BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM

VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI MIỀN NAM

TRẦN BÁ HOẰNG

NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN VÀ GIẢI PHÁP CHỈNH TRỊ ĐOẠN
SÔNG PHÂN LẠCH - ỨNG DỤNG CHO SÔNG CỬU LONG

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN
LÒNG SÔNG DƯỚI TÁC DỤNG CỦA CÔNG TRÌNH HOÀN LƯU

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

Thành phố Hồ Chí Minh - Năm 2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM

VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI MIỀN NAM

TRẦN BÁ HOẰNG


đề nghiên cứu của luận án: GS.TSKH Nguyễn Ân Niên, GS.TS Hoàng Hưng,
GS.TS Nguyễn Tất Đắc, PGS.TS Hoàng Văn Huân, TS. Nguyễn Hữu Nhân,
NCVCC Lê Duy Hàm v.v... đã hướng dẫn, đóng góp ý kiến, giúp đỡ tác giả
hoàn thành luận án.
Tác giả xin chân thành cảm ơn lãnh đạo viện Khoa học Thủy lợi miền
Nam, Phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia về động lực học sông biển,
Trung tâm nghiên cứu Chỉnh trị sông và Phòng chống Thiên tai đã giúp đỡ,
tạo mọi điều kiện tốt nhất có thể để tác giả hoàn thành luận án.
Lòng biết ơn chân thành xin gửi tới gia đình, đồng nghiệp và bạn bè là
những người đã động viên tác giả vượt qua nhiều khó khăn để hoàn thành
luận án.
Tác giả

Trần Bá Hoằng


i

MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
0.1. Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN ................................. 1
0.1.1 Diễn biến lòng dẫn phức tạp ở các đoạn sông phân lạch gây sạt lở
bờ ảnh hưởng xấu đến an sinh xã hội.............................................................. 1
0.1.2 Nhu cầu ổn định các cù lao trên sông để khai thác vào các mục
tiêu kinh tế- xã hội ......................................................................................... 6
0.2. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN ................................ 7
0.3. MỤC TIÊU CỦA LUẬN ÁN .................................................................. 8
0.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN ......................................... 8
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC THÀNH TỰU NGHIÊN CỨU VỀ

2.1.1. Định nghĩa và phân loại đoạn sông phân lạch ..................................... 39
2.1.2. Đoạn tiếp cận cửa sông trong vùng ảnh hưởng triều ........................... 41
2.1.3. Kết cấu dòng chảy tại khu vực phân lưu ............................................. 42
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.......................................................... 45
2.2.1. Phương pháp nghiên cứu thông qua chỉnh lý, phân tích số liệu thực đo
từ sông thiên nhiên ....................................................................................... 45
2.2.2. Phương pháp nghiên cứu trên mô hình vật lý ...................................... 48
2.2.3. Phương pháp nghiên cứu bằng mô hình toán ...................................... 63
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ CÁC ĐẶC TRƯNG SÔNG
PHÂN LẠCH VÀ BỐ TRÍ KHÔNG GIAN CÔNG TRÌNH CHỈNH TRỊ
CÁC ĐOẠN PHÂN LẠCH TRÊN SÔNG CỬU LONG .............................. 76
3.1. NGHIÊN CỨU VỀ CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA SÔNG PHÂN LẠCH
ĐBSCL ........................................................................................................ 76
3.1.1. Tổng quan sông phân lạch trên sông Cửu Long .................................. 76
3.1.2. Các đặc trưng cơ bản của sông phân lạch vùng thượng châu thổ
ĐBSCL……………………………………………………………………… 81


iii

3.1.3. Phân tích tính chất đặc thù của các đoạn phân lạch ĐBSCL ............... 84
3.2. PHÂN TÍCH CÁC MỐI QUAN HỆ HÌNH THÁI VÀ TỶ LỆ PHÂN
LƯU TRONG SÔNG PHÂN LẠCH ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG ... 88
3.2.1. Tổng hợp số liệu thực đo .................................................................... 89
3.2.2. Xây dựng đồ thị và công thức quan hệ ................................................ 91
3.2.3. Phân tích ............................................................................................. 92
3.3. NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ PHÂN CHIA LẠI LƯU LƯỢNG GIỮA
CÁC LẠCH CỦA CÁC GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH (LẤY ĐOẠN CÙ LAO
ÔNG HỔ LÀM ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU) ........................................... 94
3.3.1. Phân tích các yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến sự biến động trong phân

TRỊ ............................................................................................................ 120
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................... 123
KẾT LUẬN ................................................................................................ 123
KIẾN NGHỊ ............................................................................................... 125
CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ........ 127
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 129
PHỤ LỤC .................................................................................................. 136


v

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 0.1. Đoạn phân lạch Long Khánh trên sông Tiền....................................2
Hình 0.2. Sạt lở đầu cù lao Long Khánh ........................................................ 3
Hình 0.3. Sạt lở bờ phải lạch Long Khánh - xã Long Thuận ........................... 3
Hinh 0.4. Sạt lở bờ sông Hậu tại khu vực Long Xuyên (An Giang) ................ 4
Hình 0.5. Sạt lở ở khu vực cồn Sơn, 2010 ...................................................... 5
Hình 1.1. Một số công trình chỉnh trị sông phân lạch ở Mỹ .......................... 17
Hình 1.2. Một số công trình chỉnh trị sông phân lạch ở Châu Âu ................. 18
Hình 1.3. Một số công trình chỉnh trị sông phân lạch ở Châu Á ................... 19
Hình 1.4. Một số công trình chỉnh trị sông phân lạch ở Việt Nam ................ 22
Hình 1.5. Bình đồ lòng sông Hồng qua Hà Nội vào tháng 7/1985 ................ 23
Hình 1.6. Mặt bằng đoạn sông sau khi chỉnh trị (1991) ................................ 24
Hình 1.7. Sơ đồ bố trí công trình đoạn phân lạch Trung Hà - sông Đà........ 24
Hình 1.8. Tác dụng bồi tụ, chống sạt lở của các mỏ hàn trên lạch trái ......... 25
Hình 1.9. Hiệu quả bồi lấp lạch phải bằng đê hướng dòng chữ ................ 26
Hình 1.10. Công trình chỉnh trị đoạn Quản Xá trên sông Chu ...................... 27
Hình 1.11. Hình ảnh đoạn sông Quản Xá sau chỉnh trị ................................. 28
Hình 1.12. Sơ đồ bố trí cụm công trình chỉnh trị Phú Gia – Tứ Liên đã xây
dựng trên sông Hồng đoạn Hà Nội ............................................................... 29

Hình 2.19. So sánh biến đổi lòng dẫn giữa mô phỏng bằng MIKE 21C và thực
đo 2010 ........................................................................................................ 75
Hình 2.20. So sánh Q thực đo và Q MIKE 21C tại Tân Châu năm 2011....... 75
Hình 3.1. Các bãi bồi đầu lạch phụ ............................................................... 83
Hình 3.2. So sánh hình dạng bãi giữa trên các đoạn phân lạch của sông Hồng
và sông Cửu Long ........................................................................................ 87
Hình 3.3. Đồ thị quan hệ giữa các yếu tố thủy lực và tỷ lệ phân lưu thực đo. 88
Hình 3.4. Đường cong quan hệ giữa các tham số công trình hướng dòng và tỷ


vii

lệ phân lưu tăng lên ở lạch trái...................................................................... 91
Hình 3.5. Đường cong quan hệ giữa các tham số công trình đập khóa và tỷ lệ
phân lưu nhánh trái ..................................................................................... 101
Hình 3.6. Đường cong quan hệ giữa lưu lượng và tỷ lệ phân lưu nhánh trái
ứng với cao trình đập khóa -8m .................................................................. 107
Hình 3.7. Hiệu quả tăng lưu lượng vào lạch trái của các giải pháp tổ hợp .. 108
Hình 4.1. Vị trí địa lý của đoạn sông Tân Châu - Hồng Ngự .................... 115
Hình 4.2. Quy họach chỉnh trị đọan Tân Châu - Hồng Ngự ........................ 119
Hình 4.3. Phân chia lưu lượng đoạn TC - HN khi có công trình ................. 120
Hình 4.4. Phân bố trường vận tốc khi có công trình .................................... 121
Hình 4.5. Bình đồ lòng dẫn sau 2 năm xây dựng công trình ....................... 121


viii

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Hệ thống mỏ hàn xây dựng tại Nhật Tân - Tứ Liên ...................... 29
Bảng 2.1. Tỷ lệ phân lưu thực đo trên đoạn phân lưu từ Tân Châu đến Hồng

pháp đập khóa ở vị trí mặt cắt 4 lạch phải (ĐK.4) ...................................... 105
Bảng 3.12. Kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lưu lượng khi áp dụng giải
pháp đập khóa ở vị trí mặt cắt 5 lạch phải (ĐK.5) ...................................... 106
Bảng 3.13. Độ tăng lưu lượng vào lạch trái của các phương án bố trí đập khóa
trong lạch phải ............................................................................................ 107
Bảng 3.14. Tỷ lệ phân lưu khi thanh thải ngưỡng cạn lạch trái đến độ sâu -8m
................................................................................................................... 109
Bảng 3.15. Kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lưu lượng khi áp dụng giải
pháp TH.A ................................................................................................. 110
Bảng 3.16. Kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lưu lượng khi áp dụng giải
pháp TH.B .................................................................................................. 110
Bảng 3.17. Kết quả thí nghiệm về tỷ lệ phân chia lưu lượng khi áp dụng giải
pháp TH.C .................................................................................................. 111
Bảng 3.18. Tổng hợp độ tăng tỷ lệ lưu lượng ở lạch trái khi áp dụng các giải
pháp công trình tổ hợp (ở lưu lượng tạo lòng 14.000 m3/s) ........................ 111
Bảng 4.1. iễn biến tỷ lệ phân chia lưu lượng qua các thời kỳ ................... 115
Bảng 4.2. Lưu lượng và mực nước lũ thiết kế ............................................. 117
Bảng 4.3. Lưu lượng và mực nước tạo lòng ................................................ 118
Bảng 4.4. So sánh tỷ lệ phân lưu hai nhánh hiện trạng và khi có công trình 120


x

CÁC KÝ HIỆU CÔNG THỨC

P: Hệ số phân lạch
R: Độ phình của đoạn phân lạch
DRP: Hình dạng tổng quát của đoạn phân lạch
RB: Độ thon của cồn giữa
BMN: Độ mở rộng mặt nước của đoạn phân lạch


Công trình

ĐBBB:

Đồng bằng Bắc Bộ

ĐBNB:

Đồng bằng Nam Bộ

ĐBSCL:

Đồng bằng sông Cửu Long

Đ :

Đón dòng

ĐK:

Đập khóa

ĐTM:

Đồng Tháp Mười

HD:

Hướng dòng


Tân Châu

TGLX:

Tứ giác Long Xuyên

VNC:

Vùng nghiên cứu


1

MỞ ĐẦU
0.1. Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN
Sông phân lạch là loại hình sông tồn tại khá phổ biến trên các sông
tương đối lớn vùng đồng bằng. Trong vùng đồng bằng Bắc Bộ (ĐBBB), các
đoạn sông phân lạch xuất hiện gần như trên khắp các con sông chính. Đi dọc
theo các triền đê ven sông, sẽ luôn bắt gặp những cồn bãi xanh mướt cây
trồng bồng bềnh giữa các lạch sông mang nặng phù sa, kể cả đoạn sông Hồng
qua thủ đô Hà Nội. Tại vùng đồng bằng Nam Bộ (ĐBNB), trên sông Tiền và
sông Hậu, có đến hơn 40% tổng số chiều dài là các đoạn sông phân lạch, so
với 20% trên các sông vùng ĐBBB. Đặc điểm chủ yếu của đoạn sông này là
lòng sông thu hẹp 2 đầu, giữa phình ra, dòng chảy chia thành hai lạch hoặc
nhiều lạch, giữa các lạch là bãi giữa (người Nam Bộ gọi là cù lao hoặc cồn),
có cao trình tương ứng với bãi tràn, trên đó sinh trưởng thực vật hoặc có dân
cư sinh sống. Đặc điểm nổi bật nhất của sông phân lạch là sự phát triển không
đồng đều, không ổn định của các lạch, dẫn đến sự thay đổi ngôi thứ (chính,
phụ) diễn ra ở một mức độ nào đó có tính chu kỳ. Chính những đặc điểm diễn



3

Hình 0.2. Sạt lở đầu cù lao Long Khánh

Hình 0.3. Sạt lở bờ phải lạch Long Khánh - xã Long Thuận
- Đoạn phân lạch cù lao Ông Hổ trên sông Hậu: Đây là đoạn sông có
chiều dài khoảng 10km, nằm trên sông Hậu, khu vực thành phố Long Xuyên,
gồm có cù lao Ông Hổ, cù lao Phó Ba, biến động mạnh tốc độ sạt lở trung
bình 15m/năm. Bên cạnh đó đối diện với thành phố Long Xuyên là cù lao Phó
Ba đang trong giai đoạn xói lở mạnh với tốc độ hàng năm lên tới 30m/năm cả


4

đầu và đuôi cù lao. Ước tính xói lở tại các cù lao thuộc khu vực thành phố
Long Xuyên mỗi năm đã cuốn trôi khoảng hơn 50.000 m2, làm cho hàng trăm
hộ dân rơi vào cảnh mất nhà cửa hoặc phải di dời.

Hình 0.4. Sạt lở bờ sông Hậu tại khu vực Long Xuyên (An Giang)
- Các đoạn phân lạch trên sông Hậu khu vực thành phố Cần Thơ: Hiện
tượng xói lở trên sông Hậu thuộc địa bàn thành phố Cần Thơ diễn ra ở mức
độ khác nhau theo không gian và thời gian. Đoạn sông này có 4 đoạn phân
lạch chính: Cồn Tân Lộc, cồn Khương, cồn Sơn và cồn Ấu, có tổng diện tích
khoảng 3.700ha.
Khu vực cồn Tân Lộc thuộc quận Thốt Nốt (3.200ha), đầu cồn sạt lở
mạnh, đất bờ có dạng hàm ếch, chưa có biện pháp phòng chống, trên dọc
tuyến hai bên cồn chỗ nào sạt mạnh người dân và chính quyền địa phương
đóng cọc dừa hoặc cừ tràm, gia cố bao tải cát để bảo vệ.


Mỹ Thuận) sau đó chuyển hướng về phía bờ hữu (Vĩnh Long) gây xói lở
mạnh ở khu vực thành phố Vĩnh Long.
- Đoạn phân lạch Đồng Phú trên sông Tiền (tỉnh Tiền Giang): Đây là
đoạn phân lạch nằm trên sông Tiền, phía hạ lưu cầu Mỹ Thuận, phải nói trong
vòng 10 năm cù lao này đã phát triển mạnh mẽ. Năm 2001 chỉ là một dải đất
rất nhỏ nằm ở bờ phải khúc sông cong của sông Tiền, đến nay cù lao này đã
dịch chuyển về phía hạ lưu khoảng 304m (ở đầu cù lao) và 598m (phía đuôi
cù lao), tốc độ bình quân xấp xỉ 40m/năm. Như vậy ở cù lao này sau 7 năm từ
một bãi non thành một vùng đất để người dân khai thác nuôi trồng thủy sản
rất có giá trị.
0.1.2. Nhu cầu ổn định các cù lao trên sông để khai thác vào các mục tiêu
kinh tế - xã hội
Ngoài mục tiêu chống sạt lở trong các lạch để bảo đảm an sinh xã hội,
chống bồi lấp suy thoái lạch chạy tàu, chỉnh trị sông phân lạch còn hướng đến
phát triển kinh tế trên đất cù lao. Một nhà đầu tư Nhật Bản sau khi tham quan
cồn Ấu (Cần Thơ) nhận xét: “Chỉ cần bán không khí cũng hốt bạc”. Hiện nay,
việc khai thác các cù lao trên sông phục vụ phát triển kinh tế đang diễn ra ở
nhiều tỉnh, thành Nam Bộ.
Cù lao Thới Sơn (Tiền Giang) nối kết với các cù lao Bến Tre, cồn Ấu
(Cần Thơ) với khu du lịch Phù Sa, cù lao An Bình (Vĩnh Long)… đã định
hình thành tuyến du lịch sông nước nhộn nhịp suốt đêm ngày. Hàng loạt cồn
trong vùng được quy hoạch thành khu du lịch, giải trí, nghỉ dưỡng cao cấp.
Cù lao Long Trị thuộc xã Long Đức, thành phố Trà Vinh, với diện tích
tự nhiên gần 200ha, nằm trải dài hơn 7km giữa dòng sông Cổ Chiên. Ngành
du lịch địa phương đang triển khai kế hoạch hình thành một tuyến du lịch sinh
thái sông nước trên chuỗi cù lao này.


7

giữa các yếu tố hình thái lòng sông các lạch và các yếu tố thủy lực dòng chảy.
Từ đó chỉ ra độ nhạy của các yếu tố tác động đến tỷ lệ phân chia lưu lượng.


9

3. Bằng phương pháp thí nghiệm thủy lực trên MHVL, nghiên cứu xây dựng
các biểu đồ đánh giá hiệu quả điều chỉnh tỷ lệ phân chia lưu lượng của các sơ
đồ bố trí không gian khác nhau trong công trình chỉnh trị sông phân lạch vùng
triều sông, phục vụ lựa chọn phương án công trình thích hợp với mục tiêu
chỉnh trị.


10

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÁC THÀNH TỰU NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG
TRÌNH CHỈNH TRỊ SÔNG PHÂN LẠCH
1.1. CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VỀ SÔNG PHÂN LẠCH
1.1.1. Nhu cầu nghiên cứu đoạn sông phân lạch
Sông phân lạch là đoạn sông nằm giữa nút phân lưu và nút hợp lưu trên
cùng một tuyến sông, lòng dẫn của nó tồn tại các cồn bãi có cao trình ngang
thềm bãi tràn, tách dòng chảy đơn lạch thành 2 hoặc nhiều lạch. Đây là loại
sông tồn tại rất phổ biến trên các sông tương đối lớn vùng đồng bằng. Ở nước
ta, ở cả 3 vùng miền Bắc, Trung, Nam, nhất là trong vùng ĐBBB, ĐBSCL
đều tồn tại phổ biến lọai sông này.
- Trên sông Hồng, chỉ trên 34km chảy qua Hà Nội đã có 5 đoạn phân
lạch nối tiếp nhau, tổng cộng dài trên 15km, chiếm 44% tổng chiều dài đoạn
sông.
- Trên sông Đồng Nai, đoạn qua tỉnh Đồng Nai từ Hồ Trị An đến sông