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

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 170m (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.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
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 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 123 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. 124 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 ...