I. Mô hình toán tính diễn biến đường bờ sông cong
Mô hình toán được xây dựng để tính toán diễn biến đường bờ sông trên các đoạn sông cong dưới ảnh hưởng của dòng chảy. Mô hình này tích hợp giữa mô hình thủy lực và mô hình sạt lở bờ, cho phép tính toán tự động và liên tục. Mô hình thủy lực sử dụng phương trình hai chiều để mô phỏng dòng chảy và bồi xói, trong khi mô hình sạt lở dựa trên cơ chế trượt xoay để đánh giá độ ổn định của bờ sông. Kết quả từ mô hình này giúp dự báo chính xác các vị trí có nguy cơ sạt lở, từ đó đề xuất các giải pháp phòng chống hiệu quả.
1.1. Cơ sở lý thuyết mô hình
Mô hình toán dựa trên cơ sở lý thuyết về thủy động lực học và cơ chế sạt lở bờ. Các phương trình chính bao gồm phương trình dòng chảy hai chiều, phương trình vận chuyển phù sa và phương trình đánh giá độ ổn định bờ sông. Hệ số an toàn (FS) được sử dụng để xác định nguy cơ sạt lở, với FS < 1 cho thấy bờ sông không ổn định. Mô hình này được kiểm chứng bằng cách so sánh với kết quả từ phần mềm Geo-Slope, đảm bảo độ chính xác và tin cậy.
1.2. Tích hợp mô hình thủy lực và sạt lở
Mô hình HYDIST-RF là sự tích hợp giữa mô hình thủy lực HYDIST và mô hình sạt lở RF. HYDIST tính toán dòng chảy và bồi xói hai chiều, trong khi RF đánh giá sạt lở bờ dựa trên cơ chế trượt xoay. Sự tích hợp này cho phép mô hình tính toán liên tục và tự động, giúp dự báo chính xác các vị trí có nguy cơ sạt lở. Kết quả từ mô hình này được ứng dụng để tính toán diễn biến đường bờ trên đoạn sông Sài Gòn, khu vực Bán đảo Thanh Đa.
II. Ảnh hưởng của dòng chảy đến diễn biến đường bờ
Dòng chảy là yếu tố chính ảnh hưởng đến diễn biến đường bờ sông, đặc biệt trên các đoạn sông cong. Dòng chảy có xu hướng áp sát vào bờ lõm, gây ra hiện tượng xói lở cục bộ. Mô hình toán đã mô phỏng chính xác hiện tượng này, cho thấy mức độ sạt lở trung bình khoảng 4m/năm tại bờ lõm. Kết quả này phù hợp với thực tế quan sát tại khu vực nghiên cứu, chứng tỏ tính ứng dụng cao của mô hình trong việc dự báo và quản lý biến đổi môi trường sông ngòi.
2.1. Tác động của dòng chảy đến bờ lõm
Dòng chảy tại các đoạn sông cong có xu hướng áp sát vào bờ lõm, gây ra hiện tượng xói lở cục bộ. Mô hình toán đã mô phỏng chính xác hiện tượng này, cho thấy mức độ sạt lở trung bình khoảng 4m/năm tại bờ lõm. Kết quả này phù hợp với thực tế quan sát tại khu vực nghiên cứu, chứng tỏ tính ứng dụng cao của mô hình trong việc dự báo và quản lý biến đổi môi trường sông ngòi.
2.2. Phân tích kết quả mô phỏng
Kết quả mô phỏng từ mô hình toán cho thấy dòng chảy có ảnh hưởng lớn đến diễn biến đường bờ. Tại các đoạn sông cong, dòng chảy áp sát vào bờ lõm, gây ra hiện tượng xói lở cục bộ. Mức độ sạt lở trung bình khoảng 4m/năm, phù hợp với thực tế quan sát. Kết quả này khẳng định tính chính xác và ứng dụng thực tiễn của mô hình trong việc dự báo và quản lý biến đổi môi trường sông ngòi.
III. Giải pháp phòng chống sạt lở bờ sông
Dựa trên kết quả từ mô hình toán, các giải pháp phòng chống sạt lở bờ sông đã được đề xuất. Các giải pháp bao gồm cả công trình và phi công trình, nhằm giảm thiểu tác động của dòng chảy và bảo vệ đường bờ sông. Các công trình như kè bê tông, kè đá được đề xuất để ổn định bờ lõm, trong khi các giải pháp phi công trình như quy hoạch sử dụng đất và quản lý tài nguyên nước được khuyến nghị để giảm thiểu nguy cơ sạt lở.
3.1. Giải pháp công trình
Các giải pháp công trình như kè bê tông, kè đá được đề xuất để ổn định bờ lõm. Các công trình này giúp giảm thiểu tác động của dòng chảy và bảo vệ đường bờ sông. Kết quả từ mô hình toán cho thấy các công trình này có hiệu quả cao trong việc giảm thiểu sạt lở, đặc biệt tại các đoạn sông cong.
3.2. Giải pháp phi công trình
Các giải pháp phi công trình như quy hoạch sử dụng đất và quản lý tài nguyên nước được khuyến nghị để giảm thiểu nguy cơ sạt lở. Các giải pháp này giúp cân bằng hệ sinh thái sông ngòi và giảm thiểu tác động của biến đổi môi trường. Kết quả từ mô hình toán cho thấy các giải pháp này có hiệu quả lâu dài trong việc bảo vệ đường bờ sông.
