Tải bản đầy đủ

Ảnh hưởng của các công trình xây dựng trên sông đến diễn biến lòng dẫn

Chương 7.

.V
N

ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG TRÊN

N

SW

.C

O

M

SÔNG ĐẾN DIỄN BIẾN LÒNG SÔNG

Nguyễn Hoàng Đức



7.1 Khỏi nim

.V
N

để đáp ứng yêu cầu hoạt động của các ngành kinh tế quốc
dân, con ngời phải xây dựng nhng công trỡnh trên sông
nh:

N

SW

.C

O

M

- đập ngn sông tạo thành hồ chứa nhân tạo (kho nớc)
phục vụ phát điện, phòng lũ, cấp nớc, vận tải thủy, nuôi
cá, ...
- Cửa lấy nớc (có đập và không đập) phục vụ tới, công
nghiệp và sinh hoạt.
- đê phòng lũ và các công trỡnh chỉnh trị uốn nắn sông
nh: đập mỏ hàn (thu hẹp dòng, bảo vệ bờ), kè (bảo vệ
bờ), thiết bị hớng dòng (hớng để dòng chảy xuôi thuận,
gây chảy vòng nhân tạo), ...
- Các công trỡnh giao thông trên sông nh cầu, phà, bến
cảng, âu tàu,...


7.1 Khái niệm

N

SW

.C



O

M

.V
N

Vấn đề nghiên cứu:
• Bồi lắng kho nước do xây dựng các CT đầu mối,
lòng sông biến hình
• Xói lở bờ kho nước
• Xói lở cục bộ & phổ biến ở hạ lưu đập
• Diễn biến lòng sông ở gần CT lấy nước
• Ảnh hưởng của CT giao thông đến DBDS
• Tác dụng CT uốn nắn điều chỉnh dòng sông đến
biến hình lòng sông


7.2 Diễn biến lòng sông dưới tác dụng của đập ngăn
sông

.V
N

– Xây dựng đập dâng nước chắn ngang sông
=> chế độ dòng chảy sông thay đổi rất lớn:

N

SW

.C

O

M

• Thượng lưu đập, nước sông dâng cao tạo thành
hồ chứa nước nhân tạo (kho nước) => đoạn tiếp
giáp giữa sông thượng lưu và hồ mang tính chất
cửa sông
• hạ lưu: mặt cắt sông bị thu hẹp và dòng chảy hoàn
toàn phụ thuộc vào chế độ điều tiết của hồ

– Bồi lắng trong hồ, xói lở bờ hồ bởi sóng
do gió và xói lở ở hạ lưu đập


Hồ Hòa Bình
– Nhiệm vụ: phòng lũ và phát điện.

.V
N

• dài khoảng 230 km, rộng trung bình khoảng 1 km, sâu
trung bình 50 m, diện tích mặt thoáng khoảng 208 km2,
dung tích hơn 9 tỷ m3, mực nước dâng bình thường là 115
m và cao trình đỉnh đập là 123 m.

M

– Thượng lưu đập Hoà Bình: bồi lắng lòng hồ và xói
lở bờ hồ.

O

– Hạ lưu:

N

SW

.C

Trước năm 1989, hồ Hoà Bình chưa đi vào hoạt động:
• Xu thế biến đổi lòng dẫn hàng năm thay đổi theo độ lớn
của các trận lũ. Những năm có lũ lớn, bùn cát có xu thế
lắng đọng; ngược lại, những năm có lũ nhỏ, lòng sông có
xu thế bị xói.
• Nếu mực nước lũ tại Hà Nội lớn hơn 10 m thì xáy ra lắng
đọng, mực nước càng cao thì lắng đọng càng nhiều
• Trong thời kỳ nhiều nước (1959-1970), lòng sông có xu
thế được bồi cao thêm. Trong thời kỳ ít nước, lòng sông có
xu thế hạ thấp xuống do bị xói lở.


.V
N

M

O

.C

SW

N


.V
N

M

O

.C

SW

N


.V
N

M

O

.C

SW

N


.V
N

M

O

.C

SW

N


.V
N

M

O

.C

SW

N


7.2 Diễn biến lòng sông dưới tác dụng của đập ngăn
sông

O

M

.V
N

sau năm 1989, hồ Hoà Bình đi vào hoạt động:
• nước chảy xuống hạ lưu hầu như là nước trong do bùn cát
bị lắng đọng phần lớn ở thượng lưu đập
• sức tải cát của dòng nước lớn hơn nhiều so với lượng
ngậm cát thực tế chứa trong dòng và gây ra ở lòng sông
hạ du hai loại hình xói khác nhau:

N

SW

.C

- Xói lở cục bộ xảy ra ngay sát phía sau công trình. Đoạn xói
lở cục bộ này có thể dài từ hàng chục đến hàng trăm mét.
Độ sâu hố xói lớn ảnh hưởng đến an toàn của chính bản
thân công trình và của các công trình lân cận.
- Xói phổ biến xảy ra ở lòng sông hạ du, phía sau đoạn xói lở
cục bộ. Đoạn xói lở phổ biến này có thể kéo dài từ hàng
chục đến hàng trăm km. Loại xói này có chiều sâu xói không
lớn nhưng kéo dài và đi theo là sự hạ thấp mực nước, từ đó:
+ Gây xói lở chân công trình gia cố bờ, trụ cầu.
+ Làm cho các cửa lấy nước không hoạt động được.
+ Làm thay đổi trục động lực và phân bố bồi tụ, xói lở trong
lòng sông.


.V
N

M

O

.C

SW

N


.V
N

M

O

.C

SW

N


7.2 Diễn biến lòng sông dưới tác dụng của
đập ngăn sông

N

SW

.C

O

M

.V
N

Thực tế tính toán cho thấy: Từ khi nhà máy thủy điện Hoà Bình đi
vào hoạt động, một lượng lớn (khoảng 88.4%)
So với thời kỳ 1956-1969, tổng lượng bùn cát vận chuyển qua
các trạm Hoà Bình, Sơn Tây, Hà Nội đều bị giảm đi rõ rệt


7.2.1 Diễn biến bồi lắng ở thượng lưu đập
1. Tình hình bồi lắng bùn cát trong kho nước
Đặc điểm kho nước:

.V
N

• chiều sâu dòng lớn, mặt sông rất rộng, mặt nước gần như nằm
ngang => tốc độ dòng giảm nhanh, sức tải cát của dòng cũng
giảm nhanh => đại bộ phận bùn cát sẽ bị bồi lắng lại trong kho .

M

– Nguồn gốc bùn cát:

.C

O

• dòng sông đưa từ thượng lưu
• sạt lở bờ, do các chất muối hoá học và xác các sinh vật

SW

– Quá trình bồi lắng trong kho nói chung gồm ba giai đoạn chủ
yếu:

N

• giai đoạn vận chuyển các chất rửa trôi trên bề mặt lưu vực vào
sông và vận chuyển các chất sạt lở bờ kho vào lòng kho do sóng
và dòng chảy
• giai đoạn bồi lắng diễn ra theo trình tự thô trước mịn sau, nghĩa
là bùn cát thô bồi lắng ở đầu kho và gần bờ kho còn bùn cát mịn
đi xa hơn, bồi lắng ở gần thân đập và giữa lòng kho
• giai đoạn keo kết các chất bồi lắng trong kho dưới các tác dụng
vật lý, hoá học và sinh vật.
Yellow River crossing the Loess Plateau


7.2.1 Diễn biến bồi lắng ở thượng lưu đập
– Phân bố dòng chảy =>

O

M

.V
N

• Phân bố bồi lắng bùn cát trong năm
• đáy kho hình thành các tầng bồi lắng khác nhau
về chiều dày, kết cấu và màu sắc.

.C

– Nghiên cứu quá trình bồi lắng dựa vào:

N

SW

• hình dạng kho, dung tích kho, chế độ vận hành
kho nước, lượng nước và lượng bùn cát từ
thượng lưu về, thành phần bùn cát và sự thay
đổi của nó theo thời gian...
• Hình dạng: 2 hai loại: kho nước kiểu sông và
kho nước kiểu hồ


N

SW

.C

O

M

.V
N

Kho nước kiểu hồ


N

SW

.C

O

M

.V
N

Kho nước kiểu sông


7.2.1 Diễn biến bồi lắng ở thượng lưu đập
– Kho nước kiểu sông

SW

.C

O

M

.V
N

là kho nước hình thành bởi lũng sông tương đối
hẹp nên vẫn mang đặc điểm của sông, lòng kho
dài và hẹp. Loại này có đập tương đối thấp,
dung tích tương đối bé, độ sâu nhỏ, tốc độ trước
đập vẫn còn khá lớn, bùn cát bồi lắng nói chung
từ đầu kho đến trước

N

– Kho nước kiểu hồ
là kho nước hình thành bởi lũng sông rộng nên
có đầy đủ các đặc trưng hình dạng của hồ. Loại
này có đập tương đối cao, dung tích kho lớn,
diện tích mặt kho rộng, độ sâu lớn, lượng nước
tháo xuống hạ lưu nhỏ, tốc độ trước đập bé.


7.2.1 Diễn biến bồi lắng ở thượng lưu đập

M

.V
N

a. Tình hình bồi lắng bùn cát trong kho nước
kiểu hồ
– Kho nước kiểu hồ

N

SW

.C

O

lòng kho rộng, nước và bùn cát vào kho nhiều,
tốc độ trước đập bé =>
• bùn cát bồi lắng lớn, thường hình thành dạng
bồi lắng tam giác châu
• Giai đoạn đầu, tam giác châu hình thành ở cửa
kho, sau đó kéo dài dần cả về hai phía.


7.2.1 Diễn biến bồi lắng ở thượng lưu đập

.C

O

M

.V
N

Căn cứ vào hình dạng bên ngoài và tình hình thay đổi
đường kính hạt dọc lắng đọng dọc đường đi, khu
vực lắng đọng của kho nước kiểu hồ được chia
làm năm đoạn:

20

N

30

SW

Cao trình (m)

10
0
5

10

15

20

25

30 Khoảng cách (km)

Hình 12.1.
Khu vực bồi lắng trong kho nước kiểu hồ


7.2.1 Din bin bi lng thng lu
p

.C

O

M

.V
N

oạn đuôi tam giác châu: Dòng nớc ở đoạn này thờng
quá bão hoà bùn cát nên bùn cát lắng đọng là nhng bùn
cát thô nhất của dòng. Quá trinh bồi lắng tiếp tục làm
phần đuôi tam giác châu không ngừng kéo dài về phía
thợng lu làm đờng nớc dâng cũng kéo dài theo.

20

N

30

SW

Cao trỡnh (m)

10
0
5

10

15

20

25

30 Khong cỏch (km)

Hỡnh 12.1.
Khu vc bi lng trong kho nc kiu h


7.2.1 Diễn biến bồi lắng ở thượng lưu đập

30

N

SW

.C

O

M

.V
N

• Đoạn dốc ở đỉnh tam giác châu: Dòng nước ở
đoạn này thường ở trạng thái gần bão hoà bùn
cát, nhưng do đường nước dâng không ngừng
kéo dài về phía thượng lưu => có một phần bùn
cát thô lắng đọng lại. Quá trình lắng đọng tiếp
tục làm cho bề mặt đoạn này phẳng dần và gần
song song với mặt nước. Thành phần bùn cát
lòng sông trong đoạn này ít thay đổi dọc đường
đi. Cao trình (m)
20
10
0
5

10

15

20
Hình 12.1.

25

30 Khoảng cách (km)


7.2.1 Diễn biến bồi lắng ở thượng lưu đập

N

Cao trình (m)

SW

.C

O

M

.V
N

• Đoạn dốc đứng ở phía trước tam giác châu: Do
chiều sâu đoạn này tăng lên đột ngột nên tốc độ
dòng giảm nhanh, dòng nước lại ở vào trạng thái
quá bão hoà nên bùn cát lắng đọng khá nhiều làm
cho tam giác châu không ngừng kéo dài về phía
hạ lưu (phía đập). Thành phần bùn cát lòng sông
ở phần trên của đoạn này giống như ở đoạn đỉnh
tam giác châu, còn ở phần dưới của đoạn này
(phần chân dốc) giống như ở đoạn dòng dị trọng.
30
20
10
0
5

10

15

20

25

30 Khoảng cách (km)


7.2.1 Diễn biến bồi lắng ở thượng lưu đập

30

N

Cao trình (m)

SW

.C

O

M

.V
N

• Đoạn dòng dị trọng: Là nơi dòng dị trọng hình
thành. Đường kính của bùn cát thay đổi không
rõ ràng trong quá trình chuyển động của dòng dị
trọng. Sự lắng đọng của đoạn dòng dị trọng chủ
yếu do lưu lượng dòng nước mang bùn cát chảy
vào kho bị ngừng lại. Mặt bằng của phần bồi
lắng trong đoạn dòng dị trọng thường song song
với đáy kho.

20
10
0
5

10

15

20

25

30 Khoảng cách (km)

Hình 12.1.
Khu vực bồi lắng trong kho nước kiểu hồ


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×