Luận văn Đánh giá biến động lòng sông hồng khu vực nội thành Hà nội từ đầu thế kỷ 20 đến nay

với diện tích phân bố hẹp không liên tục. Cấu tạo lớp với bề mặt hơi dốc nghiêng về phía Đông, bề dày trung bình từ 2 ÷ 3 m, lớp này thường được phủ trực tiếp lên lớp cát mịn, có lẫn ít hạt sét, đôi chỗ có lẫn mùn hữu cơ. - Bùn sét hữu cơ: gặp ở tất cả khu vực nghiên cứu từ cầu Thanh Trì – cầu Nhật Tân. Có cấu tạo dạng thấu kính hoặc túi dày 5 ÷ 10 m. Mặt khác, theo tài liệu các lỗ khoan địa tầng lớp trầm tích mặt từ 1 m đến chục mét là cát, sét pha lẫn sạn, sỏi. Phân tích các cột địa tầng dọc theo sông Hồng có thể rút ra những nhận xét sau: - Đoạn sông từ cầu Nhật Tân đến Lương Yên: Lòng sông hầu như nằm trong vùng đất sét. Trừ đoạn nhỏ ở cầu Long Biên còn các chỗ khác sự trao đổi nước giữa nước sông và nước ngầm không đáng kể. 20 - Đoạn sông từ Lương Yên đến dưới Thanh Trì: Lòng sông nằm trong tầng cuội sỏi và tầng cát. Sự trao đổi nước ở khu vực này khá lớn. Tất nhiên mức độ trao đổi còn phụ thuộc vào tương quan giữa mực nước sông và mực nước ngầm. 3.2. Đặc điểm thủy văn và địa động lực ngoại sinh sông Hồng 3.2.1. Đặc điểm lưu lượng, tốc độ dòng chảy sông Hồng khu vực nghiên cứu và lân cận Dòng chảy trong các sông ở nước ta nói chung và hệ thống sông Hồng nói riêng đều do mưa sinh ra, vì vậy chế độ dòng chảy hàng năm phụ thuộc vào chế độ mưa. Phù hợp với chế độ mưa trong khu vực nghiên cứu, dòng chảy trong năm có thể chia thành 2 mùa: mùa lũ từ tháng VI đến tháng X, trùng với mùa mưa và mùa cạn từ tháng XI đến tháng V năm sau, trừng với mùa khô. Theo nghiên cứu của Nguyên Văn Cư và nnk, 1997 cho thấy: Phân bố vận tốc dòng lũ trên mặt cắt ngang cấp Q = 29000 - Tại mặt cắt bãi Tầm Xá là mặt cắt của đoạn mở rộng Phú Gia- Tầm Xá có bãi trái rộng tới 1846m.. Vận tôc trung bình thủy trực lớn nhất trong lòng sông v = 2.51m/s cách bãi mép trái 402m. Vận tốc trên bãi trái nhỏ trong khoảng từ 0.00 đến 0.54m/s và vận tốc trên bãi phải là 0.00 đến 0.12 m/s. - Tại mặt cắt hạ lưu cầu Chương Dương trong khu vực thắt hẹ Chương Dương. Vận tôc trung bình thủy trực lớn nhất trong lòng sông v = 2.92m/s cách mép bờ Gia Lâm 80m. Bãi Gia Lâm có vận tốc từ 0.00 đến 0.30m/s và vận tốc trên bãi phía Hà Nội là 0.00 đến 0.15m/s. - Tại mặt cắt Thạch Cầu – Vạn Kiếp: Bờ trái là khu vực Thạch Cầu, bờ phải là phố Vạn Kiếp – phường Bạch Đằng. Vận tốc trung bình thủy trực lớn nhất trong lòng sông v = 2.40m/s cách mép bờ trái 170m, bãi trái trong phạm vi 810m đến mép nước có vận tốc từ 0.00 đến 0.08m/s và bãi phải phía Hà Nội có vận tốc 0.00 đến 0.04m/s. Phân bố vận tốc lòng sông và bãi sông ứng với cấp Q = 29000m3/s được tóm tắt ở bảng 3.1. 21 Bảng 3.1: Phân bố vận tốc lòng sông và bãi sông, Q = 29000m3/s Bãi trái Bãi phải Lòng sông Vị trí Vtb (m/s) Bbãi (m) Vtb (m/s) Bbãi (m) Vtb (m/s) Lt (m) Lp (m) Tầm Xá 0÷0.54 1848 0÷0.12 330 2.51 402 - Hạ lưu cầu C.Dương 0÷0.30 168 0÷0.15 170 2.92 80 - Vạn Kiếp 0÷0.80 1280 0÷0.04 206 2.40 170 - *Ghi chú: Lt là khoảng cách tính từ thủy trực tớ mép bãi trái (m) Lp là khoảng cách tính từ thủy trực tớ mép bãi phải (m) Phân bố vận tốc dòng lũ trên mặt cắt ngang cấp Q = 27 500 m3/s - Tại mặt cắt bãi Tầm Xá là mặt cắt của đoạn mở rộng Phú Gia- Tầm Xá Vận tôc trung bình thủy trực lớn nhất trong lòng sông v = 2.38m/s cách bãi mép trái 482m. Vận tốc trên bãi trái nhỏ trong khoảng từ 0.00 đến 0.45m/s và vận tốc trên bãi phải là 0.00 đến 0.11 m/s. - Tại mặt cắt hạ lưu cầu Chương Dương trong khu vực thắt hẹ Chương Dương. Vận tôc trung bình thủy trực lớn nhất trong lòng sông v = 2.90m/s cách mép bờ Gia Lâm 80 ÷160m. Bãi Gia Lâm có vận tốc từ 0.00 đến 0.10m/s và vận tốc trên bãi phía Hà Nội là 0.00 đến 0.09m/s. - Tại mặt cắt Thạch Cầu – Vạn Kiếp: Bờ trái là khu vực Thạch Cấu, bờ phải là phố Vạn Kiếp – phường Bạch Đằng. Vận tôc trung bình thủy trực lớn nhất trong lòng sông v = 2.30m/s cách mép bờ trái 170m, bãi trái trong phạm vi 810m đến mép nước có vận tốc từ 0.00 đến 0.66m/s và bãi phải phía Hà Nội có vận tốc 0.00 đến 0.03m/s. Phân bố vận tốc lòng sông và bãi sông ứng với cấp Q = 27500m3/s được tóm tắt ở bảng 3.2. 22 Bảng 3.2: Phân bố vận tốc lòng sông và bãi sông, Q = 27500m3/s Bãi trái Bãi phải Lòng sông Vị trí Vtb (m/s) Bbãi (m) Vtb (m/s) Bbãi (m) Vtb (m/s) Lt (m) Lp (m) Tầm Xá 0÷0.45 1848 0÷0.11 330 2.33 402 - Hạ lưu cầu C.Dương 0÷0.10 168 0÷0.09 170 2.90 80 - Vạn Kiếp 0÷0.66 1280 0÷0.03 206 2.30 170 - *Ghi chú: Lt là khoảng cách tính từ thủy trực tớ mép bãi trái (m) Lp là khoảng cách tính từ thủy trực tớ mép bãi phải (m) 3.2.1.1. Chế độ dòng chảy sông Hồng khu vực nghiên cứu và lân cận trong điều kiện tự nhiên trước khi có hồ Hòa Bình Chế độ dòng chảy của sông được nghiên cứu thông qua các trạm quan trắc trong khu vực. Hầu hết các trạm trong khu vự nghiên cứu đều là các trạm khống chế nằm ở hạ lưu các sông lớn nên có lượng dòng chảy hàng năm khá lớn, tương đối ổn định, mức độ biến động hàng năm không lớn. Đường tích phân kép lưu lượng nước trung bình năm của các trạm tương đối thẳng, biến đổi đều, không có sự thay đổi lớn về độ dốc. ở đây cần lưu ý rằng hồ Hòa Bình chỉ làm thay đổi phân phối dòng chảy trong năm, nhưng không có ảnh hưởng đến lượng dòng chảy ở các trạm, vì vậy hệ số biến đổi của lưu lượng trung bình năm (CVQ) nhỏ, chênh lệch giữa các trạm không đáng kể, thay đổi từ 0,13 – 0,22 (xem bảng 3.4). Tỷ số Qnăm max/Qnăm min biến đổi từ 1,6 – 2,5 và tỷ số Qmax/Qmin thay đổi từ 50 – 140. 23 Bảng 3.3: Hệ số CVQ, Qnăm max/Qnăm min, Qmax/Qmin TT Trạm Sông Thời kỳ CVQ Qnăm max/Qnăm min Qmax/Qmin 1 Yên Bái Thao 1961-2002 0,21 2,5 112 2 Vụ Quang (Phù Ninh) Lô 1961-2002 0,17 2,0 103 3 Hòa Bình (Bến Ngọc) Đà 1961-1985 1985-2002 0,14 0,20 1,7 1,9 142 95 4 Sơn Tây Hồng 1961-1985 1985-2002 0,16 0,15 1,7 1,7 64 52 5 Hà Nội Hồng 1961-1985 1985-2002 0,13 0,16 1,6 1,6 53 33 6 Thượng Cát Đuống 1961-1985 1985-2002 0,19 0.19 2,1 1,7 197 70 Bảng 3.3 cho thấy lưu lượng nước trung bình nhiều năm của các trạm từ 768 - 3600m3/s, tương ứng với tổng lượng dòng chảy năm thay đổi từ 24,2 đến 114 tỷ m3. Dòng chảy ở trạm Hà Nội được hình thành bới dòng chảy qua các trạm Sơn Tây, Yên Bái (sông Thao), Vụ Quang (sông Lô) và Hòa Bình (sông Đà). Lượng nước đóng góp cho mỗi sông như sau: - Sông Đà khoảng 48,3% lượng nước sông Hồng tai Sơn Tây. - Sông Thao khoảng 21,9% lượng nước sông Hồng tai Sơn Tây. - Sông Lô khoảng 29,8% lượng nước sông Hồng tai Sơn Tây Mùa lũ thực sự bắt đầu từ tháng VI và kết thúc vào tháng X. Trong tháng V đã bắt đầu các trận mưa lũ vừa hoặc mưa to hình thành những trận lũ trong sông, vì vậy lưu lượng trung bình tháng V đã tăng lên rõ rệt, có thể lớn gấp đôi lưu lượng trung bình của tháng nhỏ nhất, nhưng chưa đủ để xem là 1 tháng mùa lũ. Lượng dòng chảy trong thời gian mùa lũ (WQ lũ) chiếm tới 70 - 78 tổng lượng dòng chảy cả năm (WQ năm), trong đó tỷ lệ nhỏ nhất tại Yên Bái 70,5% và cao nhất tại Thượng Cát 78,4%. Lượng dòng chảy trong 3 tháng liên tục (VII – IX) lớn nhất ở hầu hết các trạm chiếm 50 – 58% tổng lượng dòng chảy năm, trong đó có 24 tháng VIII có lượng dòng chảy lớn nhất, chiếm 19 – 23% tổng lượng dòng chảy năm. Lưu lượng lớn nhất trong năm có thể xuất hiện vào các tháng VII-IX, trong đó nhiều nhất là tháng VIII với tần suất 30-50%. Trị số Qmax/Qmin thường rất lớn, đạt từ 9 000 – 34 200m3/s. Mùa cạn kéo dài 7 tháng, bắt đầu từ tháng XI và kết thúc vào tháng V năm sau. Trong thời gian mùa cạn hầu như không có mưa, hoặc có mưa nhưng thường là nhỏ, do đó nguồn cung cấp nước cho sông chủ yếu là nước ngầm và lượng nước trữ trong lưu vực và lòng sông. Vì vậy trong thời gian mùa cạn mực nước sông thấp, thay đổi chậm, lưu lượng nhỏ, ổn định và giảm dần. Tổng lượng nước trong mùa cạn (WQ cạn) chỉ chiếm khoảng 22 -30% tổng lượng dòng chảy năm. Ba tháng liên tục có lượng dòng chảy nhỏ nhất là tháng II – IV, chỉ chiếm 5 – 9% tổng lượng dòng chảy năm. Lưu lượng nhỏ nhất (Qmin) có thể xuất hiện vào nhiều tháng mùa cạn(I-IV)và không tập trung như lưu lượng lớn nhất năm. Tuy nhiên, Qmin thường xuất hiện nhiều nhất vào tháng III và tháng IV, trong đó tần suất xuất hiện vào tháng IV lớn hơn tháng III. Trị số Qmin ở các trạm trong khu vực nghiên cứu thường rất nhỏ so với Qtb năm hoặc Qmax. Tỷ số Qmax/Qmin từ 50 – 200. 3.2.1.2. Chế độ dòng chảy sông Hồng sau khi có hồ Hòa Bình Theo báo cáo của các trạm quan trắc, trong thời kì 1986 – 2002, chế độ dòng chảy ở các trạm Hòa Bình, Sơn Tây, Hà Nội, Thượng Cát chịu ảnh hưởng điều tiết của hồ Hòa Bình. Hồ Hòa Bình là loại hồ điều tiết năm nên hầu như không ảnh hưởng đến lượng dòng chảy hàng năm ở các trạm hạ lưu, vì vậy các đường tích phân kép lưu lượng trung bình năm từ 1961 – 2002 ở các trạm đều là đường thẳng, biến đổi đều, không bị thay đổi độ dốc từ 1986. Tuy nhiên, sự vận hành của hồ Hòa Bình đã ảnh hưởng rõ rệt đến phân phối và lượng dòng chảy trong mùa cạn, mùa lũ. Theo dõi đường tích phân kép lưu lượng trung bình mùa cạn (XI-V) và trung bình cạn nhất (I – IV) của các trạm thấy rằng ở các trạm Hòa Bình, Sơn Tây, Hà Nội. Điều đó chứng tỏ, thời kì 1986 – 2002 lưu lượng nước mùa cạn đã tăng lên so với thời kỳ 1961 – 1985. 25 Nhìn chung, lượng nước trong mùa cạn ở các trạm hạ lưu hồ Hòa Bình thời kỳ 1986 – 2002 so với năm 1961 – 1985 đều tăng lên từ 2 – 27%, đặc biệt trong thời gian từ I – IV, lượng nước tăng lên từ 10 – 63%. Trong khi đó, lượng nước trong mùa lũ ở các trạm đều giảm đi từ 3 – 8% , riêng trạm Hà Nội lại tăng lên hơn 2%. Nguyên nhân là do sự thay đổi về tỉ lệ thay đổi về tỷ lệ phân phối nước giữa sông Đuống và sông Hồng có thể tăng lên khoảng 3 – 5%. Điều này được thể hiện rõ rệt khi so sánh tỉ lệ nước qua Hà Nội và Thượng Cát so với lượng nước qua Sơn Tây qua hai thời kỳ: - Trước khi hồ Hòa Bình đi vào vận hành: lượng dòng chảy năm qua Hà Nội chiếm khoảng 75,8% lượng dòng chảy năm qua Sơn Tây; Lượng dòng chảy mùa lũ qua Hà Nội chiếm 74,2% lượng dòng chảy mùa lũ qua Sơn Tây và lượng dòng chảy mùa cạn qua Hà Nội chiếm 80,5% lượng dòng chảy mùa cạn qua Sơn Tây. - Từ khi hồ Hòa Bình đi vào vận hành: lượng dòng chảy năm qua Hà Nội chỉ còn 73,5% so với lượng dòng chảy năm qua Sơn Tây; Lượng dòng chảy mùa lũ qua Hà Nội chiếm 72,5% lượng dòng chảy mùa lũ qua Sơn Tây và lượng dòng chảy mùa cạn chiếm 77,5% lượng dòng chảy mùa cạn qua Sơn Tây. Lưu lượng trung bình tháng lớn nhất ở thời kỳ trước khi có hồ (1961 – 1985) xuất hiện vào tháng VIII , ba tháng lũ nhất là tháng VII – IX , nhưng từ khi có hồ Hòa Bình vận hành, lưu lượng trung bình tháng lớn nhất xuất hiện vào tháng VII, ba tháng lớn nhất là VI – VIII , tức là sớm hơn một tháng. Điều này hoàn toàn hợp lý vì vào các tháng đầu của mùa lũ phải tiến hành xả lũ để dành một dung tích cần thiết phục vụ cắt lũ cho hạ lưu khoảng 2 tỷ m3, bằng 1,74% tổng lượng nước Hà Nội. Nhưng có thể chia thành hai thời đoạn: thời doạn từ 1986 – 1991, hầu hết các năm , tổng lượng nước qua Hà Nội và Thượng Cát nhỏ hơn qua Sơn Tây; ngược lại thời đoạn từ 1992 – 2002 , hầu hết các năm tổng lượng nước qua Hà Nội và Thượng Cát lớn hơn qua Sơn Tây. Theo các số liệu đo đạc thực tế của Viện Địa Lý- Viện KH và CN Việt Nam vào tháng 9/1996 và tháng 5/ 1997 cho thấy vận tốc dòng chảy sông Hồng thay đổi 26 mạnh trên từng khu vực đoạn nghiên cứu, tốc độ dòng chảy trung bình giảm từ 1.32m.s xuống 0.66m/s Dòng chảy trong sông và dòng chảy ngầm có quan hệ thủy lực trực tiếp, dòng chảy mặt là nguồn cung cấp cho nước ngầm về mùa lũ và ngược lại về mùa kiệt dòng chảy ngầm cung cấp nước cho sông thông qua các ô cửa sổ địa chất thủy văn. Quá trình trao đổi giữa nước sông và nước ngầm đã thúc đẩy quá trình diễn biến xói lở cục bộ bờ sông. Điều này được thấy rõ sự trao đổi giữa nước dưới đất và nước sông Hồng như sau: Từ tháng III đến VI nước dưới đất bổ trợ vào sông Hồng có lưu lượng trung bình là 53 m3/s. Thời gian còn lại trong năm là nước sông Hồng cung cấp cho nước ngầm mùa lũ là 124 m3/s, mùa kiệt 12 m3/s. Vậy trung bình hàng năm nước sông Hồng cung cấp cho nước ngầm vùng Hà Nội 1,89 tỷ m3/s nước. Đây chính là một trong những nguyên nhân có ảnh hưởng tới quá trình động lực lòng dẫn sông Hồng. 3.2.2. Mối liên hệ giữa tốc độ dòng chảy và xu thế vận chuyển dòng cát ở đáy sông Trên một đoạn sông nhất định, động lực dòng chảy là yếu tố có tác động mạnh mẽ nhất đối với quá trình biến đổi lòng sông. Sự tương tác của dòng chảy với lòng sông thông qua 2 yếu tố, đó là dòng nước và dòng bùn cát. 3.2.2.1. Ảnh hưởng của dòng chảy đối với sự biến đổi lòng sông Dòng chảy là một yếu tố động học tích cực trong mối quan hệ tương tác giữa dòng chảy và lòng dẫn. Quá trình lưu lượng của dòng chảy gồm rất nhiều cấp số trị, phân bố rất không đều theo thời gian và không gian. Tác dụng tạo lòng của mỗi cấp lưu lượng không chỉ phụ thuộc vào cấp số trị của nó mà còn phụ thuộc vào số lần xuất hiện của trị số đó trong quá trình chung. Vì vậy, có thể lưu lượng dòng chảy bằng nhau nhưng phân bố theo thời gian khác nhau, hình thái lòng dẫn mà nó tạo ra sẽ khác nhau. Một chế độ thủy văn ổn định (tương đối) tạo ra một lòng sông tương đối ổn định về hình thái trên mặt bằng (trên mặt cắt dọc và mặt cắt ngang). 27 Trong những năm đầu khai thác hồ chứa Hòa Bình, dòng chảy trên sông Hồng có những biến đổi đáng kể. Lũ lớn nguy hiểm được điều tiết qua hồ Hòa Bình làm giảm đỉnh lũ ở hạ du song thời gian duy trì lũ kéo dài. Mùa cạn lượng nước được tăng lên. Chính sự thay đổi lưu lượng đó đã tác động ảnh hưởng đến sự biến đổi lòng dẫn. 3.2.2.2. Ảnh hưởng của dòng bùn cát đến sự biến đổi lòng sông Dòng chảy bùn cát là một yếu tố quan trọng của động lực học lòng sông. Yếu tố bùn cát cũng là tác nhân trực tiếp tạo ra biến hình lòng dẫn. Bùn cát bị xói thì lòng sông sẽ hạ thấp hoặc sạt lở, bùn cát bị lắng xuống lòng sông sẽ được bồi cao. Cũng như yếu tố dòng chảy, bùn cát tham gia vào quá trình tạo lòng bằng đại lượng vận chuyển của mình. Sự phân phối lại dòng bùn cát dưới tác dụng điều tiết của hồ Hòa Bình sẽ có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình biến đổi lòng sông. 3.3. Đặc điểm biến đổi các dải cát ngầm khu vực nghiên cứu trên cơ sở khảo sát dòng chảy 3.3.1. Vị trí và diện phân bố các tâm hội tụ trầm tích và các giải cát lòng sông Từ sau khi hồ Hòa Bình đi vào hoạt động lượng bùn cát trong nước sông Hồng khu vực Hà Nội đã giảm đi nhiều nhưng vẫn thuộc loại lớn. Theo quan trắc và tính toán của Viện Khí tượng Thủy văn, hàng năm lượng bùn cát lơ lửng qua Hà Nội trung bình là 49.106 tấn với độ đục trung bình là 600g/m3( trạm Hà Nội). Trong năm lượng bùn cát nhiều nhất vào tháng VII, VIII, ít nhất vào tháng I,II,III. Bùn cát trong nước sông Hồng thuộc loại mịn, tỷ lệ nhỏ cao, chứa nhiều chất chất keo trong bùn cát. Theo tính toán của Viện Khí tượng Thủy văn, thì trong 1000m3 nước sông Hồng vào đầu mùa lũ có khoảng 20 - 25 kg mùn. Bằng phương pháp đo multibeam đa tia (hình 3.1) kết hợp với kết quả thực tế ngoài thực địa cho thấy tại khu vực nghiên cứu đoạn từ cầu Thanh Trì đến cầu Nhật Tân các tâm hội tụ trầm tích nằm rải rác thành 04 điểm nhỏ với chiều cao đỉnh nón trầm tích dưới 10m và trung bình khoảng 7m (bao gồm: (tọa độ trục X: 591200 và Y: 2324000) và 03 tâm lớn với chiều cao trên 10m và trung bình là 12,5m (tọa độ 28 trục X: 592800 và Y: 2322600), cá biệt có đỉnh đạt sấp xỉ 20m như tại điểm KS 15 phường Bạch Đằng (điểm A có tọa độ trục X: 591000 và Y: 2324000). Tâm hội tụ này khá lớn với đường kính nên đến 2km và nằm chính giữa sông. Theo khảo sát thì các tâm hội tụ trầm tích này đều nằm phía trước cầu, nơi mà chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi động lực dòng chảy bị cản lại. Theo quy luật phân bố và lắng đọng trầm tích kết hợp với động lực của dòng thì tại các vị trí có tọa độ trục X: 592000, Y: 2323000 và X: 5890000, Y:2322500 sẽ là nơi hội tụ trầm tích trong tương lai nếu có các trận lũ lớn xảy ra kéo theo trầm tích tại điểm A xuống. Hiện tại tại các vị trí này do hoạt động khai thác cát và do cơ chế của dòng chảy tạo thành các bẫy trầm tích. Có thể thống kê một số dải cát khu vực nghiên cứu như sau: Bãi cát di động Các bãi cát này hình thành ở giữa sông hoặc ven bờ, không ổn định, thường bị di chuyển sau mỗi mùa lũ, cao độ của các bãi cát loại này biến động trong khoảng 2 -5 m hoặc cao hơn. Các bãi cát này là đối tượng khai thác làm vật liệu xây dựng và san lấp nền cho các công trình xây dựng ở phía trong đê. Trong phạm vi khu vực nghiên cứu, ở thời điểm hiện tại các bãi cát loại này phân bố với diện tích lớn nhất ở khu vực xã Long Biên – quận Long Biên ( bãi Thống Nhất), phường Nhật Tân – quận Tây Hồ, xã Lĩnh Nam (bãi Thúy Lĩnh). Bãi nổi tương đối ổn định giữa sông Trong địa phận Hà Nội có 2 bãi nổi với cao độ bề mặt các bãi trung bình 9- 10m bao gồm: - Bãi Phú Xá- xã Phú Thượng, xã Nhật Tân, quận Tây Hồ: Thường bãi được tách thành hai bãi riêng là bãi Phú Thượng và bãi Nhật Tân do phần giữa của bãi có độ cao khá thấp. Vị trí bãi kéo dài từ Phú Thượng đến Nhật Tân với chiều dài xấp xỉ 4km. Bãi Phú Thượng có diện tích nhỏ hơn bãi Nhật Tân , hình dạng hơn kéo dài. Từ 5-10 năm trước bãi Phú Thượng nằm sát bờ phải 29 sông Hồng, còn bãi Nhật Tân gần bờ trái hơn. Hiện nay do dòng chảy thay đổi, hình dạng của bãi thay đổi nhiều, bãi Phúc Xá đã tách ra xa bờ phải. Độ cao mặt bãi Phúc Xá từ 8-10m. Mép phải bãi hầu hết bị sạt lở, bờ vách cao đến 2-3m. Bờ sông phía bên phải của bãi được gia cố kè mái đê, còn bờ trái được xây dựng các kè mỏ hàn lái dòng. Bãi Phúc Xá hiện được canh tác trồng màu. - Bãi Trung hà: Bãi Trung Hà là bãi bồi lớn giữa sông Hồng từ cửa An Dương đến cửa khách sạn Hà Nội với chiều dài 6km ( ở mực nước 5m) nằm trong địa giới hành chính của các quận Tây Hồ, Ba Đình, Hai Bà Trưng và Long Biên. Độ cao mặt bãi chủ yếu dao động từ 8-10m hoặc cao hơn. Trầm tích bề mặt bãi Trung Hà là cát pha ( phù sa hiện đại). Bãi Trung Hà là bãi đang bị sạt lở mạnh ở mép trái, ở đầu bãi đã gia cố bằng kè lái dòng nên lạch Quýt đang được lấp đầy dần. Sạt lở mép ngày càng gia tăng. Lòng dẫn chính của dòng sông Hồng luôn có sự dịch chuyển làm cho hình thái bãi biến động. Bãi Trung Hà dược con người đưa vào canh tác nông nghiệp từ lâu, chủ yếu là 1-2 vụ rau màu. Trong vài năm gần đây bãi có nguy cơ chiếm lấn để phát triển dân cư. Sự tồn tại của 3 bãi bồi giữa sông nói trên làm cho dòng chảy sông Hồng khu vực Hà Nội từ Thượng Cát đến Chương Dương biến đổi rất phức tạp. Trước đây còn ba bãi nổi giữa sông nữa là bãi Thống Nhất, bãi Thúy Lĩnh và bãi Tranh Khúc nhưng do dòng chảy thay đổi, hiện nay các bãi nổi này đã dính kết với bờ sông hình thành các bãi bồi thấp ven bờ. Bên cạnh các tâm bồi tụ tự nhiêm trên dòng sông còn tồn tại các tâm bồi tụ nhân tạo liên quan đến hệ thống mố cầu bắc qua sông hồng khu vực nội thành Hà Nội. Hiện nay số lượng cầu mới được xây dựng tăng lên, làm cho hình thành các tâm bồi tụ mới như ở khu vực sát chân cầu Chương Dương, khu vực cầu Long Biên, đi cùng với đó là có các khu vực bị khoét sâu như ở khu vực cảng Hà Nội, Bát Tràng . Các kết quả nghiên cứu địa hình đáy mới nhất được trình bày trong hình (3.1, 3.2, 3.3). 30 Hình 3.1: Mô hình 3D lòng sông Hồng với vị trí các tâm hội tụ trầm tích đo bằng thiết bị Multibeam 31 Hình 3.2: Mô hình 3D lòng sông Hồng với vị trí các tâm hội tụ trầm tích đo bằng thiết bị Multibeam 32 Hình 3.3: Mô hình 3D lòng sông Hồng với vị trí các tâm hội tụ trầm tích đo bằng thiết bị Multibeam 33 3.3.2. Xu thế biến động của các dải cát lòng sông Quá trình biến đổi các doi cát được xem xét thông qua đối sánh các bản đồ thuộc hai thời kỳ 1984 và 2013. Trên cơ sở kết quả đo multibeam cho phép xác định xu thế biến động các doi cát và bãi bồi này. Trên hình 3.4 là vị trí các bãi cát (doi cát, bãi bồi) chính trong khu vực nghiên cứu. Hình 3.4: Vị các các bãi bồi trong khu vực nghiên cứu (ảnh bên trái là năm 1984 và bên phải là năm 2013, các bản đồ ở cùng tỷ lệ 1/100.000)[14] Nhìn trên bản đồ ta thấy năm 1984 có 4 bãi lớn (chính) gồm: bãi Phú Xá (1), bãi Trung Hà (2), bãi Thống Nhất (3), bãi Thúy Lĩnh (4) và 3 bãi nhỏ (phụ) gồm: các bãi (5), (6), (7). Đến năm 2013 còn 2 bãi chính và 1 bãi phụ. Như vậy, số lượng bãi giảm là 4 gồm 2 bãi chính và 2 bãi phụ. Cụ thể: Khu vực sông Hồng đoạn Nhật Tân: nhìn trên bản đồ năm 1984 cho thấy đoạn này gồm 1 bãi chính (bãi Phú Xá) và 1 bãi phụ (bãi 5) nằm chính giữa tâm 34 bán kính cong của bãi chính về phí bờ(Hình 3.5). Bãi Phú Xá có diện tích xấp xỉ 4.5 km2 với chiều dài 4.5km và chiều rộng 1km vào năm 1984 (theo lưới ô vuông 1km), chiều cao mặt bãi là + 5m và lớn gấp gần 20 lần bãi nhỏ (bãi 5). Đến thời điểm năm 2013 vẫn còn hai bãi. Tuy nhiên, bãi nhỏ đã mất đi và bãi lớn Phú Xá giảm kích thước 5 lần và chỉ còn ≈ 1km2 và chiều cao còn +2m. Thêm vào đó là đã hình thành 1 bãi nhỏ khác có kích thước bằng 1/3 bãi lớn và nằm lui về phí thượng nguồn. Năm 1984 bãi Phú Xá nằm lệch về phía bờ trái đồng thời chia sông Hồng đoạn này thành 2 dòng, dòng chủ lưu nằm về phí bờ phải và gấp 4 lần dòng phụ. Theo Nguyễn Văn Cư và nnk, 1997 , bãi Phú Xá nằm lệch về phí bờ phải và dòng chủ lưu nằm về phía bờ trái lớn gấp 3 lần dòng phụ lưu, hơn nữa trục lòng dẫn sông Hồng đoạn này đang có xu hướng chuyển dịch từ phải sang trái, có nghĩa là bờ trái có xu hướng bị xói lở. Quan sát trên bản đồ năm 2013 có thể thấy bãi Phú Xá nằm gẫn giữa sông và có xu hướng chuyển dịch về phái bờ phải. Như vậy, trong tương lai, bãi Phú Xá có xu hướng chuyển dịch về phía bờ phải. Mặt khác, hướng dòng chảy thay đổi từ T - Đ sang TB - ĐN làm động lực dòng đoạn này thay đổi và thúc mạnh vào bờ trái làm xói lở bờ và vách trái bãi Phú Xá. Do đó bãi này bị xé thành 2 phần nằm xa bờ trái và có kích thước nhỏ như hiện nay. Hình 3.5: Sự thay đổi hình thái của bãi cát qua 30 năm tại bãi Phúc Xá và Trung Hà(bên trái bản đồ địa hình thành lập năm 1984 và bên phải là ảnh vệ tinh năm 2013) A B 35 Từ mặt cắt sâu địa hình đáy lòng sông đoạn này (hình 3.6) và nhìn trên bản đồ mô hình số độ sâu (hình 6) ta thấy, khu vực bờ trái đoạn phía trước bãi bồi về hướng hạ lưu có độ sâu trung bình 14m và bờ phải nông hơn khoảng 5 - 10m thậm chí xuống dưới 2.5m gần bờ. Nguyên nhân là do sự thay đổi động lực dòng chảy từ sự đổi hướng dòng chảy, sự phân lưu sông Hồng vào sông Đuống và hiện trạng khai thác cát đoạn này. Tóm lại, trong tương lai bãi Phú Xá có xu hướng chuyển dịch về phía bờ phải với tốc độ chậm, đồng thời bị xé nhỏ và dần bị mất đi. 36 Tóm lại, sông Hồng đoạn này tương đối ổn định. Cả hai bãi (Trung Hà, bãi (6)) đều tăng về kích thước. Tuy nhiên, bãi (6) ngày càng có xu hướng chuyển mở rộng và chuyển dịch về phí hạ lưu Khu vực từ Chương Dương đến Cầu Vĩnh Tuy: Lòng dẫn đoạn này năm 1984 bao gồm 2 bãi gồm 1 bãi chínhvà 1 bãi phụ (Hình 3.7). Bãi chính hay bãi Thống Nhất nằm sát bờ trái với kích thước chiều dài khoảng 2.5km và chiều rông khoảng 0.3km. Bãi nhỏ (bãi 7) có kích thước chiều dài 0.7km và chiều rông khoảng 0.15km. Bờ trái thẳng còn bờ phải cong về phía ngoài. Tuy nhiên vào năm 2013 cả 2 bãi này đều không còn nữa. Nguyên nhân là do sông Hồng cuối đoạn này lại bắt đầu chuyển hướng dòng chảy đồng thời bờ bên phải chịu tác động trực tiếp từ động lực dòng nên có xu hướng bị xói lở. Với bờ trái được bồi đắp, vách bên phải bị xói lở, nên bãi Thống Nhất bị chuyển dịch về bờ trái và tạo thành bãi bồi ven bờ như ngày nay. Bãi (7) nằm đối diện trực tiếp với động lực dòng nước trước khi bờ phải chịu tác động. Ngoài ra, hoạt động khơi thông luồng lạch cho hoạt động giao thông của khu vực cảng Hà Nội cũng là nguyên nhân khiến bãi (7) mất đi. Quan sát trên bản đồ 3D (hình 3.9) ta thấy khu vực này có độ sâu giảm đột ngột xuống dưới 15m (hình 3.10) tạo thành 1 hố sâu rộng và kéo dài dọc theo bờ phải. Bên phía sát bờ trái cũng khá sâu song hẹp hơn, nguyên nhân cũng là do hoạt đông khai thác cát trộm tại đây. Tóm lại, Bãi Thống Nhất có xu hướng chuyển dịch về phía bờ trái, bãi còn lại mất đi ngoài nguyên nhân tự nhiên còn có tác động của nhân sinh. Các bãi bồi ít có xu hướng hình thành tại khu vực này. 37 Hình 3.7: Sự biến đổi của doi cát và đường cong của bờ qua 30 năm tại khu vực bãi Thống Nhất (bên trái bản đồ địa hình thành lập năm 1984 và bên phải năm 2013) Khu vực đoạn từ cầu Vĩnh Tuy đến khu vực làng Bát Tràng: khu vực này chỉ gồm 1 bãi Thúy Lĩnh (Hình 3.8) thuộc bờ phải sông Hồng. Năm 1984 còn quan sát thấy bãi bồi Thúy Lĩnh nằm giữa sông và lệch về phía bên bờ phải. Sông Hồng đoạn này hẹp và bị uốn khúc mạnh,có dạng hình “sin” với hệ số uốn khúc 1,3 – 1,5, bán kính cong dao động trong khoảng 2000 - 4000 m. Do vậy động lực dò