ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯ ỞNG CỦA CÁC KỊCH BẢN KHAI THÁC CÁT ĐẾN<br />
DIẾN BIẾN LÒNG DẪN SÔNG TIỀN ĐOẠN HẠ LƯ U CẦU MỸ THUẬN<br />
<br />
PGS.TS Đinh Công Sản, PGS. Lê Mạnh Hùng, KS. Nguyễn Ngọc Thành<br />
Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam<br />
<br />
Tóm tắt: Sông Tiền đoạn hạ lưu cầu Mỹ Thuận là một đoạn sông phân nhánh, nhánh<br />
trái chảy về địa phận tỉnh Tiền Giang sau đó đổ ra biển Đông qua cửa Đại và cửa<br />
Tiểu, nhánh phải chảy qua địa phận tỉnh Vĩnh Long rồi đổ ra biển Đông theo cửa Cổ<br />
Chiên, Cung Hầu và Ba lai. Đây là đoạn sông có chế độ dòng chảy phức tạp do lũ,<br />
triều, phân lưu dòng chảy ra các nhánh, đồng thời với những xáo trộn dòng chảy do<br />
tác động của con người khai thác thường xuyên liên tục trên đoạn sông như: nuôi<br />
trồng thủy sản, khai thác cát, giao thông thủy v.v… Để thấy rõ tác động của hoạt động<br />
khai thác cát tới chế độ dòng chảy, biến hình lòng dẫn của đoạn sông nghiên cứu,<br />
nhóm tác giả đã ứng dụng mô hình Mike 21C để mô phỏng chế độ động lực và chuyển<br />
động bùn cát của một số kịch bản khai thác cát theo quy hoạch được duyệt của các địa<br />
phương, sau đó so sánh kết quả nhận được với phương án hiện trạng.<br />
Summary: Tien river at downstream of My Thuan bridge is a branching river, left<br />
brach runs through Tien Giang province before going out to the sea via Tieu and Dai<br />
river mouths, right branch runs through Vinh Long province prior to flowing to the<br />
ocean via Co Chien, Cung Hau and Balai mouths. This part of the river with<br />
complicated flow regime due to flood, tide, bifurcation and along with turbulent flow<br />
due to the human impacts such as: sand mining, aquaculture activities, navigation and<br />
so on…To assess the impact of sand mining to hydrodynamics and morphology of this<br />
part of river, the authors used MIKE21C model to simulate hydrodynamics and<br />
sediment transport of some sand mining scenarios based on provinces’s approved<br />
sand mining plans. Subsequently the results were compared to the existing scenario.<br />
<br />
I. ĐẶT VẤN ĐỀ<br />
<br />
Sông Tiền đoạn hạ lưu cầu Mỹ Thuận, là một đoạn sông phân nhánh có chế độ<br />
dòng chảy phức tạp, chịu ảnh hưởng không chỉ của chế độ dòng chảy thượng nguồn,<br />
chế độ thủy triều biển Đông, hình thái sông phân nhánh, mà còn chịu tác động không<br />
nhỏ từ hoạt động khai thác dòng sông của con người như: giao thông thủy, nuôi trồng<br />
thủy sản, khai thác cát v.v… Tác động của nhiều yếu tố khác nhau vào đoạn sông đã<br />
gây nên những diễn biến phức tạp, rất khó kiểm soát như xói lở bờ nhánh phải chảy<br />
qua thành phố Vĩnh Long, bồi lắng lòng dẫn nhánh trái chảy qua địa phận tỉnh Tiền<br />
Giang, tỷ lệ phân lưu dòng chảy của hai nhánh luôn thay đổi. Hệ lụy của việc này là<br />
nhiều nhà cửa, ruộng vườn, cơ sở hạ tầng bị dòng nước cuốn trôi trong nhiều năm nay<br />
ở nhánh phải. Ngược lại lòng sông nhánh trái đang bị bồi lắng gây ảnh hưởng không<br />
nhỏ tới giao thông thủy và thoát lũ của sông Tiền. Để hạn chế những diễn biến bất lợi<br />
đang xảy ra cho đoạn sông này, chúng ta cần phải xem xét một cách đầy đủ ảnh hưởng<br />
của từng yếu tố khách quan và chủ quan tác động tới chế độ thủy động lực và bùn cát<br />
của đoạn sông. Trong khuôn khổ bài báo này chúng tôi xin trình bày phương pháp tính<br />
toán, đánh giá sự thay đổi của chế độ động lực, bùn cát của đoạn sông nghiên cứu dưới<br />
tác động của hoạt động khai thác cát, bằng mô hình toán Mike 21C.<br />
1<br />
II. PHƯ ƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU<br />
<br />
Phương pháp nghiên cứu<br />
Đánh giá tác động của hoạt động khai thác cát, trên cơ sở đó đề xuất giải pháp<br />
khai thác cát hợp lý cho một đoạn sông, có thể sử dụng mô hình vật lý, mô hình toán,<br />
đo đạc theo dõi thực tế chi tiết trong thời gian khai thác theo các kịch bản khác nhau<br />
hoặc kết hợp các phương pháp với nhau. Trong khuôn khổ bài báo này chúng tôi sử<br />
dụng phương pháp mô hình toán Mike 21C để nghiên cứu, trong đó có tiến hành đo<br />
đạc thực tế số liệu thủy văn, dòng chảy và bùn cát tại đoạn sông nghiên cứu để hiệu<br />
chỉnh và kiểm định mô hình. Mô hình toán Mike 21C do Viện kỹ thuật tài nguyên<br />
nước và môi trường Đan M ạch (DHI) thiết lập, đã được ứng dụng khá phổ biến ở<br />
nhiều nước trên thế giới, để nghiên cứu chế độ động lực và diễn biến lòng sông. Nhìn<br />
chung kết quả nghiên cứu bằng mô hình toán Mike 21C cho kết quả khá chính xác, có<br />
thể chấp nhận được [0].<br />
<br />
Thiết lập mô hình phục vụ nghiên cứu<br />
Mô phỏng đoạn sông nghiên cứu bằng mô hình toán M IKE 21C bằng hệ lưới<br />
cong (Curvilinear Grid Generator) vuông góc với phương dòng chảy tại mỗi vị trí (thể<br />
hiện ở hình 1), dựa trên tài địa hình được đo đạc vào năm 2010 do Viện Khoa học thủy<br />
lợi miền Nam thực hiện.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Hình 0. Phạm vi nghiên cứu sông Tiền đoạn hạ lưu cầu Mỹ Thuận và hệ lưới cong<br />
<br />
Dữ liệu thủy văn, gồm ba biên hở, trong đó biên thượng lưu tại trạm M ỹ Thuận, sử<br />
dụng đường quá trình lưu lượng, hai biên mực nước phía hạ lưu tại khu vực phà Đình<br />
Khao (nhánh Cổ Chiên) và Đồng Phú (nhánh sông Tiền) dùng đường quá trình mực<br />
nước. Biên lưu lượng và hai biên mực nước, tại ba biên hở cung cấp cho mô hình<br />
M IK E 21C được trích xuất từ kết quả tính toán từ mô hình MIKE11 cho toàn hệ thống<br />
sông Mê Kông, sau khi đã được kiểm định độ chính xác.<br />
<br />
Dữ liệu bùn cát [0], lấy từ mô hình M IKE 11 chạy cho toàn hệ thống đồng bằng sông<br />
Cửu Long, đường kính hạt cát đáy, cấp phối hạt được xác định từ các mẫu bùn cát đáy<br />
do Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam lấy và phân tích mẫu vào tháng 12/2010 (lấy<br />
d=0,15mm cho khu vực tính toán). Khi tính toán biến hình lòng dẫn đoạn sông nghiên<br />
cứu bằng M ike 21C, chúng tôi đã lựa chọn công thức của Engelund and Fredsore [0,2]<br />
để tính vận chuyển bùn cát đáy và công thức của Lane-Kalinske để tính bùn cát lơ<br />
lửng. Kết quả cho thấy việc lựa chọn các công thức để tính toán hoàn toàn phù hợp với<br />
các số liệu thực đo.<br />
2<br />
Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình<br />
Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình toán rất quan trọng vì từ việc làm này sẽ đảm bảo độ<br />
chính xác của kết quả mô phỏng tính toán và dự báo theo các trường hợp, theo các<br />
kịch bản quan tâm. Để tiến hành hiệu chỉnh và kiểm định mô hình, cần có số liệu thực<br />
đo chi tiết với độ chính xác cao, để làm cơ sở cho việc hiệu chỉnh các công thức sử<br />
dụng, thông số tính toán … sao cho kết quả tính toán nhận được sai khác ít nhất so với<br />
số liệu thực đo. Điều này được thể hiện qua trị số hiệu quả Nash-Sutcliffe (NSE) và tỷ<br />
số độ lệch quan trắc tiêu chuẩn (RSR).<br />
Chỉ số NSE là thông số xác định phương sai dư so với phương sai của chuỗi số liệu<br />
thực đo, được tính bằng công thức [0]:<br />
<br />
NSE = 1- (1)<br />
<br />
Trong đó:<br />
- NSE là hệ số Nash-Sutcliffe;<br />
- là giá trị thực đo thứ i;<br />
- là giá trị mô phỏng thứ i của mô hình;<br />
- Giá trị thực đo trung bình;<br />
- n là số lần thực đo.<br />
Trị số RSR dùng để tính độ lệch cho phép của kết quả từ mô hình với số liệu thực đo.<br />
Giá trị tối ưu của RSR là 0, với các giá trị thấp biểu thị mô phỏng chính xác cao. RSR<br />
được tính theo công thức:<br />
<br />
RSR = = (2)<br />
<br />
<br />
Trong đó các tham số ở công (2) như đã nêu ở công thức (1). Căn cứ để đánh giá mức<br />
độ chính xác của mô hình và thực tế theo hai chỉ số trên được trình bày trong Bảng 1.<br />
Bảng 1 Đánh giá độ chính xác của mô hình theo các chỉ số RSR, NSE [0]<br />
<br />
Đánh giá độ chính xác RSR NSE<br />
của mô hình<br />
Rất tốt 0,00 RSR 0,50 0,75 < NSE 1,00<br />
Tốt 0,50 < RSR 0,60 0,65 < NSE 0,75<br />
Đạt 0,60 < RSR 0,70 0,50 < NSE 0,65<br />
Không đạt RSR > 0,70 NSE 0,50<br />
<br />
Để làm cơ sở cho việc hiệu chỉnh và kiểm định mô hình, chúng tôi đã tiến hành mô<br />
phỏng quá trình động lực và biến đổi lòng dẫn đoạn sông nghiên cứu trong khoảng<br />
thời gian từ tháng 1 năm 2009 đến tháng 12 năm 2011, sau đó trích xuất số liệu để so<br />
sánh kết quả với số liệu thực đo trong 3 ngày 22, 23 và 24/12/2010. Hình 2 thể hiện sự<br />
phù hợp giữa kết quả tính toán với giá trị lưu lượng thực đo của hai nhánh.<br />
<br />
<br />
<br />
3<br />
(a) (b)<br />
<br />
Hình 2. Kết quả kiểm định phân chia lưu lượng nhánh trái (a) và nhánh phải (b)<br />
<br />
Hình 3 thể hiện phân bố vận tốc trên mặt bằng và trị số vận tốc tại một mặt cắt<br />
trích xuất từ mô hình Mike 21C và thực tế đo đạc bằng thiết bị đo vận tốc ADCP, lúc 9<br />
giờ ngày 22/12/2010. <br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Hình 3. So sánh phân bố lưu tốc tại mặt cắt MT-2 và MT-3 lúc 9h00' ngày 22-12-2010<br />
giữa kết quả mô phỏng bằng MIKE 21C và tài liệu thực đo bằng thiết bị ADCP<br />
<br />
Hình 4 thể hiện quá trình diễn biến lòng dẫn hai mặt cắt ngang nhánh phải tại<br />
Trường An và Tp. Vĩnh Long<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Hình 4. Diễn biến hình thái tại mặt cắt trên nhánh phải tại Trường An (a)<br />
và Tp.Vĩnh Long (b)<br />
<br />
Số liệu tính toán cuối cùng bằng mô hình toán được so sánh với giá trị thực đo, sau đó<br />
tính trị số hiệu quả Nash-Sutcliffe (NSE) theo công thức (1) và tỷ số độ lệch quan trắc<br />
tiêu chuẩn (RSR), theo công thức 2. Kết quả nhận được NSE = 0,975 và RSR = 0,156.<br />
Từ kết quả kiểm định trên cho t hấy các yếu tố thủy lực và biến hình lòng dẫn của mô<br />
hình so với thực đo có sự sai khác không nhiều. Chính vì vậy có thể dùng mô hình với<br />
các tham số đã hiệu chỉnh để nghiên cứu tác động của các kịch bản khai thác cát.<br />
<br />
4<br />
III. KẾT Q UẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN<br />
<br />
Q ui hoạch khai thác cát và các kịch bản<br />
3.1. Quy hoạch khai thác cát được phê duyệt<br />
M ỏ cát khu vực nghiên cứu thuộc địa phận 2 tỉnh Vĩnh Long và Tiền Giang. Theo quy<br />
hoạch khai thác cát trên sông Tiền của tỉnh Vĩnh Long và Tiền Giang đến năm 2020,<br />
khu vực nghiên cứu có thân cát ST-TQ.1 (thuộc Vĩnh Long) và thân cát II (thuộc Tiền<br />
Giang) với quy mô: chiều dài 12,4 km, chiều rộng trung bình 600 m, chiều sâu thân cát<br />
3,85 m đối với Vĩnh Long và 5,5 m đối với Tiền Giang [0,0].<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Hình 5. Bản đồ Quy hoạch khai thác cát khu vực hạ lưu cầu Mỹ Thuận<br />
<br />
3.2. Các kịch bản khai thác cát<br />
Các kịch bản khai thác cát được xây dựng dựa trên yêu cầu thực tế của địa<br />
phương trong quản lý, cấp phép và kỹ thuật khai thác. Trong phạm vi nghiên cứu khu<br />
vực khai thác được chia thành 3 vùng khai thác chính kí hiệu là KV1, KV2 và KV3<br />
tương ứng, hình 6.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Hình 6. Vị trí các khu vực khai thác cát trên đoạn sông nghiên cứu và các vị trí theo<br />
dõi biến đổi lưu tốc dòng chảy trên hai nhánh sông<br />
<br />
Để thấy rõ ảnh hưởng của các kịch bản khai thác cát trên đoạn sông này đến tỷ<br />
lệ phân lưu lưu lượng giữa hai nhánh và sự thay đổi độ lớn vận tốc dòng chảy tại một<br />
số điểm đặc trưng (các vị trí VT1, VT2, VT3 trên nhánh phải và các vị trí VT4, VT5<br />
và VT6 trên nhánh trái), là những điểm nhạy cảm với xói lở và bồi lắng lòng dẫn.<br />
Trong bài báo này chúng tôi tiến hành xem xét 4 kịch bản khai thác cát khác nhau:<br />
<br />
<br />
5<br />
- Kịch bản 1, khai thác cát ở khu vực KV1 với quy mô khai thác chiều rộng<br />
B=600m chiều dài L=5km và độ sâu H= -15m, trên nhánh trái (xem hình 6);<br />
- Kịch bản 2, khai thác cát ở khu vực KV2 với quy mô khai thác chiều rộng<br />
B=500m chiều dài L=3km và độ sâu H= -18m trên nhánh phải (hình 6);<br />
- Kịch bản 3, khai thác đồng thời ở cả hai khu vực KV1và KV3 (khu vực KV3 khai<br />
thác với quy mô B=750m, L=1,4km và H=-18m)<br />
- Kịch bản 4, khai thác cát đồng thời ở cả 3 khu vực KV1, KV2 và KV3 với quy mô<br />
như kịch bản KB1, KB2 và KB3.<br />
<br />
Kết quả tính toán và thảo luận<br />
3.3. Ảnh hưởng của các kịch bản khai thác cát tới tỷ lệ phân lưu dòng chảy hai<br />
nhánh<br />
Xem xét khả năng biến đổi phân chia lưu lượng có lợi nhất sẽ là kịch bản chỉ<br />
KTC ở KV1 và KV3 xét về mức độ giảm thiểu xói lở nhánh sông Cổ Chiên, vì giảm<br />
được lưu lượng khoảng 5% cho nhánh này (ứng với cấp lưu lượng tạo lòng). Đồng<br />
thời, lưu lượng ở nhánh sông Tiền gia tăng đạt tới 5% tương ứng, làm giảm thiểu bồi<br />
lắng. Kết quả cụ thể xem trong bảng 2.<br />
Bảng 2. Tỷ lệ phân lưu trung bình giữa hai nhánh sông Cổ Chiên và Sông Tiền<br />
theo kịch bản khai thác cát 5 ứng với các cấp lưu lượng thượng lưu<br />
Cấp Q (m3/s) Hiện trạng 2009 2010 2011<br />
s. Cổ Sông s. Cổ Sông s. Cổ Sông s. Cổ Sông<br />
Chiên Tiền Chiên Tiền Chiên Tiền Chiên Tiền<br />
14,000 ÷20,500 69.56 30.44 65.41 34.59 64.61 35.39 64.60 35.40<br />
Tăng giảm so với khi -4.16 4.16 -4.96 4.96 -4.96 4.96<br />
không khai thác cát<br />
9,000 ÷13,900 70.83 29.17 67.29 32.71 65.23 34.77 65.87 34.13<br />
Tăng giảm so với khi -3.54 3.54 -5.60 5.60 -4.96 4.96<br />
không khai thác cát<br />
4,000÷ 8,900 71.86 28.14 67.96 32.04 67.79 32.21 66.67 33.33<br />
Tăng giảm so với khi -3.90 3.90 -4.07 4.07 -5.19 5.19<br />
không khai thác cát<br />
3.4. Ảnh hưởng của các kịch bản khai thác cát tới độ lớn của vận tốc dòng chảy tại<br />
các vị trí đặc trưng<br />
Xem xét đường quá trình lưu tốc tại vị trí VT1,VT2,VT3 trên nhánh phải (sông<br />
Cổ Chiên) và VT4,VT5, VT6 trên nhánh trái (sông Tiền) có nhận xét:<br />
- Nhìn chung, tác động của các kịch bản khai thác cát đối với lưu tốc dòng<br />
chảy là không lớn, do sông rộng và sâu, mặt cắt thay đổi do khai thác cát<br />
không nhiều.<br />
- Vị trí VT1, VT2 và VT3 khi khai thác cát theo KB2 lưu tốc tăng so với hiện<br />
trạng, do dòng chảy nhánh sông Cổ Chiên tăng lên. Các kịch bản khác lưu<br />
tốc ở các vị trí này đều giảm so với hiện trạng, giảm nhiều nhất là KB3 tại<br />
VT3, với mức giảm khoảng 0,05m/s tương đương với khoảng 9% lưu tốc<br />
của phương án hiện trạng. Tác động của kịch bản này sẽ làm giảm khả năng<br />
xói lở khu vực Tp.Vĩnh Long.<br />
<br />
6<br />
- Tại các vị trí VT4, VT5 và VT6 lưu tốc có thay đổi so với hiện trạng ở tất cả<br />
các kịch bản, nhưng mức độ cũng không nhiều .<br />
<br />
Hie n tra ng [m/s] Hien tra ng [m/s]<br />
Kha i thac KV 1 [m/s] Kha i thac KV1 [m/s]<br />
Kha i thac KV 2 [m/s] Kha i thac KV2 [m/s]<br />
Kha i thac KV 1+K V3 [m/s]<br />
Kha i thac KV1+KV3 [m/s]<br />
Kha i thac KV 1+K V2+K V3 [m/s]<br />
Kha i thac KV1+KV2+ KV3 [m/s]<br />
0.65<br />
0.55<br />
0.60<br />
Van toc ( m/s )<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Van toc (m/s )<br />
0.55 0.50<br />
<br />
0.50<br />
0.45<br />
0.45<br />
0.40<br />
0.40<br />
12:00 00:00 12:00 00:00 12 :00 00:00 12: 00<br />
2011-08- 21 08- 22 08-23 08-24<br />
1 2:00 00:00 12:00 0 0:00 12:00 00:00 12: 00<br />
T hoi gian (gio) 2 011-09-20 09- 21 0 9-22 09-23<br />
T hoi gian (g io)<br />
<br />
<br />
<br />
Vị trí 1 Vị trí 2<br />
Hie n tra ng [m/s] H ien tra ng [m/s]<br />
Kha i thac KV 1 [m/s] K ha i thac KV 1 [m/s]<br />
Kha i thac KV 2 [m/s] K ha i thac KV 2 [m/s]<br />
Kha i thac KV 1+K V3 [m/s] K ha i thac KV 1+KV 3 [m/s]<br />
Kha i thac KV 1+K V2+K V3 [m/s] K ha i thac KV 1+KV 2+K V3 [m/s]<br />
<br />
<br />
0.60<br />
0.30<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Van toc (m/s )<br />
Van toc ( m/s)<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
0.55<br />
0.25<br />
0.50<br />
<br />
0.45 0.20<br />
<br />
<br />
0.40<br />
00:00 12:00 00:00 12:00 00: 00 12:00<br />
12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00 :00 12: 00 2011- 08- 23 08-24 08- 25<br />
2011-08- 21 08-22 08-23 08 -24 Thoi gian (gio)<br />
T hoi gian ( gio)<br />
<br />
<br />
<br />
Vị trí 3 Vị trí 4<br />
Hie n tra ng [m/s] H ien tra ng [ m/s ]<br />
Kha i thac KV 1 [m/s] K hai thac KV 1 [ m/s ]<br />
Kha i thac KV 2 [m/s] K hai thac KV 2 [ m/s ]<br />
Kha i thac KV 1+K V3 [m/s] K hai thac KV 3 [ m/s ]<br />
K hai thac KV 1+KV 2+KV 3 [ m/s ]<br />
Kha i thac KV 1+K V2+K V3 [m/s]<br />
<br />
0.180<br />
Van toc ( m/s)<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
0.160<br />
Van toc (m/s )<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
0.25<br />
0.140<br />
<br />
0.20 0.120<br />
<br />
0.100<br />
<br />
00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12 :00 00:00 12: 00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00<br />
2011-09- 19 09-20 09- 21 09-22 2011- 09-05 09-06 09-07 09-08 09-09<br />
T hoi gian (gio) T hoi gian ( gio)<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Vị trí 5 Vị trí 6<br />
Hình 7. Đường quá trình thay đổi lưu tốc của các kịch bản khai thác cát so với<br />
hiện trạng (không khai thác cát)<br />
3.5. Ảnh hưởng của các kịch bản khai thác cát tới biến hình lòng dẫn<br />
Kết quả biến hình lòng dẫn trong thời gian 3 năm, với liệt thủy văn, bùn cát<br />
tương tự như các năm 2009, 2010 và 2011 (đại diện cho các năm lũ nhỏ, trung bình và<br />
lũ lớn) theo các kịch bản hiện trạng (không khai thác cát) và các kịch bản khai thác cát<br />
được trình bày ở các hình 8 và hình 9.<br />
M zRe sultView1 MzRe sultView1<br />
1142<br />
1 500<br />
1 4 25 00 1142500<br />
<br />
1142<br />
1 000<br />
1 4 20 00 1142000<br />
1141<br />
1 500<br />
1 4 15 00 1141500<br />
<br />
1141<br />
1 000<br />
1 4 10 00 1141000<br />
<br />
1140<br />
1 500<br />
1 4 05 00 1140500<br />
1140<br />
1 000<br />
1 4 00 00 1140000<br />
<br />
1139<br />
1 500<br />
1 3 95 00 1139500<br />
<br />
1139<br />
1 000<br />
1 3 90 00 1139000<br />
<br />
1138<br />
1 500<br />
1 3 85 00 1138500<br />
Bed e<br />
l ve l [-]<br />
Da ta 1 [-]<br />
1138<br />
1 000<br />
1 3 80 00 1138000 Abo ve 2 .5<br />
Abo ve 2 0 - 2 .5<br />
0- 2 1137500 -2.5 - 0<br />
1137<br />
1 500<br />
1 3 75 00 -2.5 -<br />
-5 - -2 -5 - -2 .5<br />
1137<br />
1 000<br />
1 3 70 00 1137000 -7.5 - -5<br />
-7.5 - -10 - -7 .5<br />
-10 - -7 -12 .5 - -1 0<br />
1136<br />
1 500<br />
1 3 65 00 -12 .5 - - 1136500<br />
-15 - -12 -15 - -1 2.5<br />
1136<br />
1 000<br />
1 3 60 00 1136000 -17 .5 - -1 5<br />
-17 .5 - - -20 - -1 7.5<br />
-20 - -17<br />
1135<br />
1 500<br />
1 3 55 00 -22 .5 - - 1135500 -22 .5 - -2 0<br />
-25 - -22 -25 - -2 2.5<br />
1135<br />
1 000<br />
1 3 50 00 1135000 -27 .5 - -2 5<br />
-27 .5 - - -30 - -2 7.5<br />
-30 - -27<br />
1134<br />
1 500<br />
1 3 45 00 -32 .5 - - 1134500 -32 .5 - -3 0<br />
Bel o w -32 Bel o w -3 2.5<br />
Un de fi n ed 1134000 Un de fi n ed Va<br />
1134<br />
1 000<br />
1 3 40 00<br />
60<br />
6 000<br />
00 0<br />
0 00 6020<br />
60 00<br />
2 00 0 604 000<br />
6 0 40 00 60 600<br />
6 06 0<br />
0 00 6080<br />
60 00<br />
8 00 0 610 000<br />
6 1 00 00 600000 602000 604000 606000 608000 610000<br />
01/01/02 00:00:00, Time step0 of 0 12/3 1/10 15:40:00, Time s e<br />
t p 1652 of 1652<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Hình 8. Địa hình hiện trạng và địa hình sau 3 năm không khai thác cát<br />
7<br />
Mz Res ultVie w6 MzResultV iew4<br />
11 425 00 11 4 25<br />
11 25 00<br />
00<br />
<br />
11 420 00 11 4 20<br />
11 20 00<br />
00<br />
<br />
11 415 00 11 4 15<br />
11 15 00<br />
00<br />
<br />
11 410 00 11 4 10<br />
11 10 00<br />
00<br />
<br />
11 405 00 11 4 05<br />
11 05 00<br />
00<br />
<br />
11 400 00 11 4 00<br />
11 00 00<br />
00<br />
<br />
11 395 00 11 3 95<br />
11 95 00<br />
00<br />
<br />
11 390 00 11 3 90<br />
11 90 00<br />
00<br />
<br />
11 385 00 11 3 85<br />
11 85 00<br />
00<br />
B ed l ev el [ -]<br />
11 380 00 11 3 80<br />
11 80 00<br />
00<br />
Ab ov e 2. 5<br />
B edl evel [ - ] 0 - 2. 5<br />
11 375 00 A bove 2 .5 11 3 75<br />
11 75 00<br />
00 -2. 5 - 0<br />
0- 2 .5 -5 - -2. 5<br />
11 370 00 -2 .5 - 0 11 3 70<br />
11 70 00<br />
00 -7. 5 - -5<br />
-5 - - 2. 5 -10 - -7. 5<br />
11 365 00 -7 .5 - - 5 11 3 65<br />
11 65 00<br />
00 -12 .5 - -10<br />
-1 0- - 7. 5 -15 - -12. 5<br />
-1 2.5 - - 10<br />
11 360 00 -1 5- - 12 .5 11 3 60<br />
11 60 00<br />
00 -17 .5 - -15<br />
-1 7.5 - - 15 -20 - -17. 5<br />
11 355 00 -2 0- - 17 .5 11 3 55<br />
11 55 00<br />
00 -22 .5 - -20<br />
-2 2.5 - - 20 -25 - -22. 5<br />
11 350 00 -2 5- - 22 .5 11 3 50<br />
11 50 00<br />
00 -27 .5 - -25<br />
-2 7.5 - - 25 -30 - -27. 5<br />
11 345 00 -3 0- - 27 .5 11 3 45<br />
11 45 00<br />
00 -32 .5 - -30<br />
-3 2.5 - - 30<br />
Bel ow - 32 .5 Be o<br />
l w -32. 5<br />
11 340 00 U ndef ined V alu e 11 3 40<br />
11 40 00<br />
00 Unde f ni ed V al ue<br />
6 0000 0 60 2000 6040 00 6 0600 0 60 8000 610 000 60 0<br />
60 000<br />
00 60 200<br />
02 000 60 4<br />
60 000<br />
40 60600<br />
06 0<br />
00 60 8<br />
60 000<br />
80 61000<br />
10 0<br />
00<br />
10/ 30/ 11 1 3: 40: 00, Ti mest ep 42 2 of 42 2 0 6/0 6/1 1 0 1:0 0:0 0, Tim e s te p 0 of 4 22<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Hình 9. Địa hình sau 3 năm sau khi chỉ khai thác cát KV1 +KV3 (bên trái) và khai<br />
thác KV1+KV2+KV3 (bên phải)<br />
<br />
Để xem xét biến hình lòng dẫn sau 3 năm mô phỏng một cách rõ ràng hơn, có thể xem<br />
xét một số mặt cắt ngang trong khu vực nghiên cứu, thể hiện ở hình 10. Kết quả biến<br />
hình lòng dẫn trên mặt cắt được chỉ ra ở hình 11 đến hình 15.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Hình 10. Vị trí trích xuất mặt cắt ngang lòng dẫn để đánh giá diễn biến<br />
sau 3 năm<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Hình 11. Biến hình trên các mặt cắt MC1 ở hạ lưu cầu Mỹ Thuận sau 3 năm thủy<br />
văn 2009-2010 và 2011 theo kịch bản khai thác cát khác nhau<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
8<br />
Hình 12. Biến hình trên các mặt cắt MC2 ở hạ lưu cầu Mỹ Thuận sau 3 năm thủy<br />
văn 2009-2010 và 2011 theo kịch bản khai thác cát khác nhau<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Hình 13. Biến hình trên các mặt cắt MC3 ở hạ lưu cầu Mỹ Thuận sau 3 năm thủy<br />
văn 2009-2010 và 2011 theo kịch bản khai thác cát khác nhau<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Hình 14. Biến hình trên các mặt cắt MC4 ở hạ lưu cầu Mỹ Thuận sau 3 năm thủy<br />
văn 2009-2010 và 2011 theo kịch bản khai thác cát khác nhau<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Hình 15. Biến hình trên các mặt cắt MC5 ở hạ lưu cầu Mỹ Thuận sau 3 năm thủy<br />
văn 2009-2010 và 2011 theo kịch bản khai thác cát khác nhau<br />
<br />
Qua kết quả tính toán cho thấy:<br />
9<br />
- Khi không khai thác cát, biến hình lòng dẫn sau 3 năm nhánh phải (sông Cổ<br />
Chiên) có xu thế bị xói, nhánh trái (sông Tiền) có xu thế bồi tụ mạnh đặc biệt là khu<br />
vực ngang với đầu cù lao An Bình. Vấn đề này không có lợi cho việc phòng chống xói<br />
lở và bồi lắng khu vực.<br />
- Khai thác cát tại các khu vực quy hoạch không ảnh hưởng nhiều đến xói lở bồi<br />
lắng lòng sông. Xu thế là biến đổi lòng dẫn có lợi hơn khi có khai thác cát, như đối với<br />
M C1, M C2 và MC3.<br />
- Khai thác cát theo kịch bản 3 (KB3) cho kết quả có lợi hơn cả về biến hình<br />
lòng dẫn cho đoạn sông trên phương diện chống xói lở, bồi lắng: nhánh phải (sông Cổ<br />
Chiên - Tp.Vĩnh Long) sẽ giảm xói lở và nhánh trái (sông Tiền) sẽ giảm bồi lắng, giảm<br />
ách tắc giao thông thủy.<br />
<br />
IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ<br />
Khai thác cát là một việc làm cần thiết, ngoài giá trị cao của nguồn tài nguyên cát đem<br />
lại, nếu khai thác đúng vị trí, đúng kỹ thuật có thể góp phần điều khiển được dòng<br />
chảy, giảm thiểu xói bồi. Ngược lại nó có thể gây ra những tác động xấu trên phương<br />
diện gia tăng xói bồi ở những khu vực không mong muốn.<br />
Từ các kết quả nghiên cứu đối với khu vực sông Tiền hạ lưu cầu Mỹ Thuận, về diễn<br />
biến vận tốc dòng chảy, về thay đổi tỷ lệ phân lưu và diễn biến xói bồi lòng dẫn của<br />
sông Tiền (đoạn Tiền Giang) và sông Cổ Chiên (đoạn thị xã Vĩnh Long) có thể đưa ra<br />
một số ý kiến sau:<br />
- Khai thác cát theo các kịch bản KB1, KB3 và BK4 giúp khai thông dòng chảy bên<br />
nhánh sông Tiền, làm cho lưu lượng, lưu tốc nhánh sông Cổ Chiên giảm. Xói bồi lòng<br />
sông khu vực nghiên cứu cũng được phân bố lại theo xu thế có lợi hơn ở cả hai nhánh<br />
sông. Trong 3 kịch bản trên thì kịch bản KB3 là có hiệu quả nhất (tức là không khai<br />
thác cát ở nhánh sông Cổ Chiên).<br />
- Khai thác cát theo kịch bản KB2 cho kết quả ngược lại với 3 kịch bản trên, làm cho<br />
lưu lượng, lưu tốc nhánh sông Cổ Chiên tăng lên, mặt khác khu vực khai thác cát theo<br />
kịch bản KB2 có kè Cổ Chiên đang thi công và sẽ hoàn thành trong giai đoạn sắp tới,<br />
không có lợi về chống sạt lở. Chúng tôi kiến nghị hạn chế dần và tiến tới dừng khai<br />
thác khu vực này.<br />
Tình hình khai thác cát thực tế trong khu vực đang diễn ra khá phức tạp, ngoài nạn<br />
khai thác cát lậu thì khai thác cát không tuân thủ theo đúng vị trí quy hoạch, thời gian<br />
và quy trình khai thác cũng đang diễn ra khá phổ biến ở địa phương. Kết quả của việc<br />
này đã gây ra sạt lở bờ sông ở các khu vực lân cận. Chúng tôi cũng kiến nghị chính<br />
quyền địa phương phải theo dõi khắt khe hơn nữa quá trình khai thác cát của các<br />
doanh nghiệp để đảm bảo khai thác cát theo đúng quy hoạch được duyệt, để tránh gia<br />
tăng xói lở trong khu vực và không làm thất thoát tài nguyên.<br />
<br />
TÀI LIỆU THAM KHẢO<br />
<br />
[1]. Đinh Công Sản (2007), “Một số vấn đề về động lực học dòng chảy và hình thái<br />
sông Cửu Long”, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam.<br />
<br />
<br />
10<br />
[2]. Dinh Cong San, (2005) “Research on river bed erosion and sedimentation<br />
prediction by MIKE21C model at Tan Chau-Hong Ngu area, in the Mekong River”,<br />
Proceedings of the International Symposium on Sustainable Development in the<br />
Mekong River basin, pp. 188-195.<br />
[3]. Dinh Cong San, (2008) “River bed scour and deposition, the causes and suitable<br />
measure to stabilize river bank and protection work at Lasan – M aithon reach, Thanh<br />
Da peninsula – Sai Gon River – Hochiminh City”, 1st International Conference for<br />
Environment and Natural Resources March 17th - 18th, 2008, Environmental<br />
Protection for Urban and Industrial Zones to International Integration,<br />
HCM C.Vietnam.<br />
[4]. Lê Mạnh Hùng (2004), Báo cáo tổng kết dự án Khoa học công nghệ cấp nhà nước,<br />
“Nghiên cứu dự báo xói lở, bồi lắng lòng dẫn và đề xuất các biện pháp phòng chống<br />
cho hệ thống sông ở Đồng bằng sông Cửu Long”, Viện KHTL miền Nam.<br />
[5]. Lê Mạnh Hùng và nnk (2010), Báo cáo khảo sát thủy văn, “Nghiên cứu ảnh<br />
hưởng hoạt động khai thác cát đến thay đổi lòng dẫn sông cửu long (sông Tiền, sông<br />
Hậu) và đề suất giải pháp quản lý, quy hoạch khai thác hợp lý” – Viện Khoa học<br />
Thủy lợi miền Nam.<br />
[6]. Moriasi D.N et al. (2007), Model Evaluation Guidelines for Systematic<br />
Quantification of Accuracy in Watershed Simulations. Transactions of the ASABE 50,<br />
885.<br />
[7]. Sở TN&M T tỉnh Tiền Giang (2006), Quy hoạch thăm dò, khai thác và sử dụng tài<br />
nguyên khoáng sản cát lòng sông Tiền, tỉnh Tiền Giang đến năm 2020.<br />
[8]. UBND Tỉnh Vĩnh Long 29/12/2009. Quyết định về việc phê duyệt Quy hoạch<br />
thăm dò, khai thác, và sử dụng khoáng sản cát lòng sông trên địa bàn tỉnh Vĩnh Long<br />
đến năm 2020 số 29/2009/QĐ-UBND.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
11<br />