Tạp chí Khoa học và Công nghệ Thủy lợi số 64 năm 2021

Trang

Tên bài báo

Tác giả

Tóm tắt

I

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

2

ĐỀ XUẤT CUNG CẤP NƯỚC NGỌT CHO VÙNG VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG MÙA KHÔ HẠN MỘT CÁCH BỀN VỮNG

Nguyễn Ân Niên, Nguyễn Công Anh, Đỗ Đắc Hải

Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam

Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) dù cho biến đổi khí hậu và khai thác nước ở các quốc gia thượng lưu (hệ thống thủy điện dòng chính, lấy nước cho nhu cầu kinh tế-xã hội) vẫn còn một lượng lớn đổ vào Đồng bằng về mùa khô hạn (3,5-5,0 tỷ. m³ hàng tháng), trong khi đó do xâm nhập mặn sâu vùng ven biển nhiều tháng lại thiếu hụt nước ngọt cho sinh hoạt và cho mục đích khác. Vấn đề là làm sao sử dụng được nguồn nước ngọt dồi dào phía thượng lưu để cấp nước ngọt cho hạ lưu. Bài báo đề cập đến một đề xuất biện pháp kỹ thuật cho mục tiêu đó.

Từ khóa: Nước ngọt, xâm nhập mặn, cấp nước ngọt ven biển Đồng bằng Cửu Long

8

TÁC ĐỘNG CỦA HỒ CHỨA LƯU VỰC MÊ CÔNG ĐẾN TÍCH NƯỚC CỦA HỒ TONLE SAP CUỐI MÙA MƯA - ĐẦU MÙA KHÔ

Tăng Đức Thắng, Phạm Văn Giáp, Nguyễn Thanh Hải, Tô Quang Toản,

Nguyễn Văn Hoạt, Phạm Ngọc Hải và Nguyễn Phương Mai

Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam

Các hồ chứa thượng lưu Mê Công đã có nhiều tác động đến lưu vực, đặc biệt là thay đổi chế độ thủy văn, thủy lực, trong đó có hồ Tonle Sap (TLS) thuộc Campuchia. Việc đánh giá tác động đến hồ TLS cũng có nhiều mặt đáng quan tâm, trong đó có sự suy giảm dung tích hồ.

Nghiên cứu của chúng tôi, được trình bày dưới đây, tập trung vào việc phát hiện tác động của việc cắt lũ đến thay đổi dung tích hồ TLS, nhất là thời kỳ cuối mùa mưa, đầu mùa khô. Qua khảo cứu bằng mô hình toán (MHT), nghiên cứu đã đánh giá được mức suy giảm dung tích hồ TLS theo 3 kịch bản (1) Không cắt lũ; (2) Cắt lũ 34 tỷ m³, (3) Cắt lũ 45 tỷ m³  ứng với 3 nhóm năm nhiều, vừa và ít nước, sử dung các năm thủy văn trong thời kỳ 2011-2019.

Kết quả đã chỉ ra rằng, với mức cắt lũ 34 và 45 tỷ m³ của các hồ thượng lưu đã làm giảm dung tích hồ TLS (so với không cắt) ở thời điểm đầu mùa khô (31/12) và lượng suy giảm này thay đổi theo các năm thủy văn: với nhóm năm nhiều nước, mức giảm tương ứng khoảng 6-8,5% ; năm vừa nước giảm 10-14% và năm ít nước giảm 15-20%. Kết quả này đã tạo thuận lợi lớn trong việc đánh giá khả năng cấp nước của hồ vào mùa khô cho cả châu thổ Mê Công nói chung và ĐBSCL nói riêng.

Từ khóa: Hồ Tonle Sap (TLS), cắt lũ, suy giảm dung tích hồ; hồ chứa thượng lưu (phía trên Kratie).

15

ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT VÀ CÁC ĐỚI PHÁ HỦY KIẾN TẠO TẠI CÁC ĐẢO LỚN THUỘC QUẦN ĐẢO NAM DU, TỈNH KIÊN GIANG

Vũ Ngọc Bình

Viện Thủy công

 Phí Trường Thành

Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội

 Nguyễn Thanh Hương

 Tổng cục địa chất và khoáng sản

Kết quả đo vẽ địa chất xác định các đặc điểm cấu trúc, các đới phá hủy, các phương nứt nẻ và các đứt gãy kiến tạo của đá gốc tại các đảo Hòn Lớn, Hòn Ngang và Hòn Mấu thuộc quần đảo Nam Du cho thấy, các đá bị phá hủy từ mạnh đến trung bình, hình thành lên các đới đứt gãy phát triển theo các phương ĐB-TN, TB-ĐN và á kinh tuyến có chiều rộng từ 1-2 đến 4-5m thậm chí từ 6-8m được lấp nhét bởi các dăm kết kiến tạo và mùn kiến tạo và tập trung chủ yếu ở phía bắc các đảo.

Từ khóa: Phun trào, nứt nẻ, kiến tạo, đứt gãy, thế nằm.

26

ĐÁNH GIÁ CÁC THAM SỐ ẢNH HƯỞNG TỚI SÓNG TRÀN QUA MẶT CẮT ĐÊ BIỂN CÓ KẾT CẤU HÌNH TRỤ RỖNG TẠI ĐỈNH
BẰNG MÔ HÌNH VẬT LÝ

Phan Đình Tuấn

Viện Thủy Công

Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu đánh giá các tham số tác động tới khả năng giảm sóng tràn của mặt cắt đê biển có kết cấu hình trụ rỗng tại đỉnh (TSD) bằng mô hình vật lý. Phân tích tương quan các tham số với lưu lượng tràn qua công trình.

Từ khóa: Kết cấu tiêu sóng hình trụ rỗng; tiêu giảm sóng; sóng tràn; phản xạ; TSD

33

MỘT VÀI Ý KIẾN VỀ SỰ CẦN THIẾT NGHIÊN CỨU Ô NHIỄM NƯỚC TƯỚI MẶT RUỘNG HỆ THỐNG THỦY LỢI SÔNG NHUỆ, SÔNG ĐÁY

Trần Quốc Thưởng

Viện Tài nguyên nước & Môi trường Đông Nam Á

Phạm Anh Tuấn, Trần Hưng

Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam

Lưu vực sông Nhuệ, sông Đáy là khu vực có nền kinh tế - xã hội phát triển của Đồng bằng sông Hồng. Những năm vừa qua với sự gia tăng dân số đô thị và sự hình thành các khu đô thị làm gia tăng sự ô nhiễm nguồn nước của hệ thống thủy lợi sông Nhuệ, sông Đáy – đặc biệt là ô nhiễm nguồn nước tưới mặt ruộng. Bài báo nêu một vài ý kiến về nghiên cứu ô nhiễm nước tưới mặt ruộng của hệ thống thủy lợi sông Nhuệ, sông Đáy.

Từ khóa: Hệ thống thủy lợi, ô nhiễm nước tưới.

43

THIẾT KẾ VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THÍ NGHIỆM KẾT CẤU TƯỜNG RỖNG CÓ MŨI HẮT GIẢM SÓNG TRONG CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ

Nguyễn Mạnh Linh, Nguyễn Ngọc Nam, Trần Đình Bắc

Phòng Thí nghiệm trọng điểm Quốc gia về Động lực học sông biển

Việt Nam là quốc gia có đường bờ biển dài 3260km, 89 cửa sông và hơn 300 hòn đảo. Hiện nay, có nhiều công trình bảo về bờ dạng mái nghiêng kết hợp với tường đỉnh thấp, tường đứng có mũi hắt sóng để giảm lưu lượng sóng tràn, giảm áp lực sóng tác động mái đê. Tuy nhiên, kết cấu tường đỉnh, tường đứng tạo ra sóng phản xạ lớn, lực tác động vào kết cấu vẫn lớn. Từ thực trạng cũng như các yêu cầu cấp bách trên, tác giả và nhóm nghiên cứu của Phòng Thí nghiệm trọng điểm Quốc gia về động lực học sông biển đã đề xuất kết cấu tường rỗng có mũi hắt giảm sóng trong công trình bảo vệ bờ. Kết cấu tường rỗng có mũi hắt giảm sóng có mặt tiếp sóng dạng cong được đục lỗ, có buồng tiêu sóng với kích thước lỗ và kích thước buồng có các tỷ lệ khác nhau, vật liệu bằng bê tông cốt thép hoặc một số vật liệu mới.

Từ khóa: Cấu kiện tường rỗng có mũi hắt giảm sóng; kích thước buồng rỗng; tỷ lệ lỗ rỗng; mô hình vật lý

48

MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ TIỀM NĂNG NGUỒN NƯỚC MẶT VÀ SỬ DỤNG NƯỚC PHÍA TRÊN CHÂU THỔ MÊ CÔNG

Tăng Đức Thắng, Phạm Văn Giáp, Trần Minh Tuấn,

Tô Quang Toản, Nguyễn Thanh Hải,

Nguyễn Văn Hoạt, Nguyễn Phương Mai

Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam

Sự thay đổi dòng chảy sông Mê Công đã được nghiên cứu nhiều trong những năm gần đây, nhất là khi hồ chứa thượng lưu được phát triển nhanh trong vài chục năm qua, tuy vậy sự thay đổi/biến động của nguồn nước còn ít được nghiên cứu, do đó nghiên cứu của chúng tôi tập trung vào vấn đề này.

Nghiên cứu đã dựa trên số liệu từ Ủy hội Mê Công Quốc tế (MRC) và một số của Việt Nam, sử dụng phương pháp phân tích thống kê, đối chiếu và so sánh, từ đó một số kết luận quan trọng đã được rút ra. Các kết quả này bao gồm: Sử dụng nước phần trên châu thổ Mê Công đang có chiều hướng tăng khá nhanh trong hơn 10 năm qua, hiện tại (2020) đang ở mức khoảng 24 tỷ m³, chiếm khoảng 5,7% nguồn nước tiềm năng trên châu thổ ở năm vừa nước (P=50%) và khoảng 7,3% ở năm ít nước (P=90%).

Trong giai đoạn 1960-2019, dòng chảy tiềm năng của lưu vực (trên Kratie) vẫn giữ khá ổn định: với tổng lượng trung bình năm khoảng 420 tỷ m³, trong chiều hướng tăng nhẹ, khoảng 0,056%/năm; trong khi đó, dòng chảy năm thực tế với tổng lượng khoảng 410,2 tỷ m³, đang có xu thế giảm nhẹ, với mức khoảng 0,022%/năm, do sử dụng nước tăng nhanh trong hơn chục năm qua. Trong thời gian tới, các đặc trưng thủy văn nêu trên đang tiếp tục thay đổi.

Từ khóa: Phía trên châu thổ Mê Công (phía trên châu thổ), trạm Kratie; nguồn nước tiềm năng; nguồn nước thực tế; sử dụng nước (SDN), giai đoạn 1960-2019.

54

ỨNG DỤNG CHỈ SỐ CÁN CÂN NƯỚC VÀ CÔNG CỤ GIS XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ ẢNH HƯỞNG CỦA HẠN KHÍ TƯỢNG ĐẾN VÙNG ĐẤT CÁT VEN BIỂN MIỀN TRUNG

Lương Ngọc Chung, Nguyễn Văn Tuấn,

Trần Thị Nhung, Vũ Thị Mỹ Hạnh, Nguyễn Xuân Phùng

Viện Quy hoạch Thủy lợi

Vùng đất cát ven biển miền Trung có tiềm năng khá lớn về diện tích có thể sử dụng cho mục đích sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản nước lợ cũng như một số ngành kinh tế khác. Tuy nhiên do đặc điểm tự nhiên có nhiều điểm bất lợi nên việc khai thác sử dụng các diện tích đất cát còn nhiều hạn chế, trong đó hạn khí tượng là một trong những nhân tố quan trọng khiến cho vùng ven biển gặp khó khăn trong việc thu trữ, tạo nguồn nước phục vụ dân sinh và sản xuất. Đặc thù của hạn khí tượng tại vùng này không phải do lượng mưa ít, mà chủ yếu do lượng bốc hơi lớn, cùng với đặc điểm thổ nhưỡng của đất cát khó giữ được nước. Nghiên cứu này tập trung vào đánh giá mức độ chênh lệch giữa bốc hơi và mưa, thông qua chỉ số cán cân nước để đánh giá mức độ khô hạn về mặt khí tượng của vùng đất cát ven biển. Chuỗi số liệu quan trắc mưa và bốc hơi từ năm 1977 đến nay tại 19 trạm khí tượng dọc dải ven biển miền Trung được sử dụng để tính toán, chỉ ra được rất nhiều năm xảy ra sự chênh lệch lớn giữa bốc hơi và mưa trong mùa khô, đặc biệt là các năm 1977, 1988, 2005, 2014…Thời gian xảy ra khô hạn ở mức độ cao thường xuất hiện từ tháng 4 đến tháng 7 ở phía Bắc miền Trung và từ tháng 2 đến tháng 6 ở phía Nam miền Trung. Đặc biệt tại khu vực phía Nam từ Phú Yên đến Bình Thuận, xác xuất xảy ra mức độ “rất khô hạn” trong thời đoạn từ tháng 2 đến tháng 5 đều vượt quá 70% số năm tính toán, phân tích. Công cụ GIS cũng được sử dụng để xây dựng bản đồ chỉ số cán cân nước, làm cơ sở xác định tỷ lệ diện tích ở các mức độ khô hạn khác nhau cho kết quả khẳng định hầu hết các địa phương có trên 50% diện tích vùng cát ven biển ở mức khô hạn trở lên.

64

DỰ BÁO CHẤT LƯỢNG NƯỚC TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU KẾT HỢP MÔ HÌNH MỘT VÀ HAI CHIỀU CHO LƯU VỰC SÔNG ĐỒNG NAI

Đặng Quang Thanh

Viện Thủy lợi Đan Mạch Việt Nam (DHI)

Phạm Văn Song

Trường Đại học Việt Đức

Đặng Đức Thanh

Đại học Công nghệ và Thiết kế Singapore

Trần Ánh Dương

Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh (HUTECH

Chất lượng nước đô thị là một vấn đề mới nổi ở các nước đang phát triển do lượng nước thải không được xử lý từ các khu công nghiệp và khu dân cư đang mở rộng nhanh chóng. Quá trình công nghiệp hóa và đô thị hóa đã thúc đẩy nền kinh tế của các tỉnh trên lưu vực sông Đồng Nai, nhưng chất lượng nước cũng bị suy giảm nghiêm trọng. Khi biến đổi khí hậu làm gia tăng sự xuất hiện của các điều kiện khắc nghiệt và cuối cùng là thay đổi chất lượng nước, dự báo chất lượng nước đô thị giúp kiểm soát ô nhiễm nước và bảo vệ sức khỏe con người để phát triển bền vững. Nghiên cứu này khảo sát phản ứng của chất lượng nước trong điều kiện biến đổi khí hậu ở lưu vực sông Đồng Nai sử dụng mô hình thủy động lực học kết hợp 1D-MIKE11 và 2D-MIKE21 và mô hình MIKE-Ecolab để định lượng bốn chỉ số môi trường, bao gồm Ôxy hòa tan (DO), Nhu cầu Ôxy Sinh hóa (BOD), Nitrat, Amoniac. Dữ liệu bắt buộc cho mô hình 1D bao gồm lưu lượng thượng nguồn hàng giờ tại hồ Trị An và bốn mực nước hạ lưu tại các trạm ven biển. Mô hình 2D-MIKE21, được sử dụng để mô phỏng chất lượng nước tại khu vực đô thị thành phố Biên Hòa, được cung cấp bởi 24 nguồn điểm ô nhiễm (nhà máy và khu công nghiệp). Kết quả mô hình cho thấy có xu hướng gia tăng tổng thể về các thành phần hóa học và tỷ lệ ô nhiễm ở lưu vực sông Đồng Nai và thành phố Biên Hòa bất chấp các nỗ lực xử lý nước thải. Các nghiên cứu mô hình hóa sâu hơn là cần thiết để hiểu tác động của những thay đổi trong tương lai do khí hậu và phát triển đối với động lực ô nhiễm trong khu vực, khi các hoạt động giám sát và kiểm tra của chính quyền thành phố cần tiếp tục để đảm bảo rằng phát triển kinh tế không dẫn đến các thiệt hại về môi trường.

Từ khóa: Chất lượng nước, MIKE 11, MIKE21-Ecolab, Lưu vực Đồng Nai.

72

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ THAY ĐỔI THẢM PHỦ ĐẾN TÌNH HÌNH LŨ, NGẬP LỤT CHO THÀNH PHỐ CAO BẰNG

Hoàng Tiến Thành, Hà Thanh Lân, Lê Viết Sơn,

Đinh Xuân Hùng, Trần Văn Tuyền

Viện Quy hoạch Thủy lợi

Trong những năm gần đây, lũ, ngập lụt trên thành phố Cao Bằng xảy ra thường xuyên, gây thiệt hại lớn về người và tài sản. Có thể có nhiều nguyên nhân gây lũ, ngập lụt như hệ thống công trình phòng chống lũ chưa đảm bảo, mưa lớn xảy ra bất thường do tác động của BĐKH, việc thay đổi bề mặt thảm phủ (cả số lượng và chất lượng), sự phát triển các công trình hạ tầng trên lưu vực ... và cả các nguyên nhân chưa được biết đến. Phân tích đánh giá kỹ lưỡng các yếu tố này sẽ có cơ sở để xác định được nguyên nhân chủ yếu dẫn tới tình trạng lũ, ngập lụt hiện nay và trong tương lai tại các khu vực nghiên cứu. Trong bài báo này, nhóm nghiên cứu sử dụng phương pháp mô hình thủy văn phân bố dạng mở IFAS nhằm xác định lưu lượng dòng chảy làm đầu vào cho mô hình toán kết hợp 1 chiều và 2 chiều MIKE FLOOD để xác định được độ sâu ngập và diện tích ngập cho thành phố Cao Bằng ứng với kịch bản thay đổi thảm phủ. Các kết quả từ các mô hình sẽ được phân tích đánh giá làm cơ sở khoa học để đề xuất được các kế hoạch ứng phó, cứu trợ trong các tình huống qua đó đảm bảo phát triển kinh tế xã hội và môi trường tự nhiên bền vững cho địa phương.

Từ khóa: Ngập lụt, MIKE FLOOD, IFAS.

80

CƠ CHẾ HÌNH THÀNH LÚN NỨT MẶT ĐƯỜNG TRÊN ĐÊ KHI KẾT HỢP MẶT ĐÊ LÀM ĐƯỜNG GIAO THÔNG

Trần Văn Nguyên

Công ty TNHH MTV Khai thác Công trình Thủy lợi Hòa Bình

Phùng Vĩnh An

              Viện Thủy Công

Trong một thập kỷ trở lại đây, hiện tượng lún nứt mặt đê kết hợp làm đường giao thông đã trở nên phổ biến. Ở Việt Nam cũng đã có một số nghiên cứu nhằm giải thích cơ chế, từ đó phân tích nguyên nhân. Tuy nhiên, do các nghiên cứu này chỉ trong một vị trí cụ thể, nên các kết quả chỉ nêu được nguyên nhân, chưa chỉ ra cơ chế hình thành và mối quan hệ giữa các yếu tố gây ra lún nứt. Kết quả nghiên cứu này cho thấy, hiện tượng ướt-khô theo mùa của đất đắp đê có hàm lượng hạt sét, hạt bụi cao là nguyên nhân hình thành vết nứt ban đầu. Những tác động cụ thể khác tại từng vị trí xây dựng công trình như nền đất yếu, tải trọng vượt tải, biện pháp thi công v.v… là những yếu tố thúc đẩy lún nứt phát triển trên đê kết hợp đường giao thông.

Từ khóa: Đê kết hợp đường giao thông; cơ chế lún nứt mặt đường trên đê sông; hiện tượng khô-ướt của đất đắp thân đê.               

88

DỰ BÁO MỰC NƯỚC SÔNG CẤM, THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG BẰNG MÔ HÌNH MẠNG NƠ-RON LSTM

Hồ Việt Hùng

Trường Đại học Thủy lợi

Sông Cấm là sông lớn thuộc địa phận Hải Phòng, giữ vị trí trọng yếu về kinh tế, quốc phòng và văn hóa không chỉ của Hải Phòng mà của miền Bắc nước ta. Gần đây nhiều khu đô thị lớn, hiện đại được xây dựng bên bờ sông Cấm. Vì vậy, dự báo chính xác mực nước sông Cấm sẽ góp phần quan trọng trong việc phòng chống ngập lụt, đảm bảo an toàn đời sống nhân dân và phát triển kinh tế, xã hội. Theo đó, tác giả bài báo này đã thiết lập một mô hình Long Short-Term Memory Neural Network (LSTM), một dạng đặc biệt của Mạng nơ-ron hồi quy (Recurrent Neural Network - RNN) để dự báo mực nước sông Cấm tại trạm Cửa Cấm, Hải Phòng. Mô hình dự báo chỉ cần dữ liệu đầu vào là mực nước thực đo tại các trạm thủy văn và hải văn trong khu vực nghiên cứu. Lượng mưa tại các trạm: Cao Kênh, Kiến An, Phù Liễn, Cửa Cấm có hệ số tương quan thấp nên các chuỗi số liệu này không được sử dụng cho mô hình. Hệ số Nash (Nash Sutcliffe Efficiency), Sai số bình phương trung bình (Root Mean Squared Error), Sai số tuyệt đối trung bình (Mean Absolute Error) đã được sử dụng để đánh giá sai số trị số dự báo. Kết quả dự báo có độ chính xác cao, chất lượng dự báo là đủ độ tin cậy. Do đó, có thể áp dụng mô hình này để dự báo mực nước sông Cấm và các sông khác ở Hải Phòng.

Từ khóa: Mạng nơ-ron hồi quy (RNN), LSTM, dự báo mực nước, sông Cấm, Hải Phòng.