Hiệu quả ứng dụng kết cấu đảo chiều hoàn lưu chống sạt lở bờ sông vu gia khu vực xã Đại Cường, tỉnh Quảng Nam

 25
34(1), 25-30 Tạp chí CÁC KHOA HỌC VỀ TRÁI ĐẤT 3-2012 
HIỆU QUẢ ỨNG DỤNG KẾT CẤU ĐẢO CHIỀU 
HOÀN LƯU CHỐNG SẠT LỞ BỜ SÔNG VU GIA 
KHU VỰC XÃ ĐẠI CƯỜNG, TỈNH QUẢNG NAM 
NGUYỄN ĐĂNG GIÁP1, HOÀNG THANH SƠN2 
E-mail: ndgiap74@gmail.com 
1Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam 
2Viện Địa lý - Viện Khoa học và công nghệ Việt Nam 
Ngày nhận bài: 02 - 11 - 2011 
1. Mở đầu 
Sạt lở bờ sông là nguyên nhân trực tiếp gây mất 
đất, tài sản, công trình ven sông, thậm chí có thể là 
nguyên nhân dẫn tới vỡ đê, gây tổn thất nặng nề về 
người và của. Vì vậy, xây dựng công trình bảo vệ 
bờ sông luôn là hạng mục hàng đầu trong nhiệm vụ 
phòng, chống và giảm nhẹ thiên tai ở nước ta. 
Thông thường, loại công trình phổ biến, đơn giản, 
được ứng dụng lâu đời là kè gia cố bờ với các kết 
cấu khác nhau, tùy theo điều kiện kinh tế, kỹ thuật 
mỗi nơi. Kè gia cố bờ là loại công trình bị động, 
dùng vật liệu có tính năng chống xói tốt trực tiếp 
phủ lên bờ đất cần bảo vệ, không tác động vào 
nguyên nhân gây sạt lở là dòng chảy. Từ những 
năm 70 của thế kỷ XX, ở Việt Nam bắt đầu ứng 
dụng loại công trình chủ động, tác động vào dòng 
chảy đẩy chủ lưu ra xa bờ để loại trừ nguyên nhân 
gây sạt lở bờ, đó là mỏ hàn. Từ trước đến nay, mỏ 
hàn có kết cấu phổ biến nhất là khối đổ hình núi, 
thông thường là đá hộc, rọ đá hoặc khối bê tông. 
Không kể những trường hợp do nghiên cứu không 
đầy đủ, bố trí công trình không hợp lý, hệ thống 
mỏ hàn không đạt hiệu quả mong muốn, thậm chí 
còn gây ra những tổn thất nặng nề hơn, kết quả lý 
tưởng mà hệ thống mỏ hàn mang lại là bảo vệ được 
an toàn cho bờ sông, lấp cạn các lạch sâu gần bờ, 
nhưng không thể tạo ra các khối bồi lắng đủ lớn để 
đưa đường bờ lấn ra sông. Ngoài ra, vùng mũi các 
mỏ hàn thường hình thành các hố xói cục bộ rất 
sâu và các dòng xoáy nguy hiểm. Những nơi có 
đường bờ đã áp sát chân đê hay đường giao thông, 
gần nhà cửa, phố xá, rất cần có các khối bồi lắng 
đủ lớn, tạo an toàn hơn cho mục tiêu bảo vệ. Kết 
cấu đảo chiều hoàn lưu cho mỏ hàn được nghiên 
cứu nhằm đáp ứng mục đích đó. 
2. Phương pháp nghiên cứu 
2.1. Bản chất kỹ thuật của kết cấu đảo chiều 
hoàn lưu 
Trong đoạn sông cong tự nhiên, dòng chảy có 
kết cấu thứ cấp được gọi là hoàn lưu vì hình chiếu 
trên mặt cắt ngang của đường dòng là đường tròn 
khép kín. Hoàn lưu ở khúc sông cong làm cho dòng 
chảy mặt có hướng từ bờ lồi xô vào bờ lõm, dòng 
chảy đáy lại từ bờ lõm chuyển sang bờ lồi. Bờ lõm 
bị sạt lở vì dòng chảy mặt có vận tốc cao, lực xung 
kích lớn, có thể phá hoại kết cấu đất bờ làm cho đất 
bờ sạt lở xuống. Số đất bờ sạt lở xuống đáy bị dòng 
chẩy đáy mang sang phía bờ lồi, vì vậy gây ra bồi 
lắng ở bờ lồi. 
Công trình có kết cấu đảo chiều hoàn lưu dùng 
cho mục đích chống sạt lở bảo vệ bờ dựa trên 
nguyên tắc làm việc là tác động vào dòng chảy 
theo chiều ngược lại: đón dòng nước mặt có động 
năng lớn, đẩy ra xa bờ lõm, hướng chuyển sang 
phía bờ đối diện và loại trừ nguyên nhân trực tiếp 
gây sạt lở; ngược lại, dòng chảy đáy mang nhiều 
bùn cát, theo quy luật hoàn lưu, sẽ tự động đi về 
phía bờ lõm, để chân bờ không những không bị 
kéo ra mà còn được bồi đắp thêm bùn cát [1]. Như 
vậy, hoàn lưu đã được đảo chiều. 
Nguyên lý làm việc của công trình có kết cấu 
đảo chiều hoàn lưu được thể hiện trên hình 1. 
Những nơi có dòng chảy mùa lũ lên nhanh, nhiều 
bùn cát, sử dụng kết cấu này để bảo vệ bờ, nếu bố 
trí hợp lý sẽ cho hiệu quả nhanh và ổn định. 
 26 
Dòng chảy mặt Dòng chảy đáy 
Khu vực xói 
Khu vực bồi 
Hình 1. Nguyên lý làm việc của kết cấu đảo chiều hoàn lưu 
2.2. Giải pháp kết cấu đảo chiều hoàn lưu 
Công trình chống sạt lở, bảo vệ bờ sông có sử 
dụng kết cấu đảo chiều hoàn lưu được bố trí để dẫn 
dòng chủ lưu từ bờ đi ra phía ngoài tuyến chỉnh trị; 
đón dòng chảy mặt và đẩy nó đi ra theo hướng 
mới, tạo với hướng chảy cũ một góc từ 120° đến 
150°, đồng thời tạo khe hở phía dưới để đón dòng 
chảy đáy mang bùn cát đi vào và lắng đọng lại 
vùng bờ lở. Kết cấu đảo chiều hoàn lưu chống sạt 
lở, bảo vệ bờ sông được tạo thành bởi: 1- Giá đỡ 
tấm hướng dòng; 2- Tấm hướng dòng mặt bằng 
bản phẳng kín nước; 3- Khe hở đáy; 4- Kè gia cố 
đáy; 5-Kè gia cố bờ; 6- Mỏ hàn ở gốc công trình 
(hình 2); 7- xà kẹp; 8- Dầm ngang; 9- trụ đỡ; 
10- Gông liên kết (hình 3, 4). 
H
uí
ng
 d
ßn
g 
ch
¶y
12
0-
15
0
0
6
5
3
6
5
2 2
1
4
Hình 2. Mặt bằng, cắt dọc công trình đảo chiều hoàn lưu 
Dßng ch¶y Dßng ch¶y Dßng ch¶y
7
1
7
1
9
1 1
78
8
Hình 3. Giá đỡ tấm hướng dòng 
AA
B
B
A-A
B-B
10
2 1
7
2
7
1
2
7
1
MNTKCT
(0,6-0,7)h
(0,25-0,35)h
0,05h
h
2
3 4
7
1
Hình 4. Chi tiết bố trí kết cấu công trình 
b) c) a) 
 27
- Giá đỡ tấm hướng dòng: được hình thành bởi 
hệ thống khung bằng cọc đóng theo tuyến công 
trình thành một hàng đơn (hình 3a), một hàng có 
cọc chống (hình 3b) hoặc hai hàng (hình 3c), tuỳ 
theo tình hình dòng chảy và địa chất lòng sông 
vùng công trình. Cao trình đỉnh cọc cao hơn mực 
nước thiết kế chỉnh trị từ 0,5 đến 1,0m. Kích thước 
các cọc này được xác định theo kết quả tính toán 
kết cấu với sơ đồ tải trọng thích hợp; các cọc được 
liên kết dọc, ngang bằng các xà kẹp 7 và dầm 
ngang 8. 
- Tấm hướng dòng mặt bằng bản phẳng: được 
lắp đặt hoặc gắn lên phần trên của giá đỡ. Phạm vi 
che chắn của tấm hướng dòng từ đỉnh cọc xuống 
chiếm (0,6-0,7)h, với h là chiều sâu dòng chảy 
dưới mực nước thiết kế chỉnh trị. Tấm hướng dòng 
mặt được chế tạo, lắp đặt và thay thế linh hoạt 
bằng các thanh hoặc các bản dựng vào khe giữa 2 
xà kẹp 7, hai xà kẹp được liên kết bằng gông 10 
(hình 4). 
- Khe hở đáy: là khoảng trống nằm dọc theo 
chân cọc, giữa tấm hướng dòng mặt 2 và kè gia cố 
đáy 4, có chiều cao (0,3-0,4)h với h là chiều sâu
dòng chảy dưới mực nước thiết kế chỉnh trị (hình 4). 
- Kè gia cố đáy: được bố trí dọc theo chân cọc, 
là lăng thể đá hộc, rồng đá, thảm đá hoặc bè chìm 
(hình 4). Chiều dày gia cố đáy lấy (0,5 - 1,0)m, 
chiều rộng gia cố đáy về mỗi bên hàng cọc lấy 
bằng 0,15 lần chiều sâu nước lớn nhất tính từ mực 
nước thiết kế chỉnh trị. 
- Kè gia cố bờ gốc công trình: được bố trí trong 
phạm vi 20m về phía thượng lưu và 10m về phía 
hạ lưu; mỏ hàn 6 nối bờ được sử dụng khi lạch sâu 
ép sát bờ, kết cấu gia cố bờ và mỏ hàn sử dụng 
giống như trường hợp thông thường (hình 2). 
3. Kết quả và thảo luận 
3.1. Giới thiệu về khu vực áp dụng công trình 
Hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn nằm ở dải 
duyên hải Nam Trung Bộ nước ta có diện tích lưu 
vực tính tới cửa ra là 10.350km2, gồm hai sông 
chính Vu Gia ở phía bắc và Thu Bồn ở phía nam. 
Hai sông có liên hệ thủy lực qua khu vực sông 
Quảng Huế, nơi dòng chảy tập trung trong lòng 
dẫn về mùa kiệt và tràn qua bãi từ sông Vu Gia 
sang sông Thu Bồn vào mùa lũ (ảnh 1). 
Qu¶ng huÕ
C¾t s«ng tù nhiªn
S«ng Thu Bån
S«ng Vu Gia
Ảnh 1. Hiện trạng khu vực cắt dòng sông Quảng Huế năm 2001 
 28 
Tình hình dòng chảy, chế độ thủy lực và diễn 
biến lòng dẫn của sông Quảng Huế quyết định rất 
lớn tới tỷ lệ phân lưu, chế độ dòng chảy lũ, kiệt 
giữa hai sông Vu Gia và Thu Bồn. Do độ cong quá 
lớn (chiều dài sông gần bằng 5 lần bán kính cong) 
nên sau mùa lũ năm 2000, đoạn sông bị cắt dòng 
tạo ra một dòng mới nối sang sông Thu Bồn với 
chiều dài 1,1km, chiều rộng 80-100m. Cửa vào 
lạch Quảng Huế mới nằm tại vị trí cách cửa sông 
Quảng Huế cũ khoảng 1,7km về phía thượng lưu, 
thuộc địa phận xã Đại Cường. Sau khi xuất hiện 
lạch sông Quảng Huế mới, lạch Quảng Huế cũ bị 
yếu dần và chỉ sau 2 năm đã bồi lấp gần như hoàn 
toàn. Kết quả là sau lũ bước sang mùa kiệt phần 
lớn dòng chảy từ thượng nguồn Vu gia chuyển hết 
sang Thu Bồn gây tình trạng thiếu nước tưới cho 
nông nghiệp và các hoạt động dân sinh kinh tế của 
thành phố Đà Nẵng. Sông Quảng Huế mới được 
hình thành ngày càng mở rộng và gây xói lở mạnh 
khu vực ven sông. Nhiều nhà cửa bên bờ sông phải 
di dời, hàng trăm hecta đất canh tác thuộc các thôn 
8,9, Ô Gia Bắc, Thanh Vân, xã Đại Cường, huyện 
Đại Lộc bị sạt lở cuốn trôi. Hệ thống điện 110KV 
cung cấp cho xã Đại Cường bị hư hại nặng, đường 
giao thông liên huyện bị cắt đứt[Vũ Thu Lan 
2010. Dự án: Tiến hành khảo sát thực địa và lập 
mô hình thủy văn thủy lực cho lưu vực sông Thu 
Bồn, tỉnh Quảng Nam]. 
Dự án chỉnh trị sông Quảng Huế (2006 - 2007) 
gồm nạo vét 3,2km sông và xây dựng 1,2km kè. 
Công trình được khởi công vào tháng 6/2007, dự 
kiến sẽ đưa vào sử dụng trước ngày 30/9/2007. Tuy 
nhiên, dưới tác động của trận lũ lớn tháng 10/2007 
nước từ thượng nguồn sông Vu Gia đổ về nhanh đã 
cuốn phăng tuyến kè Đại Cường tại thôn Thanh 
Vân, xã Đại Cường, huyện Đại Lộc vào lúc 23h30’ 
ngày 3/10/2007 (ảnh 2a, b). 
Dòng lũ cuốn trôi tuyến kè (a) Kết cấu kè bị phá hoại sau lũ (b) 
Ảnh 2. Tuyến kè bờ sông Vu Gia bị phá hủy đợt trong lũ tháng 10/2007 
Vì vậy, rất cần có hệ thống kết cấu đảo chiều 
hoàn lưu nhằm bảo vệ đoạn bờ sông ở khu vực này 
để duy trì trạng thái phân chia nguồn nước giữa hai 
sông Vu Gia và Thu Bồn. 
3.2. Ứng dụng kết quả nghiên cứu trong thực tế 
tại Quảng Nam 
Kết quả nghiên cứu thí nghiệm tại Phòng Thí 
nghiệm trọng điểm thủy lực sông biển thuộc Viện 
Khoa học thủy lợi Việt Nam [Lương Phương Hậu 
(2010), Đề tài KC 08.14/06-10: Nghiên cứu cơ sở 
khoa học và các đặc trưng kỹ thuật hệ thống công 
trình tạo hoàn lưu, ứng dụng trong công trình chỉnh 
trị sông ở đồng bằng Bắc Bộ và Nam Bộ] đã xác 
định được các quan hệ giữa bán kính cong R với 
hiệu quả bồi sau công trình của các đoạn sông 
cong khác nhau. Và ở đây chúng tôi đề xuất 
như sau: 
i. Các tham số chỉnh trị (bảng 1) 
Đoạn bờ Đại Cường sông Vu Gia là một khúc 
cong, có bán kính cong R≈3B, nên có thể ứng dụng 
các kết quả nghiên cứu cho đoạn sông có R=3B. 
- Mực nước chỉnh trị: Mực nước chỉnh trị được 
lấy tương ứng với lưu lượng tạo lòng 
QTL=1.550m3/s, mực nước tương ứng H = +7,2m. 
- Chiều rộng tuyến chỉnh trị: bề rộng tuyến 
chỉnh trị được chọn là B=360m. 
- Tuyến chỉnh trị: Chiều rộng tuyến chỉnh trị 
thượng, hạ lưu điểm phân lưu sang sông Quảng 
Huế mới B1=360m. 
 29
Bảng 1. Các tham số bố trí mặt bằng công trình 
TT Yếu tố Đơn vị V3 V4 V5 
1 Chiều dài thân m 110 110 110 
2 Chiều dài cánh m 75 110 155 
3 Góc mở φ độ 125 134 148 
4 Khoảng cách giữa 2 đập 
mỏ hàn V3 và V4 
m 200 
5 Khoảng cách giữa 2 đập 
mỏ hàn V4 và V5 
m 200 
ii. Mặt bằng bố trí công trình (hình 5) 
+ Theo kết quả nghiên cứu, để có thể tạo ra 
khối bồi liên tục gần bờ, khoảng cách giữa các 
công trình lấy bằng L < 2b + 3a = 200m; 
 + Góc mở của thân và cánh lấy bằng φ = 125°; 
134°; 148°; 
 + Chiều dài thân và cánh lấy theo khoảng cách 
giữa bờ và tuyến chỉnh trị. 
T T
G
G
G
G
T
G
G
T
T
8.747
K1+00
6.374
DCII-5
6.667
DCII-4
DCII-8
8.054
S«ng vu gia
G
G
G
G
G
G
G
G
G
G
G
G
G
G
G
G
GG G
G
G
G
G
G
ñ öôøn g bt
mÆt b»ng bè trÝ tæng thÓ c«ng tr×nh
Hình 5. Bố trí tổng thể công trình bảo vệ bờ sông Vu Gia 
3.3. Những hiệu quả đạt được của công trình đảo 
chiều hoàn lưu 
Hiệu quả gây bồi của công trình bảo vệ bờ sông 
Vu Gia khu vực Đại Cường được tính toán theo 
phương pháp chập bình đồ các năm 2008, 2009 và 
2011. Kết quả tính hiệu bình đồ được thể hiện trên 
hình 6, trong đó dấu (-): xói; dấu (+): bồi. Số liệu 
thể tích bãi bồi sau công trình được ghi cụ thể 
trong bảng 2. 
Hiệu quả bồi xói giữa năm 2009 và 2008 Hiệu quả bồi xói giữa năm 2011 và 2008 
Hình 6. Hiệu quả bồi xói theo phương pháp chập bình đồ 
V bồi xói V bồi xói 
Thu từ tỷ lệ 1:200.000 
 30 
Bảng 2. Thống kê số liệu bồi khu vực công trình đảo chiều hoàn lưu Đại Cường 
Thời kỳ Thể tích bồi V3(m3) Thể tích bồi V4(m3) Thể tích bồi V5(m3) Thể tích bồi tổng (m3) 
2011 - 2008 25.773,70 31.296,83 24.065,16 81.135,69 
2009 - 2008 7.550,74 10.053,57 26.166,12 43.770,43 
So sánh địa hình giữa hai năm 2008 và 2009 
cho thấy: bãi bồi xuất hiện ở sau đập mỏ hàn V5, 
còn ở sau mỏ hàn V3, V4 khối lượng bồi không 
đáng kể. Điều này là do khi công trình chưa hoàn 
thành đã có lũ tràn về, nên cụm công trình chưa đạt 
hiệu quả cao. Đến thời điểm tháng 3/2011 công 
trình đã hoàn thành các hạng mục, sau các đập mỏ 
hàn đều có các bãi bồi, đường bờ theo tuyến chỉnh 
trị mới được hình thành tương đối rõ.Tổng thể tích 
bồi năm 2011 (81.135m3) gấp hai lần so với năm 
2009 (43.770 m3). 
4. Kết luận 
Ứng dụng công trình kết cấu đảo chiều hoàn 
lưu trong bảo vệ bờ lõm sông cong là một loại 
công trình chỉnh trị sông mới, bắt đầu được thử 
nghiệm để áp dụng ở Việt Nam. Trên cơ sở kết quả 
nghiên cứu thí nghiệm mô hình vật lý đã xác định 
được các yếu tố thủy lực, bùn cát của dòng chảy
diễn ra trên các đoạn sông cong và chứng minh 
được cơ chế thủy lực hình thành dòng hoàn lưu 
trên đoạn sông cong. Kết quả còn xác lập được các 
thông số cơ bản trong bố trí công trình đảo chiều 
hoàn lưu ứng dụng cho khu vực cụ thể là đoạn 
sông Vu Gia tỉnh Quảng Nam nhằm bảo vệ bờ cho 
khu vực này. Số liệu đo đạc thực tế trong các năm 
2008, 2009 và 2011 cho thấy rằng: kết cấu đảo 
chiều hoàn lưu ứng dụng trong bảo vệ bờ lõm sông 
cong là một loại công trình chỉnh trị có hiệu quả 
gây bồi nhanh chóng, đã xác lập được đầy đủ cơ sở 
khoa học để đưa ra ứng dụng ngoài thực tế và có 
thể nhân rộng việc ứng dụng trên các sông khác ở 
miền Trung nước ta. 
TÀI LIỆU DẪN 
 [1] Lương Phương Hậu, Trần Đình Hợi, 2004: 
Động lực học dòng sông và Chỉnh trị sông. Nxb. 
Nông nghiệp, Hà Nội, tr.185-239. 
SUMMARY 
Effective application of reverse circulation structure against bank erosion of Vu Gia river at 
Dai Cuong commune, Quang Nam province 
Vietnam has an abundant river system with big residential areas and important economic - cultural constructions 
along the banks. However, dynamical processes are causing erosion of river bank, especially at curve sections of the 
rivers. Task of preventing river erosion and protecting river’s constructions are always the meaningfully and practically 
major mission of science and technology. On some river sections, the attic and soldering embankments are usually 
ineffective in river bank erosion, especially when flows are very strong and/or floods. Application of the reverse 
circulation structures to protect concave banks is a new river treatment used as a pilot application in Vietnam. As a 
result, this method has surmounted weak points of usual embankments and protected river bank effectively, raising the 
level of deposit quickly just after a high water season.