Đánh giá ảnh hưởng của phương án chỉnh trị đến khả năng bồi xói của đoạn sông Hồng từ Cầu Long Biên đến Khuyến Lương bằng mô hình mô phỏng biến đổi lòng dẫn hai chiều

Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27, Số 1S (2011) 44-53 44 Đánh giá ảnh hưởng của phương án chỉnh trị đến khả năng bồi xói của đoạn sông Hồng từ Cầu Long Biên đến Khuyến Lương bằng mô hình mô phỏng biến đổi lòng dẫn hai chiều Nguyễn Tiền Giang1,*, Hoàng Văn Đại2 1 Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN, 334 Nguyễn Trãi, Hà Nội, Việt Nam 2 Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường, 62 Nguyễn Chí Thanh, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 29 tháng 4 năm 2011 Tóm tắt. Tình hình xói lở ở rất nhiều nơi trên hệ thống sông Hồng diễn ra theo cả phương thẳng đứng và phương ngang. Như đoạn từ Chèm tới phà Khuyến Lương, sự xói lở theo phương ngang đã gây thiệt hại rất lớn do hai bên bờ sông là nơi tập trung các điểm dân cư và cơ sở kinh tế. Đây cũng là nơi trong tương lai có dự án thành phố hai bên bờ sông Hồng với tổng chiều dài khoảng 40 km. Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các phương án chỉnh trị đến quá trình diễn biến lòng dẫn của đoạn sông từ cầu Long Biên đến Khuyến Lương thông qua mô phỏng, phân tích so sánh trường vận tốc, quá trình bồi xói heo phương ngang giữa phương án chỉnh trị và phương án hiện trạng sử dụng mô hình biến đổi lòng dẫn hai chiều TREM. Kết quả mô phỏng phương án chỉnh trị cho thấy chế độ động lực dòng chảy, diễn biến bồi xói là ổn định, có lợi về mặt ổn định lòng sông lâu dài. Mặt khác một số hướng cải tiến mô hình cũng được rút ra từ ứng dụng của mô hình đối với đoạn sông nghiên cứu này. Từ khóa: Mô phỏng, Hà Nội, xói lở, phương án chỉnh trị, mô hình TREM. 1. Giới thiệu 1 Xói lở và bồi tụ là các quá trình tất yếu của dòng chảy tự nhiên. Theo góc độ nhìn nhận khác nhau mà quá trình này sẽ gây lợi, hại và vì vậy có tác động lớn đối với phát triển kinh tế - xã hội. Nếu nắm bắt được quy luật thì chúng ta có thể dự báo cũng như có các giải pháp tích cực phục vụ cho phát triển kinh tế - xã hội. Đoạn sông Hồng chảy qua thành phố Hà Nội (cũ) chỉ dài 40 km nhưng lại là đoạn sông có ý nghĩa rất quan trọng cả về mặt kinh tế lẫn _______ * Tác giả liên hệ. ĐT: 84-4-35578435. E-mail: giangnt@vnu.edu.vn chính trị xã hội. Với địa hình phức tạp, mực nước lũ lên cao và tình hình bồi xói diễn ra rất phức tạp, đoạn sông đã ảnh hưởng không nhỏ tới giao thông thủy cũng như cuộc sống của cư dân ở hai bên bờ. Trong những năm gần đây đã có nhiều biện pháp chỉnh trị được đề xuất để tạo một lòng sông thông thoáng tiện lợi cho tàu bè đi lại và quan trọng nhất là dễ dàng thoát nước trong mùa mưa lũ, đảm bảo an toàn cho thủ đô. Ở bài báo trước [1], tác giả đã trình bày kết quả nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của các phương án chỉnh trị đến đoạn sông nghiên cứu sử dụng mô hình mô phỏng động lực 1 chiều mô phỏng thủy lực toàn bộ hệ thống sông Hồng – Thái N.T. Giang, H.V. Đại / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27, Số 1S (2011) 44-53 45 Bình. Phương án tạo hai bậc thềm sông có cao trình 10 và 11.5m được đề xuất với hiệu quả thoát lũ như hiện tại. Tuy nhiên, việc đánh giá ảnh hưởng của phương án chỉnh trị này đến quá trình bồi xói bờ (trong phạm vi hẹp) chưa được nghiên cứu và trình bày. Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của phương án chỉnh trị đến quá trình diễn biến lòng dẫn thông qua phân tích so sánh trường vận tốc, quá trình bồi xói theo phương ngang giữa phương án chỉnh trị và phương án hiện trạng. Các kết quả phân tích thu được từ việc sử dụng mô hình mô phỏng diễn biến lòng dẫn TREM (Two-dimentional Riverbed Evolution Model), là một mô hình đã đựợc áp dụng ở một số đoạn sông khác trên hệ thống sông Hồng [2-4]. 2. Mô hình TREM Mô hình TREM – mô hình diễn biến lòng dẫn hai chiều viết trên hệ tọa độ tự do phi trực giao - được Nguyen Tien Giang và Izumi [2] phát triển dựa trên mô hình dòng chảy hai chiều tương ứng của cố tác giả Nagata, trường Đại học Kyoto, Nhật bản. Cơ sở lý thuyết mô hình đã được trình bày ở các công bố trước [2-4] nên ở đây chỉ tóm tắt các hệ phương trình chính được sử dụng. 2.1. Hệ phương trình động lực dòng chảy Mô hình sử dụng hệ phương trình bao gồm 1 phương trình liên tục và hai phương trình mômen, biểu diễn trên hệ trục Đề-các có dạng: ở đây: t: thời gian; x,y: toạ độ theo phương ngang; g: gia tốc trọng trường (9.81 m/s 2); h: độ sâu; zS: mực nước; S: mật độ (trọng lượng riêng); M,N: thành phần vectơ thông lượng dòng chảy; u,v: thành phần tốc độ trung bình thủy trực hướng x,y; bx, by: thành phần ứng suất tiếp đáy; 22 'v,'v'u,'u : thành phần tenxơ ứng suất Râynon trung bình thuỷ trực; K x u Du h 3 2 2'2 x v x u Dvu h'' K y u Dv h 3 2 2'2 huDh Với: Dh: độ nhớt xoáy ; K: năng lượng rối thủy trực ; ; hằng số; uđ:lưu tốc ma sát ( ,u* : ứng suất tiếp đáy) Các phương trình trên được chuyển thành hệ toạ độ phi tuyến không trực giao [2-4]. 2.2. Phương trình vận chuyển bùn cát lơ lửng Phương trình liên tục của bùn cát lơ lửng trong tọa độ Đề-các có dạng: 0)( )()()( RRyx yx DE y C h yx C h xy CQ x CQ t Ch (4) trong đó: C là nồng độ bùn cát tại mực nước Z; Q x, Q y lần lượt là lưu lượng nước theo phương x và y; εx và εy tương ứng lần lượt là hệ số khuéch tán của bùn cát lơ lửng. Chuyển đổi phương trình (4) sang hệ tọa độ tự do phi trực giao được trình bày chi tiết ở [2, 3]. 2' ' ' (3)SZN uN vN bygh v h u v ht x y x S y x 2' ' ' (2)S ZM uM vM bx gh u h u v h t x y x S x y 0 (1) h M N t x y N.T. Giang, H.V. Đại / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27, Số 1S (2011) 44-53 46 2.3. Hệ phương trình vận chuyển bùn cát đáy Sử dụng các phương trình Ikeda cho đường cong sức tải cát cùng với hiệu quả của dòng chảy xoắn và độ dốc dọc sông. Chúng có dạng: 1/ 2 1/ 2 * * *1 1 1(1 ) (1 ) (1 ) 2 s b co co C C C C a q s s s (5) n )( 1 u v ))(( a q 2/1 * * co c * b * b* co ** co * c 2/1 n b 2/12/1* (6) trong đó: ** n b s b q,q là tỷ suất sức tải cát đáy vô hướng theo hướng s và n của hệ toạ độ cong; * là ứng suất tiếp đáy vô hướng; a1/2: hệ số, lấy bằng 8.5; η: cao trình đáy sông; c: Hệ số sức cản Coulomb, lấy bằng 0.7; * co : ứng suất tiếp tới hạn vô hướng, có thể tính toán theo phương pháp bất kỳ, ở đây dùng công thức của Iwagaki (1958); * b * b v,u : Tốc độ sát đáy, thành phần theo hướng dòng chảy và vuông góc trong hệ toạ độ phi tuyến (s,n). Chuyển đổi hệ phương trình (5,6) sang hệ tọa độ tự do phi trực giao được trình bày chi tiết ở [2, 3]. 2.4. Phương trình biến đổi đáy Phương trình biến đổi đáy chính là phương trình liên tục viết chung cho cả bùn cát lơ lửng và bùn cát đáy (phương trình Exner), trong hệ tọa độ Đề-các có dạng: (1 ) ( ) yx qq D E t x y (7) trong đó: qx và qy là lưu lượng bùn cát đáy đơn vị theo phương x và y; D và E lần lượt là tốc độ bồi lắng và xói lớp gần đáy; và λ là độ rỗng của lớp bùn cát đáy. Chuyển đổi phương trình (7) sang hệ tọa độ tự do phi trực giao được trình bày chi tiết ở [2, 3]. 2.5. Phương pháp giải Sau khi chuyển đổi toàn bộ các phương trình (1-7) sang hệ tọa độ tự do, mô hình được rởi rạc hóa theo phương pháp thể tích hữu hạn (FVM). Đối với mô đun dòng chảy, áp dụng phương pháp sai phân hiện để giải. Riêng đối với phương trình liên tục của bùn cát lơ lửng (5) tác giả sử dụng sơ đồ Crank Niconlson (sơ đồ ẩn) với thuật giải khử đuổi để giải ma trận 9 đường chéo. 3. Thiết lập mô hình cho đoạn sông nghiên cứu 3.1. Xây dựng biên Mô hình MIKE 11 đã được sử dụng để mô phỏng dòng các đặc trưng thủy động lực dòng chảy cho các biên của mô hình TREM (xem [1]). Biên trên là quá trình lưu lượng giờ mô phỏng bằng mô hình MIKE 11, được trích ra tại mặt cắt ứng với vị trí cầu Long, biên dưới là quá trình mực nước giờ tại mặt cắt ứng với phà Khuyến Lương (hình 1). Q,H giờ từ 13/8 đến 31/8 năm 1996 0 2 4 6 8 10 12 14 1 73 145 217 289 Thời gian (giờ) H( m 3) 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 Q( m 3/ s) H Khuyến Lương Q Long Biên Hình 1. Đường quá trình lưu lượng, mực nước lấy từ MIKE 11 làm biên cho TREM. 3.2. Xây dựng lưới tính toán CAF2D/GENGRID v2.2 là phần mềm tạo lưới cấu trúc 2D được khoa Công nghệ Hóa học – trường Đại học Yeungnam – Hàn Quốc xây dựng và phát triển. Phần mềm có giao diện thân N.T. Giang, H.V. Đại / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27, Số 1S (2011) 44-53 47 thiện, hỗ trợ nhiều phương pháp nội suy lưới khác nhau, người sử dụng có thể dễ dàng thay đổi các hệ số của các phương pháp. Ngoài ra phần mềm cũng hỗ trợ tạo lưới đa khối giúp mô phỏng địa hình thực tế chính xác hơn. Tùy vào từng trường hợp cụ thể, có thể sử dụng các công cụ vẽ có sẵn trong phần mềm GENGRID hoặc sử dụng các phần mềm phụ trợ khác để xác định miền tính toán Hình 2. Giao diện phần mềm tạo lưới cấu trúc GENGRID. Ở đây, việc số hóa miền tính toán được thực hiện bằng phần mềm AutoCAD. Mục đích của việc số hoá là xác định một cách chính xác nhất miền nghiên cứu sau đó trích xuất kết quả ra đúng định dạng của phần mềm GENGRID (hình 2). 3.3. Thiết lập file địa hình Trong nghiên cứu này, số liệu đo đạc địa hình được cung cấp bởi đề tài KC 08.14/06-10 dưới dạng AutoCAD với cao trình được số hoá trên một lớp riêng biệt dưới dạng văn bản. Bình đồ được Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam đo đạc năm 2000, tỷ lệ 1:5000. Việc xử lý được thực hiện dưới sự trợ giúp của phần mềm MapInfo và ArcView. Chương trình “Elevation Interpolation” (viết bằng ngôn ngữ Fortran) đã được xây dựng để nội suy cao trình các điểm lưới từ số liệu địa hình. Dữ liệu đầu vào phục vụ nội suy gồm: a) Số liệu địa hình thực đo được trình bày theo định dạng: dòng thứ nhất là số điểm cao trình; từ dòng thứ 2 là tọa độ và cao trình các điểm thực đo; File lưới tính toán đã được tạo ra bởi phần mềm GENGRID với dòng đầu tiên quy định số điểm lưới theo 2 phương. Các dòng từ thứ 2 trở đi là tọa độ các điểm lưới. Kết quả của chương trình Elevation Interpolation là file cao độ tại các điểm lưới tính toán cho khu vực nghiên cứu theo định dạng: 2 cột đầu là tọa độ, cột thứ 3 là cao trình các điểm lưới. Hình 3 là kết quả file địa hình thể hiện dưới dạng ảnh. Hình 3. Kết quả file địa hình thể hiện dưới dạng ảnh của đoạn sông. N.T. Giang, H.V. Đại / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27, Số 1S (2011) 44-53 48 5000 10000 15000 -15000 -10000 -5000 0 Z(m) 16.00 12.44 8.89 5.33 1.78 -1.78 -5.33 -8.89 -12.44 -16.00 Frame 001 19 Apr 2010 5000 10000 15000 -15000 -10000 -5000 0 Z(m) 16.00 12.44 8.89 5.33 1.78 -1.78 -5.33 -8.89 -12.44 -16.00 Frame 001 19 Apr 2010 Hình 4. Trường vận tốc tại thời điểm 1 giờ ngày 14/8/1996 (trái) và 11 giờ ngày 21/8/1996 tại khu vực nghiên cứu (phải). N.T. Giang, H.V. Đại / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27, Số 1S (2011) 44-53 49 3.4. Hiểu chỉnh mô đun dòng chảy cho trận lũ tháng 8 năm 1996 Với số liệu biên lưu lượng, mực nước và số liệu địa hình được xử lí như trong mục 3.2, tiến hành mô phỏng 13 ngày, bước thời gian tính là 0.1giây thì thời gian mô phỏng trên máy tính là 78 giờ. Kết quả tính mô phỏng bao gồm trường tốc độ tại các thời điểm khác nhau, sơ họa ở hình 4. Kết quả so sánh mực nước, lưu lượng tính toán và thực đo được thể hiện trong hình 5. Qua đó cho thấy, đường quá trình mực nước, lưu lượng tính toán và thực có sự phù hợp tốt trong toàn bộ đợt lũ mô phỏng. Vào thời điểm xuất hiện đỉnh lũ (ngày 22/8), lưu lượng tính toán và thực đo có sự chênh lệch khoảng 1000m 3/s, sai số này một phần do sai số từ mô phỏng bằng mô hình 1 chiều. Đồng thời để đánh giá mức độ chính xác của mô hình, số liệu tốc độ theo thủy trực tại trạm Hà Nội được thu thập (9 obs). Tốc độ tính toán được thể hiện dưới dạng một dải có biên độ bằng tốc độ tính toán cộng/trừ 20%, trong hình 6 là so sánh tốc độ tính toán và thực đo theo phương ngang tại trạm Thủy văn Hà Nội vào các ngày 13 và 14 tháng 8 năm 1996. Hình 5. So sánh mực nước (trái) và lưu lượng (phải) tính toán và thực đo tại trạm TV Hà Nội. Hình 6. So sánh kết quả tính toán và thực đo tốc độ tại các thủy trực. N.T. Giang, H.V. Đại / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27, Số 1S (2011) 44-53 50 Kết quả tính toán phân bố tốc độ theo phương ngang tại trạm thủy văn Hà Nội cho thấy phân bố tốc độ có sự phù hợp cả về độ lớn và xu thế. Trong tất cả các ngày có số liệu thực đo tốc độ theo phương ngang, mô hình mô phỏng tốc độ ven các bờ có xu thế thiên thấp, điều này có thể giải thích một phần là do việc cập nhật địa hình và hệ số nhám ven bờ. 4. Đánh giá ảnh hưởng của các phương án chỉnh trị đến khả năng bồi xói Ở bài báo [1], kết quả đánh giá kết quả thoat lũ của 3 phương án (1 hiện trạng và 2 phương án chỉnh trị) cho thấy chỉ có phương án chỉnh trị 1 là có lợi về mặt thoát lũ. Do vậy trong bài báo này sẽ sử dụng mô hình TREM để so sánh ảnh hưởng của phương án chỉnh trị 1 với phương án 0 (hiện trạng) về mặt bồi xói thông qua so sánh trường lưu tốc và trường bồi xói. Phương án 0 và 1 được tóm tắt ở hình 7. Hình 7. Mặt bằng chỉnh trị (Đáy sông: mầu xẫm, Thềm sông bậc 1: mầu nhạt, thềm sông bậc 2: mầu ghi nhạt, và bao ngoài là đê trung ương) [1]. 4.1. So sánh trường vận tốc Các hình từ 8 đến 11 thể hiện mặt cắt và lưu tốc theo phương ngang của hai phương án cũ (PA 0) và phương án mới (PA 1) với vận tốc cực đại, trước khi đỉnh lũ lên (12800 m3/s) tại 4 ví trị xói trọng điểm. Phân tích kết quả trường vận tốc trong điều kiện địa hình hiện trạng (PA0) cho thấy: vận tốc cực đại lớn nhất đạt tới 2.0 m/s tại vị trí bờ hữu gần trạm bơm Hồng Vân. Tại vị trí này, dòng chủ lưu áp sát đê, độ sâu thực tế lớn nhất đạt tới -22.3 m. Khu vực có nguy cơ xói mạnh có phạm vi từ Km37.5 đến Km39. Tuy nhiên do đoạn này gần biên dưới của miền tính nên ở phương án hiện trạng, lưu tốc không được ổn định (hình 11). Đoạn xói lở trọng điểm thứ 2 có lưu tốc sát bờ lớn là đoạn ở sau đỉnh cong thuộc bờ hữu sông Hồng, gần chùa Kim Cương. Lưu tốc ở khu vực này cũng đạt tới 1.5 m/s, độ sâu cực đại gần bờ thực tế lên tới -21.7m. Đoạn có vận tốc lớn thứ ba là đoạn bờ tả gần bến Bát Tràng (mặt cắt 74). Ở đây dòng chủ lưu cũng gần bờ tả, lưu tốc tính ở phương án hiện trạng là trên 1.5 m/s. Khu vực thứ 4 là tại mặt cắt 46, gần bến Thanh Trì (hình 8). Tại đây dòng chủ lưu áp sát bờ hữu, lưu tốc lên tới 2.2 m/s. Nhìn chung với kết quả mô phỏng trường vận tốc trong điều kiện hiện trạng cho thấy có sự bất lợi trong ổn định tuyến đê thuộc khu vực ngay sau đỉnh số 1, 2, 3 và 4 do vận tốc sát bờ lớn. Trong điều kiện chỉnh trị (PA1), kết quả mô phỏng trường vận tốc cho thấy lưu tốc cực đại đã giảm, nhưng không đồng đều. Giảm nhiều nhất tại mặt cắt 46 với độ giảm là 0,7 m/s. Trên các hình 8 đến 11 cho thấy đồ phân bố lưu tốc tương đối đối xứng với vận tốc lớn nhất thường nằm ở giữa lòng chính ở hầu hết tất cả các mặt cắt. Trường dòng chảy trong phương án này chủ yếu tập trung vào khu vực chủ lưu, hướng tốc độ dòng chảy tại các khu vực đỉnh cong được hướng ra khu vực giữa lòng do vậy sẽ hạn chế nguy cơ xói bờ. Qua phân tích cho thấy phương án chỉnh trị đã làm cho trục động lực đi theo đường cong thuận, giảm vận tốc tối đa gần bờ. N.T. Giang, H.V. Đại / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27, Số 1S (2011) 44-53 51 Hình 8. Đáy sông và phân bố vận tốc theo phương ngang tại mặt cắt 46. Hình 9. Đáy sông và phân bố vận tốc theo phương ngang tại mặt cắt 74. Mặt cắt 111 (Khu vực xói gần chùa Kim Cương) -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 0 1000 2000 3000 4000 5000 Khoảng cách từ bờ hữu (m) Ca o t rìn h đ áy (m ) 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Vậ n t ốc (m /s)Đáy cũ Đáy mới Vận tốc cũ Vận tốc mới Hình 10. Đáy sông và phân bố vận tốc theo phương ngang tại mặt cắt 111. Lưu ý là cao độ thể hiện trên các mặt cắt ngang đã được trung bình hóa bởi mô hình tuân theo phương pháp thể tích hữu hạn. Lưu tốc thể hiện trên các hình vẽ là lưu tốc tổng cộng (căn bậc hai của bình phương vận tốc theo hai hướng). Mặt cắt được đánh số từ 1 đến 161 từ thượng về hạ lưu tương ứng với 161 x 41 nút của lưới tính toán 2 chiều. Hình 11. Đáy sông và phân bố vận tốc theo phương ngang tại mặt cắt 146. 4.2. Mô phỏng trường bồi xói cho phương án chỉnh trị Để tiến hành đánh giá ảnh hưởng của phương án chỉnh trị 1 đến khả năng bồi xói cần có lưu lượng bùn cát tại biên thượng lưu. Chúng tôi đã tiến hành mô phỏng mạng sông Hồng từ Hoà Bình, Yên Bái, Vụ Quang về đến Hưng Yên bằng mô hình MIKE 11 (mô đun AD và NCST). Kết quả cho ta được quan hệ giữa lưu lượng bùn cát và lưu lượng nước tại cầu Long Biên [5]. Đưa trực tiếp lưu lượng tạo lòng và biên bùn cát thu được vào biên trên (Long Biên), biên mực nước vào biên dưới mô hình TREM và tiến hành mô phỏng. Hình 12. Bình đồ bồi xói 2 chiều theo các phương án 1 với lưu lượng tạo lòng sau 120 giờ mô phỏng. N.T. Giang, H.V. Đại / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27, Số 1S (2011) 44-53 52 Với điều kiện sử dụng lưu lượng tạo lòng để mô phỏng là 7650m3/s (đối với PA 1). Mô hình đã chạy ổn định với bước thời gian mô phỏng bùn cát là 0.5 giây. Kết quả sau 126 giờ mô phỏng (trong đó có 6 h đầu chỉ tính thủy lực để mô hình ổn định) cho một số nhận xét sau (hình 12): a) Hiện tượng bồi xói xuất hiện xen kẽ với tốc độ bồi xói nhỏ. Nếu bỏ đi 10 mặt cắt đầu tiên của miền tính để loại ảnh hưởng của điều kiện biên thì tốc độ bồi lớn nhất là khoảng 0.1 m/ngày, tốc độ xói lớn nhất 0.05m/ngày từ mặt cắt 100 đến 110. b) Trong điều kiện chỉnh trị hiện tượng xói chỉ xuất hiện tại một số vị trí và ở mức độ không lớn. Đồng thời các khu vực xói không áp sát bờ, điều này khẳng định phương án chỉnh trị đã phát huy hiệu quả trong việc giảm thiểu nguy cơ xói tại các đỉnh cong. 5. Thảo luận Trong bài báo trước [1], phương án chỉnh trị 1 đã được khẳng định về hiệu quả thoát lũ cho khu vực Hà Nội. Ở bài báo này, các tác giả đã sử dụng mô hình TREM để đánh giá ảnh hưởng của phương án chỉnh trị đó đối với khả năng bồi xói của đoạn sông từ cầu Long Biên đến Khuyến Lương. Mô hình đã được hiệu chỉnh với số liệu thực đo tại trạm Hà Nội của trận lũ tháng 8 năm 1996 đối với các yếu tố lưu lượng, mực nước, lưu tốc hướng ngang tại các thời điểm khác nhau. Kết quả cho thấy có sự phù hợp tốt giữa giá trị mô phỏng và thực đo. So sánh kết quả mô phỏng trường vận tốc của hai phương án (hiện trạng và phương án 1) cho thấy phương án 1 có tác dụng ổn định trục động lực dòng chảy. Kết quả mô phỏng bồi xói của phương án 1 cho thấy nguy cơ xói lở ở các đỉnh cong lớn không còn, tốc độ bồi xói là nhỏ. Ứng dụng mô hình TREM cho khu vực nghiên cứu cho thấy có hai điểm mà mô hình cần cải tiến để hòan thiện hơn. Một là, mô hình hiện trạng không cho phép tính toán với các đoạn sông có nhập lưu và phân lưu. Hai là mô hình đang sử dụng sơ đồ ẩn để giải phương trình liên tục của bùn cá lơ lửng. Thời gian lặp để tìm nghiệm hội tụ là rất lớn và trong rất nhiều lần chạy, nghiệm không hội tụ. Do vậy, bài báo đề xuất cải thiện mô hình để giải quyết hai vấn đề này cho các nghiên cứu tiếp theo. Lời cảm ơn Nội dung bài báo này là một phần kết quả của đề tài KC 08.14/06-10 do Bộ Khoa học và Công nghệ tài trợ. Các tác giả xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ về tài chính từ đề tài để thực hiện nghiên cứu. Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Tiền Giang, Ngô Thanh Nga, Đánh giá ảnh hưởng của các phương án chỉnh trị đến khả năng thoát lũ của đoạn sông Hồng chảy qua Hà Nội cũ bằng mô hình mô phỏng, Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 26, Số 3S (2010) 322. [2] N.T. Giang, N.Izumi, Application of an Integrated Morphological Model to Red River Network and Son Tay Curved Bend, Vietnam, (Ed. S. Ikeda), pp. 295-304. The proceedings of International congress on River and Coastal Morphology (RCEM), September 2001. Hokaido, Japan. [3] Nguyen Huu Khai, Nguyen Tien Giang, Tran Ngoc Anh. Research using 2-D model to evaluate the changes of riverbed VNU Journal of Science 19 (2003) 47. [4] Nguyễn Hữu Khải, Nguyễn Tiền Giang, Nghiên cứu ứng dụng mô hình 2 chiều tính toán biến dạng lòng dẫn, Tạp chí KTTV 8 (2003) 8. [5] Trần Đức Thịnh, Khai thác mô đun vận chuyển bùn cát trong bộ mô hình MIKE 11 và chạy thử nghiệm cho hệ thống sông Hồng (đến trạm Hà Nội). KLTN. Trường Đại học Khoa học Tự nhiên. Hà Nội 2009. N.T. Giang, H.V. Đại / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27, Số 1S (2011) 44-53 53 Impact assessment of river training alternative on bed deformation of Red river segment from Long Bien to Khuyen Luong using a two-dimentional bed evolution model Nguyen Tien Giang1, Hoang Van Đai2 1 Hanoi University of Science, VNU, 334 Nguyen Trai, Hanoi, Vietnam 2 The Vietnam Institute of Meteorology, Hydrology and Environment 62 Nguyen Chi Thanh, Hanoi, Vietnam Bed deformation occrur in various segments of the Red river system in both horizontal and vertical directions. In the river segment from Chem to Khuyen Luong, bank erosion threatens the living of the people along the two river banks. This is area where the furure project namely city in two river banks may be implemented, with the length of 40 km. This paper presents results of the impact assessment of a river training alternative on bed deformation in the Long Bien – Khuyen Luong river segment using the Two-dimentional Riverbed Evolution Model (TREM). Simulation results indicate the stability in hydrodynamic and sediment regimes, a benifit in bed deformation in long term of this training alternative. On the other hand, two recommendations on the model improvement are made through the application of the model to this specific study river segment. Keywords: Simulation, Hanoi, bed deformation, river traning, TREM model.