối sông trong 3 
vùng nghiên cứu có mức độ ảnh hƣởng thủy triều khác nhau ở ĐBNB. 
Trị số quan hệ hình thái cho kênh cắt sông ở 3 vùng thể hiện trong Bảng 
3.6. Kết quả này dùng để phục vụ cho thiết kế và tính toán biến hình 
kênh dẫn trong công trình chỉnh trị đoạn sông cong gấp theo hình thức 
cắt sông. 
4 - Luận án đề xuất biểu thức “lƣu lƣợng khởi động” Qkđ bằng tích số 
giữa diện tích mặt cắt ngang lòng dẫn ngang mặt bãi với vận tốc khởi 
động của hạt bùn cát lòng dẫn d50 (công thức 3-1). Đây là loại lƣu 
lƣợng dùng trong thiết kế kênh đào cắt sông, nó có quan hệ hàm số với 
các kích thƣớc B, h và V của kênh, nhƣ các công thức (3-2), (3-3), (3-4) 
và Bảng 3.8 thể hiện. 
5 - Luận án đề xuất chƣơng trình tính toán thủy lực CASO-2015 dùng 
trong thiết kế và ƣớc tính hiệu quả kỹ thuật của kênh đào cắt sông theo 
cơ chế kênh tắt và cơ chế kênh mồi. Chƣơng trình phần mềm CASO-
2015 đơn giản, dễ ứng dụng, thích hợp cho giai đoạn lập quy hoạch, lập 
báo cáo nghiên cứu tiền khả thi, báo cáo khả thi cho các dự án chỉnh trị 
đoạn sông cong gấp theo hƣớng cắt sông vùng ảnh hƣởng triều vùng 
ĐBNB. 
6 - Luận án đã ứng dụng thành công chƣơng trình phần mềm CASO-
2015 cho bài toán cắt sông bằng kênh mồi giả định cho đoạn sông 
Thanh Đa trên sông Sài Gòn. 
B. PHƢƠNG HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP TỤC 
1- Tiếp tục hoàn thiện khái niệm “lƣu lƣợng khởi động” và mở rộng ứng 
dụng cho “lƣu lƣợng tạo lòng sông vùng triều”. 
2- Tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện phầm mềm CASO-2015. 
3- Tiếp tục nghiên cứu cơ chế cắt liên hoàn đối với đoạn sông có nhiều 
đoạn cong gấp liền kề. 
25 
CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 
1. Hoàng Văn Huân, Lê Văn Tuấn, "Cơ sở khoa học của các giải pháp 
bảo vệ bờ sông, bờ biển khu vực Nam Bộ ", Tuyển tập kết quả khoa 
học và công nghệ 2003, Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam, tr.346. 
2. Lê Văn Tuấn, "Nghiên cứu đặc điểm cung sạt lở bờ sông Sài Gòn 
khu vực bán đảo Thanh Đa ", Tuyển tập kết quả khoa học và công 
nghệ 2005, Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam, tr.328-336. 
3. Lê Văn Tuấn, Trần Thu Tâm, Hoàng Văn Huân, " Đánh giá ảnh 
hƣởng do tải trọng đỉnh bờ và mực nƣớc sông đến ổn định bờ sông 
Sài Gòn - khu vực bán đảo Thanh Đa ", Tuyển tập kết quả khoa học 
và công nghệ lần thứ IX, Đại học Bách Khoa Tp.HCM, 2005, tr.553. 
4. Lê Văn Tuấn, "Phân tích tác động của yếu tố địa chất đến biến đổi 
lòng dẫn hạ du hệ thống sông Đồng Nai – Sài Gòn ", Tuyển tập kết 
quả khoa học và công nghệ 2006, Viện KHTLMN, tr.370-390. 
5. Lê Văn Tuấn, Hoàng Văn Huân, Lƣơng Phƣơng Hậu, "Nghiên cứu 
đặc trƣng hình thái lòng dẫn các đoạn sông cong gấp trong vùng chịu 
ảnh hƣởng thủy triều", Tuyển tập Hội nghị khoa học Cơ học Thủy khí 
toàn quốc năm 2010, Hội Cơ học Việt Nam, tr.443-452. 
6. Nguyễn Thành Minh, Lê Văn Tuấn, Mai Đức Trần, Nguyễn Thế 
Biên, "Nghiên cứu nguyên nhân xói lở bờ sông An Hóa và đề xuất 
các giải pháp phòng chống", Tuyển tập Hội nghị khoa học Cơ học 
Thủy khí toàn quốc năm 2011, tr.459-469. 
7. Lê Văn Tuấn, Hoàng Văn Huân, Lƣơng Phƣơng Hậu, "Nghiên cứu 
một số thành tựu chỉnh trị đoạn sông cong gấp theo hình thức cắt 
sông trên thế giới, các công trình cắt sông cong gấp tại Việt Nam và 
những vấn đề tồn tại", Tuyển tập Hội nghị khoa học Cơ học Thủy khí 
toàn quốc năm 2015, Hội Cơ học Việt Nam. 
8. Lê Văn Tuấn, "Nghiên cứu quan hệ hình thái ổn định mặt cắt ngang 
các kênh đào vùng triều khu vực Đồng bằng Nam Bộ", Tuyển tập kết 
quả Khoa học và Công nghệ 2015, Viện Khoa học Thủy lợi Miền 
Nam. 
9. Lê Văn Tuấn, "Nghiên cứu hoàn thiện phƣơng pháp tính và xây 
dựng chƣơng trình tính toán biến hình mặt cắt kênh dẫn sau khi cắt 
sông bằng kênh mồi khu vực chịu ảnh hƣởng thủy triều ở Đồng bằng 
Nam Bộ", Tạp chí khoa học và công nghệ thủy lợi, Viện Khoa học 
Thủy lợi Việt Nam.