Hiện trạng đoạn sông nghiên cứu

1.2.7. Hiện trạng đoạn sông nghiên cứu

Trên mặt bằng, tại mặt cắt cầu Thăng Long chiều rộng giữa hai đê bị thu hẹp và chỉ bằng 1.200/2.525 = 0,47 chiều rộng trung bình giữa hai đê trên đoạn sông này. Chiều rộng mặt thoáng trung bình lòng dẫn ngang cao trình +9.0m & +6.0m tương ứng 1.250m & 820m.

Thượng và hạ lưu cầu Thăng Long là hai đoạn sông phân lạch không ổn định. Dọc hai bờ sông đoạn này trong những năm gần đây đã có các công trình bảo vệ bờ được xây dựng, đáng kể là kè lát mái Liên Hồng, Thụy Phương, Phú Gia và hệ thống các kè chắn bảo vệ bờ Tầm Xá. Mặc dù vậy những công trình này cũng chưa đủ mạnh để khống chế sự diễn biến của đoạn sông Hồng khu vực Hà Nội.

b) Đoạn Của Đuống- Thanh Trì

Trên mặt bằng, tại mặt cắt cầu Chương Dương chiều rộng giữa hai đê bị thu hẹp và chỉ bằng 1.250/2.340=0,53 chiều rộng trung bình giữa hai đê trên đoạn sông này. Thực tế đoạn bến phà Chương Dương khi xưa và Cầu Long Biên, Cầu Chương Dương hiện nay là nút khống chế, kiểm soát diễn biến trục động lực dòng chảy trên đoạn sông Phúc Xá- Bắc Cầu và đoạn Cảng Hà Nội- Thạch Cầu. Chiều rộng mặt thoáng trung bình của đoạn sông ngang mực nước +9.0m & +6.0m tương ứng 1.140m & 320m.

Đoạn hạ lưu cầu Chương Dương hiện nay về cơ bản là đoạn sông một lạch, chủ lưu dòng nước đi bám sát mép cảng Hà Nội, lạch Thạch Cầu gần như bị suy thoái hoàn toàn trong những năm gần đây.

c) Đoạn Thanh Trì- Vạn Phúc

Đoạn sông từ Thanh Trì đến Vạn Phúc là đoạn sông bị uốn cong mạnh. Hệ số uốn cong của đoạn sông này đạt giá trị lớn nhất trong phạm vi đoạn sông Hồng khu vực Hà Nội, K=Ls/Lt = 1,5 (nằm trong biên độ giá trị hệ số uốn cong của sông Hồng đoạn từ Sơn tây đến Vạn Phúc- K = 1,09-1,5)

Trên mặt bằng đoạn sông có mức độ uốn cong lớn nên khoảng cách giữa hai đê cũng lớn và dao động từ 2.000m (tại Thanh Trì) lên đến 6.500m (tại Duyên Hà). Tuy nhiên chiều rộng mặt thoáng trung bình ngang cao độ +9.0m và +6.0m cũng chỉ đạt tương ứng 780m & 600m.

1.2.7. Diễn biến hình thái đoạn sông nghiên cứu [4]

Nhìn tổng quát, hình thái mặt bằng đoạn sông mùa nước trung trong gần 100 năm nay về cơ bản không có những thay đổi lớn, với 3 nút khống chế, hai đoạn mở rộng, một cửa phân lưu sông Đuống, hai lạch sông, hai bãi giữa. Phân tích lạch chính, ta thấy đoạn sông nghiên cứu gồm hai khúc cong ngược chiều nhau, trong đó khúc cong ở phía cửa Đuống là khúc cong lớn nhất với chu kỳ hình sin từ Sơn Tây đến cửa Ba Lạt, tại đây sông Hồng đổi hướng từ Đông- Đông Nam sang Nam- Đông Nam. Với các yếu tố trên rõ ràng đoạn sông Hồng chảy qua Hà Nội là đoạn sông phân lạch tương đối ổn định.

b) Sự phát triển của bãi bên và bãi giữa

Đoạn sông nghiên cứu thường biến động mạnh ở khu vực hai đoạn phình Phúc Xá và cảng Hà Nội, điều này thể hiện rất rõ qua sự thay đổi của bãi Tứ Liên, bãi Thạch Cầu, bãi Bắc Biên và bãi Đồng Nhân. Sự biến đổi mang tính đồng dấu giữa hai bãi lớn Tứ Liên và Thạch Cầu, hai bãi bên nhỏ là bãi Bắc Biên và bãi Đồng Nhân; mối liên quan ngược dấu giữa hai bãi lớn, nhỏ đối diện nhau: Tứ Liên- Bắc Biên và Thạch Cầu- Đồng Nhân. Qua các mối tương quan giữa các bãi này, chúng ta có thể tìm thấy dấu hiệu của các xu thế phát triển của lòng sông.

Các hiện tượng động lực trong vùng cảng, phần lớn đều có nguồn gốc từ các hiện tượng đồng tính ở trên các đoạn thượng lưu cầu Long Biên. Sự lan truyền các ảnh hưởng bị khống chế ít nhiều qua các tuyến cầu ở nút Chương Dương, vì vậy có hiện tượng lệch pha giữa các dao động. Quá trình thu hẹp và mở rộng của bãi Tứ Liên được lặp lại nhưng chậm hơn và quy mô nhỏ hơn ở Thạch Cầu, trái lại quá trình mở rộng và thu hẹp của bãi Bắc Biên cũng được lặp lại chậm hơn và quy mô nhỏ hơn ở bãi Đông Nhân.

c) Các lần đổi lạch và sự phát triển thế sông

Trong khoảng thời gian từ 1901-1998 chúng ta có thể thấy được 3 lần hoán vị chủ thứ của hai lạch Gia Lâm và Phúc Xá.

Lần 1: Trước khi xây dựng cầu Long Biên thì lạch Phúc Xá là lạch chính dòng chủ đi sát vào phía bờ Phúc Xá chính vì vậy mà cảng Hàng Mắm lúc đó được đặt ở vị trí cách vị trí cầu Long Biên khoảng 1km. Bãi Tầm Xá và đảo Trung Hà tạo thành một bãi giữa rộng lớn. Nhánh Gia Lâm sau khi chảy vòng qua lưng bãi Tâm Xá phân lưu vào sông Đuống thì nhập lưu với dòng chủ ở nhánh Phúc Xá tạo thành một dòng chảy thống nhất đi qua đỉnh cong ở phía bãi Thạch Cầu. Vào những năm 1905 sau khi cầu Long Biên được xây dựng xong (1902) chế độ dòng chảy thay đổi lớn, dòng chảy chuyển từ lạch Phúc Xá sang Gia Lâm. Bắt đầu những năm 1930, lạch Gia Lâm đã trở thành lạch chính buộc cảng Hàng Mắm phải dịch về vị trí cảng hiện nay. Thế sông đó ổn định cho đến khoảng giữa năm 1970 (1973-1975)

Lần 2: Sau những trận đánh phá dữ dội của không quân Mỹ cuối năm 1972, nhiều đoạn cầu phía bờ tả bị phá, cầu bị gãy gục xuống lòng sông tạo ra những chướng ngại vật ngăn cản dòng nước qua nhánh này. Năm 1973 hoà bình lập lại, cầu Long Biên được sửa chữa và buộc phải làm thêm trụ mới trong lòng sông, xây thêm nhiều mố bảo vệ, mặt cắt ngang lạch Gia Lâm bị thu hẹp nghiêm trọng. Bãi Bắc Biên do con lũ lịch sử năm 1971 để lại nay có điều kiện phát triển mở rộng tăng thêm sức cản trong lạch Gia Lâm tạo điều kiện cho lạch Phúc Xá phát triển trở lại. Nguyên nhân của lần đổi lạch lần này ta có thể thấy sức cản nhân tạo là nhân tố chính gây đổi lạch, cụ thể là:

- Phía thượng lưu cầu Long Biên, yếu tố chủ đạo phía bờ phải là dòng chảy, ở bờ trái có yếu tố lòng dẫn. ở bờ trái bãi Bắc Biên di chuyển hình thành trong vùng nước dâng, các sắt hạt mịn đã tạo ra mỏm đất khó xói nằm chéo như một chiếc mỏ hàn hướng dòng chảy vào bãi Trung Hà. Hơn 20 trụ cầu Long Biên và các chướng ngại nhân tạo khác cũng làm cho yếu tố lòng dẫn trở thành chủ đạo bờ trái.

- Ảnh hưởng của cầu phao Chương Dương làm thay đổi dòng chảy. Dòng chảy mặt bị cản trở làm giảm lưu tốc dòng chảy chính tại phía bờ hạ lưu. Cộng với việc thi công các mố cầu Thăng Long trong thời gian này có thể làm thay đổi chế độ dòng chảy vốn đã ổn định lâu nay ở đoạn Phú Gia.

Về mức độ biến động thì năm 1980 đến năm 1984 là thời kỳ có nhiều biến động lớn trên đoạn sông nghiên cứu. Biến động xảy ra ở tất cá các mặt: dòng chảy, lòng dẫn, trên cả ba chiều không gian, kết quả của sự biến động này được đánh dấu bằng hai sự kiện lớn:

- Bắt đầu từ mùa khô năm 1981-1982, lần đầu tiên trong hơn 40 năm khai thác cảng Hà Nội bị bồi lấp nghiêm trọng không còn hoạt động được, dưới cao trình +3,0, dòng chảy tách ra xa cảng (300á400)m

- Từ mùa khô năm 1982-1983, dưới mực nước +4,0, toàn bộ lưu lượng dòng chảy sông Hồng dông sang lạch Quýt, sau hơn 40 năm phát triển và tồn tại lạch Gia Lâm hoàn toàn phơi đáy.

- Sự mở rộng, nâng cao và lan truyền xuống hạ lưu của bãi An Dương, Tứ Liên. So sánh hai bình đồ tháng 5 và tháng 11 năm 1984 diện tích bãi Tứ Liên trên cao trình +5,0 đã tăng gấp đôi.

- Đuôi bãi có dạng hình nêm đang lấn dần về cửa lạch Quýt, đã lấp được hố sâu ở đỉnh cong Phúc Xá và chắn ngang dòng chảy vượt qua trước mũi đảo Trung Hà. Chiều rộng lạch ngang đã thu hẹp đáng kể, và chủ lưu dòng chảy vùng cửa Đuống đã ép sát bãi Bắc Biên.

- Đỉnh cong Bắc Biên bị xói lở mạnh, đuôi bãi Bắc Biên cũng đang bị co lại. Lũ năm 1984 đã nâng dung tích dưới cao trình +10,0 của nhánh Gia Lâm từ 13,8 triệu m³ tăng thêm 6,6 triệu m³ trong đó lạch Quýt từ 8,8 triệu m³ rút xuống 8,3 triệu m³.

- Bãi bồi trước cảng Hà Nội sau lũ 1984 đã cắt được một đoạn đuôi khá dài so với năm 1983 và làm cho dung tích lòng sông vùng cảng dưới cao trình +5,0 từ 1,4 triệu m³ năm 1982 tăng lên 5,9 triệu m³ năm 1984.

Sự phát triển nhanh chóng của Bãi Tứ Liên từ sau năm 1984 làm cho phương hướng dòng chảy thay đổi ở phía thượng lưu cửa Đuống. Đuôi bãi Tứ Liên phát triển mạnh và ngày càng thu hẹp cửa vào nhánh Phúc Xá làm cho dòng chảy đi vào nhánh này gặp khó khăn hơn. Như vậy, nhánh Gia Lâm có điều kiện phát triển trở lại. Tới năm 1990 thì dòng chủ đã hoàn toàn ở bên nhánh Gia Lâm, đuôi bãi hình nêm ở bãi Tứ Liên lúc này đã tách ra và nhập vào với đảo Trung Hà và làm cho đảo này kéo dài về phía thượng lưu mở rộng về phía bờ phải dẫn đến nhánh Phúc Xá bị co hẹp lại.

Có thể thấy rằng sự đổi lạch lần này do sự phát triển của bãi Tứ Liên gây ra. Tuy nhiên đây mới chỉ là hệ quả của hàng loạt nguyên nhân có nguồn gốc từ phía thượng lưu, các nguyên nhân có thể là:

- Cầu Thăng Long được khánh thành và đưa vào hoạt động, hàng loạt các trụ cầu đã gây cản trở dòng chảy.

- Sự hoạt động của nhà máy thủy điện Hoà Bình cũng góp phần tạo ra một số thay đổi trên đoạn sông này, đặc biệt là chế độ bùn cát.

Tới năm 1998 tình hình đã khác đi, bãi Bắc Biên được bồi phía bờ thôn Bắc Cầu, lạch sâu ở nhánh Gia Lâm bị ép sát sang phía đảo Trung Hà và làm cho đảo này bị xói và hẹp lại. Vì vậy, phía vào của nhánh Phúc Xá dòng chảy sẽ đi vào thuận lợi hơn nhưng lạch Gia Lâm vẫn là lạch chính.

Nhận xét chung:

Phân tích tổng quát mặt bằng đoạn sông nghiên cứu qua các thời kỳ, thấy có 3 thế sông cơ bản như Hình 1.1. Các tham số hình học cơ bản của 3 thế sông được thống kê trên Bảng 1.1

- Hiện nay tình hình diễn biến đang xấu đi, do sự bồi lắng ở lạch chính vùng bãi Tầm Xá, sự phát triển ở lạch phải Phú Gia, có thể làm cho thế sông quay lại thế sông A3.

Như vậy, tất cả công trình chỉnh trị đã xây dựng vẫn chưa ổn định được thế sông.