Xây dựng quan hệ thực nghiệm giữa các yếu tố hình thái và tỷ lệ phân lưu dòng chảy sông phân lạch vùng Đồng bằng sông Cửu Long

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ<br /> <br /> <br /> XÂY DỰNG QUAN HỆ THỰC NGHIỆM GIỮA<br /> CÁC YẾU TỐ HÌNH THÁI VÀ TỶ LỆ PHÂN LƯU DÒNG CHẢY<br /> SÔNG PHÂN LẠCH VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG<br /> <br /> ThS. Trần Bá Hoằng<br /> Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam<br /> <br /> Tóm tắt: Ở đồng bằng sông Cửu Long có rất nhiều sông phân lạch. Sông phân lạch là những<br /> đoạn sông thường không ổn định do chế độ dòng chảy luôn thay đổi, trong đó tỷ lệ phân lưu<br /> giữa các lạch luôn bị thay đổi tùy theo độ lớn của lưu lượng và mực nước của dòng sông chính,<br /> những thay đổi về hình thái của trên, trong và ngay sau đoạn sông phân lạch. Để giữ ổn định<br /> phân lưu cần phải theo dõi, đo đạc nhiều năm các thông số thủy lực, hình thái của cả sông chính<br /> và các nhánh sông. Trên cơ sở số liệu đo đạc, khảo sát nhiều năm các yếu tố mặt cắt ướt của các<br /> lạch sông tại những đoạn sông phân lạch vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) cùng với<br /> lưu lượng dòng chảy vào các lạch sông tương ứng, tác giả đã xây dựng được mối quan hệ thực<br /> nghiệm giữa các yếu tố hình thái các lạch sông với tỷ lệ phân lưu dòng chảy vào các lạch sông.<br /> Bài báo xin giới thiệu kết quả nghiên cứu này<br /> Summary: Base on the long term monitoring factor data of wetted cross section in tributaries of<br /> the confluence in Mekong River Delta, combined with the stream of each tributary, the author<br /> has built the empirical relation between the river morphology and distributed ratio of the stream<br /> in tributary confluence. Those results of this research will be the database to determine the<br /> hydraulic and cross section factor when other associated factors in the relationship built below<br /> are known.<br /> <br /> I. ĐẶT VẤN ĐỀ chia thành hai lạch hoặc nhiều lạch, giữa các<br /> Sông phân lạch tồn tại khá phổ biến trên các lạch là bãi giữa (người Nam Bộ gọi là cù<br /> sông lớn vùng đồng bằng sông Cửu Long. lao), có cao trình tương ứng với bãi tràn, trên<br /> Đặc điểm của đoạn sông phân lạch là lòng đó là thảm thực vật hoặc cư dân sinh sống,<br /> sông thu hẹp 2 đầu, giữa phình ra, dòng chảy xem hình 1.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 1. Đoạn sông phân lạch điển hình cắt trên bản đồ Google<br /> <br /> Người phản biện: PGS.TS Lê Mạnh Hùng<br /> <br /> <br /> TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 14 - 2013 27<br />  KHOA HỌC CÔNG NGHỆ<br /> <br /> Sông phân lạch là những đoạn sông thường Nam theo hai nhánh lớn - Sông Tiền và sông<br /> không ổn định, luôn có sự tranh chấp giữa lạch Hậu, sau đó đổ ra Biển Đông theo 9 cửa, hiện<br /> chính và lạch phụ hay các lạch phụ, do chế độ này còn 8 cửa, cửa Basat đã bị bồi lắng từ<br /> dòng chảy luôn thay đổi, trong đó tỷ lệ phân nhiều năm qua. Tổng chiều dài sông Tiền,<br /> lưu giữa các lạch luôn bị thay đổi tùy theo độ sông Hậu và các cửa sông nằm trên lãnh thổ<br /> lớn của lưu lượng và mực nước của dòng sông Việt Nam, đo trên bản đồ Google là 640 km,<br /> chính và những thay đổi về hình thái của trên, nhưng có tới hơn 40% tổng số chiều dài là các<br /> trong và ngay sau đoạn sông phân lạch. Để giữ đoạn sông phân lạch.<br /> ổn định đoạn sông phân lạch, nhằm chống xói Trong giai đoạn từ năm 1996 đến 2010, chúng<br /> lở lạch chính, chống bồi lắng lạch phụ hay các<br /> tôi đã thực hiện nhiều đề tài dự án chỉnh trị các<br /> lạch phụ, đảm bảo yêu cầu thoát lũ, giao thông đoạn sông Tiền, sông Hậu, đã tiến hành nghiên<br /> thủy, lấy nước và bảo vệ cuộc sống yên lành<br /> cứu diễn biến các đoạn sông phân lạch thuộc<br /> cho cư dân trên các bãi hoặc ở hai bờ, chúng ta hai con sông này. Qua quá trình nghiên cứu,<br /> cần phải theo dõi, đo đạc nhiều năm các thông<br /> đo đạc, khảo sát 17 lần đồng thời các kích<br /> số thủy lực, hình thái của cả sông chính và các thước mặt cắt ướt sông chính trước phân<br /> nhánh sông. Đây là nhưng việc làm rất phức<br /> nhánh, các kích thước mặt cắt ướt các sông<br /> tạp, rất tốn kém. Vì vậy xây dựng được quan nhánh cùng lưu lượng các nhánh sông tại các<br /> hệ hình thái với các yếu tố thủy văn dòng chảy đoạn sông phân lạch Tân Châu – Hồng Ngự<br /> trong đoạn sông phân lạch là rất có ý nghĩa về<br /> (sông Tiền), đoạn sông phân lạch khu vực<br /> khoa học và kinh tế. thành phố Long Xuyên (sông Hậu) và đoạn<br /> II. XÂY DỰNG MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC YẾU TỐ sông phân lạch khu vực thành phố Cần Thơ<br /> MẶT CẮT ƯỚT CÁC LẠCH SÔNG VỚI TỶ LỆ (sông Hậu). Tất cả các số liệu đo đạc đồng bộ<br /> PHÂN LƯU QUA CÁC LẠCH VỚI SỐ LIỆU THỰC<br /> ĐO VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG nêu trên được ghi trong bảng 1, cùng với thời<br /> gian đo, ngày đo cụ thể.<br /> Sông Mê Kong, đoạn chảy vào lãnh thổ Việt<br /> Bảng 1. Số liệu đo đạc đồng thời kích thước mặt cắt ướt sông chính, các sông nhánh và lưu lượng tương ứng sông<br /> chính, các nhánh tại các đoạn sông phân lạch trên sông Tiền, sông Hậu [2], [3], [6], [7].<br /> Qo Qm Qn<br /> TT Đoạn sông Thời gian đo đạc Ho (m) Bo (m) H (m) Bm (m) H (m) Bn (m)<br /> (m3/s) m (m3/s) n (m3 /s)<br /> 1 Tân Châu 14h00' ngày 24/9/1996 16,08 907 20700 12,01 512 7059 14,51 726 13641<br /> 2 09h00' ngày 03/4/2001 15,02 906 5350 12,24 614 2600 12,35 639 2750<br /> 3 18h00' ngày 15/3/2003 15,46 912 4008 12,95 657 2183 12,47 614 1825<br /> 4 8h20' ngày 7/8/2003 16,74 919 13189 14,02 664 6370 14,05 623 6819<br /> 5 11h00' ngày 5/10/2007 16,47 922 18375 14,51 697 10945 13,06 551 7430<br /> 6 12h00' ngày 12/6/2008 15,24 854 6165 13,25 682 3940 11,31 503 2225<br /> 7 20h00' ngày 12/6/2008 15,94 865 10252 13,82 689 6394 11,92 512 3858<br /> 8 12h00' ngày 24/9/2008 16,52 927 19323 15,41 705 11985 13,51 531 7338<br /> 9 22h00' ngày 25/12/2010 14,84 859 3833 13,29 702 2408 11,21 501 1425<br /> 10 04h00' ngày 27/12/2010 15,65 866 8551 14,24 709 5606 11,97 493 2945<br /> 11 Long Xuyên 15h00' ngày 10/08/2003 13,08 897 8412 12,46 792 6641 8,69 394 1771<br /> 12 18h00' ngày 08/10/2007 12,19 901 13068 11,03 807 9657 8,31 422 3411<br /> 13 10h25' ngày 04/12/2010 12,07 903 10061 11,36 798 7586 8,23 438 2475<br /> 14 06h25' ngày 05/12/2010 10,94 898 5424 10,11 790 4324 7,08 425 1100<br /> 15 Thốt Nốt 13h00' ngày 07/12/2010 11,39 1214 12353 7,19 463 2030 10,85 1082 10323<br /> 16 23h00' ngày 09/12/2010 12,49 1220 4130 8,03 474 850 11,98 1098 3280<br /> 17 05h00' ngày 10/12/2010 12,32 1217 5429 7,76 471 897 11,73 1091 4532<br /> <br /> <br /> <br /> 28 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 14 - 2013<br />  KHOA HỌC CÔNG NGHỆ<br /> <br /> Trong đó các ký hiệu trong bảng là:<br /> Ho - chiều sâu trung bình dòng chảy sông<br /> chính trước phân nhánh;<br /> Bo - chiều rộng mặt thoáng dòng chảy sông<br /> chính trước phân nhánh;<br /> Q0 – Lưu lượng dòng chảy trên sông chính;<br /> Hm - chiều sâu trung bình dòng chảy lạch<br /> chính trong đoạn phân lạch;<br /> Bm - chiều rộng mặt thoáng dòng chảy lạch<br /> chính;<br /> Qm – Lưu lương dòng chảy vào lạch chính; Hình 3. Đồ thị quan hệ giữa chiều sâu và tỷ lệ phân lưu<br /> <br /> Hn - chiều sâu trung bình dòng chảy lạch phụ Cũng từ bảng số liệu thực đo, nếu chúng ta xây<br /> trong đoạn phân lạch; dựng mối quan hệ giữa tỷ số giữa chiều rộng<br /> Bn - chiều rộng mặt thoáng dòng chảy lạch phụ; mặt thoáng dòng chảy sông nhánh và sông<br /> chính (Bm/B0, Bn/B0 ) với tỷ lệ lưu lượng giữa<br /> Qn – Lưu lượng dòng chảy vào lạch phụ. sông nhánh và sông chính tương ứng (βm =<br /> Qm/Q0, βn = Qn/Q0) chúng ta sẽ nhận được<br /> mối quan hệ trên hình 4. Trong đó có các điểm<br /> thực đo với màu sắc khác nhau tương ứng với<br /> các đoạn sông phân lạch khác nhau. Biểu đồ<br /> quan hệ thể hiện trên hình 4 được biểu diễn<br /> bằng biểu thức toán học,<br /> B/B0=1,01(Q/Q0)0,54 hay B  1,01 <br /> 0, 54<br /> B 0<br /> (2)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 2. Đoạn sông phân lạch, các thông số mặt cắt,<br /> lưu lượng sông chính và sông nhánh<br /> Từ số liệu đo đạc đồng thời tại các đoạn sông<br /> phân lạch ghi trong bảng 1, nếu chúng ta xây<br /> dựng mối quan hệ giữa tỷ số giữa chiều sâu Hình 4. Đồ thị quan hệ giữa chiều rộng và tỷ lệ phân lưu<br /> dòng chảy sông nhánh và sông chính (Hm/Ho, Cũng tương tự như các làm trên chúng ta sẽ<br /> Hn/Ho ) với tỷ lệ phân lưu giữa sông nhánh và nhận được mối quan hệ giữa tỷ số mặt cắt ướt<br /> sông chính tương ứng (β m = Qm/Q0, βn = dòng chảy sông nhánh chính (Am = Hm x Bm ),<br /> Qn/Q0) chúng ta sẽ nhận được biểu đồ quan hệ nhánh phụ An = Hn x Bn) và sông chính (A0 =<br /> trên hình 3. Trong đó có các điểm màu sắc H0 x B0 ) với tỷ lệ phân lưu lượng giữa sông<br /> khác nhau tại các đoạn sông phân lạch khác nhánh và sông chính được thể hiện trên biểu<br /> nhau. Biểu đồ quan hệ thể hiện trên hình 3 đồ hình 5. Biểu đồ quan hệ thể hiện trên hình 5<br /> được biểu diễn bằng biểu thức toán học, được biểu diễn bằng biểu thức toán học,<br /> 0 , 27<br /> <br /> H/H0 = (Q/Q0)0,27 hay H H 0, 81<br /> (1) A/A0 = 1,01(Q/Q0)0,54 hay A  1,01  A<br /> 0<br /> 0<br /> (3)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 14 - 2013 29<br />  KHOA HỌC CÔNG NGHỆ<br /> KẾT LUẬN<br /> 1. Từ các quan hệ thu được ở trên nhận thấy rằng:<br /> Do 1>βm> 0,5, nên các yếu tố trên, bất kể là<br /> lạch chính hay lạch phụ, đều có trị số nhỏ hơn<br /> so với các yếu tố ở đoạn đơn lạch. Các yếu tố<br /> của lạch phụ lại có trị số nhỏ hơn so với các<br /> yếu tố ở lạch chính, nhưng mức độ nhỏ hơn<br /> của các yếu tố không như nhau, thậm chí sai<br /> khác khá lớn.<br /> Hình 5. Đồ thị quan hệ giữa mặt cắt ướt và tỷ lệ phân lưu<br /> Đối với lạch chính ta có:<br /> Lưu ý rằng, trong các công thức trên, các yếu H  B  A Q <br /> m m m m<br /> <br /> <br /> tố của lạch có thể là lạch chính hoặc lạch phụ H B A Q<br /> 0 o o 0<br /> m<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> (ví dụ yếu tố H có thể là độ sâu của lạch chính Đối với lạch phụ ta có:<br /> Hm, có thể là độ sâu của lạch phụ Hn ) lúc đó H n<br />  B n<br />  A Q<br /> n n<br />  <br /> tỷ lệ phân lưu β là của lạch tương ứng, là β m H 0 B 0 A Q<br /> 0 0<br /> n<br /> <br /> <br /> hoặc βn . Với các công thức đã tìm được, 2- Từ các công thức quan hệ thu được, khi biết<br /> chúng ta có hệ thống các đường cong thể hiện một yếu tố này có thể tìm ra các yếu tố có liên<br /> trên hình 6 có thể sử dụng trong thực tế. quan. Đặc biệt, khi biết H0 và Hm hoặc Hn; B0<br /> và Bm hoặc Bn thì có thể tìm được tỷ lệ phân<br /> lưu βm hoặc βn tương ứng làm cơ sở dự báo<br /> diễn biến đoạn sông phân lạch.<br /> 3- Các công thức quan hệ trên là công thức<br /> kinh nghiệm, thu được trên cơ sở các số liệu<br /> thực đo vùng ĐBSCL, tất nhiên sẽ chỉ có<br /> phạm vi sử dụng trong vùng ĐBSCL, khi<br /> nghiên cứu các đoạn sông phân lạch ở vùng<br /> Hình 6. Biểu đồ quan hệ β với H/H0; B/B0; A/A0 khác, cần kiểm định lại mức độ phù hợp.<br /> <br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> [1] Lê Ngọc Bích (2000), Quy luật hình thái sông ph©n l¹ch vïng triều ở §ång b»ng Nam Bộ,<br /> Viện KHTL Miền Nam, tuyển tập kết quả khoa học công nghệ kỷ niệm 25 năm thành lập Viện<br /> (1987 - 2003), Nxb Nông nghiệp Tp. Hồ Chí Minh<br /> [2] Lê Thanh Chương (2005÷2012), Báo cáo kết quả thực hiện dự án, “Đo đạc giám sát diễn<br /> biến sạt lở, bồi lấp lòng dẫn sông Cửu Long ( Từ Sa Đéc đến biên giới Việt Nam – Campuchia)”<br /> [3] Lương Phương Hậu (2010). Nghiên cứu các giải pháp khoa học - công nghệ cho hệ thống<br /> công trình chỉnh trị sông trên các đoạn trọng điểm vùng ĐBBB và ĐBNB. Báo cáo tổng kết đề<br /> tài KC08.14/06-10.<br /> [4] Lương Phương Hậu - Lê Ngọc Bích (1993), Nghiên cứu hình thái sông cửu Long, Tạp chí<br /> Viện NCKH thủy lợi Nam Bộ<br /> [5] Lê Mạnh Hùng (2004), “ Nghiên cứu dự báo xói bồi lòng dẫn và đề xuất giải pháp phòng<br /> chống cho hệ thống sông ở ĐBSCL", Báo cáo kết quả nghiên cứu đề tài nhà nước KC08-15.Viện<br /> Khoa học Thủy lợi miền Nam.<br /> [6] Lê Mạnh Hùng (2010), Báo cáo khảo sát thủy văn, “nghiên cứu ảnh hưởng hoạt động khai<br /> thác cát đến thay đổi lòng dẫn sông Cửu Long (sông Tiền, sông Hậu) và đề xuất giải pháp quản<br /> lý, quy hoạch khai thác hợp lý”<br /> [7] Trần Bá Hoằng (2008), Báo cáo kết quả thực hiện đề tài, “Nghiên cứu quy luật diễn biến<br /> đoạn sông phân lạch trên hệ thống sông Cửu Long”<br /> <br /> <br /> 30 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 14 - 2013<br />