BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

TRẦN THỊ MẾN

NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ THỦY VĂN, THỦY LỰC KHU VỰC
NGÃ BA SÔNG QUẢNG HUẾ, TỈNH QUẢNG NAM PHỤC VỤ
THIẾT KẾ KÈ BỜ
Chuyên ngành: Xây dựng cơng trình thủy
Mã số: 60.58.40

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Người hướng dẫn: PGS.TS NGUYỄN PHƯƠNG MẬU
PGS.TS VŨ MINH CÁT

Hà Nội - 2014


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập và nghiên cứu luận văn đề tài “Nghiên cứu chế
độ thủy văn, thủy lực khu vực ngã ba sông Quảng Huế, tỉnh Quảng Nam
phục vụ thiết kế giải pháp kè bảo vệ bờ”, tác giả đã nhận được sự hướng dẫn
và giúp đỡ tận tình, chu đáo của các thầy cơ giáo trong khoa Cơng trình và
khoa Kỹ thuật biển – Trường Đại học Thủy lợi cũng như sự giúp đỡ của Viện
Quy hoạch Thủy lợi – Tổng cục Thủy lợi, Công ty Tư vấn và Chuyển giao công
nghệ - Trường Đại học Thủy lợi, các chuyên gia và đồng nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Trường Đại học Thủy lợi, đặc
biệt là thầy giáo PGS,TS. Nguyễn Phương Mậu; PGS,TS. Vũ Minh Cát người

đã dành nhiều thời gian, công sức, tận tình chỉ bảo, hướng dẫn giúp tác giả có
được kiến thức để hồn thành bản luận văn này.
Do trình độ, kinh nghiệm cũng như thời gian nghiên cứu còn hạn chế
nên Luận văn khó tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy rất mong nhận được
những ý kiến đóng góp, trao đổi chân thành.
Xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, tháng 08 năm 2014
Học viên

Trần Thị Mến


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam kết rằng nội dung của bản luận văn này chưa được nộp cho bất
kỳ một chương trình cấp bằng cao học nào cũng như bất kỳ một chương trình đào
tạo cấp bằng nào khác.
Tơi cũng xin cam kết các số liệu và kết quả trong luận văn là hoàn toàn trung
thực và chưa được ai cơng bố trong tất cả các cơng trình nào trước đây. Tất cả các
trích dẫn đã được ghi rõ nguồn gốc.

Hà Nội, tháng 08 năm 2014
Học viên

Trần Thị Mến


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1

I. Tính cấp thiết của đề tài.............................................................................. 1

II. Mục đích của đề tài ................................................................................... 3
III. Đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu .................................... 4
1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ứng dụng ...................................................4
2. Phương pháp.....................................................................................................4
3. Công cụ sử dụng ...............................................................................................4

IV. Kết quả đạt được. ..................................................................................... 4
V. Nội dung luận văn: .................................................................................... 5
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CHUNG VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, HIỆN TRẠNG
CƠNG TRÌNH VÙNG NGHIÊN CỨU. .....................................................................6

1.1. TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU .................................................. 6
1.2. TÌNH HÌNH NGUỒN NƯỚC SƠNG VU GIA – THU BỒN, DIỄN
BIẾN DÒNG CHẢY, CHẾ ĐỘ CHUYỂN NƯỚC CỦA NHÁNH QUẢNG
HUẾ NHỮNG NĂM GẦN ĐÂY ................................................................... 10
1.2.1. Dòng chảy năm ........................................................................................10
1.2.2. Dòng chảy lũ, kiệt ....................................................................................11
1.2.3. Chế độ chuyển nước của nhánh Quảng Huế trong những năm gần đây ..14

1.3. HIỆN TRẠNG CƠNG TRÌNH TRÊN NHÁNH QUẢNG HUẾ ......... 15
1.4. TÌNH HÌNH NGẬP LỤT VÙNG ẢNH HƯỞNG LŨ ......................... 18
1.5 NHỮNG VẤN ĐỀ TỒN TẠI CẦN GIẢI QUYẾT. ............................. 20
CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN CÁC ĐẶC TRƯNG THỦY VĂN, THỦY LỰC PHỤC
VỤ THIẾT KẾ ..........................................................................................................22

2.1. GIỚI THIỆU MƠ HÌNH MIKE 11. ..................................................... 22
2.1.1. Tổng quan mơ hình MIKE 11 ..................................................................22
2.1.2. Các ứng dụng mơ hình MIKE 11 .............................................................22
2.1.3 Ứng dụng mơ hình MIKE11 tại Việt Nam ...............................................23


2.2. CƠ SỞ TỐN HỌC CỦA MƠ HÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI.... 25


2.2.1. Hệ Phương trình Saint Venant .................................................................25
2.2.2. Thuật tốn trong mơ hình MIKE11..........................................................26
2.2.3. Phương trình tải khuếch tán .....................................................................29

2.3. SỐ LIỆU DẦU VÀO, CÁC BIÊN MƠ HÌNH ..................................... 30
2.3.1. Tài liệu địa hình .......................................................................................32
2.3.2. Tài liệu khí tượng, thuỷ hải văn ...............................................................33
2.3.3. Biên tính tốn ...........................................................................................33
2.3.4. Trạm kiểm tra ...........................................................................................34
2.3.5. Thiết lập mơ hình .....................................................................................35

2.4. HIỆU CHỈNH VÀ KIỂM ĐỊNH MƠ HÌNH........................................ 39
2.4.1. Hiệu chỉnh thơng số mơ hình thủy lực .....................................................39
2.4.2. Kiểm định mơ hình ..................................................................................41

2.5. XÂY DỰNG TẬP KỊCH BẢN TÍNH TỐN VÀ MƠ PHỎNG XÁC
ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ THỦY VĂN, THỦY LỰC KHU VỰC NC. ......... 42
2.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ..................................................................... 49
CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG KẾT QUẢ TÍNH TỐN CHO CƠNG TRÌNH.........50
KÈ BỜ HỮU THƯỢNG CẦU QUẢNG HUẾ .........................................................50
TỪ K0+782,4 ĐẾN K1+442,7. .................................................................................50

3.1. Lý lịch công trình .................................................................................. 50
3.2. Các thơng số kỹ thuật của cơng trình.................................................... 50
3.2.1. Xác định cao trình đỉnh kè .......................................................................51
3.2.2. Các chỉ tiêu thiết kế thân kè: ....................................................................54
3.2.2. Các chỉ tiêu thiết kế chân kè ....................................................................55


3.3. KIỂM TRA ỔN ĐỊNH MÁI KÈ .......................................................... 59
3.3.1. Chỉ tiêu thiết kế: .......................................................................................59
3.3.2. Trường hợp tính tốn ...............................................................................60
3.3.3. Mặt cắt tính tốn.......................................................................................60
3.3.4. Phương pháp tính tốn .............................................................................60
3.3.5. Kết quả tính tốn. .....................................................................................62


KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................68

1. Các kết quả đạt được của luận văn .......................................................... 68
2. Một số vấn đề tồn tại................................................................................ 70
3. Kiến nghị .................................................................................................. 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................71


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Bộ Nông nghiệp & PTNT:
UBND:
CK BTĐS:
QCVN:
S.
TB
TH:
TP
&

Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn
Ủy ban nhân dân

Cấu kiện bê tơng đúc sẵn
Quy chuẩn Việt Nam
Sơng
Trung bình
Trường hợp
Thành phố
Và


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Lưu lượng bình quân tháng Nông Sơn và Thành Mỹ ..............................10
Bảng 1.2: Các thông số thống kê dòng chảy tháng và năm .....................................11
Bảng 1.3: Thời gian và tốc độ truyền lũ trên các đoạn sông ....................................12
Bảng 1.4: Lưu lượng trung bình lũ thiết kế ..............................................................13
Bảng 1.5: Lưu lượng trung bình kiệt thiết kế ...........................................................13
Bảng 1.6: Lưu tốc ứng với các tần suất tại tuyến ngã ba Quảng Hế cũ – mới .........13
Bảng 1.7: Thống kê thiệt hại do ngập lũ môt số năm gần đây vùng hạ lưu .............18
Bảng 2.1: Tổng hợp kết quả chạy và kiểm định mơ hình.........................................41
Bảng 2.2: Thống kê chênh lệch mực nước 2 sông từ 1995 đến 2006 ......................42
Bảng 2.3: Chênh lệch mực nước theo tần suất thiết kế (∆H = H AN – H GT ) .............44
Bảng 2.4: Độ dốc mặt nước ứng với tần suất thiết kế ..............................................44
Bảng 2.5: Độ dốc mặt nước ứng với tần suất thiết kế các năm ................................44
Bảng 3.1: Độ dốc mặt nước nhánh Vu Gia đoạn Hội Khách - Ái Nghĩa .................53
Bảng 3.2: Các thơng số và kết quả tính tốn cũ và kết quả nghiên cứu ...................56
Bảng 3.4: Các chỉ tiêu cơ lý đất nền sử dụng trong tính tốn ..................................59
Bảng 3.5: Kết quả tính tốn ổn định mái kè .............................................................62


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Vị trí tuyến kè bờ hữu sơng Quảng Huế .....................................................6

Hình 1.2: Hệ thống sơng ngịi lưu vực sơng Vũ Gia - Thu Bồn .................................7
Hình 1.3: Đoạn sơng nghiên cứu...............................................................................10
Hình 1.4. Lũ sơng Vu Gia phá bờ tạo dịng Quảng Huế mới trong năm 2001 .........14
Hình 1.5: Bờ hữu sông thượng lưu cầu Quảng Huế dài 660 m có nguy cơ sạt lở đe
dọa tới cơ sở hạ tầng và tính mạng nhân dân xã Đại Cường sau mùa lũ năm 2007 .17
Hình 1.6: Kè mỏ hàn trên sông Vu Gia, trước cửa Quảng Huế mới (11/01/2011) ...17
Hình 1.7: Kè chắn sóng trên sơng Vu Gia, trước cửa Quảng Huế mới ....................17
Hình 1.8: HL đập thứ nhất và TL đập thứ hai chặn dòng đoạn Quảng Huế mới......17
Hình 1.9: Đoạn Quảng Huế cũ sau khi được nạo vét, khơi dịng .............................17
Hình 2.1: Sơ đồ mơ tả quy luật dịng chảy trong sơng ..............................................25
Hình 2.2: Sơ đồ sai phân ẩn 6 điểm trung tâm ..........................................................27
Hình 2.3: Sơ đồ khối tính tốn thuỷ lực MIKE11.....................................................31
Hình 2.4: Sơ đồ thuỷ lực hệ thống tính tốn .............................................................32
Hình 2.5: Thiết lập mạng sơng (*.NWK11)..............................................................35
Hình 2.6: Thiết lập dữ liệu địa hình (*.XNS11) .......................................................36
Hình 2.7: Thiết lập điều kiện biên (*.BND11) .........................................................37
Hình 2.8: Thiết lập File thơng số của mơ hình (*.HD11) .........................................38
Hình 2.9: Thiết lập file mơ phỏng (*.sim11) ............................................................39
Hình 2.10: Sơ đồ q trình hiệu chỉnh bộ thơng số mơ hình ....................................41
Hình 2.11: MN các trạm Hội Khách, Ái Nghĩa, Cẩm Lệ, Giao Thuỷ và Câu Lâu ...41
Hình 2.12: Các vị trí xác định lưu lượng và lưu tốc .................................................46
Hình 2.13: MN các trạm Hội Khách, Ái Nghĩa, Cẩm Lệ, Giao Thuỷ và Câu Lâu ...46
Hình 2.14: Lưu lượng mơ phỏng khu vực cơng trình ...............................................47
Hình 2.15: Lưu tốc 5 mặt cắt trên Sơng Quảng Huế.................................................47
Hình 3.1: Tính tốn Kminmin và cung trượt mặt cắt C40 TH1 ................................62
Hình 3.2: Tính tốn Kminmin và cung trượt mặt cắt C50 TH1 ................................63
Hình 3.3: Tính tốn Kminmin và cung trượt mặt cắt C53 TH1 ................................63


Hình 3.4: Tính tốn Kminmin và cung trượt mặt cắt C55 TH1 ................................63

Hình 3.5: Tính tốn Kminmin và cung trượt mặt cắt C57 TH1 ................................64
Hình 3.6: Đường bão hịa mặt cắt C40 TH2 .............................................................64
Hình 3.7: Đường bão hịa mặt cắt C50 TH2 .............................................................64
Hình 3.8: Đường bão hịa mặt cắt C53 TH2 .............................................................65
Hình 3.9: Đường bão hịa mặt cắt C55 TH2 .............................................................65
Hình 3.10: Đường bão hịa mặt cắt C57 TH2 ...........................................................65
Hình 3.11: Tính tốn Kminmin và cung trượt mặt cắt C40 TH2 ..............................66
Hình 3.12: Tính tốn Kminmin và cung trượt mặt cắt C50 TH2 ..............................66
Hình 3.13: Tính tốn Kminmin và cung trượt mặt cắt C53 TH2 ..............................66
Hình 3.14: Tính tốn Kminmin và cung trượt mặt cắt C55 TH2 ..............................67
Hình 3.15: Tính toán Kminmin và cung trượt mặt cắt C57 TH2 ..............................67


1

MỞ ĐẦU
I. Tính cấp thiết của đề tài
Hệ thống sơng Vu Gia - Thu Bồn là một hệ thống sông lớn ở vùng
Duyên Hải Trung Trung Bộ. Sông bắt nguồn từ địa bàn tỉnh Kon Tum chảy
qua tỉnh Quảng Nam, Thành phố Đà Nẵng đổ ra biển Đông ở hai Cửa Đại và
Cửa Hàn, diện tích lưu vực tính tới cửa ra là 10.350 km2.
Tọa độ địa lí như sau:
+ 14o54’ đến 16o13’ vĩ độ Bắc.
+ 107o13’ đến 108o44’ kinh độ Đơng.
Có ranh giới lưu vực:
+ Phía Bắc giáp lưu vực sơng Cu Đê.
+ Phía Nam giáp lưu vực sơng Trà Bồng và Sê San.
+ Phía Tây giáp Lào.
+ Phía Đông giáp biển Đông và lưu vực sông Tam Kỳ.
Hệ thống gồm 2 sơng chính Vũ Gia ở phía Bắc và Thu Bồn ở phía

Nam. Hai sơng có liên hệ thuỷ lực qua khu vực sơng Quảng Huế, nơi dịng
chảy tập trung trong lòng dẫn về mùa kiệt và chảy tràn qua bãi từ sông Vũ
Gia sang sông Thu Bồn vào mùa lũ.
Hệ thống này đóng vai trị quan trọng trong phát triển kinh tế, xã hội
của miền Trung nói chung, tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng nói riêng.
Mưa trên lưu vực Vu Gia – Thu Bồn được phân bố theo hai mùa rõ rệt
theo thời gian là mùa mưa nhiều và mùa mưa ít. Lượng mưa trong mùa mưa
nhiều chiếm 65 ÷ 80% tổng lượng mưa năm. Thời kỳ mưa lớn nhất thường
tập trung vào tháng X và XI, chiếm tới 40 ÷ 50% lượng mưa cả năm. Có
những năm lượng mưa trong một ngày đêm lên tới trên 600mm/ngày. Lượng
mưa ngày đêm lớn nhất đã quan trắc được:
Đà Nẵng

X1 max = 527.0mm

3-XI-1999


Thành Mỹ

X1 max = 608.0mm

2-XI-1999

Tiên Phước X1 max = 532.0mm

3-XI-1999

Hội An


3-XI-1999

X1 max = 658.0mm

Theo không gian lượng mưa vùng nghiên cứu thuộc vùng núi thấp và
đồng bằng ven biển lượng mưa từ 2.000 ÷ 2.500 mm.
Do chế độ thuỷ văn không đồng nhất với mùa lũ ngắn 4 tháng từ tháng
IX đến tháng XII và tổng lượng dòng chảy trên 80% cả năm làm khu vực ngã
ba Quảng Huế thường xun nước tràn bờ, xói bãi tạo lịng mới. Khi mùa kiệt
đến, nếu để tự nhiên thì nước sơng Vũ Gia chuyển hết sang Thu Bồn gây tình
trạng thiếu nước, xâm nhập mặn nghiêm trọng cho các huyện phía bắc tỉnh và
thành phố Đà Nẵng.
Ở khu vực cửa vào của đồng bằng duyên hải, nằm trong phạm vi hai xã
Đại Cường, Đại An của huyện Đại Lộc, sông Vu Gia và sông Thu Bồn được
nối với nhau bằng sông Quảng Huế, với chiều dài uốn khúc khoảng 8km.
Quảng Huế là nhánh sơng quyết định rất lớn đến chế độ dịng chảy giữa hai
sông Vu Gia, Thu Bồn. Hệ thống Vu Gia và các nhánh ở hạ lưu cung cấp
nước tưới và sinh hoạt cho khu vực kinh tế và dân rộng lớn bao gồm khoảng
10.000 ha đất canh tác và hơn 1.000.000 dân. Tuy nhiên sau các trận lũ lớn
năm 1999 và 2000, sơng Quảng Huế bị cắt dịng ở khu vực xã Đại Cường,
hình thành thêm một nhánh sơng mới mà cửa mới cách vị trí cửa sơng Quảng
Huế cũ khoảng 1,7 km về phía thượng lưu và nối vào điểm cuối sông cũ với
chiều dài chỉ khoảng 4 km.
Sự xuất hiện của sông Quảng Huế mới làm nhánh cũ bị bồi lấp dần và
sau hai năm đã bồi lấp gần như hoàn toàn, trong khi nhánh mới ngày càng mở
rộng, dẫn tới tình trạng sạt lở bờ liên tục trong những năm gần đây làm nhiều
nhà cửa, ruộng vườn ven sông phải di dời, hàng trăm ha đất canh tác thuộc
thơn 8, 9, Ơ Gia Bắc, Thanh Vân xã Đại Cường huyện Đại Lộc bị cuốn trôi.



3

Hệ thống điện 110KV cung cấp cho xã Đại Cường bị hư hỏng nặng, đường
giao thông liên huyện bị cắt đứt.
Q trình cắt dịng diễn ra phức tạp, kết quả là đoạn sông Quảng Huế
mới chảy thẳng hơn, ngắn hơn, góc phân lưu thuận lợi hơn nên phần lớn
lượng nước từ Vu Gia đã được chuyển sang sông Thu Bồn sẽ gây ngập lụt
nghiêm trọng cho Hội An về mùa lũ và thiếu nước cho vùng hạ lưu Vu Gia về
mùa kiệt dẫn đến tình trạng xâm ngập mặn vào sâu các sông trong hệ thống.
Lũ lớn trên sông Vu Gia sẽ dồn sang sông Thu Bồn làm gia tăng các vùng
ngập lụt mới và hình thành các khu vực diễn biến sạt lở, bồi đắp mới ở vùng
hạ lưu sông Thu Bồn. Trước diễn biến phức tạp gây nhiều thiệt hại cho dân cư
sinh sống nơi đây Bộ Nông nghiệp & PTNT quyết định sử dụng nguồn vốn
ODA thuộc Dự án Hỗ trợ thuỷ lợi Việt Nam (VWRAP) do Ngân hàng Thế
giới (WB) đầu tư và lập Tiểu Dự án Chỉnh trị sông Quảng Huế (Quảng Nam)
nhằm:
- Tránh bồi lấp, suy thối nhánh sơng Vu Gia về qua Ái Nghĩa (sông
Yên), phục vụ tưới 10.000ha;
- Tạo nguồn nước cho trạm bơm Cầu Đỏ, cấp nước sinh hoạt cho
Thành phố Đà Nẵng;
- Tạo nguồn nước cấp cho sản xuất và sinh hoạt của dân cư vùng hạ lưu.
Do vậy, việc nghiên cứu chế độ thủy lực thủy văn, phục vụ tính tốn
thiết kế kè bờ hữu sơng Quảng Huế nhằm ổn định bờ, giảm thiểu thiệt hại do
lũ là một việc hết sức cần thiết.
II. Mục đích của đề tài
- Đánh giá chế độ thủy văn, thuỷ lực sông Quảng Huế vào mùa lũ.
- Mơ phỏng chế độ dịng chảy ứng với các kịch bản thiết kế để xác định
thông số phục vụ thiết kế kè.
- Thiết kế kè bờ hữu thượng lưu cầu Quảng Huế từ K0+782,4 đến
K1+442,7 bảo vệ tài sản và đời sống nhân dân xã Đại Cường, huyện Đại Lộc.



III. Đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu
1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ứng dụng
- Đối tượng nghiên cứu là dòng chảy lũ và tương tác của nó với cơng
trình kè.
- Phạm vi nghiên cứu chính là khu vực ngã ba sông Quảng Huế.
- Tuy nhiên, để có được các thơng số thủy động lực ở khu vực nghiên
cứu, phạm vi tính tốn được mở rộng cho toàn lưu vực Vũ Gia – Thu Bồn.
2. Phương pháp
- Kế thừa, áp dụng có chọn lọc sản phẩm khoa học và cơng nghệ hiện
có trên thế giới cũng như trong nước. Kế thừa các nghiên cứu khoa học, các
dự án liên quan trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn, quan tâm chú ý đến
vùng trọng tâm nghiên cứu là nhánh sông Quảng Huế.
- Phương pháp điều tra phân tích tổng hợp ngun nhân hình thành.
- Phương pháp phân tích thống kê.
- Phương pháp mơ hình tốn thuỷ văn, thuỷ lực.
- Phương pháp chuyên gia.
3. Công cụ sử dụng
- Khai thác, sử dụng phần mềm thương mại tính tốn thuỷ lực và chất
lượng nước MIKE11.
- Khai thác, sử dụng kết quả tính tốn thủy lực làm cơ sở dữ liệu để tính
tốn ổn định cho kè bằng phần mềm Geoslope.
IV. Kết quả đạt được.
- Phân tích đặc điểm khu vực và những kết quả đã nghiên cứu từ đó xác
định nhiệm vụ nghiên cứu.
- Xây dựng tập kịch bản lũ tính tốn chế độ dịng chảy.
- Dựa vào kết quả tính tốn thủy lực bằng mơ hình Mike11 đề xuất ra
phương án, tính tốn thiết kế các thông số kè phù hợp.
- Thiết kế kè theo phương án chọn.



5

V. Nội dung luận văn:
Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, luận văn được cấu trúc
thành 3 chương với nội dung chính:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN,
HIỆN TRẠNG CƠNG TRÌNH VÙNG NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan vùng nghiên cứu.
1.2. Tình hình nguồn nước sơng Vu Gia – Thu Bồn, diễn biến dòng
chảy, chế độ chuyển nước của nhánh Quảng Huế những năm gần đây.
1.3. Hiện trạng các cơng trình trên nhánh Quảng Huế.
1.4. Tình hình ngập lụt vùng ảnh hưởng lũ.
1.5. Những vấn đề tồn tại cần giải quyết.
CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN CHẾ ĐỘ THỦY VĂN, THỦY LỰC
2.1. Giới thiệu mơ hình nghiên cứu (Mike 11).
2.2. Cơ sở tốn học của các mơ hình và phương pháp giải.
2.3. Số liệu đầu vào, các biên mô hình.
2.4. Hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình.
2.5. Xây dựng tập kịch bản tính tốn và mơ phỏng xác định các thông
số thủy văn, thủy lực khu vực nghiên cứu.
2.6. Kết luận chương 2
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG KẾT QUẢ TÍNH TỐN CHO CÁC
CƠNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ SƠNG QUẢNG HUẾ
3.1. Lý lịch cơng trình
3.2. Các thơng số kỹ thuật của các cơng trình
- Xác định cao trình đỉnh kè.
- Các chỉ tiêu thiết kế thân kè.
- Các chỉ tiêu thiết kế chân kè.

3.3. Kiểm tra ổn định mái kè.


CHƯƠNG I
TỔNG QUAN CHUNG VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, HIỆN TRẠNG
CƠNG TRÌNH VÙNG NGHIÊN CỨU.
1.1. TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU
Khu vực xây dựng cơng trình thuộc xã Đại Cường huyện Đại Lộc tỉnh
Quảng Nam. Phạm vi cơng trình nằm trên nhánh sông Quảng Huế, thượng lưu
cầu Quảng Huế. Nằm kẹp giữa hai sông Vu Gia và sông Thu Bồn nên chịu
ảnh hưởng trực tiếp chế độ thủy văn, thủy lực của hai sơng.

Hình 1.1. Vị trí tuyến kè bờ hữu sơng Quảng Huế

Địa hình khu vực cơng trình tương đối bằng phẳng, dạng bãi bồi ven
sông Quảng Huế. Cao độ trung bình khoảng +6,0 ÷ 7,0m thấp hơn so với cao
độ bãi vùng ven sông Vu Gia và sông Thu Bồn. Xu thế địa hình khu vực thấp
dần từ sơng Vu Gia theo hướng sông Quảng Huế mới về sông Thu Bồn.
Khu vực dân cư nằm ven bờ hữu sông Vu Gia và sông Quảng Huế mới,


7

cao độ trung bình khu dân cư +8,0 ÷ 9,0m. Về mùa lũ cả vùng dự án đều ngập
đến cao trình +10÷11m, lũ tiểu mãn ngập cao trình bãi tới +7,5m kéo dài từ
3÷4 ngày.
Vùng hưởng lợi của cơng trình bao gồm khu dân cư dọc theo bờ hữu
sông Quảng Huế Mới thuộc địa bàn xã Đại Cường huyện Đại Lộc tỉnh Quảng
Nam. Khu vực hạ lưu sông Thu Bồn phía Hội An và khu vực hạ lưu sơng Vu
Gia phía TP Đà Nẵng.

Mạng lưới sơng thuộc lưu vực Thu Bồn - Vu Gia nằm gọn trong tỉnh
Quảng Nam và TP Đà Nẵng. Nguồn nước cung cấp cho hệ thống sông chủ
yếu là nước mưa với lượng mưa khá phong phú từ 1.800 ÷ 2.300 mm. Tuy
nhiên, do chi phối của địa hình, địa chất, thổ nhưỡng và điều kiện mặt đệm
mà lưới sông phát triển không đồng đều giữa cỏc vựng.
BĐ. Sơn
Sơn Trà
Trà
BĐ.

0

5

10Km

Đà Nẵng
Nẵng
Đà

Cù lao
lao Chàm
Chàm
Cù

nngg
SSôô

))
G

Giiaa
VVuu
(
(
i
i
CCáá

Hội An
An
Hội

Cửa Đại
Đại
Cửa

nn
BBồồ
uu
TThh
nngg
SSôô

Tam Kỳ
Kỳ
Tam

Hỡnh 1.2: Hệ thống sơng ngịi lưu vực sơng Vũ Gia - Thu Bồn

Mật độ lưới sông ở các vùng như sau:

- Thượng nguồn sơng Thu Bồn: 0,40 km/km2 (tính với các sơng có
L>10 km và có dịng chảy thường xun).


- Thượng nguồn sơng Vu Gia: 0,33 km/km2 (tính với các sơng có L>10
km và có dịng chảy thường xun).
- Vùng hạ du sơng Thu Bồn: 0,60 km/km2 (tính với các sơng có L>5
km và có dịng chảy thường xun).
Nguồn sơng từ các dãy núi phía tây của lưu vực ở độ cao trên 1000 m
đến 2000 m. Hệ thống sơng có những đặc điểm chính sau đây:
- Các sơng đều ngắn, dốc. Chiều dài lớn nhất không quá 200 km.
- Sơng chỉ có phần thượng lưu và phần hạ lưu, khơng có phần trung
lưu.
- Lịng sơng phần thượng lưu nằm gọn giữa các thung lũng núi, nhiều
đoạn dốc đứng như khe Kẽm - Đá Dừng (nhánh Thu Bồn), nhưng phần lớn là
các bãi sơng thường xun có một phần ngập lũ và một phần chỉ ngập lũ khi
gặp các năm lũ lớn. Lịng sơng chủ yếu cấu tạo là đá gốc hoặc đá phong hố,
có nhiều thác ghềnh, dốc. Vận tốc dịng chảy lớn, ngay cả khi khơng có lũ là
trở ngại lớn cho giao thông thuỷ.
- Khi ra khỏi vùng núi, sông chỉ cách biển khoảng 30 km. Lịng sơng
chỉ rõ về mùa nước cạn, nhưng vào mùa lũ khơng thấy ranh giới của lịng
sơng và đất đai, làng mạc. Do vật chất lịng sơng là thành tạo rửa trơi, bào
mịn trên bề mặt lưu vực được vận chuyển theo dòng nước và lắng đọng mà
tạo thành với hàm lượng cát chiếm tới 70% nên rất không ổn định. Có thể nói
lịng sơng thay đổi sau mỗi trận lũ. Dưới ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên và
hệ thống cơ sở hạ tầng (bao gồm các cơng trình vĩnh cửu và các cơng trình
tạm thời, kể cả hệ thống làng mạc) mà một dịng sơng mới có thể được tạo ra
sau một trận lũ, cũng như lấp một đoạn sơng cũ đã có trước đó.
Hệ thống sơng Vu Gia - Thu Bồn bao gồm hai sơng chính: Sơng Thu
Bồn (sông Tranh, sông Khang và sông Trường) và sông Vu Gia (sông Cái,

sông Bung và sông Côn) với 19 sông nhánh cấp I, 3 nhánh phân lưu là sông


9

Yên (Cẩm Lệ), sông Vĩnh Điện, sông Trường Giang; 36 sông nhánh cấp II;
21 nhánh cấp III và 2 nhánh sông cấp IV.
Sông Thu Bồn bắt nguồn từ đỉnh Ngọc Lĩnh cao 2.598m (tỉnh Kon
Tum). Độ dài sơng chính từ nguồn đến cửa Hội An là 198 km, diện tích lưu
vực tính đến Giao Thuỷ cách cửa Hội An 30 km là 3.835 km2. Thượng nguồn
sông Thu Bồn chảy qua địa phận Kon Tum 38 km với diện tích tương ứng là
500 km2. Tại Giao Thuỷ hai sông Vu Gia và Thu Bồn có sự trao đổi dịng
chảy qua sơng Quảng Huế dẫn một phần nước của sông Vu Gia nhập sang
sông Thu Bồn. Cách Giao thuỷ 16 km về phía hạ lưu thì sơng Vĩnh Điện lại
dẫn một phần nước sơng Thu Bồn sang trả lại sơng Vu Gia.
Ngồi ra, mỗi sơng về phía hạ lưu cịn được bổ sung thêm một số sơng
nhánh khác. Sơng Vu Gia có sông Tuý Loan (L = 28 km, F = 160 km2); S.Thu
Bồn có S.Ly Ly (L = 40 km, F = 254 km2). Giữa sông Thu Bồn và sông Tam
Kỳ được nối nhau bằng con sông Trường Giang là kết quả của quá trình bồi
lấp cửa Đại (Thu Bồn) và một hình thức kéo dài của các sơng miền Trung.
Hệ thống sơng Thu Bồn có các sơng Thu Bồn (S.Tranh, S.Khang và
S.Trường) và sông Vu Gia (sông Cái, sông Bung và sơng Cơn) với 78 sơng
suối có chiều dài 10 km trở lên bao gồm 19 sông nhánh cấp I; 36 sông nhánh
cấp II; 21 sông nhánh cấp III và 2 sơng nhánh cấp IV.
Ngồi ra trong hệ thống cịn có 3 phân lưu là sơng n (sơng Cẩm Lệ),
sơng Vĩnh Điện và sông Trường Giang.
Mật độ sông suối trung bình trong hệ thống sơng là 0,40 km/km2. Vùng
sơng Cái, sông Bung, mật độ sông thay đổi từ 0,30 – 0,60 km/km2. Vùng sông
Tranh, sông Khang mật độ sông thay đổi từ 0,60 – 1,0 km/km2. Các vùng
khác mật độ sông suối thấp hơn.



Sông Vũ Gia

Sông Quảng Huế cũ
Sông Quảng Huế mới

Sông Thu Bồn
Hình 1.3: Đoạn sơng nghiên cứu

1.2. TÌNH HÌNH NGUỒN NƯỚC SƠNG VU GIA – THU BỒN, DIỄN
BIẾN DỊNG CHẢY, CHẾ ĐỘ CHUYỂN NƯỚC CỦA NHÁNH
QUẢNG HUẾ NHỮNG NĂM GẦN ĐÂY
1.2.1. Dịng chảy năm
Lưu vực Thu Bồn có trạm Nơng Sơn đo dịng chảy với diện tích lưu
vực là 3.150 km2 và trạm Thành Mỹ với diện tích lưu vực là 1.850 km2 đo
dịng chảy trên sơng Vu Gia.
Trên cơ sở tài liệu thực đo, tính tốn được dịng chảy bình quân tháng,
năm trung bình trong thời kỳ nhiều năm như sau:
Bảng 1.1: Lưu lượng bình qn tháng Nơng Sơn và Thành Mỹ
Trạm
I
II
III IV
V
VI
Nông Sơn 227,9 134,7 90,9 72,5 107,4 104,0
(% năm)
6,90 4,08 2,75 2,20 3,25 3,15
Thành Mỹ 101,2 63,5 45,4 38,0 51,2 58,2

(% năm)
7,01 4,40 3,14 2,63 3,55 4,03

VII
74,4
2,25
43,0
2,98

VIII IX
X
XI XII Năm
74,6 161,5 645,2 999,7 609,6 275,2
2,26 4,89 19,54 30,27 18,46 100,0
46,3 89,4 281,9 385,7 239,8 120,3
3,21 6,19 19,53 26,72 16,61 100,0


11

Theo kết quả tính tốn:
Q o (Nơng Sơn) = 273,0 (m3/s) và M o (Nông Sơn) = 87 (l/s/km2)
Q o (Thành Mỹ) = 123,6 (m3/s) và M o (Thành Mỹ) = 65 (l/s/km2)
Căn cứ vào tài liệu quan trắc, tính các tham số thống kê dòng chảy
tháng và dòng chảy năm, ta được kết quả như sau:
Bảng 1.2: Các thông số thống kê dòng chảy tháng và năm
Thời gian
I
II
III

IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
T,B Năm

Q tb
228,0
135,0
90,9
72,5
107,0
104,0
74,4
74,6
161,0
645,0
1000,0
610,0
273,0

Trạm Nông Sơn
Cv
0,39
0,35

0,37
0,54
0,56
0,56
0,40
0,55
0,67
0,59
0,53
0,59
0,31

Cs
1,37
1,42
1,30
1,82
1,67
1,68
0,80
2,19
2,67
1,18
1,33
1,78
1,14

Q tb
101,0
63,5

45,4
38,0
51,2
58,2
43,0
46,3
89,4
282,0
386,0
240,0
123,6

Trạm Thành Mỹ
Cv
0,39
0,33
0,33
0,39
0,50
0,63
0,35
0,33
0,57
0,66
0,61
0,60
0,34

Cs
1,37

1,34
1,83
1,56
2,01
2,20
1,24
1,31
1,71
1,31
1,53
1,81
1,33

Từ bảng thống kê trên có thể thấy:
Dịng chảy kiệt biến động ít hơn cả về khơng gian lẫn thời gian.
Thời gian mùa lũ dịng chảy biến động rất lớn.
Tháng chuyển tiếp từ mùa kiệt sang mùa lũ kể cả lũ tiểu mãn dòng chảy
biến động rất lớn.
Dịng chảy năm ít biến đổi mặc dù sự biến đổi khí hậu làm tăng cường
mưa lũ và sự biến đổi bề mặt lưu vực do các hoạt động chặt phá rừng, đốt
nương rẫy lấy đất làm nông nghiệp v.v... làm thay đổi chế độ dòng chảy lũ và
dòng chảy kiệt.
1.2.2. Dòng chảy lũ, kiệt
Mưa lớn là nguyên nhân sinh ra lũ lụt sơng ngịi và xói mịn trên lưu
vực... làm ảnh hưởng không nhỏ đến cuộc sống, sản xuất và giao thông. Mưa


lớn được hình thành do nhiều loại hình thời tiết khác nhau. Những trận mưa
lớn ở miền Trung phần lớn do bão, áp thấp nhiệt đới, khơng khí lạnh, hội tụ
nhiệt đới, khơng khí lạnh và sự phối hợp hoạt động của giải hội tụ nhiệt đới

hay cao áp Thái Bình Dương gây ra. Các hình thái này hoạt động riêng lẻ
hoặc phối hợp với nhau gây nên những trận mưa lớn và đặc biệt lớn trên diện
rộng. Trận mưa lớn nhất quan trắc được trên lưu vực rơi vào đầu tháng XI
năm 1999 đã xảy ra trên diện rộng, lượng mưa một ngày lớn nhất đạt tại hầu
hết các trạm trên lưu vực sông Vu Gia trừ một số trạm vùng thượng nguồn
sông Thu Bồn. Đặc điểm lũ ở các sông tỉnh Quảng Nam cũng như các sông
thuộc các tỉnh miền Trung tập trung nước rất nhanh, cường suất mực nước
lớn, biên độ cao. Lũ lên nhanh và rút nhanh, rất khó khăn trong cơng tác dự
báo và phịng tránh lũ lụt.
Bảng 1.3: Thời gian và tốc độ truyền lũ trên các đoạn sông
Sông Đoạn
THU
BỒN
VỤ
GIA

1
2
3
1
2
3

L
(km)
Sơn Tân - Nông Sơn 19,0
Nông Sơn-Giao Thuỷ 26,0
Giao Thuỷ - Cao Lâu 23,0
Thành Mỹ- Ái nghĩa 47,0
Thành Mỹ- Cửa

11,5
S.Bung
Cửa S.Bung - Hội
7,5
Khách
Hội Khách – Cửa
5,0
S.Kon
Cửa S.Kon- Ái nghĩa 23,0
Ái Nghĩa - Cẩm Lệ 23,0
Từ - đến

Tgian truyền lũ (h) Tốc độ truyền (km/h)
TB Max Min TB Max Min
3,5
5,0
2,0
5,4
9,5
3,8
5,2
7,0
3,0
5,0
8,7
3,7
7,4
11,0 6,0
3,1
3,8

2,1
7,8
11,0 5,0
5,2
8,1
3,7

15,6

22,0

10,0

1,5

2,3

1,0

Tốc độ truyền lũ trên cả hai nhánh rất nhanh, tuy nhiên trên sông Thu
Bồn nhanh hơn trên nhánh Vu Gia. Khi có lũ xuất hiện tại Sơn Tân (Thu
Bồn), trung bình chỉ khoảng 16 giờ sau (nhanh nhất là 11 giờ) thì lũ đã xuất
hiện ở Câu Lâu cách Sơn Tân đến 70 km. Trên sông Vu Gia khoảng cách từ
Thành Mỹ đến Cẩm Lệ là 63 km theo đường sơng có thời gian truyền lũ dài
nhất là 23 giờ, ngắn nhất là 15 giờ.


13

Tốc độ truyền lũ giảm rất nhanh từ thượng lưu về hạ lưu. Vùng hạ lưu

sông Vu Gia từ Ái Nghĩa tới Cẩm Lệ, tốc độ truyền lũ nhỏ hơn nhiều đoạn hạ
lưu sông Thu Bồn từ Giao Thuỷ đến Câu Lâu. Lũ xảy ra trên 2 lưu vực Thu
Bồn và Vu Gia khá đồng pha với nhau - một đặc điểm của các sơng miền
Trung có diện tích khơng lớn, mặt đệm khá đồng đều nên nguyên nhân gây
mưa thường bao trùm lên toàn lưu vực. Do tổ hợp đồng pha, nên lũ hạ lưu
thường khá lớn và trải đều trên vùng đồng bằng hẹp của hạ lưu 2 sơng.
Do địa hình dốc, hẹp nên tốc độ dịng chảy, biên độ và cường suất lũ
khá lớn, tuy nhiên các đặc trưng này thay đổi theo từng đoạn sông. Trên hai
nhánh sơng có hai trạm thuỷ văn nên có thể dẫn ra các số liệu về các đặc
trưng này.
Bảng 1.4: Lưu lượng trung bình lũ thiết kế
Sơng

Trạm

Thu Bồn
Vu Gia

Nơng Sơn
Thành Mỹ

1%
11.975
7.670

Q maxp (m3/s)
2%
5%
11.170
9.990

7.135
6.360

10%
9.010
5.680

Theo kết quả tính tốn phân mùa dịng chảy thì mùa kiệt từ tháng I đến
tháng VIII, tổng lượng mùa kiệt chỉ chiếm khoảng 30 ÷ 40 % tổng lượng
dòng chảy. Lượng nước nhỏ nhất xảy ra vào hai thời kỳ tháng IV và tháng
VII, VIII. [1]
Bảng 1.5: Lưu lượng trung bình kiệt thiết kế
Sơng

Trạm

Thu Bồn
Vu Gia

Nơng Sơn
Thành Mỹ

75%
82
45

Q ktbp (m3/s)
85%
90%
74

69
41
39

95%
63
37

Bảng 1.6: Lưu tốc ứng với các tần suất tại tuyến ngã ba Quảng Hế cũ – mới
Tần suất
V kmax (m3/s)
V tb (m/s)

10
0,94
0,83

75
0,73
0,65

80
0,67
0,61

85
0,64
0,6

95

0,59
0,59


1.2.3. Chế độ chuyển nước của nhánh Quảng Huế trong những năm gần đây
Sông Vu Gia là một trong hai nhánh sông chủ yếu của hệ thống sông
Thu Bồn, nằm bên trái sông Thu Bồn, thuộc địa phận các huyện Nam Giang,
Đại Lộc, Điện Bàn và hạ lưu là huyện Hịa Vang thuộc TP Đà Nẵng.
Từ rất xa xưa, ơng cha ta đã đào sông Quảng Huế nhằm chuyển một
phần nước từ nhánh Vũ Gia vốn có nguồn nước dồi dào hơn sang nhánh Thu
Bồn nhằm cung cấp thêm nước cho dân sinh và các hoạt động kinh tế vào thời
kỳ mùa khơ hạn. Dịng Quảng Huế ban đầu như một kênh nối thẳng, nhưng
do quy luật tự nhiên của dịng sơng, sau nhiều năm dịng sơng đã uốn cong đi
và chiều dài đã tới 8 km trở thành một đoạn sơng cong điển hình.
Do chế độ thuỷ văn rất không đều với mùa lũ 4 tháng từ tháng IX đến
tháng XII, nhưng tổng lượng dòng chảy trên 80% cả năm làm khu vực ngã ba
Quảng Huế thường xuyên nước tràn bờ, xói bãi tạo lịng mới. Quảng Huế là
nhánh sơng quyết định rất lớn đến chế độ dịng chảy lũ và kiệt giữa hai sông
Vu Gia, Thu Bồn. Hệ thống Vu Gia và các nhánh ở hạ lưu cung cấp nước tưới
và sinh hoạt cho khu vực kinh tế và dân rộng lớn bao gồm khoảng 10.000 ha
đất canh tác và hơn 1.000.000 dân. Tuy nhiên sau các trận lũ lớn năm 1999 và
2000, trên hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn xảy ra diễn biến đặc biệt. Sơng
Quảng Huế bị cắt dịng ở khu vực Đại Cường hình thành nhánh Quảng Huế
mới.

Hình 1.4. Lũ sơng Vu Gia phá bờ tạo dòng Quảng Huế mới trong năm 2001


15


1.3. HIỆN TRẠNG CƠNG TRÌNH TRÊN NHÁNH QUẢNG HUẾ
Trước tình hình diễn ra phức tạp trên nhánh sơng, nhân dân địa phương
đã xử lý tạm thời năm 2000. Sau đó, lũ sông Vu Gia lại phá tiếp. Bộ Nông
nghiệp & PTNT và UBND tỉnh Quảng Nam đã tập trung xử lý. Tháng 6 năm
2001, Viện Khoa học Thủy lợi đã đề xuất giải pháp ổn định tạm thời cho khu
vực trong mùa lũ 2002. Các cơng trình đập tạm và kè bờ đưa ra đã phát huy
tác dụng tích cực trong giai đoạn từ 2002÷2005. Tuy nhiên do việc lựa chọn
cao trình đập chưa hợp lý nên dịng chảy vẫn tập trung nhiều về sông Quảng
Huế mới, sông Quảng Huế cũ tiếp tục bị bồi lấp và hạ du Vu Gia tiếp tục dấu
hiệu suy thoái. Trận lũ năm 2006 phá hỏng nặng và sau đó 2007 Bộ Nơng
nghiệp & PTNT quyết định sử dụng nguồn vốn ODA trong Dự án Hỗ trợ thuỷ
lợi Việt Nam (VWRAP) do Ngân hàng Thế giới (WB) đầu tư và lập Tiểu Dự
án Chỉnh trị sơng Quảng Huế (Quảng Nam).
Các hạng mục cơng trình như sau:
- Phía cửa vào sơng Quảng Huế mới (bờ hữu sông Vu Gia): Làm 7 mỏ
hàn (04 kè mỏ hàn đá đổ và 03 kè mỏ hàn lái dòng bằng cọc BTCT), kè bảo
vệ bờ hữu sông Vu Gia và hồnh triệt cửa vào đạt cao trình +7,5m.
- Làm 02 đập khố trên sơng Quảng Huế mới (đập khố 1, cao trình
+7,5m; đập khố 2, cao trình +7,0m).
- Hồnh triệt cửa ra sơng Quảng Huế mới đạt cao trình +6,5m.
Do tính phức tạp của khu vực khi thực hiện các hạng mục cơng trình
trên Bộ Nơng nghiệp & PTNT đã giao cho công ty Tư vấn và Chuyển giao
Công nghệ nghiên cứu thí nghiệm mơ hình thủy lực chỉnh trị sơng Quảng
Huế. Từ đó bổ sung cho thiết kế hệ thống cơng trình chỉnh trị tổng thể sơng
Quảng Huế mới.
Có thể thấy các cơng trình này đã được nghiên cứu rất cẩn thận bằng
mơ hình tốn và mơ hình vật lý.