Luận văn thạc sĩ nghiên cứu diễn biến lòng sông hồng đoạn bờ tả khu vực bát tràng thành phố hà nội và đề xuất giải pháp công trình ứng dụng công nghệ mới bảo vệ cho các đoạn bờ sông nguy hiểm sát chân đê

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu nghiên cứu diễn biến lòng sông hồng đoạn bờ tả khu vực bát tràng thành phố hà nội và đề xuất giải, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân,

• Tác giả: Phạm Thị Đóa
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Bá Quỳ
• Trường học: Trường Đại học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
• Đề tài: Nghiên cứu diễn biến lòng sông Hồng đoạn bờ tả khu vực Bát Tràng thành phố Hà Nội và đề xuất giải pháp công trình ứng dụng công nghệ mới bảo vệ cho các đoạn bờ sông nguy hiểm sát chân đê
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 0.2. Mục đích của đề tài
• 0.3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
• 0.4. Kết quả đạt được
• 0.5. Nội dung của luận văn
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SẠT LỞ BỜ SÔNG HỒNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP PHÒNG CHỐNG SẠT LỞ
• 1.1. Tổng quan về hệ thống sông Hồng
• 1.1.1. Vị trí địa lý
• 1.1.2. Địa hình
• 1.1.3. Địa chất
• 1.1.4. Khí hậu
• 1.1.5. Mưa
• 1.2. Tình hình sạt lở bờ sông Hồng
• 1.2.1. Thực trạng sạt lở bờ sông miền Bắc nước ta
• 1.2.2. Thực trạng sạt lở bờ sông Hồng
• 1.3. Nguyên nhân gây sạt lở bờ sông
• 1.3.1. Nguyên nhân khách quan
• 1.3.2. Nguyên nhân chủ quan
• 1.3.3. Những nguyên nhân đặc thù riêng của hệ thống sông Hồng
• 1.4. Các giải pháp bảo vệ bờ sông Hồng hiện có
• 1.5. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG SẠT LỞ BỜ SÔNG HỒNG ĐOẠN BỜ TẢ KHU VỰC BÁT TRÀNG THÀNH PHỐ HÀ NỘI
• 2.1. Giới thiệu chung về đoạn bờ sông nghiên cứu
• 2.2. Phân tích điều kiện địa hình, địa chất, thủy văn
• 2.2.1. Địa hình, địa chất. Đánh giá nguyên nhân sạt lở
• 2.3. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MỚI CHỐNG SẠT LỞ BỜ SÔNG SÁT CHÂN ĐÊ ĐOẠN BỜ TẢ KHU VỰC BÁT TRÀNG THÀNH PHỐ HÀ NỘI
• 3.1. Phân tích lựa chọn giải pháp
• 3.1.1. Giải pháp truyền thống
• 3.1.2. Giải pháp ứng dụng công nghệ mới
• 3.1.3. Giới thiệu vật liệu cừ BTCT dự ứng lực
• 3.2. Bố trí công trình theo giải pháp lựa chọn
• 3.2.1. Tóm tắt phương án lựa chọn
• 3.2.2. Tính toán mực nước thi công
• 3.3. Tính toán ổn định cho đoạn sông nghiên cứu
• 3.3.1. Phương pháp tính
• 3.3.2. Kết quả tính ổn định trượt tổng thể mái kè tại mặt cắt C18 và C21
• 3.4. Biện pháp thi công
• 3.4.1. Thiết bị thi công đóng cừ BTCT dự ứng lực
• 3.4.2. Trình tự thi công đóng cừ BTCT dự ứng lực
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Diễn biến lòng sông Hồng tại Bát Tràng

Nghiên cứu diễn biến lòng sông Hồng tại khu vực Bát Tràng tập trung vào việc phân tích các thay đổi địa hình, địa chất và thủy văn. Khu vực này nằm ở đoạn bờ tả sông Hồng, nơi thường xuyên xảy ra hiện tượng sạt lở bờ sông. Các yếu tố như dòng chảy, lượng phù sa và tác động của biến đổi khí hậu đã làm thay đổi đáng kể hình thái lòng sông. Nghiên cứu sử dụng dữ liệu từ các trạm thủy văn như Sơn Tây và Hà Nội để đánh giá sự biến đổi mặt cắt ngang sông qua các năm. Kết quả cho thấy, sự gia tăng tốc độ xói lở đã đe dọa nghiêm trọng đến an toàn của các khu dân cư và công trình ven sông.

1.1. Điều kiện địa hình và địa chất

Khu vực Bát Tràng có địa hình dốc nghiêng từ Tây Bắc xuống Đông Nam, với lớp đất chủ yếu là phù sa sông Hồng. Các lớp đất này có độ bền thấp, dễ bị xói mòn khi có dòng chảy mạnh. Nghiên cứu đã phân tích các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất, từ đó xác định nguyên nhân chính gây ra sạt lở bờ sông. Địa chất khu vực cũng chịu ảnh hưởng bởi các đứt gãy kiến tạo, làm tăng nguy cơ sạt lở.

1.2. Tác động của biến đổi khí hậu

Biến đổi khí hậu đã làm thay đổi chế độ mưa và dòng chảy trên sông Hồng. Lượng mưa lớn tập trung trong thời gian ngắn đã làm tăng lưu lượng nước, gây xói lở mạnh ở các đoạn bờ sông. Nghiên cứu chỉ ra rằng, sự gia tăng tần suất và cường độ của các cơn bão cũng là yếu tố đáng kể góp phần vào tình trạng sạt lở bờ sông tại Bát Tràng.

II. Giải pháp công nghệ bảo vệ bờ sông

Để đối phó với tình trạng sạt lở bờ sông nguy hiểm tại Bát Tràng, nghiên cứu đã đề xuất các giải pháp công nghệ mới. Các giải pháp này tập trung vào việc sử dụng vật liệu hiện đại như cừ BTCT dự ứng lực để gia cố bờ sông. Phương pháp này không chỉ đảm bảo độ bền vững mà còn giảm thiểu tác động đến môi trường. Nghiên cứu cũng sử dụng phần mềm Geo-Slope để tính toán ổn định cho các công trình, đảm bảo hiệu quả kinh tế và kỹ thuật.

2.1. Giải pháp truyền thống và hiện đại

Các giải pháp truyền thống như kè đá hộc và kè lát mái đã được áp dụng rộng rãi nhưng có hiệu quả hạn chế. Nghiên cứu đề xuất giải pháp công nghệ mới sử dụng cừ BTCT dự ứng lực, có khả năng chịu lực tốt hơn và tuổi thọ cao hơn. Vật liệu này cũng dễ thi công và ít gây ảnh hưởng đến dòng chảy tự nhiên của sông.

2.2. Tính toán ổn định công trình

Nghiên cứu sử dụng phần mềm Geo-Slope để tính toán ổn định cho các mặt cắt đại diện tại Bát Tràng. Kết quả cho thấy, cừ BTCT dự ứng lực đáp ứng được yêu cầu về độ ổn định trượt tổng thể, đảm bảo an toàn cho các đoạn bờ sông nguy hiểm. Phương pháp tính toán này cũng giúp tối ưu hóa chi phí và thời gian thi công.

III. Quản lý và bảo vệ môi trường sông Hồng

Nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng của việc quản lý sông Hồng và bảo vệ môi trường trong quá trình thực hiện các giải pháp công trình. Các biện pháp thi công cần được thực hiện một cách cẩn trọng để giảm thiểu tác động đến hệ sinh thái sông. Nghiên cứu cũng đề xuất các giải pháp cải thiện môi trường sông, bao gồm việc trồng cây ven bờ và quản lý chặt chẽ lượng phù sa.

3.1. Tác động môi trường của công trình

Các công trình bảo vệ bờ sông có thể gây ảnh hưởng đến dòng chảy và hệ sinh thái sông. Nghiên cứu đã đánh giá tác động môi trường của các giải pháp đề xuất, từ đó đưa ra các biện pháp giảm thiểu như sử dụng vật liệu thân thiện với môi trường và hạn chế xáo trộn đất đai.

3.2. Cải thiện môi trường sông

Để cải thiện môi trường sông, nghiên cứu đề xuất các biện pháp như trồng cây ven bờ để giảm xói mòn và quản lý chặt chẽ lượng phù sa. Các giải pháp này không chỉ giúp bảo vệ bờ sông mà còn góp phần phục hồi hệ sinh thái tự nhiên của sông Hồng.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Sạt lở bờ sông là một hiện tượng tự nhiên nhưng gây ra nhiều thiệt hại nghiêm trọng về kinh tế, xã hội và môi trường, đặc biệt tại các khu vực ven sông đông dân cư như đồng bằng sông Hồng. Theo thống kê, trên toàn quốc hiện có hơn 737 điểm sạt lở với tổng chiều dài trên 1.257 km, trong đó miền Bắc có 165 điểm với chiều dài 252 km. Đặc biệt, hệ thống sông Hồng có 80 điểm sạt lở với chiều dài khoảng 100 km, gây ảnh hưởng lớn đến an toàn đê điều và đời sống người dân. Đoạn bờ tả sông Hồng khu vực Bát Tràng, thành phố Hà Nội, dài khoảng 1,8 km, nằm tại vị trí uốn cong lõm của sông, có dòng chảy mạnh và lòng sông sâu tới -20,15 m, đang chịu tác động nghiêm trọng của sạt lở.

Mục tiêu nghiên cứu là phân tích diễn biến lòng sông Hồng đoạn bờ tả khu vực Bát Tràng, đánh giá hiện trạng sạt lở và đề xuất giải pháp công trình ứng dụng công nghệ mới nhằm bảo vệ các đoạn bờ sông nguy hiểm sát chân đê. Nghiên cứu tập trung trong phạm vi đoạn sông qua Hà Nội, với dữ liệu thu thập từ các trạm thủy văn Sơn Tây và Hà Nội trong giai đoạn 1956-2008, kết hợp khảo sát địa chất, địa hình và thủy văn. Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc nâng cao hiệu quả bảo vệ bờ sông, giảm thiểu thiệt hại do sạt lở, đồng thời góp phần ổn định an toàn đê điều và phát triển bền vững khu vực ven sông.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình về cơ chế sạt lở bờ sông, bao gồm:

• Lý thuyết vận động lòng dẫn sông: Giải thích sự xói mòn và bồi tụ dựa trên vận tốc dòng chảy, hình dạng lòng sông và các yếu tố thủy lực. Sạt lở thường xảy ra ở bờ lõm do dòng chảy áp sát bờ, vận tốc vượt ngưỡng khởi động đất nền.
• Mô hình ổn định mái dốc theo phương pháp cung trượt tròn: Áp dụng để tính toán hệ số ổn định trượt mái kè, đánh giá nguy cơ sạt lở dựa trên đặc tính cơ lý đất và tải trọng thủy lực.
• Khái niệm công trình bảo vệ bờ sông: Bao gồm các loại kè mỏ hàn, kè lát mái, kè cừ bê tông cốt thép dự ứng lực (BTCT DƯL), và các biện pháp sinh học như thả cụm cây gây bồi.

Các khái niệm chính gồm: sạt lở bờ sông, dòng chảy thủy lực, đặc tính cơ lý đất nền, công trình gia cố bờ, và công nghệ mới trong xây dựng kè.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm số liệu quan trắc thủy văn từ trạm Sơn Tây và Hà Nội (1956-2008), khảo sát địa chất, địa hình và thủy văn tại đoạn bờ tả sông Hồng khu vực Bát Tràng. Cỡ mẫu địa chất gồm 40 mẫu đất nguyên dạng và rời được lấy từ các lớp đất khác nhau với các chỉ tiêu cơ lý được xác định trong phòng thí nghiệm.

Phương pháp phân tích bao gồm:

• Phân tích diễn biến lòng sông qua số liệu mặt cắt ngang và đường quan hệ lưu lượng-mực nước (Q=f(H)) tại các trạm thủy văn.
• Tính toán ổn định mái kè bằng phần mềm Geo-Slope theo phương pháp cung trượt tròn, sử dụng các thông số cơ lý đất nền như lực dính kết, góc ma sát trong, hệ số thấm.
• Đánh giá hiện trạng sạt lở và phân tích nguyên nhân dựa trên điều kiện địa chất, thủy văn và tác động của con người.
• Đề xuất giải pháp công trình ứng dụng công nghệ mới, trong đó có việc sử dụng cọc ván BTCT dự ứng lực, kết hợp biện pháp thi công hiện đại.

Timeline nghiên cứu kéo dài trong khoảng 2 năm, bao gồm giai đoạn thu thập số liệu, phân tích hiện trạng, tính toán kỹ thuật và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Diễn biến lòng sông và hiện trạng sạt lở: Mặt cắt ngang sông Hồng tại trạm Sơn Tây và Hà Nội cho thấy sự xói sâu rõ rệt qua các năm. Ví dụ, tại Sơn Tây, mực nước tương ứng với lưu lượng 8.000 m³/s giảm từ 11,51 m năm 1996 xuống còn 9,11 m năm 2010, cho thấy lòng sông bị xói sâu. Tại Hà Nội, mực nước tương ứng với lưu lượng 4.000 m³/s giảm từ 9,60 m năm 1996 xuống 8,62 m năm 2009. Đoạn bờ tả khu vực Bát Tràng có dòng chảy mạnh, lòng sông sâu tới -20,15 m, bờ sông dốc đứng, gây nguy cơ sạt lở cao.

2. Đặc điểm địa chất và thủy văn: Đoạn bờ nghiên cứu có nhiều lớp đất yếu như sét pha dẻo mềm, dẻo chảy với lực dính kết thấp (0,105-0,158 kg/cm²) và góc ma sát trong từ 27° đến 39°, cùng hệ số thấm thấp (khoảng 2,6x10⁻⁵ đến 5,7x10⁻⁵ cm/s). Lớp đất cát hạt nhỏ có sức chịu tải tốt hơn nhưng nằm sâu dưới cùng. Lưu lượng lũ lớn nhất tại Sơn Tây đạt 37.800 m³/s (năm 1971), lưu lượng tạo lòng khoảng 11.250 m³/s. Lượng phù sa giảm còn 58% tại Sơn Tây và 61% tại Hà Nội so với trước khi hồ Hòa Bình vận hành, làm thay đổi cân bằng bùn cát và ảnh hưởng đến sạt lở.

3. Nguyên nhân sạt lở: Bao gồm nguyên nhân khách quan như dòng chảy mạnh, biến động mực nước, sóng và dòng thấm; nguyên nhân chủ quan như khai thác cát trái phép, phá rừng đầu nguồn, xây dựng công trình không hợp lý. Đặc thù hệ thống sông Hồng là sự điều tiết đột ngột của hồ Hòa Bình và sự phát triển đê bối làm thu hẹp diện tích thoát lũ, đẩy dòng chảy sang bờ lõm.

4. Hiệu quả các giải pháp truyền thống: Các công trình kè lát mái, kè mỏ hàn bằng đá hộc đã được xây dựng rộng rãi nhưng gặp nhiều hư hỏng do xói chân và tụt mái kè, không đáp ứng được yêu cầu ổn định lâu dài trong điều kiện biến đổi khí hậu và dòng chảy ngày càng phức tạp.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy sự xói sâu lòng sông và giảm lượng phù sa làm mất cân bằng bùn cát, tăng nguy cơ sạt lở bờ sông. Đặc điểm địa chất yếu kém của nền móng khu vực Bát Tràng làm cho các công trình bảo vệ truyền thống khó duy trì ổn định. So sánh với các nghiên cứu trong và ngoài nước, việc ứng dụng công nghệ mới như cọc ván BTCT dự ứng lực có thể nâng cao khả năng chống chịu xói lở và tăng tuổi thọ công trình.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ diễn biến mực nước theo lưu lượng tại các trạm thủy văn, bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý đất nền và sơ đồ bố trí công trình kè mới. Việc áp dụng phần mềm Geo-Slope giúp đánh giá chính xác hệ số ổn định trượt, từ đó lựa chọn giải pháp kỹ thuật phù hợp.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Ứng dụng công nghệ cọc ván BTCT dự ứng lực: Thiết kế và thi công hệ thống kè cọc ván BTCT dự ứng lực tại các đoạn bờ nguy hiểm sát chân đê, nhằm tăng cường khả năng chịu lực và chống xói chân. Thời gian thực hiện trong vòng 2 năm, do Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn phối hợp với các đơn vị xây dựng.

2. Tăng cường quản lý khai thác cát, sỏi lòng sông: Xây dựng quy hoạch khai thác cát hợp lý, kiểm soát chặt chẽ khai thác trái phép để duy trì cân bằng bùn cát, giảm thiểu tác động tiêu cực đến lòng sông. Thực hiện ngay trong năm đầu tiên nghiên cứu.

3. Cải tạo và nâng cấp hệ thống đê bối: Điều chỉnh khoảng cách và chiều cao đê bối để giảm áp lực dòng chảy vào bờ lõm, kết hợp với các biện pháp sinh học như trồng cây gây bồi để ổn định bờ sông. Chủ thể thực hiện là chính quyền địa phương và ngành thủy lợi trong 3 năm tới.

4. Nâng cao năng lực giám sát và cảnh báo sạt lở: Sử dụng công nghệ quan trắc hiện đại, xây dựng hệ thống cảnh báo sạt lở sớm nhằm giảm thiểu thiệt hại cho dân cư. Thời gian triển khai trong vòng 1 năm, do các cơ quan khoa học và địa phương phối hợp.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cơ quan quản lý đê điều và phòng chống thiên tai: Sử dụng kết quả nghiên cứu để lập kế hoạch bảo vệ bờ sông, nâng cao hiệu quả công tác phòng chống sạt lở và lũ lụt.

2. Các nhà thiết kế và thi công công trình thủy lợi, xây dựng bờ sông: Áp dụng các giải pháp công nghệ mới, đặc biệt là công nghệ cọc ván BTCT dự ứng lực, để thiết kế công trình bền vững, phù hợp với điều kiện địa chất và thủy văn.

3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành xây dựng công trình thủy, địa kỹ thuật: Tham khảo phương pháp phân tích, tính toán ổn định mái dốc và ứng dụng phần mềm Geo-Slope trong nghiên cứu sạt lở bờ sông.

4. Chính quyền địa phương và cộng đồng dân cư ven sông: Hiểu rõ nguyên nhân và tác động của sạt lở, từ đó phối hợp thực hiện các biện pháp bảo vệ, giảm thiểu rủi ro và tổn thất.

Câu hỏi thường gặp

1. Nguyên nhân chính gây sạt lở bờ sông Hồng là gì?
   Sạt lở do kết hợp nguyên nhân khách quan như dòng chảy mạnh, biến động mực nước, sóng và dòng thấm, cùng nguyên nhân chủ quan như khai thác cát trái phép, phá rừng đầu nguồn và xây dựng công trình không hợp lý.

2. Tại sao công trình kè truyền thống không đủ hiệu quả?
   Các công trình truyền thống như kè lát mái đá hộc thường bị hư hỏng do xói chân và tụt mái kè, không chịu được áp lực dòng chảy mạnh và biến đổi khí hậu ngày càng phức tạp.

3. Công nghệ mới nào được đề xuất để chống sạt lở?
   Công nghệ cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực (BTCT DƯL) được đề xuất vì có khả năng chịu lực cao, chống xói chân hiệu quả và phù hợp với điều kiện địa chất yếu.

4. Làm thế nào để kiểm soát khai thác cát lòng sông?
   Cần xây dựng quy hoạch khai thác cát hợp lý, tăng cường giám sát, xử lý nghiêm khai thác trái phép và phối hợp đồng bộ giữa các địa phương.

5. Phần mềm Geo-Slope được sử dụng như thế nào trong nghiên cứu?
   Geo-Slope được dùng để tính toán hệ số ổn định trượt mái kè theo phương pháp cung trượt tròn, giúp đánh giá nguy cơ sạt lở và lựa chọn giải pháp kỹ thuật phù hợp.

Kết luận

• Hệ thống sông Hồng đoạn bờ tả khu vực Bát Tràng đang chịu tác động mạnh của sạt lở do dòng chảy mạnh, lòng sông sâu và đặc điểm địa chất yếu kém.
• Lượng phù sa giảm do điều tiết hồ Hòa Bình làm mất cân bằng bùn cát, gia tăng nguy cơ sạt lở.
• Các công trình bảo vệ truyền thống không đáp ứng được yêu cầu ổn định lâu dài trong điều kiện hiện nay.
• Giải pháp công trình ứng dụng công nghệ cọc ván BTCT dự ứng lực được lựa chọn nhằm tăng cường khả năng chống xói lở và bảo vệ bờ sông hiệu quả.
• Các bước tiếp theo bao gồm triển khai thi công công trình, tăng cường quản lý khai thác cát, cải tạo đê bối và nâng cao năng lực giám sát sạt lở nhằm đảm bảo an toàn cho khu vực ven sông.

Nghiên cứu này kêu gọi các cơ quan chức năng, nhà khoa học và cộng đồng cùng phối hợp thực hiện các giải pháp nhằm bảo vệ bờ sông Hồng, góp phần phát triển bền vững vùng đồng bằng Bắc Bộ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SẠT LỞ BỜ SÔNG HỒNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP PHÒNG CHỐNG SẠT LỞ 1. Tổng quan về hệ thống sông Hồng 1.1 Vị trí địa lý: Hệ thống sông Hồng – sông Thái Bình nằm trong phạm vi tọa độ địa lý từ 20 00’ đến 25030’độ vĩ bắc, 100000 đến 107010’ độ kinh đông, phía Bắc giáp hệ 0 thống sông Trường Giang, phía Tây giáp hệ thống sông Mê Kông, phía Đông Bắc giáp hệ thống sông Tả Giang, phía Nam giáp hệ thống sông Mã và phía Đông là vịnh Bắc Bộ. Ở lãnh thổ Việt Nam, hệ thống sông Hồng – sông Thái Bình nằm trong phạm vi tọa độ địa lý: 102010’ đến 107010’ độ kinh đông, 20000’ đến 23026’ độ vĩ bắc với diện tích lưu vực 87880km2 (chiếm 51,60% diện tích lưu vực toàn hệ thống). Các sông suối trong hệ thống sông Hồng – sông Thái Bình chảy qua 23 tỉnh, thành phố ở Bắc Bộ.2 Địa hình Địa thế lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình nói chung dốc nghiêng từ Tây Bắc xuống Đông Nam và từ Bắc xuống Nam.

Địa hình của lưu vực có thể chia làm bốn miền lớn: Miền Tây Bắc (65.000 km2), miền cao nguyên phía Bắc (24.230 km2), miền núi thấp ở phần dưới lưu vực sông Hồng và phần trên của lưu vực sông Thái Bình (39.000km2), miền đồng bằng tam giác châu lưu vực sông Hồng và sông Thái Bình (21. Địa thế chung của hệ thống sông Hồng rất hiểm trở, có đến 47% có độ cao trên 1000m, phần lớn nằm ở phía Tây của lưu vực thuộc hai nhánh lớn sông Đà và sông Thao, còn một phần nằm trên cao nguyên phía Bắc thuộc sông Lô. Phần đất bằng chỉ phân bố nhỏ lẻ dọc thung lũng của các sông lớn, song phần chủ yếu tập trung ở tam giác châu sông Hồng - sông Thái Bình. Do phần lớn diện tích là miền núi địa hình dốc nên dễ gây sạt lở, tập trung lũ nhanh trong mùa mưa bão.

Sông Hồng với nguồn phù sa lớn (100 triệu tấn/năm), qua hàng ngàn năm đã bồi tụ nên mặt bằng của tam giác châu hiện nay. Hàng năm khi nước lũ tràn bãi sông Hồng mang phù sa vào sâu các vùng trũng hai bên, song ngay sau khi tràn tốc độ giảm rõ rệt tạo mức lắng đọng gần bờ sông rất lớn, xa bờ giảm dần hình thành thế địa dốc từ hai bờ đến rìa phía Bắc và phía Nam của đồng bằng Bắc Bộ, tạo thành 4 thế tiêu nước từ sông Hồng sang các sông Cầu, Thái Bình ở phía Bắc và sông Đáy ở phía Nam. Bảng 1-1: Diện tích theo cao độ của vùng ĐB sông Hồng – sông Thái Bình Cao độ (m) Diện tích (ha) Cộng dồn (ha) Tỷ lệ % Nhỏ hơn 1 233298 233298 29,9 1 2 222724 456022 58,4 2 3 106789 562811 72,1 3 4 92389 655200 83,9 4 5 32026 657226 88,0 5 6 23146 710372 91,0 6 7 25278 735650 94,3 7 8 12190 747840 95,8 8 9 12455 760295 97,4 Lớn hơn 9 19909 780204 100,0 1.3 Địa chất Vùng núi cao trong hệ thống sông Hồng – sông Thái Bình được cấu tạo bởi các loại đá như granit, đá phiến, sa diệp thạch, phiến thạch, sa thạch, cát kết, cuội kết và đá vôi. Đồng bằng sông Hồng, từ góc độ địa chất là đơn vị kiến tạo, một trũng dạng địa hào, một bồn tích tụ trầm tích Kainozoi.

Phân bố đất đá có tuổi từ Proterozoi đến hiện đại, bao gồm các thành tạo biến chất, mắc ma và trầm tích. Các thành tạo biến chất thuộc loại hệ sông Hồng có tuổi Proterozoi (PR, sh), phân bố dưới dạng núi sót ở đông nam thị xã Sơn Tây, ở huyện Bình Lục (Hà Nam), ở núi Gôi, huyện Ý Yên (Nam Định). Các thành tạo biến chất phân bố ở huyện Chí Linh (Hải Dương) với một diện tích nhỏ thuộc hệ tầng Tấn Mài có tuổi Ocdovie – silua (D-S tm). Các thành tạo trầm tích lục nguyên – các bon nát phân bố với một diện tích nhỏ thuộc hệ tầng Xuân Sơn có tuổi Silua – Devon (S 2 – D 1 xs).

5 Đất đá cát kết dạng quaczit thuộc hệ tầng Dưỡng Động, tuổi Devon sớm – giữa (D 1-2 dđ), phân bố chủ yếu ở Tràng Kênh, Niệm Sơn, Dưỡng Động, thuộc Hải Phòng. Đất đá hệ tầng Đồ Sơn, tuổi Devon sớm (D 1 m đs) phân bố ở Đồ Sơn, Chòi Mông, Ba Dì, Bến Tàu thuộc Hải Phòng. Đất đá chủ yếu cát kết màu xám vàng. Đá vôi dạng trứng cá kết tinh lộ ra ở bắc Thủy Nguyên (Hải Phòng) thuộc hệ tầng Lỗ Sơn, có tuổi Devon giữa (D 2 ls).

Hệ tầng Cát Bà có tuổi cacbon sớm (c, cb) với thành phần trầm tích khá đồng nhất gồm đá vôi phân lớp mỏng đến dầy, màu đen. Phân bố chủ yếu ở đảo Cát Bà, bắc Thủy Nguyên và tây núi Voi (Kiến An). Đá vôi màu xám sang phân bố ở bắc và tây bắc Gia Luận, Phù Long, bắc núi Bụt, gềnh Vẩn,… thuộc hệ tầng lưỡng kỳ (Dovjicov.E-1965) hoặc hệ tầng Quang Hanh có tuổi cacbon-Pecmi (C-Plk). Đá Porphyrit bajan đôi nơi gặp dãn kết, cuội, kết vôi lộ ra ở tây nam huyện Ba Vì (Hà Tây) thuộc hệ tầng Cẩm Thủy, tuổi Pacmi muộn (P 2 ct).

Đá phiến sét, bột kết tinh với các thấu kính đá vôi, phân bố ở Ba Vì (Hà Tây), Kim Bảng (Hà Nam), Nho Quan (Ninh Bình) thuộc hệ tầng Cò Nòi (T 1 cn). Đá vôi xám sẫm phân lớp mỏng, đá vôi xám sang dạng khối phân bố ở khu di tích Chùa Hương (Hà Tây), Kim Bảng (Hà Nam), Nho Quan, Gia Viễn, Hoa Lư, Yên Mô (Ninh Bình) thuộc hệ tầng Đồng Giao có tuổi Trias giữa (T 2 đg). Đất đá có tuổi Trias giữa phân bố ở Chí Linh, Kinh Môn (Hải Dương), Sóc Sơn (Hà Nội) thuộc hệ tầng Nà Khuất (T 2 nk). Tại Chí Linh (Hải Dương) có một diện tích nhỏ phân bố ryolit, cát kết tuf xen đá phiến sét được giả định xếp vào hệ tầng Sông Hiến có tuổi Trias giữa (T 2 sh).

Đá sạn kết, cát kết, hàng chục vỉ than, đá phân bố ở Chí Linh (Hải Dương) thuộc hệ tầng Hòn Gai, có tuổi Triat muộn (T 3 hg). Trong khi đó đá cát kết dạng quanzit, bột kết màu đỏ cũng phân bố với một diện tích nhỏ ở Chí Linh (Hải Dương) lại thuộc hệ tầng Mẫu Sơn (T 3 ms). Đá sét vôi, bột kết chứa các thấu kính đá vôi phân bố ở Ba Vì (Hà Tây) thuộc hệ tầng Nậm Thẳm, tuổi Trias giữa - muộn (T 2-3 nt). Đá cát kết tủa, phun trào, sét vôi phân bố ven rìa tây, tây nam vùng đồng bằng thuộc hệ tầng Mường Trại tuổi Trias giữa – muộn.

6 Đá cát kết, bột kết, cuội kết phân bố thành một dải theo hướng tây bắc - đông nam ở khu vực Trung Hà – Suối Hai (Hà Tây) thuộc hệ tầng Nà Dương có tuổi Neogen (Nnd). Các thành tạo mắc ma phân bố chủ yếu ở dãy núi Ba Vì (Hà Tây) thuộc phía hệ tầng Ba Vì có tuổi Paleozoi muộn (d1bv). Như vậy, đất đá có tuổi trước Đệ Tứ phân bố chủ yếu ven rìa Đồng bằng sông Hồng. Các thành tạo trầm tích bở rời có tuổi Đệ tứ phủ khắp đồng bằng sông Hồng.

Vùng ven rìa gặp các thành tạo hạt thô như cuội, sạn thuộc hệ tầng Hà Nội, có tuổi pleistocen giữa muộn (aQII – III) nguồn gốc trầm tích sông. Vùng Sóc Sơn, Đông Anh (Hà Nội), Chí Linh (Hải Dương), Gia Viễn (Ninh Bình) gặp các thành tạo cát, bột, sét có màu vàng loang lổ, có tuổi pleistocen muộn, nguồn gốc sông hoặc biển (aQIII, mQIII). Những thành tạo Pleistocen phân bố vùng ven rìa, còn đại bộ phận diện tích Đồng bằng sông Hồng phủ các thành tạo trầm tích có tuổi Holocen sớm – giữa hoặc Holocen giữa muộn (QIV1-2 và QIV2-3). Khoáng sản vùng Đồng bằng sông Hồng gặp chủ yếu các loại khoáng sản cháy (năng lượng) như than, than nâu và than bùn, kim loại đen như sắt, kim loại màu như đồng, vàng, bô xít, thủy ngân, vật liệu xây dựng như sét xi măng, cát xây dựng, đá vôi xi măng, phi kim loại như cao lanh sét, asbet, pyrite, photphorit, phophát.

Ngoài ra vùng đồng bằng sông Hồng còn là một bồn trũng chứa dầu khí. Các loại khoáng sản ở vùng đồng bằng sông Hồng không lớn về trữ lượng, thực chất chỉ là các điểm quặng, trừ vật liệu xây dựng. Vùng Đồng bằng sông Hồng với sự có mặt của hệ thống đứt gãy sâu tái hoạt động trong Kainozoi và quá trình địa động lực hiện đại đã để lại hoặc còn tiếp diễn các quá trình hình thành khe nứt hiện đại. Các quá trình ngoại sinh cũng gây ra những tai biến như xói lở bờ sông, bờ biển, hiện tượng đất lún,… - Đất Granit phát triển trên các loại đá khác nhau (granit, sa thạch, cuội kết, đá kết, phiến thạch sét, phiến thạch mica, đá vôi, phù sa cổ, …) với các màu sắc khác nhau như vàng nhạt, vàng, đỏ, đỏ vàng, nâu đỏ,… Vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng hình thành do phù sa của hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình bồi đắp.

Đất trong hệ thống sông được phát triển trên các loại đá mẹ khác nhau, gồm những loại đất chính như sau: - Đất mùn trên núi cao; - Đất bồi tụ; 7 - Đất phù sa sông, suối và đất cát ven biển; - Đất lầy thụt. Lát cắt địa chất theo hướng Tây Nam – Đông Bắc và cột địa tầng tổng hợp trầm tích đệ tứ.4 Khí hậu Khí hậu trong hệ thống sông Hồng – sông Thái Bình phần lãnh thổ Việt Nam là khí hậu nhiệt đới gió mùa nhưng do tác động của địa hình nên các yếu tố khí hậu biến đổi mạnh mẽ theo không gian và thời gian. Nhiệt độ: Số giờ nắng trung bình biến đổi trong phạm vi từ dưới 1400 giờ ở vùng núi cao đến hơn 2000 giờ ở các thung lũng trong lưu vực sông Đà. Nhiệt độ không khí trung bình năm cũng có xu thế giảm dần theo sự gia tăng độ cao của địa hình.

Nhiệt độ không khí trung bình năm giảm xuống dưới 150C ở vùng núi cao và tăng lên tới 20 - 240C ở vùng trung du và đồng bằng. Nhiệt độ không khí cũng biến đổi theo mùa. Trong thời kỳ gió mùa hạ, nhiệt độ không khí trung bình tháng khoảng 15 - 200C ở vùng núi, 20 - 300C ở vùng trung du và đồng bằng. Trong thời kỳ gió mùa đông, nhiệt độ không khí trung bình tháng khoảng 10 - 150C ở vùng trung du và đồng bằng.

Độ ẩm: Độ ẩm tương đối của không khí trung bình năm khoảng 80 - 85% và biến đổi không lớn theo lưu vực. Tuy nhiên độ ẩm không khí lại biến động lớn theo mùa, tương đối cao trong mùa mưa và thấp trong mùa khô.