Nghiên cứu dự báo ổn định bờ sông hậu đoạn chảy qua tỉnh An Giang và đề xuất giải pháp bảo vệ bờ thích hợp - NCS. Trần Lê Thế Diễn

Tên đề tài nghiên cứu: Nghiên cứu dự báo ổn định bờ sông hậu đoạn chảy qua tỉnh An Giang và đề xuất giải pháp bảo vệ bờ thích hợp
Họ và tên NCS: Trần Lê Thế Diễn
Chuyên ngành: Kỹ thuật địa chất
Mã số chuyên ngành: 62520501
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc Gia Tp.Hồ Chí Minh
Tập thể hướng dẫn: PGS.TS. Tạ Đức Thịnh, TS. Bùi Trọng Vinh
Mất ổn định bờ sông vùng đồng bằng sông Mê Kông đã và đang xảy ra rất phức tạp trên nền đất yếu trầm tích Đệ Tứ. Trong những năm gần đây, mất ổn định bờ sông Hậu đoạn qua tỉnh An Giang đã xảy ra với cường độ và quy mô ngày càng lớn. Một số đoạn bờ sông Hậu đã bị trượt lở và xói lở nghiêm trọng tại phường Bình Đức, phường Bình Khánh vào năm 2012, tại xã Mỹ Hội Đông vào năm 2017, tại quốc lộ 91 mang tính chất quy luật lặp đi lặp lại qua các năm 2010, 2019, 2020. Việc nghiên cứu một cách khoa học và hệ thống về hiện tượng trượt lở và xói lở bờ sông Hậu đoạn chảy qua tỉnh An Giang và đề xuất giải pháp bảo vệ bờ khả thi, hiệu quả nhằm giảm thiểu thiệt hại do hiện tượng trượt lở và xói lở bờ gây ra là xuất phát từ thực tiễn khách quan, có tính cấp thiết cao. Chính vì thế, đề tài “Nghiên cứu dự báo ổn định bờ sông Hậu đoạn chảy qua tỉnh An Giang và đề xuất giải pháp bảo vệ bờ thích hợp” được lựa chọn để bảo vệ luận án tiến sĩ Kỹ thuật Địa chất.
Để làm sáng tỏ vấn đề ổn định bờ sông Hậu, nghiên cứu sinh đã sử dụng tổ hợp các phương pháp nghiên cứu, bao gồm: phương pháp tổng hợp và hệ thống hóa tài liệu (thu thập, tổng hợp, phân tích các tài liệu đã công bố trên Thế Giới và ở Việt Nam); phương pháp địa chất (nghiên cứu cấu trúc địa chất, địa chất Đệ Tứ, địa chất thủy văn, thành lập các mặt cắt địa chất công trình, phân chia các kiểu cấu trúc nền đất yếu khu vực hai bên bờ sông Hậu); phương pháp lý thuyết (sử dụng lý thuyết cơ học đất, cơ học chất lỏng nghiên cứu độ bền của đất, ổn định mái dốc, động lực học dòng chảy); phương pháp thực nghiệm (khảo sát hiện trường, khoan kiểm tra, lấy mẫu thí nghiệm ở trong phòng, thiết lập hệ thống quan trắc và thí nghiệm hiện trường); phương pháp mô hình hóa (ứng dụng các phần mềm GeoSlope/W, Mike, Plaxis, Auto Cad để phân tích, mô phỏng quá trình mất ổn định bờ sông).
Kết quả nghiên cứu của luận án có thể tóm tắt như sau:
Vấn đề ổn định bờ sông rất phức tạp, có nhiều yếu tố tác động gây mất ổn định bờ sông. Do đó, khi nghiên cứu ổn định bờ sông không thể nghiên cứu riêng lẻ một hướng mà cần nghiên cứu tổng hợp đa hướng, đa ngành - liên ngành thì mới đánh giá được tổng thể, chính xác quá trình phá hủy, mất ổn định bờ.
Cấu trúc nền đất bờ sông Hậu đoạn chảy qua tỉnh An Giang bao gồm hai kiểu (Kiểu I, Kiểu II) và năm phụ kiểu (Phụ kiểu IA, IB, IC, IIA, IIB). Các kiểu cấu trúc này là nguyên nhân chính gây mất ổn định bờ sông. Phụ kiểu cấu trúc IA gây mất ổn định bờ khu vực thành phố Châu Đốc, thành phố Long Xuyên. Phụ kiểu cấu trúc IB gây mất ổn định bờ khu vực xã Bình Mỹ, phường Bình Đức, phường Bình Khánh. Phụ kiểu cấu trúc IIA, IIB gây mất ổn định bờ ở các cù lao trên sông Hậu.
Chế độ thủy động lực dòng chảy và hình thái sông Hậu đoạn qua tỉnh An Giang chịu ảnh hưởng của lưu lượng và vận tốc cực đại do tiếp nhận lưu lượng nước từ sông Tiền qua sông Vàm Nao. Các khu vực xã Bình Mỹ, phường Bình Đức, đầu cù lao Bình Thạnh, Mỹ Hòa Hưng chịu tác động trực tiếp của thủy động lực dòng chảy và hướng dòng chảy là yếu tố chính gây mất ổn định bờ sông. Ngoài ra, hình thái sông cong làm cho hướng dòng chảy tác động trực tiếp vào bờ sông gây mất ổn định như ở khu vực xã Bình Mỹ. Một số khu vực đang có xu hướng mở rộng lòng dẫn gây mất ổn định bờ sông như: khu vực xã Bình Mỹ, phường Bình Đức, Bình Khánh.
Cường độ hoạt động kinh tế - xây dựng của con người trên sông Hậu trong những năm gần đây gia tăng mạnh mẽ đã thúc đẩy quá trình gây mất ổn định bờ sông Hậu, cụ thể là: Sự gia tăng số lượng, quy mô và tần suất hoạt động của các loại tàu thuyền trên sông Hậu đã liên tiếp tạo ra những đợt sóng có chiều cao lớn hơn 0,3m tác động trực tiếp vào lớp đất nền bờ sông có lớp Sét pha có cao độ đáy lớp từ -3,2m đến -3,4m, có thành phần hạt bụi chiếm đến 40%, độ co ngót và trương nở lớn, gây ra hiện tượng xói lở, xói mòn làm mất ổn định bờ sông , điển hình là khu vực bờ sông đầu cù lao Bình Thạnh và cù lao Mỹ Hòa Hưng.
Kết quả nghiên cứu của luận án đã xác định được ba cơ chế gây mất ổn định bờ sông: cơ chế trượt lở, cơ chế xói lở và cơ chế xói mòn. Cơ chế trượt lở biểu hiện rõ ràng tại các khu vực bờ sông xã Bình Mỹ, phường Bình Đức, phường Bình Khánh. Cơ chế xói lở, cơ chế xói mòn minh chứng cho bờ sông Hậu khu vực đầu cù lao Bình Thạnh và cù lao Mỹ Hòa Hưng.
Kết quả nghiên cứu đã thành lập được bản đồ phân vùng dự báo ổn định bờ sông Hậu đoạn chảy qua tỉnh An Giang dựa trên nguyên lý chồng chập các lớp dữ liệu từ các bản đồ phân vùng ổn định bờ sông theo các yếu tố ảnh hưởng. Kết quả phân vùng dự báo ổn định bờ sông Hậu được chia thành 3 vùng: vùng mất ổn định, vùng nguy cơ mất ổn định và vùng ổn định. Vùng mất ổn định bao gồm: bờ sông Hậu đoạn chảy qua khu vực thành phố Châu Đốc, xã Bình Mỹ, cù lao Bình Thạnh, cù lao Mỹ Hòa Hưng. Vùng ổn định gồm bờ sông Hậu đoạn qua thị trấn An Châu, xã Bình Long.
Tùy theo mức độ ổn định bờ sông Hậu đoạn chảy qua tỉnh An Giang, nghiên cứu sinh đã đề xuất các giải pháp bảo vệ bờ thích hợp. Đối với vùng mất ổn định bờ khu vực xã Bình Mỹ kiến nghị sử dụng cọc xi măng đất để đông kết các thấu kính cát, đối với vùng nguy cơ mất ổn định bờ khu vực xã Bình Mỹ có thể làm mỏ hàn chỉnh trị hướng dòng chảy không cho tác động trực tiếp vào bờ. Tại các khu vực đầu cù lao Bình Thạnh, cù lao Mỹ Hòa Hưng có thể sử dụng kè rọ đá để giảm, triệt tiêu năng lượng dòng chảy và năng lượng sóng tác động trực tiếp vào bờ sông. Tại khu vực cù lao Mỹ Hòa Hưng có thể sử dụng cừ larsen để xử lý những đoạn bờ có cấu trúc nền phụ kiểu IA, cọc xi măng đất cho đoạn bờ có cấu trúc nền phụ kiểu IB. Tuy nhiên, để bảo vệ bờ sông khu vực sông Hậu đoạn qua cù lao Mỹ Hòa Hưng cũng có thể cho khai thác cát, nạo vét khơi thông dòng chảy khu vực cù lao An Thạnh Trung hoặc đầu cù lao Phó Ba.
Các kết quả nghiên cứu của luận án có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu khác liên quan đến dự báo ổn định bờ sông và nghiên cứu tiền khả thi các giải pháp xử lý phòng chống trượt lở và xói lở bờ sông trong khu vực đồng bằng sông Cửu Long và các vùng khác.