- Trang Chủ
- Môi trường
- Nghiên cứu nguyên nhân gây sạt lở bờ sông nhu gia tại địa bàn huyện Mỹ Tú, tỉnh Sóc Trăng
Xem mẫu
- Hội thảo Khoa học Quốc tế Phát triển Xây dựng bền vững trong điều kiện Biến đổi khí hậu khu vực đồng bằng Sông Cửu Long SCD2021
NGHIÊN CỨU NGUYÊN NHÂN GÂY SẠT LỞ BỜ SÔNG NHU GIA
TẠI ĐỊA BÀN HUYỆN MỸ TÚ, TỈNH SÓC TRĂNG
STUDY ON CAUSES FOR EROSION OF NHU GIA RIVER IN MY TU DISTRICT,
SOC TRANG PROVINCE
Nguyễn Thái An, Phạm Quốc Thạnh, Trần Văn Tỷ,
Lê Hải Trí, Huỳnh Thị Cẩm Hồng, Đinh Văn Duy
ABSTRACT:
This study aims to analyze the impact factors on erosion of Nhu Gia river in My Tu district, Soc Trang province.
Primary and secondary data such as flow velocity, bed sediment and bathymetry were collected to analyze and
find out the causes of erosion in Nhu Gia river. The results show that some river cross-sections at the meandering
sections are asymmetric due to erosion. The non-allowed erosion velocity of bed sediment (Vkx) is lower than the
measured velocity (V). Hence, flow velocity is the main factor causing river bank erosion.
KEYWORDS: riverbank erosion, Nhu Gia River, flow velocity, sediment, Soc Trang.
TÓM TẮT:
Nghiên cứu này nhằm phân tích các nguyên nhân gây xói lở bờ sông Nhu Gia trên địa bàn huyện Mỹ Tú,
tỉnh Sóc Trăng. Các số liệu sơ cấp và thứ cấp như vận tốc dòng chảy, bùn cát đáy và địa hình lòng dẫn đã được
thu thập để tiến hành phân tích và tìm ra nguyên nhân gây ra xói lở bờ sông Nhu Gia. Kết quả cho thấy mặt cắt
sông tại các đoạn sông cong trong khu vực nghiên cứu có hình dạng bất đối xứng do ảnh hưởng của xói lở bờ
sông. Vận tốc không xói (Vkx) của bùn cát đáy nhỏ hơn vận tốc thực đo của dòng chảy (V). Do đó, vận tốc dòng
chảy được xác định là một nguyên nhân chính gây ra xói lở bờ sông tại khu vực nghiên cứu.
TỪ KHÓA: xói lở bờ sông, sông Nhu Gia, vận tốc dòng chảy, bùn cát, Sóc Trăng.
Nguyễn Thái An
Bộ môn Kỹ thuật thủy lợi, Khoa Công nghệ, Trường Đại học Cần Thơ. Khu II đường 3/2, phường An Khánh,
quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ.
Email: anb1908310@student.ctu.edu.vn
Tel: 0915217455
Phạm Quốc Thạnh
Bộ môn Kỹ thuật thủy lợi, Khoa Công nghệ, Trường Đại học Cần Thơ. Khu II đường 3/2, phường An Khánh,
quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ.
Email: thanhb1908318@student.ctu.edu.vn
Tel: 0336205692
Trần Văn Tỷ
Bộ môn Kỹ thuật thủy lợi, Khoa Công nghệ, Trường Đại học Cần Thơ. Khu II đường 3/2, phường An Khánh,
quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ.
Email: tvty@ctu.edu.vn
Tel: 0939501909
209
- SCD2021 International Conference on sustainable construction development in the context of climate change in the Mekong Delta
Lê Hải Trí
Bộ môn Kỹ thuật thủy lợi, Khoa Công nghệ, Trường Đại học Cần Thơ. Khu II đường 3/2, phường An Khánh,
quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ.
Email: lehaitri@gmail.com
Tel: 0985897190
Huỳnh Thị Cẩm Hồng
Bộ môn Kỹ thuật thủy lợi, Khoa Công nghệ, Trường Đại học Cần Thơ. Khu II đường 3/2, phường An Khánh,
quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ.
Email: htchong@ctu.edu.vn
Tel: 0919377900
Đinh Văn Duy
Bộ môn Kỹ thuật thủy lợi, Khoa Công nghệ, Trường Đại học Cần Thơ. Khu II đường 3/2, phường An Khánh,
quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ.
Email: dvduy@ctu.edu.vn
Tel: 0906975999
1. ĐẶT VẤN ĐỀ - INTRODUCTION trên tuyến sông này. Chính vì vậy, nghiên cứu
này tiến hành phân tích tình hình xói lở bờ sông
Các đồng bằng trên thế giới đang trở nên dễ
Nhu Gia đoạn chảy qua cầu Mỹ Phước thuộc địa
bị tổn thương với xói lở và sụt lún đất do các đập
bàn huyện Mỹ Tú, tỉnh Sóc Trăng. Vị trí khu vực
thượng nguồn đang giữ lại một lượng lớn bùn cát
nghiên cứu được trình bày trên Hình 1.
(Anthony và cs., 2015). Xói lở bờ sông đang xảy
ra với mức độ ngày càng nghiêm trọng và đe dọa
cuộc sống của người dân hai bên bờ sông. Rất
nhiều nghiên cứu về xói lở bờ sông ở đồng bằng
sông Cửu Long (ĐBSCL) đã được tiến hành. Tuy
nhiên, các nghiên cứu trước đây chỉ tập trung vào
hai con sông lớn nhất của ĐBSCL là sông Tiền
và sông Hậu (Hùng và cs., 2001), (Hoành, 2015),
(Điệp và cs., 2019), (Thuy et al., 2020), (Kim et al.,
2020). Trong những năm gần đây, đã có một số
nghiên cứu về sạt lở bờ sông trong các sông nhánh
của hệ thống sông Tiền và sông Hậu như nghiên Hình 1. Khu vực nghiên cứu
cứu của (Hoằng và Thanh, 2018; Lộc và cs., 2020;
Trí và cs., 2021; Bằng và cs., 2021). 2. VẬT LIỆU - MATERIALS
Vì chế độ thủy động lực học trong các sông Máy đo vận tốc dòng chảy tự ghi MIDAS-ECM
nhánh khác rất nhiều so với trong các sông lớn nên của Anh được sử dụng để đo vận tốc dòng chảy
cần có thêm nhiều nghiên cứu về sạt lở bờ sông tại các thủy trực khác nhau trên một mặt cắt. Vì
trong các sông nhánh để có thể cung cấp đầy đủ đầu đo MIDAS-ECM không thể đo được chiều
kiến thức liên quan đến vấn đề về sạt lở bờ sông. sâu cột nước nên thiết bị đo độ đục Infinity của
Sông Nhu Gia là một tuyến đường thủy nội Nhật Bản được gắn vào thiết bị đo độ sâu để ghi
địa cấp II chảy qua địa bàn huyện Mỹ Tú, tỉnh dữ liệu độ sâu mực nước tại các điểm đo vận tốc
Sóc Trăng. Trong những năm gần đây, xói lở dòng chảy. Vận tốc dòng chảy được đo bằng thiết
đang xảy ra rất nghiêm trọng tại một số vị trí bị MIDAS-ECM và truyền tín hiệu liên tục về
210
- Hội thảo Khoa học Quốc tế Phát triển Xây dựng bền vững trong điều kiện Biến đổi khí hậu khu vực đồng bằng Sông Cửu Long SCD2021
máy tính thông qua cáp kết nối dài 30 m. Thiết bùn cát đáy được so sánh với vận tốc thực đo (V)
bị đo vận tốc dòng chảy và độ đục được trình bày để xác định nguyên nhân gây xói lở bờ sông của
trên Hình 2. vận tốc dòng chảy.
Vị trí lấy mẫu và đo vẽ mặt cắt được mô tả như
trên Hình 3.
3.1. Đo vận tốc dòng chảy
Trong nghiên cứu này, vận tốc được đo theo
phương pháp đo 06 điểm trên thủy trực và vận
tốc bình quân thủy trực được tính theo công thức:
Trong đó: vm và vd lần lượt là vận tốc dòng chảy
tại mặt và tại đáy; các vận tốc còn lại ứng với các
Hình 2. Máy đo vận tốc dòng chảy MIDAS-ECM độ sâu 0,2h; 0,4h; 0,6h và 0,8h; với h là chiều sâu
cột nước tại vị trí đo.
3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU – 3.2. Lấy mẫu bùn cát đáy
METHODS
Các mẫu bùn cát đáy sông cũng được thu thập
Nghiên cứu này tập trung vào bộ số liệu sơ và lưu trữ bằng gàu Ekman và lưu trữ trong các
cấp được đo đạc tại khu vực nghiên cứu trong các hộp nhựa để mang về phân tích thành phần hạt
chuyến khảo sát thực tế. Các số liệu này bao gồm trong phòng thí nghiệm bằng phương pháp tỷ
vận tốc dòng chảy (V), mẫu bùn cát đáy và mặt trọng kế theo TCVN 4198:2014 (Hình 4).
cắt ngang địa hình lòng sông khu vực nghiên cứu.
Trong đó, số liệu bùn cát đáy được thu thập để
tiến hành phân tích thành phần hạt trong phòng
thí nghiệm nghiệm theo phương pháp tỷ trọng
kế nhằm xác định kích thước hạt trung bình (d50)
của bùn cát cấu tạo bờ sông. Từ kích thước hạt
trung bình kết hợp với chiều sâu cột nước trong
sông (xác định từ số liệu khảo sát địa hình), vận
tốc không xói của bùn cát đáy (Vkx) được xác định
theo TCVN 4118:2012. Vận tốc không xói của
Hình 4. Thí nghiệm thành phần hạt
3.3. Đo vẽ mặt cắt
Theo kết quả khảo sát thực tế, sông Nhu Gia
là một sông nhỏ và không quá sâu nên mặt cắt
sông được tiến hành đo bằng mia tại các vị trí
cách nhau 5 m theo phương ngang sông. Số liệu
đo mặt cắt ngang sẽ được sử dụng kết hợp với số
liệu đo vận tốc để nội suy và vẽ biểu đồ phân bố
vận tốc trên các mặt cắt sông. Chi tiết các tuyến
đo vẽ mặt cắt được trình bày trên Hình 5.
Hình 3. Vị trí lấy mẫu và đo vẽ mặt cắt sông
211
- SCD2021 International Conference on sustainable construction development in the context of climate change in the Mekong Delta
hiện một số đoạn đang bị sạt lở rất nghiệm trọng
với vách sạt lở gần như thẳng đứng và ăn sâu vào
đất liền. Tại một số vị trí, các biện pháp bảo vệ bờ
đã được xây dựng từ đơn giản đến kiên cố như
hàng rào tấm tôn xi măng và tường bê tông để giữ
đất (Hình 5). Tuy nhiên, các biện pháp này gần
như không có tác dụng vì xói lở vẫn đang diễn ra
ngay dưới chân các tường bê tông và làm cho các
Hình 5. Đo mặt cắt ngang sông bằng mia tường này bị biến dạng.
3.4. Vận tốc không xói
Vận tốc không xói cho phép là vận tốc lớn nhất
mà dòng chảy đạt tới trị số ấy không gây ra sự xói
lở lòng kênh. Vận tốc không xói cho phép phụ
thuộc vào tính chất cơ lý của đất nơi tuyến kênh
đi qua, lượng ngậm phù sa và tính chất phù sa của
dòng chảy trong kênh; lưu lượng của kênh, kích
thước mặt cắt ngang của kênh và các yếu tố thuỷ
lực của dòng chảy trong kênh. Theo Gônsarôp và
cộng sự (2008), giá trị của vận tốc khởi động vk,
tức là vận tốc trung bình bé nhất của dòng chảy
để hiện tượng bắt đầu tách các hạt đơn độc của
đất không dính trên đáy được xảy ra một cách
liên tục, được xác định theo công thức (2) và (3):
- Khi tổ hợp của đất là đồng nhất:
(2)
- Khi tổ hợp của đất tại đáy lòng dẫn là không
Hình 6. Hiện trạng sạt lở bờ sông Nhu Gia
đồng nhất:
4.2. Phân tích mặt cắt sông
(3)
trong đoạn sông có độ cong rất lớn.
Trong đó d là đường kính hạt (mm); d5 là
đường kính của các hạt lớn nhất chiếm 5% toàn
bộ lượng bùn cát (mm); dtb là đường kính trung
bình của hỗn hợp bùn cát (mm); 1; n lần lượt là
trọng lượng thể tích của bùn cát và nước (kN/m3);
và H là chiều sâu dòng chảy (m).
4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN - RESULTS
AND DISCUSSION Hình 7. Mặt cắt sông
4.1. Hiện trạng sạt lở bờ sông Nhu Gia Hình 7 thể hiện hình dạng các mặt cắt ngang
Tại thời điểm khảo sát, bờ sông Nhu Gia xuất sông Nhu Gia tại khu vực nghiên cứu với quy ước
212
- Hội thảo Khoa học Quốc tế Phát triển Xây dựng bền vững trong điều kiện Biến đổi khí hậu khu vực đồng bằng Sông Cửu Long SCD2021
bờ trái là bờ sông phía chùa Phước Long (Hình 2). vận tốc ngang bờ này là nguyên nhân gây ra xói
Các mặt cắt sông được thể hiện trên Hình 7 cho lở bờ sông. Vì vậy, vận tốc dòng chảy tại mặt cắt
thấy hình dạng bất đối xứng với một bên vách MC 5-5 và MC 6-6 được chọn để phân tích.
bờ rất dốc (m = 3–5) và một bên tương đối thoải Phân bố vận tốc trên các mặt cắt này được
(m = 10–20). Đặc biệt tại các mặt cắt MC 4-4 và thể hiện trên Hình 9. Có thể thấy vận tốc dòng
MC 5-5, lòng dẫn bị lệch hẳn về phía bờ trái vì chảy phân bố lệch về phía bờ trái. Cụ thể, tại mặt
đây là 2 mặt cắt nằm trong đoạn sông có độ cong cắt MC 5-5, vận tốc dòng chảy lớn phía bờ trái
rất lớn. có giá trị phân bố trong khoảng 0.20 – 0.30 m/s
4.3. Phân tích thành phần hạt trong khi đó vận tốc tại bờ phải trên mặt cắt này
chỉ đạt giá trị từ 0.06 đến 0.10 m/s. Tại mặt cắt
Theo kết quả khảo sát thực tế, sạt lở bờ sông MC 6-6, vận tốc dòng chảy tại bờ trái phân bố
trong khu vực nghiên cứu chủ yếu đang xảy ra trong khoảng 0.20 – 0.30 m/s và vận tốc tại bờ
bên bờ trái của sông Nhu Gia. Vì vậy, kết quả phải bằng 0.10 – 0.20 m/s.
phân tích thành phần hạt của mẫu bùn cát đáy
sông tại một số điểm dọc theo bờ trái của sông
Nhu Gia từ mặt cắt MC 1-1 đến MC 6-6 sẽ được
tập trung phân tích.
Đường cong cấp phối của mẫu bùn cát tại
các vị trí 2-3, 3-3, 4-3 và 5-3 được thể hiện trên
Hình 8. Có thể thấy kích thước hạt trung bình
(d50) của các mẫu bùn cát phân bố trong khoảng
từ 0.045 mm đến 0.055 mm. Cụ thể, kích thước
hạt trung bình tại vị trí 2-3 là 0.045 mm, tại vị trí
Hình 9. Vận tốc dòng chảy tại các mặt cắt
3-3 là 0.052 mm, tại vị trí 4-3 và 5-3 là 0.047 mm.
MC 5-5 và MC 6-6
Căn cứ theo kích thước hạt trung bình, cấu tạo
bờ sông Nhu Gia chủ yếu là cát nhỏ, bụi và bùn
Để đánh giá ảnh hưởng của vận tốc dòng chảy
(TCVN 4118:2012).
đến xói lở bờ sông, nghiên cứu tiến hành so sánh
vận tốc dòng chảy và vận tốc không xói của bùn
cát tại bờ trái của sông Nhu Gia. Theo (TCVN
4118:2012), vận tốc không xói của bùn cát được
xác định dựa vào kích thước hạt trung bình (d50)
và chiều sâu cột nước trong kênh. Từ Hình 7, ta
xác định được cột nước trong kênh h (m) có giá
trị lớn hơn 3 m. Giá trị d50 của các mẫu bùn cát
cũng đã được xác định ở trên dựa vào Hình 8.
Vận tốc không xói và vận tốc thực đo tại các vị
trí sát bờ trái của các mặt cắt MC 5-5 và MC 6-6
Hình 8. Cấp phối hạt tại các vị trí sát bờ trái sông được thống kê trong bảng sau.
Bảng 1. Vận tốc không xói và vận tốc thực đo
4.4. Vận tốc dòng chảy
TT Vị trí d50 Vkx (m/s) V (m/s)
Theo nghiên cứu của (Leopold and Langbein,
(mm)
1966), tại các đoạn sông cong, ngoài thành phần
1 5-3 0.047 0.19–0.26 0.20–0.30
vận tốc theo phương dọc sông còn có một thành
2 6-3 0.052 0.26–0.40 0.20–0.30
phần vận tốc ngang bờ. Chính các thành phần
213
- SCD2021 International Conference on sustainable construction development in the context of climate change in the Mekong Delta
Từ các số liệu trong Bảng 1 có thể thấy tại mặt [2] Bằng, L.H.; Thịnh, L.V.; Trí, L.H.; Duy, Đ.V.; Tỷ,
cắt vị trí 5-3, vận tốc dòng chảy tại thời điểm khảo T.V.; và Minh, H.V.T., Nghiên cứu ảnh hưởng của các
sát lớn hơn vận tốc không xói của bùn cát cấu tạo yếu tố địa chất, thủy văn đến ổn định bờ sông Cái
đáy sông. Đây là một nguyên nhân gây ra xói lở Vừng, huyện Hồng Ngự, tỉnh Đồng Tháp, Tạp chí
Khí tượng Thủy văn, 731, 2021, 16-25.
bờ sông tại vị trí 5-3 là vị trí sát bờ trái của mặt
cắt MC 5-5. Tại vị trí 6-3, vận tốc không xói của [3] Bộ KHCN, TCVN 4118:2012 Công trình thủy lợi
- Hệ thống tưới tiêu - Yêu cầu thiết kế, 2012, 67.
bùn cát lớn hơn vận tốc thực đo của dòng chảy. Vì
vậy có thể kết luận dòng chảy không gây ra xói lở [4] Bộ KHCN, TCVN 4198:2014 Đất xây dựng –
Phương pháp phân tích thành phần hạt trong phòng
tại vị trí này. Tuy nhiên, giá trị vận tốc dòng chảy
thí nghiệm, 2014, 15.
thực đo chỉ được thực hiện trong một thời đoạn
[5] Điệp N. T. H., Minh, V. Q., Trường, P. N., Thành,
ngắn (trong một ngày 28/03/2021).
L. K. và Vinh, L. T. Q., Diễn tiến tình hình sạt lở ven
5. KẾT LUẬN – CONCLUSIONS bờ sông Tiền và sông Hậu, vùng đồng bằng sông Cửu
Long, Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ,
Các kết quả phân tích cho thấy lòng sông khu 55(2), 2019, 125-133.
vực nghiên cứu có hình dạng bất đối xứng đặc [6] Gonsarop, P.K.; Altsul A.D.; Danhitsenko, N.V.;
biệt tại các đoạn sông cong, lòng dẫn bị lệch hẳn Kaxpaxon, A.A.; Griptsenko, G.I.; Paskop, N.N.;
về phía lưng của đường cong. Vận tốc dòng chảy Xlixki, X.M., Sổ tay tính toán thủy lực, NXB Xây
là một nguyên nhân gây xói lở bờ sông tại MC 5-5 dựng, 2008, 719.
do vận tốc dòng chảy thực đo tại mặt cắt MC 5-5 [7] Hoằng T. B. và Thanh, L. T. P., Phân tích nguyên
lớn hơn vận tốc không xói của bùn cát. Trong khi nhân gây sạt lở bờ sông trên địa bàn tỉnh Bạc Liêu và
đó tại vị trí 6-3 trên MC 6-6, vận tốc không xói Cà Mau, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Thủy lợi,
của bùn cát lớn hơn với vận tốc thực đo nên vận 43, 2018, 1-7.
tốc dòng chảy không phải là nguyên nhân gây ra [8] Hoành T. P., Đánh giá thực trạng và nguyên nhân
xói lở tại mặt cắt MC 6-6. xói lở bờ sông Tiền đoạn chảy qua tỉnh Đồng Tháp,
Khoa học Tự nhiên & Công nghệ, 20, 2015, 61-67.
Các số liệu trong nghiên cứu này chỉ được thực
[9] Hùng L. M., Sản, Đ. C., Chương, L. T., Long, N.
hiện thu thập trong một thời gian rất ngắn (ngày
T., Hoàng, T. B., Tường, T. N., Nguyên, L. Đ., Việt, P.
28/03/2021). Vì vậy, các số liệu về vận tốc dòng
B. và Khiết, Đ. V., Báo cáo tổng kết dự án NCKH cấp
chảy cần tiếp tục được thu thập (đặc biệt là trong Nhà nước: Nghiên cứu dự báo phòng chống xói lở bờ
mùa lũ) để có thể có đánh giá đầy đủ hơn về các sông Cửu Long, 2001, 338.
nguyên nhân gây xói/sạt lở bờ sông Nhu Gia. [10] Kim T. T., Diem, P. T. M., Trinh, N. N., Phung,
Lời cảm ơn – Acknowledgements N. K. và Bay, N. T., Riverbank movement of the
Mekong River in An Giang and Dong Thap
Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn Trường Provinces, Vietnam in the period of 2005–2019,
Đại học Cần Thơ đã hỗ trợ tài chính cho nghiên VN J. Hydrometeorol., 6, 2020, 35-45.
cứu này thông qua đề tài nghiên cứu khoa học [11] Leopold L. B. & Langbein W. B., River
sinh viên năm 2020-2021 có tên “Nghiên cứu meanders, Scientific American, 214(6), 1996, 60-73.
nguyên nhân sạt lở bờ sông Nhu Gia, huyện Mỹ [12] Lộc N. Đ., Linh, L. T. C., Minh, H. V. T., Luận,
Tú, tỉnh Sóc Trăng. T. C., Tho, N. V., Hưng, V. V. và Tỷ, T. V., Xác định
nguyên nhân sạt lở bờ sông theo phương pháp khảo
6. TÀI LIỆU THAM KHẢO – REFERENCES sát thực địa: nghiên cứu tại sông Cái Sắn, thành phố
[1] Anthony E. J., Brunier, G., Besset, M., Goichot, Cần Thơ, Xây dựng, 626, 2020, 623-628.
M., Dussouillez, P. và Lap, N. V., Linking rapid [13] Thuy N. T. D., Khoi, D. N., Nhan, D. T., Nga,
erosion of the Mekong River delta to human T. N. Q., Bay, N. T. và Phung, N. K., Modelling
activities, Scientific Reports, 5(1), 2015, 1-12. Accresion and Erosion Processes in the Bassac and
214
- Hội thảo Khoa học Quốc tế Phát triển Xây dựng bền vững trong điều kiện Biến đổi khí hậu khu vực đồng bằng Sông Cửu Long SCD2021
Mekong Rivers of the Vietnamese Mekong Delta, ổn định bờ sông: Trường hợp nghiên cứu tại sông Cái
APAC 2019, 2020, 1431-1437. Lân, huyện Cái Bè, tỉnh Tiền Giang, Tạp chí Nông
[14] Trí, L.H.; Thành, Đ.T.; Linh, L.T.C.; Thịnh, L.H.; nghiệp & Phát triển Nông thôn, 15, 2021, 25-34.
và Tỷ, T.V., Phân tích ảnh hưởng của các yếu tố đến
215
nguon tai.lieu . vn
