Nghiên cứu Tính Toán Xói Mòn Sạt Lở Bờ Sông Đồng Nai Khu Vực Cù Lao Rùa và Đề Xuất Giải Pháp Giảm Thiểu

Tình trạng sạt lở trên sông Đồng Nai diễn biến phức tạp, gây ảnh hưởng lớn đến đời sống kinh tế - xã hội. Nhiều khu vực dân cư, đất nông nghiệp bị mất do sạt lở. Cù lao Rùa đang chứng kiến tình trạng xói lở nghiêm trọng với khoảng 7 điểm sạt lở với tổng chiều dài khoảng 2,5km. Theo nghiên cứu, Cù lao Rùa đang đứng trước nguy cơ bị chia cắt ra làm hai tại vị trí cổ rùa.

Nghiên cứu về xói mòn, sạt lở bờ sông Đồng Nai đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ tài nguyên và đảm bảo an toàn cho cộng đồng. Việc xác định chính xác nguyên nhân và cơ chế gây sạt lở là cơ sở để đề xuất các biện pháp phòng ngừa và giảm thiểu rủi ro hiệu quả. Nghiên cứu này tập trung vào tính toán xói mòn, sạt lở và đề xuất giải pháp kỹ thuật phù hợp.

Luận án này nghiên cứu và đánh giá vấn đề sạt lở bờ tại Cù lao Rùa (Cù lao Thạnh Hội) nằm trên sông Đồng Nai thuộc xã Thạnh Hội, thị xã Tân Uyên, tỉnh Bình Dương. Tình trạng sạt lở bờ tại Cù lao Rùa đã diễn ra trong thời gian dài, tốc độ sạt lở bờ ngày càng tăng sau khi nhà máy thủy điện Trị An đi vào hoạt động.

Việc xây dựng và vận hành các công trình thủy điện có thể làm thay đổi chế độ dòng chảy tự nhiên của sông, ảnh hưởng đến quá trình xói mòn đáy sông và sạt lở bờ sông. Nghiên cứu này sẽ đánh giá tác động của thủy điện Trị An đến chế độ thủy văn và động lực học dòng chảy tại khu vực Cù lao Rùa, từ đó xác định mức độ ảnh hưởng đến quá trình sạt lở.

Hoạt động khai thác cát lòng sông có thể làm thay đổi địa hình đáy sông, gây mất ổn định bờ và gia tăng nguy cơ sạt lở. Việc khai thác cát quá mức có thể dẫn đến mất đất do xói lở và ảnh hưởng đến hệ sinh thái ven sông. Nghiên cứu này sẽ xem xét tác động của hoạt động khai thác cát đến tính ổn định bờ sông tại Cù lao Rùa.

Kết quả nghiên cứu cho thấy nguyên nhân chủ yếu gây ra sạt lở bờ là các xoáy thứ cấp do lòng sông cong. Dòng chảy tại đoạn cổ cong là nguyên nhân gây ra quá trình xói đáy và bào mòn bờ sông. Sông bị sạt lở khi mức độ xói đạt ngưỡng làm mất ổn định bờ.

Phần mềm F28 là công cụ mạnh mẽ để mô phỏng dòng chảy và vận chuyển bùn cát trong sông. Việc sử dụng F28 cho phép xây dựng mô hình 3D chi tiết về khu vực nghiên cứu, từ đó phân tích chính xác các yếu tố động lực học gây sạt lở. Phần mềm F28 đã cho thấy rõ cấu trúc dòng chảy 3D tại Cù lao Rùa.

Công cụ STABI được xây dựng để tính toán diễn biến lòng dẫn và sạt lở bờ. Công cụ này tích hợp các module tính toán dòng thấm, phân tích độ ổn định bờ và tính toán xói lở, giúp đánh giá nguy cơ sạt lở và dự báo diễn biến bờ sông. Bằng cách kết hợp phần mềm F28 và công cụ STABI, kết quả tính toán thấy khúc cong tại cổ Rùa tiếp tục bị sạt lở.

Việc tích hợp phần mềm F28 và công cụ STABI tạo ra một mô hình hoàn chỉnh để nghiên cứu diễn biến bờ sông. Mô hình này cho phép xác định các vùng có nguy cơ sạt lở cao, dự báo tốc độ sạt lở và đánh giá hiệu quả của các giải pháp phòng ngừa. Với sự kết hợp của phần mềm F28 và STABI, mô hình diễn biến bờ được thiết lập để xác định và hiểu rõ cơ chế, nguyên nhân của xói mòn và sạt lở bờ tại khu vực nghiên cứu.

Các giải pháp phi công trình bao gồm việc quy hoạch sử dụng đất hợp lý, hạn chế khai thác tài nguyên ven sông, tăng cường trồng cây ven bờ và nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ bờ sông. Giải pháp này cần được ưu tiên thực hiện để giảm thiểu tác động từ các hoạt động của con người đến tính ổn định bờ sông.

Các giải pháp công trình bao gồm việc xây dựng kè, tường chắn, đê và các công trình gia cố bờ. Việc lựa chọn loại hình công trình phù hợp cần dựa trên đặc điểm địa hình, địa chất và thủy văn của khu vực nghiên cứu. Trong đó, giải pháp công trình bằng kè đứng bằng cọc bản chắn bê tông cốt thép đã được đề xuất cho vị trí sạt lở ở cổ Rùa bên nhánh sông phụ.

Cần có các phương pháp đánh giá hiệu quả của các giải pháp chống xói lở bờ sông trước khi triển khai trên diện rộng. Các tiêu chí đánh giá cần bao gồm hiệu quả kỹ thuật, kinh tế, xã hội và môi trường. Việc giám sát thường xuyên và đánh giá định kỳ là cần thiết để đảm bảo tính bền vững của các giải pháp.

Việc triển khai các giải pháp kỹ thuật cần được thực hiện theo một quy trình chặt chẽ, từ khảo sát, thiết kế đến thi công và giám sát. Cần đảm bảo chất lượng công trình và tuân thủ các quy định về an toàn và môi trường. Các giải pháp bảo vệ bờ sông nên xem xét đến tính bền vững và thân thiện với môi trường.

Sự tham gia của cộng đồng địa phương là yếu tố quan trọng để đảm bảo tính bền vững của các giải pháp. Cần tổ chức các hoạt động tuyên truyền, giáo dục để nâng cao nhận thức của cộng đồng về bảo vệ bờ sông và quản lý bờ sông bền vững.

Phân tích rủi ro xói lở bờ sông là một yếu tố quan trọng để đánh giá hiệu quả của các giải pháp kỹ thuật, từ đó đưa ra những điều chỉnh phù hợp trong quá trình thực hiện. Việc dự báo xói lở cần phải được thực hiện thường xuyên để có cái nhìn tổng quan và đưa ra giải pháp kịp thời.

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và ứng dụng các công nghệ hiện đại như mô hình toán xói lở, hệ thống giám sát từ xa và các vật liệu mới để giải pháp bảo vệ bờ sông. Cần xây dựng bản đồ xói lở chi tiết để phục vụ công tác quy hoạch và quản lý.

Xây dựng một hệ thống giám sát xói lở thường xuyên, liên tục, có thể sử dụng các công cụ từ xa, ví dụ như sử dụng hình ảnh từ vệ tinh và các thiết bị đo đạc tự động để theo dõi diễn biến bờ sông và phát hiện sớm các dấu hiệu sạt lở. Điều này giúp đưa ra các giải pháp can thiệp kịp thời và hiệu quả.

Cần có một cách tiếp cận quản lý tổng hợp, kết hợp các giải pháp công trình và phi công trình, đồng thời xem xét đến các yếu tố kinh tế, xã hội và môi trường. Mục tiêu cuối cùng là xây dựng một hệ thống quản lý bờ sông bền vững, bảo vệ tài nguyên và đảm bảo an toàn cho cộng đồng.