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