Thạc Sĩ Đặc điểm môi trường địa chất khu vực hạ lưu sông Thu Bồn và sự biến đổi của nó do ảnh hưởng các hoạt

Mở đầu

1. Tính cấp thiết của đề tài
Là một trong những hệ thống sông lớn của Miền Trung, lưu vực sông Vu
Gia - Thu Bồn (còn gọi là Thu Bồn) trong nhiều thập niên qua cùng với lũ lụt là
quá trình xói - bồi và cắt dòng đang diễn ra rất mạnh mẽ, đặc biệt là các trận lũ
lịch sử năm 1964, 1998 và 1999 đã gây thiệt hại nghiêm trọng đến dân sinh,
kinh tế và môi trường khu vực. Hơn nữa, đây cũng là hệ thống sông có tiềm
năng thuỷ điện rất lớn ở nước ta, đang được qui hoạch 08 nhà máy thuỷ điện
theo hệ thống bậc thang với tổng công suất 1.185MW. Trong số đó, hai nhà
máy thuỷ điện A Vương 1 (210MW), Sông Tranh 2 (190MW) nằm trên 2
nhánh sông chính và có công suất lớn nhất. Như vậy, các hoạt động KT - CT
này sẽ làm thay đổi chế độ thuỷ văn - bùn cát như thế nào ? hoạt động xói - bồi
của dòng chảy gây biến động ra sao đến môi trường địa chất (MTĐC) và có
ảnh hưởng gì đến phố cổ Hội An trong tương lai ? Đó là những vấn đề cấp thiết
mà tác giả giải quyết trong luận án: "Đặc điểm môi trường địa chất khu vực hạ
lưu sông Thu Bồn và sự biến đổi của nó do ảnh hưởng các hoạt động KT - CT".
2. Mục đích của luận án
Làm sáng tỏ đặc điểm MTĐC, tác động của các yếu tố tự nhiên - kỹ thuật
(TN - KT) gây biến đổi MTĐC (chủ yếu là hoạt động xói - bồi). Dự báo sự
biến động của môi trường này sau khi vận hành hệ thống công trình thuỷ điện
ở thượng lưu, đồng thời kiến nghị các giải pháp định hướng nhằm phòng chống
xói - bồi, bảo vệ MTĐC hạ lưu sông Thu Bồn.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là MTĐC, các yếu tố tác động đến MTĐC
gây xói - bồi sông Thu Bồn như chế độ khí tượng, thuỷ văn, hải văn và các hoạt
động kinh tế - công trình trên sông. Quan trọng nhất là chế độ hoạt động của
hệ thống công trình thuỷ điện A Vương 1, Sông Tranh 2. Phạm vi nghiên cứu
trọng tâm là đoạn sông Giao Thuỷ - Cửa Đại với chiều dài trên 40 km, chiều
sâu nghiên cứu 20 - 30m và chiều rộng của đới tương tác khoảng 2 - 4km. Tuy
nhiên, do tính chất của lĩnh vực nghiên cứu nên một số nội dung trong luận án,
diện tích nghiên cứu được mở rộng từ hạ lưu đập A Vương 1 và Sông Tranh 2
đến cửa sông Thu Bồn (Cửa Đại).


4. Nhiệm vụ luận án
- Nêu bật đặc điểm, vai trò các hợp phần trong địa hệ TN - KT thung lũng sông
Thu Bồn, nhất là MTĐC; phân loại cấu trúc MTĐC và đánh giá mức độ nhạy
cảm của chúng đối với quá trình xói - bồi.
- Làm rõ diễn biến hoạt động xói - bồi ở hạ lưu trong điều kiện tự nhiên, xác
lập cường độ hoạt động địa động lực (ĐĐL) và đánh giá cường độ biến dạng
lòng dẫn bằng phương pháp cường độ hoạt động ĐĐL kết hợp kiểm toán ổn
định trượt bờ dốc và thuỷ văn - hình thái sông ngòi.
- Đánh giá định lượng tác động của hệ thống công trình thuỷ điện đến hoạt
động xói - bồi, dự báo xu thế diễn biến lòng dẫn ở hạ lưu theo các kịch bản về
chế độ thuỷ văn khác nhau có khả năng xảy ra cũng như kiến nghị giải pháp
định hướng nhằm khai thác hợp lý và bảo vệ MTĐC.
5. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu đặc điểm, đánh giá tác động và sự tương tác giữa các hợp phần:
MTĐC; chế độ KTTV - hải văn hình thành dòng chảy sông và hoạt động KT -
CT đến quá trình xói - bồi sông Thu Bồn.
- Điển hình hoá cấu trúc MTĐC; phân tích - đánh giá mức độ nhạy cảm của
môi trường này đối với hoạt động xói - bồi lòng dẫn vùng hạ lưu.
- Nghiên cứu diễn biến hoạt động xói - bồi sông Vu Gia - Thu Bồn ở trạng thái
tự nhiên qua nhiều thời điểm khác nhau.
- Xác lập cường độ hoạt động ĐĐL và phân vùng biến dạng lòng dẫn bằng các
phương pháp cường độ hoạt động ĐĐL, kiểm toán ổn định trượt bờ dốc và thuỷ
văn - hình thái.
- Nghiên cứu sự biến đổi hoạt động xói - bồi đoạn hạ lưu do ảnh hưởng công
trình thuỷ điện theo các trường hợp khác nhau về chế độ thuỷ văn công trình.
- Kiến nghị giải pháp định hướng nhằm khống chế tác hại do hoạt động xói -
bồi gây ra và bảo vệ MTĐC.
6. ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
- Góp phần hoàn thiện cơ sở lý thuyết về tiêu chí đánh giá mức độ nhạy cảm của
MTĐC và cấp độ hoạt động ĐĐL sông ngòi, từ đó vận dụng đánh giá sự biến đổi
MTĐC thung lũng sông. Mặt khác, đã sử dụng tổ hợp các phương pháp nghiên
cứu theo “chiến thuật” phân tích, tiếp cận hệ thống để nghiên cứu, dự báo xu thế
xói - bồi, đồng thời góp phần khẳng định khả năng sử dụng mô hình toán thuỷ lực
để dự báo hoạt động xói - bồi sông ngòi ở trạng thái tự nhiên và TN - KT.
- 5 -
- Kết quả nghiên cứu của luận án là nguồn tài liệu tin cậy, có thể tham khảo, sử
dụng khai thác hợp lý nguồn tài nguyên, khơi thông dòng chảy và thiết kế thi
công các công trình chỉnh trị. Các kịch bản dự báo là cơ sở để áp dụng vận
hành và điều khiển tối ưu hệ thống công trình thuỷ điện bậc thang trên hệ
thống sông Thu Bồn trong tương lai.
7. Những điểm mới của luận án
- Phân tích, đánh giá đầy đủ và hệ thống cường độ hoạt ĐĐL, mức độ nhạy
cảm của MTĐC, khả năng kháng xâm thực (KXT) của đất đá cấu tạo thung
lũng sông trên quan điểm địa chất công trình (ĐCCT), phục vụ nghiên cứu và
phòng chống xói - bồi sông ngòi.
- Lần đầu tiên sử dụng phương pháp phân tích hệ thống và chuyên gia để xây
dựng thang phân cấp mức độ tác động của các yếu tố TN - KT đối với hoạt
động xói - bồi sông ngòi và vận dụng phương pháp ma trận định lượng môi
trường để xác lập chế độ hoạt động ĐĐL đoạn hạ lưu.
- Vận dụng thành công tổ hợp nhiều phương pháp nghiên cứu khác nhau để dự
báo định lượng sự biến đổi MTĐC thung lũng sông ngòi.
8. Những luận điểm bảo vệ
Luận điểm 1: MTĐC lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn đa dạng về cấu trúc nội
tại lẫn nguồn gốc và hình thái - trắc lượng. Tính đa dạng của MTĐC đoạn hạ
lưu với 2 kiểu cấu trúc đặc trưng là điều kiện tiên quyết chi phối cơ chế, qui
luật phát sinh, phát triển và đặc điểm phân bố không gian bất đồng nhất quá
trình xói - bồi cũng như mức độ nhạy cảm của MTĐC (từ trung bình đến cao)
khi chịu tác động của dòng chảy và hoạt động KT - CT.
Luận điểm 2: Sự biến đổi MTĐC hạ lưu sông Thu Bồn liên quan đến hoạt động
xói - bồi lòng dẫn xảy ra mạnh mẽ và phức tạp đều do tác động tương hỗ của
hàng loạt các yếu tố khí tượng, thuỷ văn, hải văn và nhân sinh, hoàn toàn có thể
đánh giá bán định lượng, định lượng bằng các phương pháp phân tích ảnh viễn
thám và đánh giá thực trạng, phương pháp cường độ hoạt động ĐĐL kết hợp kiểm
toán ổn định bờ dốc và thuỷ văn - hình thái sông ngòi. Cường độ hoạt động ĐĐL
biến đổi từ yếu, trung bình (chiếm 46,7%), đến mạnh và rất mạnh (chiếm 53.3%).
Luận điểm 3: Trước và sau khi vận hành 2 công trình thuỷ điện, quá trình xói
sâu chủ yếu xảy ra từ Giao Thuỷ đến Bì Nhai, hoạt động bồi lấp ngự trị từ Kỳ
Long đến Hội An, trong đó tốc độ xói sâu cũng như bồi lấp sau khi vận hành 2
công trình đều vượt trội tốc độ xói - bồi ở điều kiện tự nhiên.
- 6 -
9. Cơ sở tài liệu
Tài liệu chính của luận án là đề tài KHCN cấp Bộ: Phân chia các kiểu cấu
trúc MTĐC và đánh giá tổng hợp mức độ hoạt động thuỷ thạch động lực khu
vực hạ lưu sông Thu Bồn (2005), do tác giả chủ trì cùng với hơn 20 công trình
nghiên cứu được đăng tải trên các tạp chí khác nhau.
10. Cấu trúc luận án
Nội dung luận án được trình bày trong 4 chương và minh hoạ bởi 50 ảnh,
80 bảng số liệu, 52 hình vẽ và đồ thị, 12 phụ lục tính toán cùng với 24 công
trình nghiên cứu đã công bố và danh mục 109 tài liệu tham khảo.