Ứng dụng mô hình mike nghiên cứu chế độ thủy động lực bùn cát đoạn sông an Hóa tỉnh Bến tre và tìm ra nguyên nhân gây xói lở

Sông An Hóa được đào năm 1878, dài 6 km nối liền sông Bến Tre với sông Ba Lai. Đến

năm 1905, đoạn sông An Hóa dài khoảng 4 km nối sông Ba Lai với sông Mỹ Tho được đào tiếp, tạo

nên con đường thủy quan trọng từ sông Hàm Luông qua thị xã Bến Tre đến sông Mỹ Tho và đi các

tỉnh lân cận. Tuy nhiên, khoảng chục năm trở lại đây, đặc biệt từ khi cống đập Ba Lai đi vào vận

hành, đã khiến cho tình trạng xói lở bờ sông An Hóa trở nên nghiêm trọng, chiều rộng sông biến

đổi nhanh từ khoảng 170 m (năm 2001) lên đến 250m (2014) và vẫn đang liên tục diễn biến đã gây

những thiệt hại đến tinh thần, tài sản và cuộc sống của nhân dân trong vùng. Trên cơ sở tính toán

mô phỏng bằng mô hình MIKE kết hợp với phân tích diễn biến hình thái lòng dẫn, bài viết đã làm

rõ bức tranh thuỷ động lực – bùn cát đoạn sông An Hóa.

pdf 10 trang dienloan 6720
Bạn đang xem tài liệu "Ứng dụng mô hình mike nghiên cứu chế độ thủy động lực bùn cát đoạn sông an Hóa tỉnh Bến tre và tìm ra nguyên nhân gây xói lở", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Ứng dụng mô hình mike nghiên cứu chế độ thủy động lực bùn cát đoạn sông an Hóa tỉnh Bến tre và tìm ra nguyên nhân gây xói lở

Ứng dụng mô hình mike nghiên cứu chế độ thủy động lực bùn cát đoạn sông an Hóa tỉnh Bến tre và tìm ra nguyên nhân gây xói lở
123
Ứng dụng mô hình . . .
ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ THỦY 
ĐỘNG LỰC BÙN CÁT ĐOẠN SÔNG AN HÓA TỈNH BẾN TRE 
VÀ TÌM RA NGUYÊN NHÂN GÂY XÓI LỞ.
 Mai Đức Trần* , Nguyễn Thành Minh** 
TÓM TẮT
 Sông An Hóa được đào năm 1878, dài 6 km nối liền sông Bến Tre với sông Ba Lai. Đến 
năm 1905, đoạn sông An Hóa dài khoảng 4 km nối sông Ba Lai với sông Mỹ Tho được đào tiếp, tạo 
nên con đường thủy quan trọng từ sông Hàm Luông qua thị xã Bến Tre đến sông Mỹ Tho và đi các 
tỉnh lân cận. Tuy nhiên, khoảng chục năm trở lại đây, đặc biệt từ khi cống đập Ba Lai đi vào vận 
hành, đã khiến cho tình trạng xói lở bờ sông An Hóa trở nên nghiêm trọng, chiều rộng sông biến 
đổi nhanh từ khoảng 170 m (năm 2001) lên đến 250m (2014) và vẫn đang liên tục diễn biến đã gây 
những thiệt hại đến tinh thần, tài sản và cuộc sống của nhân dân trong vùng. Trên cơ sở tính toán 
mô phỏng bằng mô hình MIKE kết hợp với phân tích diễn biến hình thái lòng dẫn, bài viết đã làm 
rõ bức tranh thuỷ động lực – bùn cát đoạn sông An Hóa.
Từ khóa: mô hình MIKE, chế độ thủy động lực, sông An Hóa, tỉnh Bến Tre.
MODEL APPLICATION RESEARCH MIKE HYDRODYNAMIC REGIME 
MUD RIVER SAND PERIOD AN CHEMICAL - BEN TRE AND FIND 
OUTCAUSE CAUSE EROSION.
ABSTRACT
 An Hoa river built in 1878 with distance of around 6 km links from Ben Tre river to Ba Lai 
river. In 1905, An Hoa river of 4 km long connecting from Ba Lai river to My Tho river was built as 
well. Both give significant waterway from Ham Luong via Ben Tre city to My Tho river and yother 
surrounded provinces. Nevertherless, in the recent ten years from Ba Lai culvert operated, erosion 
in An Hoa river bank becomes critically with river width change of from 170m in 2001 to 250m in 
2014. This phenomenon are taking place and impacting negatively to property as well as life. Based 
on modeling by MIKE software and river morphology, this paper provides picture hydrodynamic – 
sediment transport in An Hoa river.
Keywords: MIKE model, hydrodynamic regime, river An Hoa, Ben Tre Province.
* ThS. Viện nghiên cứu Biển. Fmail: maiductran@gmail.com, ĐT: 0977876598 
** ThS. Viện nghiên cứu Biển. 658 Võ Văn Kiệt, P1, Q5, Tp HCM
124
Tạp chí Kinh tế - Kỹ thuật
1. MỞ ĐẦU
Dự án ngọt hóa Bắc Bến Tre (còn gọi là dự 
án Ba Lai) được Chính phủ phê duyệt dự án 
tiền khả thi năm 2000. Dự án đầu tư xây dựng 
sẽ phục vụ cho 4 huyện Giồng Trôm, Ba Tri, 
Châu Thành, Bình Đại và thị xã Bến Tre. Mục 
tiêu của dự án là ngăn mặn, giữ ngọt, tạo nguồn 
ngọt, tiêu úng, tiêu chua, rửa phèn, cải tạo đất 
cho 115.000 ha đất tự nhiên, 88.500 ha đất sản 
xuất nông nghiệp, nuôi thủy sản và phục vụ 
sinh hoạt cho gần 1 triệu dân sống trong vùng 
dự án. Tổng mức đầu tư dự án là 700 tỉ đồng.
Công trình cống, đập Ba Lai là một trong 
những hạng mục chính của dự án ngọt hóa 
Bắc Bến Tre đi vào vận hành khoảng một 
năm rưỡi thì xuất hiện tình trạng đất bị lở 
nhanh ở bờ sông Giao Hòa (kênh Giao Hòa) 
và bờ sông An Hóa (kênh An Hóa), huyện 
Châu Thành. Được biết, đây là dãy kênh đào 
gồm kênh Chẹt Sậy, sông An Hóa và kênh 
Giao Hòa nối từ ngã ba sông Bến Tre (xã 
Phú Hưng, thị xã Bến Tre) đến ngã tư sông 
Ba Lai (xã An Hóa) và ra xã Giao Hòa, giáp 
sông Mỹ Tho. Kênh bắt đầu được đào vào 
năm 1904. Nhưng bây giờ, dưới tác động của 
dòng chảy cùng với tác động của con người 
sông An Hóa đã trở thành sông.[1]
Tình hình xói lở bờ sông, biến hình lòng 
dẫn đang gây ra những thiệt hại lớn về vật chất 
và tài sản của nhân dân, nguy cơ uy hiếp tính 
mạng và tinh thần an cư của nhân dân hai bên 
bờ sông đang hiển hiện. Ngoài ra, hiện việc 
xói lở - thô hóa lòng sông vẫn tiếp tục nên quá 
trình định hướng xử lý phù hợp là một vấn đề 
chưa có lời giải đối với các cơ quan quản lý 
tỉnh Bến Tre. Vì vậy, việc nghiên cứu cơ sở 
khoa học về chế độ thủy động lực và đề xuất 
các giải pháp trước mắt nhằm giảm thiểu các 
ảnh hưởng xấu tại đoạn sông An Hóa là thực 
sự cần thiết.
Hình 1: Sơ họa vị trí vùng nghiên cứu và hiện 
trạng sạt lở 
Hình 2: Sạt lở đang tiến sát nhà dân
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ 
NỘI DUNG TÍNH TOÁN
2.1 Tính toán thủy lực sông An Hóa 
bằng mô hình toán số một chiều Mike 11
2.1.1. Giới thiệu về mô hình Mike 11[3]
Mike 11 là phần mềm kỹ thuật chuyên 
dụng để mô phỏng dòng chảy một chiều trên 
hệ thống sông. Mô đun thủy động lực (HD), 
trên cơ sở giải hệ phương trình Saint Venant 
gồm “phương trình liên tục (bảo toàn lượng 
tích lũy) và phương trình động lượng (bảo 
toàn động lượng)” là nòng cốt của họ mô hình 
Mike 11. Vì vậy để mô phỏng chế độ thủy lực 
cho các đoạn sông thuộc tỉnh Bến Tre tác giả 
đã sử dụng mô hình Mike 11 với mô đun HD 
để từ đó tính toán lưu lượng, mực nước sông 
An Hóa sử dụng làm biên đầu vào cho mô 
hình Mike 21.
125
Ứng dụng mô hình . . .
2.1.2. Thiết lập mạng lưới tính toán 
thủy lực
Mạng lưới sông - kênh - rạch vùng dự án 
rất dày đặc, do đó việc mô phỏng một cách 
đầy đủ tương đối khó. Tuy nhiên nếu mô 
phỏng được càng đầy đủ, kết quả mô phỏng 
càng phù hợp với thực tế. Vì vậy, trên cơ sở 
các bản đồ số, bản đồ giấy và ảnh vệ tinh tiến 
hành sơ đồ hoá toàn bộ các kênh rạch tỉnh 
Bến Tre gồm sông kênh chính và các kênh 
cấp 1, 2 quan trọng với các số liệu thu thập từ 
các dự án và đề tài do Viện Kỹ thuật Biển và 
Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam thực hiện. 
Xem hình 4.
2.1.3. Dữ liệu đầu vào và kiểm định mô 
hình
a. Dữ liệu địa hình
+ Bản đồ ảnh vệ tinh năm 2013.
+ Các mặt cắt ngang địa hình lòng sông 
của mạng lưới sông do Viện kỹ thuật Biển 
đo đạc.
b. Dữ liệu thủy văn
+ Tài liệu mực nước giờ thực đo các trạm 
Trà Vinh Vàm Kênh; Bình Đại; Ba Lai; An 
Thuận; Bến Trại, Chợ Lách, Mỹ Tho năm 
2013 do Đài khí tượng thủy văn Nam Bộ 
cung cấp. 
+ Tài liệu lưu lượng trạm Mỹ Thuận, Mỹ 
Tho năm 2013 do Đài khí tượng thủy văn 
Nam Bộ cung cấp. 
+ Tài liệu lưu lượng sông An Hóa (2 vị 
trí) thực đo 14h ngày 5/10/2013 đến 13h ngày 
8/10/2013 do Viện kỹ thuật Biển đo đạc.
Hình 3: Bản đồ hành chính tỉnh Bến tre và vị trí 
sông An Hóa, cống đập Ba Lai
Hình 4: Sơ đồ mạng lưới sông và vị trí các biên 
tính toán
c. Kết quả kiểm định
Kết quả mô hình được thẩm định thông qua số liệu thực đo từ ngày 5 đến ngày 8 tháng 10 
năm 2013 do Viện Kỹ thuật Biển thực hiện thể hiện hình 3 và hình 4.
Hình 3 : Kết quả kiểm định mực nước trạm 
An Hóa 2
Hình 4: Kết quả kiểm định lưu lượng trạm 
An Hóa 2
126
Tạp chí Kinh tế - Kỹ thuật
Nhận xét: Căn cứ vào kết quả kiểm định mô 
hình cho thấy biên độ và cao độ mực nước 
giữa kết quả tính toán và thực đo tương đối 
phù hợp, điều này cho thấy sơ đồ hóa mạng 
lưới tính toán và các tham số mô hình phản 
đúng điều kiện thực tế.
Vì vậy kết quả thủy lực (Q;H) trích xuất 
từ mô hình Mike 11 trên đây đủ độ tin cậy làm 
điều kiện biên cho việc tính toán mô phỏng 
mô hình dòng chảy hai chiều Mike 21 để 
nghiên tính toán mô phỏng quá trình xói lở 
bờ với các kịch bản khác nhau được giới thiệu 
trong mục 2.2.
2.2. Tính toán mô phỏng chế độ thủy 
động lực và xu thế diễn biến lòng dẫn sông 
An Hóa bằng mô hình Mike 21
2.2.1. Giới thiệu mô hình Mike 21
Mô hình Mike 21 là mô hình hai chiều với 
hệ tọa độ lưới phi cấu trúc cho phép mô phỏng 
chi tiết các yếu tố thủy lực và hình thái hai 
chiều, đặc biệt là có tính toán dòng chảy xoắn, 
là yếu tố thủy lực quan trọng trong tính toán 
xói bồi. Lòng dẫn thay đổi có thể mô phỏng 
theo phương đứng (chiều sâu) và phương 
ngang (xói lở bồi lắng bờ sông). Mô hình 
Mike 21 được xây dựng dựa trên việc giải hệ 
phương trình Saint Vernant cho dòng chảy 2 
chiều (hướng dọc và hướng ngang sông), theo 
chiều sâu dòng chảy các yếu tố thủy lực và 
bùn cát được lấy trung bình. Để giải quyết 
bài toán, tác giả đã sử dụng mô hình tích hợp 
Mike 21/3 Coupled Model FM, đây là mô 
hình thích hợp, là lựa chọn tốt để mô phỏng/
dự báo các quá trình thủy động lực học, phổ 
sóng, vận chuyển bùn cát và bồi xói tại khu 
vực nghiên cứu. 
Các module sử dụng bao gồm: 
+ Model thủy động lực học (Mike21/3 
HD) để xác định trường dòng chảy và trường 
độ sâu cột nước.
+ Model vận chuyển bùn (Mike 21/3 
MT) để mô tả bức tranh xói bồi và quá trình 
chuyển vận bùn cát dưới tác động của dòng 
chảy và sóng.
2.2.2. Thiết lập và kiểm định mô hình
a). Thiết lập mô hình
- Số liệu biên: Biên hở thứ I và thứ V ( hình 
7): Sử dụng chuỗi số liệu lưu lượng dòng chảy 
theo thời gian (Q∼t) và quá trình lưu lượng 
bùn cát. Chuỗi số liệu lưu lượng nước được 
trích xuất từ kết quả của các mô hình 1 chiều 
(Mike 11), lưu lượng bùn cát vì không có số 
liệu nên trong quá trình tính toán đã được giả 
định đúng bằng sức tải cát trung bình. Biên hở 
thứ II, III, IV và VI sử dụng chuỗi số liệu mực 
nước theo thời gian (H∼t). Chuỗi số liệu mực 
nước cũng được trích xuất từ kết quả của các 
mô hình 1 chiều Mike 11. 
- Thiết kế hệ thống lưới tính toán: Căn cứ 
vào phạm vi tính toán của mô hình và tài liệu 
địa hình sử dụng để mô phỏng, công tác thiếp 
lập lưới tính toán được thực hiện thông qua mô 
đun tạo lưới (Mesh Generator) dựa trên nguyên 
lý với những khu vực quan tâm nghiên cứu, 
khu vực có sự thay đổi về địa hình, khu vực có 
sự thay đổi về hình thái ven bờ... sẽ được chia 
chi tiết hơn những khu vực khác.
- Thiết lập địa hình tính toán: 
Tài liệu sử dụng thiết lập địa hình tính 
toán bao gồm:
+ Bình đồ tỷ lệ 1/5.000 đoạn sông An 
Hoá do Viện Kỹ thuật Biển thực hiện tháng 
10/2013. 
+ Các tài liệu điều tra thực địa tháng 
10/2013 bao gồm tài liệu về đường bờ sông, 
các khu dân cư cũng như các công trình hiện 
trạng... trên toàn bộ đoạn sông nghiên cứu. 
Phương pháp thiết lập: Địa hình tự nhiên 
khu vực nghiên cứu bao gồm địa hình lòng 
sông, đường bờ sông hiện trạng. Tập hợp các 
127
Ứng dụng mô hình . . .
tọa độ điểm đo theo 3 phương X, Y, Z từ số 
liệu bình đồ đoạn sông cần tính toán được 
xuất ra dưới dạng tệp dữ liệu cao độ số bằng 
phần mềm HydroPro sau đó nhập vào mô hình 
Mike 21 với môđun trợ giúp Grid Generator. 
- Bùn cát đáy và hàm lượng phù sa lơ 
lửng: Bùn cát đáy khu vực nghiên cứu chủ 
yếu tồn tại ở hai dạng chính là bùn (đường 
kính từ 0.0039 đến 0.0625 mm) và dạng cát 
mịn (đường kính 0.0625 đến 0.125 mm). Hàm 
lượng phù sa lơ lửng tại các biên có giá trị 
khoảng 0.0034 g/l đến 0.0541g/l. 
Hình 5: Phạm vi miền tính mô hình Hình 6: Lưới và địa hình tính toán
b). Kết quả kiểm định mô hình
Quá trình kiểm định mô hình thuỷ lực 
được thực hiện dựa trên việc so sánh kết quả 
tính toán với tài liệu thực đo mà đã được Viện 
Kỹ thuật Biển tiến hành đo đạc từ 14 giờ ngày 
05 tháng 10 năm 2013 đến 13 giờ ngày 08 
tháng 10 năm 2013, bao gồm lưu lượng, mực 
nước và phân bố lưu tốc trên mặt cắt ngang.
Qua sự so sánh giữa kết quả mô phỏng và 
số liệu thực đo cho thấy, mặc dù có một số sai 
khác nhỏ nhưng nhìn chung kết quả mô phỏng 
khá tốt. 
Mô hình tương đối ổn định, kết quả tính toán 
mực nước, lưu lượng và phân bố vận tốc khá 
phù hợp với số liệu thực đo, do vậy mô hình đủ 
độ tin cậy để tính toán cho việc nghiên cứu.
Hình 7: Kết quả kiểm định lưu lượng tại trạm 
An Hóa 
Hình 8: Kết quả kiểm định trường vận tốc lúc 15h 
ngày 7/10/2013 trên mặt cắt ngang tại trạm đo 
sông An Hóa 1
128
Tạp chí Kinh tế - Kỹ thuật
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Kết quả tính toán dòng chảy
Dưới đây là một số hình ảnh kết quả mô phỏng tại các khu vực I, II và III của đoạn sông 
nghiên cứu.
Hình 9a,b,c,d: Trường vận tốc dòng chảy lúc triều lên vào tháng mùa lũ tại sông An Hoá 
tại các khu vực I, II, III
Kết quả cho ta thấy rằng cả thời điểm triều 
lên cũng như triều rút dưới tác dụng của dòng 
chảy vào và ra từ sông Tiền và sông Bến Tre 
thì dòng chủ lưu có khuynh hướng ép sát vào 
bờ tả phía xã An Hóa và xã Giao Hòa. Ngoài 
ra, vận tốc dòng chảy khi triều lên và triều 
xuống mạnh đều rất mạnh, có vị trí đạt tới 1.8 
m/s. Điều này cho thấy ảnh hưởng vượt trội 
do triều của sông Tiền đến chế độ thủy lực 
sông An Hóa, Ở khu vực ngã ba sông Tiền và 
sông An Hóa, dòng chảy có chế độ thủy lực 
phức tạp, thường xuyên xuất hiện các xoáy 
nước và hệ quả là lòng dẫn xuất hiện các hố 
xói sâu áp sát mép bờ về phía hạ lưu gây sạt 
lở bờ sông tại khu vực này. 
3.2. Kết quả tính toán vận chuyển 
bùn cát
Kết quả tính toán tốc độ xói lở bờ sông 
An Hóa tương ứng với hai kịch bản tính được 
thể hiện chi tiết trong bảng 1. Tốc độ xói lở 
tăng đáng kể đối với bờ đối diện khi xây dựng 
công trình ở bờ tả. Xem bảng 1 và hình 10, 11.
Bảng 1: Kết quả tính toán tốc độ xói lở bờ sông An Hóa ở trạng thái hiện trạng (KB1) 
và khi có công trình (KB2)
STT Vị trí xói lở Bờ 
sông
Chiều 
dài sạt lở 
(m)
Tốc độ xói lở bờ 
khi chưa có công 
trình KB1 
(m/năm)
Tốc độ xói lở 
bờ khi có công 
trình KB2 
(m/năm)
1
Khu vực ấp 1, ấp 2 xã Giao 
Hòa - Châu Thành (từ sông 
Mỹ Tho đến cầu An Hóa)
Tả 1200 2-:-4
129
Ứng dụng mô hình . . .
2
Khu vực từ cầu An Hóa đến 
ngã tư sông An Hóa-sông Ba 
Lai (xã An Hóa - Châu Thành, 
có kè bê tông chiều dài 400m)
Tả 1400 4-:-6
3
Khu vực ấp 3 xã Long Định 
- Bình Đại (từ sông Mỹ Tho 
đến cầu An Hóa)
Hữu 800 3-:-5 4-:-6
4
Khu vực ấp 5 xã Long Hòa - 
Bình Đại (từ cầu An Hóa đến 
ngã tư sông An Hóa-Ba Lai)
Hữu 1000 3-:-4 4-:-5
5
Khu vực ấp 1, ấp 2 xã Giao 
Hòa - Châu Thành (khu vực 
giáp sông Mỹ Tho-chưa có kè 
xây dựng)
Tả 600 3-:-4
Hình 10: Bức tranh xói bồi sông An Hóa 
theo KB1
Hình 11: Bức tranh xói bồi dọc sông An Hóa 
theo KB2 (xây dựng công trình kè 
toàn tuyến bờ tả)
C.An Hóa
Nhận xét: Qua tính toán ta thấy rằng dọc sông 
An Hóa đoạn từ sông Tiền đến sông Ba Lai 
kết quả phân bố bùn cát tại khu vực nghiên 
cứu là khá lớn khoảng 0,16 – 0.17 kg/m³, mật 
độ phân bố tại khu vực gần ngã 3 sông Tiền – 
sông An Hóa và ngã 4 sông Ba Lai – sông An 
Hóa thường cao hơn các khu vực khác, bùn 
cát lơ lửng nhỏ nhất khoảng 0.030 – 0.032kg/
m³, nhìn chung dọc hai bờ sông đều xảy ra 
hiện tượng xói mạnh (hình 10&11). 
Kết quả tính toán lúc này cho thấy với 
việc bảo vệ phía bờ trái bằng công trình kè thì 
khu vực xói lở xảy ra hầu hết ở bờ đối diện 
(phía huyện Bình Đại). Lúc này 2 khu vực có 
xuất hiện hố xoáy là khu vực cầu An Hóa và 
khu vực ngã 3 sông Tiền – sông An Hóa. Như 
vậy vấn đề đặt ra lúc này là khi chúng ta xây 
dựng công trình bên bờ trái thì xu hướng xói 
lở lập tức chuyển sang bờ phải, vì vậy đây là 
vấn đề cần giải quyết để giảm thiểu thiệt hại 
cho phía bờ bên phải.
3.3. Kết quả nghiên cứu diễn biến lòng 
dẫn sông An Hóa theo tài liệu thực đo
3.3.1. Diễn biến tuyến lạch sâu lòng dẫn 
sông An Hóa 
Căn cứ kết quả khảo sát thực địa vào các 
năm 2006 và 2009, hình vẽ thể hiện sự biến 
động tuyến lạch sâu của sông An Hóa được 
trình diễn như hình 12. Kết quả cho thấy, 
trong khoảng thời gian khá ngắn (3 năm), 
130
Tạp chí Kinh tế - Kỹ thuật
tuyến lạch sâu đã bị hạ thấp khá đều nhau với 
giá trị bình quân khoảng 3m, mỗi năm lòng 
sông bị hạ thấp khoảng 1m.
Hình 12: Tốc độ biến đổi lạch sâu theo thời 
gian 2006 – 2009 
3.3.2. Diễn biến lòng dẫn sông An Hóa 
trên mặt cắt ngang
Để thể hiện tốc độ biến hình lòng dẫn đoạn 
sông An Hóa theo chiều ngang sông, báo cáo 
đã trích dẫn biểu đồ biến động mặt cắt ngang 
tại vị trí 5 điển hình. Xem hình 13. 
Vị trí mặt cắt số II là khu vực giữa đoạn kè 
mới xây dựng phía bờ tả và khu vực đường bờ 
chưa xây dựng. Xem hình 14.
Hình 13: Sơ họa vị trí mặt cắt so sánh
Hình 14: Biến động cao độ mặt cắt ngang tại 
mặt cắt 02 theo các năm
Tại mặt cắt I và V: Đây là 2 mặt cắt ngay 
sát tại ngã 4 sông An Hóa – Ba Lai và ngã ba 
sông An Hóa – sông Tiền, tại vị trí này dòng 
chảy diễn ra khá phức tạp do đây là giao của 
2 sông. Kết quả biến hình theo mặt cắt ngang 
của hai mặt cắt tại thời điểm ba năm khác 
nhau 2006 – 2009 – 2010 thể hiện ở hình 15 
và hình 16. 
Hình 15: Biến động cao độ mặt cắt ngang tại 
mặt cắt I theo các năm
Hình 16: Biến động cao độ mặt cắt ngang tại 
mặt cắt V theo các năm
Tại mặt cắt III và IV: Đây là hai mặt cắt 
phía trước và phía sau chân cầu An Hóa, 
khu vực này có những diễn biến phức tạp do 
những tác động của các mố cầu An Hóa với 
dòng chảy trong sông. Mặt cắt III ở vị trí phía 
sau cầu An Hóa (về phía sông Ba Lai) khoảng 
100m, mặt cắt IV ở phía trước cầu An Hóa (về 
phía sông Tiền) khoảng 200m.
Hình 17: Biến động cao độ mặt cắt ngang tại 
mặt cắt III theo các năm
131
Ứng dụng mô hình . . .
Hình 18: Biến động cao độ mặt cắt ngang tại 
mặt cắt IV theo các năm
3.3.3. Nhận xét
Hiện tượng xói sâu đang diễn ra đồng bộ 
trên toàn đoạn sông nghiên cứu. Lòng sông bị 
xói mạnh nhất xảy ra tại đoạn hạ lưu cầu An 
Hóa, tốc độ xói lớn nhất có thể đạt tới 2m/năm 
tại mặt cắt IV. Đoạn thượng lưu cầu An Hóa 
có tốc độ xói nhỏ hơn, khoảng 0.5m/năm.
Căn cứ vào hình dạng mặt cắt và tuyến 
lạch sâu cho thấy: Dòng chủ lưu đoạn sông 
thượng lưu cầu An Hóa có xu thế lệch rõ rệt 
về phía bờ tả, đoạn phía hạ lưu cầu An Hóa ra 
sông Tiền dòng chủ lưu có xu thế hơi lệch về 
phía bờ hữu.
Từ năm 2009 đến nay tốc độ diễn biến 
diễn ra chủ yếu theo chiều sâu tập trung tại 
khu vực giữa lòng sông, ít hoặc không mở 
rộng về phía bờ sông trừ mặt cắt số I. Điều 
này cho thấy, sau khi quá trình mở rộng lòng 
sông diễn ra ồ ạt theo cả chiều rộng và chiều 
sâu thì hiện tại tốc độ diễn biến theo chiều 
rộng đã bị suy giảm, hiện tượng biến hình 
theo chiều sâu vẫn đang tiếp tục.
Tại đoạn thượng lưu cầu An Hóa, xu thế 
trục động lực sẽ dịch chuyển cân bằng hơn 
ra phía giữa lòng sông do tác động của công 
trình kè mái nghiêng được xây dựng với chiều 
dài khoảng 300m. Do đó, hiện tượng xói lở 
bờ đối diện với tuyến kè (bờ hữu) và đoạn lân 
cận phía hạ lưu tuyến kè có thể xẩy ra hiện 
tượng sạt lở.
Cao độ lạch sâu đoạn hạ lưu cầu An Hóa 
(mặt cắt IV) trong vài năm gần đây bị hạ thấp 
rất nhanh, năm 2006 cao độ xấp xỉ -12m, hiện 
nay cao độ tại vị trí này đã hạ thấp đến -17m. 
Điều này cho thấy tác động tạo lòng do ảnh 
hưởng của việc cống đập Ba Lai đi vào vận 
hành với chế độ đóng là chính.
Bề rộng lòng sông tại các mặt cắt đầu và 
cuối sông An Hóa, khu vực tiếp giáp với vùng 
phân hợp lưu, có giá trị lớn hơn các mặt cắt 
phía trong khoảng 50m. Điều này cho thấy 
việc xói trục ngang tại các mặt cắt này lớn 
hơn so với các mặt cắt đoạn phía trong vùng 
nghiên cứu (mặt cắt II,III,IV) với xu thế xói 
trục đứng chiếm ưu thế.
3.4. Nguyên nhân chủ yếu gây sạt lở bờ 
sông và xói lòng dẫn
- Năng lượng dòng chảy tập trung quá lớn 
qua khu vực sông An Hóa (lưu tốc có vị trí 
đạt tới 1.8m/s), vượt xa khả năng chuyển tải 
của lòng dẫn gây nên xói bùn cát đáy. Nguyên 
nhân dẫn đến điều này là do trước đây khi triều 
lên lưu lượng nước từ sông Tiền vào sông An 
Hóa khi tới ngã tư giao giữa sông An Hóa và 
sông Ba Lai lưu lượng nước sẽ được phân bổ 
theo ba nhánh còn lại và triều rút thì lưu lượng 
nước từ các kênh rạch, từ sông Bến Tre chảy 
về khi tới ngã tư giao giữa sông An Hóa và 
sông Ba Lai lưu lượng nước sẽ được phân bổ 
theo ba nhánh kia, nhánh sông Ba Lai sẽ mang 
lượng nước theo con sông Ba Lai ra biển. 
Nhưng từ khi cống đập Ba Lai được đưa vào 
sử dụng (04/2002) với chế độ vận hành đóng 
là chủ yếu, đã biến sông Ba Lai đoạn từ sông 
An Hóa đến cống đập thành một chiếc hồ điều 
hòa. Chính vì điều này làm cản trở lưu lượng 
nước lưu thông vào con sông này và biến sông 
An Hóa thành dòng chảy chính, chịu toàn bộ 
lượng nước từ sông Tiền đổ vào cũng như toàn 
bộ lượng nước đổ ra khi triều rút.
- Tác nhân nền móng bờ sông mềm yếu. 
Điều này được khẳng định khi khoan thí 
132
Tạp chí Kinh tế - Kỹ thuật
nghiệm địa tầng, ngoài lớp sét mỏng tồn tại 
trên bề mặt, lớp địa tầng phía dưới được cấu 
tạo bởi lớp bùn sét hữu cơ mềm yếu, bở rời. 
Khi gặp điều kiện bất lợi do dòng chảy với 
lưu tốc khá lớn và do mái bờ sông quá dốc sẽ 
làm hiện tượng sạt lở diễn ra nhanh hơn.
- Do dòng chủ lưu ép sát phía bờ tả đoạn 
phía thượng lưu cầu An Hóa và dòng chủ 
lưu (kèm theo là sự dịch chuyển của hố xói) 
phía hạ lưu cầu ép sát phía bờ hữu. Đây là 
minh chứng rõ nhất cho hiện tượng xoáy trục 
ngang do ảnh hưởng của dòng các khu vực 
phân nhập lưu ở thượng và hạ lưu đoạn sông 
nghiên cứu.
4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Hiện tượng xói tổng thể đang là xu thế 
chủ đạo của đoạn sông nghiên cứu, trong thời 
gian tới hiện tượng này vẫn sẽ tiếp diễn cho 
đến khi có sự cân bằng giữa năng lượng dòng 
chảy và khả năng chuyển tải của lòng dẫn. 
Trong đó đoạn lòng sông phía hạ lưu cầu An 
Hóa có tốc độ biến hình lòng sông khá lớn.
Chế độ thủy động lực khu vực nghiên cứu 
thể hiện ở độ dốc mặt nước lớn cả khi triều lên 
và xuống, lưu tốc dòng chảy khá cao. Đoạn 
có dòng chảy phức tạp là khu vực đầu và cuối 
đoạn sông tại điểm tiếp giáp với khu vực phân 
nhập lưu với sông Ba Lai và sông Mỹ Tho.
Kiến nghị các ban ngành chức năng cần 
trước tiên cần đánh giá tiến độ hoàn thiện hệ 
thống thủy lợi Bắc Bến Tre, sau đó tiến hành 
quy hoạch chỉnh trị tổng thể đoạn sông này, 
ưu tiên đầu tư giai đoạn khẩn cấp chống xói 
lở, cần kết hợp song song giữa giải pháp phi 
công trình và công trình nhằm đảm bảo mục 
tiêu chính trị.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Cổng thông tin điện tử: www.bentre.gov.vn. 
 [2]. MIKE 11 User Guide, MIKE 11 – A Modelling System for Rivers and Channels, 2005. DHI - 
Water and Environment,.
[3]. MIKE21/3 Coupled Model FM. User Guide, 2009. DHI Water & Environment

File đính kèm:

  • pdfung_dung_mo_hinh_mike_nghien_cuu_che_do_thuy_dong_luc_bun_ca.pdf