Xác định giới hạn truyền triều trên sông và sự thay đổi mực nước, lưu tốc khi có công trình chắn

 66 
XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN TRUYỀN TRIỀU TRÊN SÔNG VÀ SỰ THAY ĐỔI 
MỰC NƯỚC, LƯU TỐC KHI CÓ CÔNG TRÌNH CHẮN 
Hồ Sĩ Minh, Nguyễn Trọng Tư, 
Hồ Hồng Sao & Mai Lâm Tuấn 
Bộ môn Công nghệ và Quản lý xây dựng 
Trường Đại học Thủy lợi 
Tóm tắt: Hiện nay, khi tính toán mực nước thiết kế các công trình trên các đoạn sông có thủy 
triều chúng ta chưa xét đến ảnh hưởng do chuyển động triều gặp công trình chắn ngang làm thay 
đổi đáng kể mực nước, lưu tốc. Nội dung bài báo giới thiệu một số kết quả trong đề tài nghiên cứu 
khoa học cấp cơ sở năm 2009: “Hướng dẫn tính toán thủy lực ngăn dòng công trình ở vùng triều” 
do GS.TS Hồ Sĩ Minh chủ nhiệm. 
1. Giới thiệu: 
Dọc bờ biển Việt nam có 88 cửa sông chính 
và mạng lưới sông, lạch dày đặc ở đồng bằng 
sông Cửu Long chịu ảnh hưởng của thủy triều 
với 4 chế độ là: nhật triều, bán nhật triều đều và 
không đều, gọi chung là sông triều. Sông, lạch 
triều ở Việt Nam thường có độ sâu h =315m, 
hệ số nhám n = 0,025; lưu tốc dòng triều u = 
0,52,0 m/s. Các nhà tư vấn thiết kế và nhà 
thầu xưa nay chưa chú ý tính toán đúng mực 
nước và lưu tốc bị thay đổi do ảnh hưởng của 
truyền triều khi gặp công trình chắn. Vì vậy, khi 
lập dự án xây dựng các công trình trên sông 
triều cần xét đến sự thay đổi đó. 
2. Giới hạn truyền triều 
Triều truyền vào sông, do đặc điểm địa hình, 
ma sát lòng dẫn, dòng chảy sông chảy về thì 
biên độ mực nước bị chiết giảm theo dạng: 
xel
*
)()0( 
 (1) 
Trong đó: 
)0(
- Biên độ mực nước tại vị trí công trình 
cách cửa vào (m), x= l 
)(l
 - Biên độ mực nước tại cửa vào (m) 
* - biểu thức được tính theo Hồ Sĩ Minh [2], 
3/7
2
*
2h
ucn
  (2) 
c- tốc độ truyền triều (m/s), 
222 /11
2
Am
gh
c
 , (3) 
hC
ug
mA
2
 ; ghc 0 (4) 
u- lưu tốc dòng triều, u = 0,52,0 m/s 
h- độ sâu trung bình sông (m). Độ sâu sông 
Viêt Nam h =315m 
n- hệ số nhám, n=0,025 
C- hệ số Chezy (m1/2 /s), tính theo Maning 
6
1
1
h
n
C 
Dựa vào (1) và (2), biên độ mực nước ngược 
về thượng nguồn giảm dần, biểu diễn như hình 
1 và kết quả tính giới hạn truyền triều trên các 
sông Việt Nam như bảng 1. 
1 2 3 4 5 6 7
Qo
1
2
3
4
5
6
7
 67
Hình 1: Chiết giảm biên độ mực nước. 
Bảng1: Giới hạn truyền triều trên các sông ở 
Việt Nam 
Độ sâu 
h (m) 
l (km) 
Bán nhật triều Nhật triều 
3 57,9 111,9 
4 66,9 129,3 
5 74,8 144,5 
6 81,9 158,3 
7 88,5 170,0 
8 94,6 182,8 
9 100,3 193,9 
10 105,8 204,4 
11 110,9 214,3 
12 115,8 223,9 
13 120,6 233,0 
14 125,0 241,8 
15 129,5 250,3 
Kết quả tính trong bảng 1 tương đối phù hợp 
với số liệu dẫn trong [1]: 
Giới hạn truyền sóng triều trên sông Hồng 
về mùa kiệt khoảng 180 km (nhật triều, h=7-
8m); trên sông Thái Bình khoảng 150 km (nhật 
triều, h= 6-7 m); trên sông Tiền và sông Hậu 
sóng triều bị tiết giảm tương đối chậm, đoạn tiết 
giảm nhiều hơn cả là khoảng 50- 150 km cách 
biển (bán nhật triều không đều, h= 7-15m). Về 
mùa kiệt, ảnh hưởng triều với biên độ nhỏ có 
thể lên đến 200- 300 km. 
3. Sự thay đổi mực nước trong sông triều 
khi có công trình chắn 
Sơ đồ truyền triều khi có công trình chắn như 
hình 2 
Hình 2: Sơ đồ vị trí công trình chắn 
Trong đó: 
)(l
-Biên độ mực nước cửa vào (m); 
)0(
- Biên độ mực nước tại công trình chắn 
(m). Theo Hồ Sĩ Minh [2]: 















Hình 3: Quan hệ 
 0ˆ
ˆ

 l ~ 
0c
l ~

mA 
}1{sinhcos
1
0ˆ
ˆ
2
0
0
22 
c
c
c
l
c
l
l


 (5) 
Đối với sông triều ở Việt Nam, biến đổi tăng 
lên của 
 0ˆ
ˆ

 l nên xét trong khoảng 
2
3
2
1
0
c
l
, 
(hình 3). Kết quả tính toán giới hạn đó trong 
bảng 2 
Bảng 2: Giới hạn cần xét sự dâng mực nước khi 
có công trình chắn trên các sông ở Việt Nam 
h (m) 
l (km) 
Bán nhật triều Nhật triều 
Từ Đến Từ Đến 
3 19,3 57,9 37,3 111,9 
4 22,3 66,9 43,1 129,3 
5 24,9 74,8 46,2 144,5 
6 27,3 81,9 52,8 158,3 
7 29,5 88,5 57,0 170,0 
8 31,5 94,6 61,0 182,8 
 68 
h (m) 
l (km) 
Bán nhật triều Nhật triều 
Từ Đến Từ Đến 
9 33,4 100,3 64,6 193,9 
10 35,3 105,8 68,1 204,4 
11 37,0 110,9 71,5 214,3 
12 38,6 115,8 74,6 223,9 
13 40,2 120,6 77,7 233,0 
14 41,7 125,0 80,6 241,8 
15 43,2 129,5 83,4 250,3 
4. Xác định biến đổi đổi mực nước, lưu tốc 
theo L. Voogt Rijkswaterstaat (Cục Công 
trình Thủy lợi và Giao thông Hà Lan) [4] 
Ippen A.T.(1966) trong: “Estuary and 
Coastaline Hydrodynamics” đã xấp xỉ phương 
trình liên tục 0 




t
b
x
Q 
 và phương trình 
chuyển động 
22 RC
ugu
gI
x
g
x
u
u
t
u





 
trở thành: 
x
u
h
t 



 (6) 




uM
x
g
t
u
.
 (7) 
 Trong đó: 
 - Mực nước dao động tính từ cao trình 
mực nước trung bình (m); 
hC
u
M
.3
8
2
max
 ; 
t
T
u
u
 2
cos
max 
g - gia tốc trọng trường (m/s2); 
C- hệ số Chezy (m1/2/s); 
 u - lưu tốc theo hướng x (m/s); 
Khử u trong (6) và (7) dẫn đến: 
x
gM
tx
c





 
2
2
2
2
2
0 (8) 
 Trong đó: ghc 0 
A.T. Ippen đưa ra cách giải phương trình (8) 
với điều kiện biên: coi giới hạn truyền triều như 
là một đập chắn vì thế có 2 sóng triều, sóng vào 
có biên độ 1 và sóng phản xạ trở lại truyền 
ngược trục x có biên độ 2 . Biên độ 1 và 2 
phụ thuộc x và t và thời gian bắt đầu phản xạ ở 
mực nước cao tại vị trí giới hạn truyền triều x= 
0. Vì vậy cao trình mực nước ở thời điểm t tại vị 
trí x bất kỳ được biểu diễn theo phương trình: 
 )2cos()2cos(0
21
kx
T
t
ekx
T
t
ea xx 


 (9) 
Trong đó:
Tc
k
0
2 
 (1/m); 
 - hệ số suy giảm biên độ ( 1/m); 
2
0
0
Ha

 với: H0 là biên độ triều ứng với 
mực nước triều cao ở vị trí đập chắn x =0. 
Quan hệ giữa biên độ mực nước và lưu tốc ở 
vị trí cửa sông và đập chắn như sau: 
rl
x
lx
cosh
)0(
)(


 (10) 
)(
)(
max
2
)(tanh
2
)(
lx
lx Bl
T
lxQ
rl
rl
bl
T
lxAu



 
 (11) 
Trong đó: 
g
T
iM
B
A
gT
r
2
1
2
rl
rltanh
 là hệ số thay đổi lưu lượng ở cửa 
sông và rlcosh là hệ số thay đổi biên độ mực 
nước. 
A - diện tích mặt cắt ngang sông (m2); 
B - chiều rộng sông ở mực nước trung bình 
(m). 
M là hệ số ma sát được tuyến tính hóa 
(s/m), là công gây ra do ma sát trong một chu kỳ 
triều, nó được tính bằng 
hC
u
M
.3
8
2
max
 , 
t
T
u
u
 2
cos
max 
Bằng phương pháp hàm điều hòa tính được 
các thành phần này, nếu đặt: 
 69
g
T
M
S
 21
 và 
B
A
g
l
T
S
 2
2 sẽ tìm được hệ 
số thay đổi mực nước (10) trong bảng 3; lưu 
lượng (11) trong bảng 4 
Bảng 3: Hệ số biến đổi mực nước 
S1 
S2 
0,2 0,5 1,0 2,0 5,0 10,0 15,0 
0,2 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,01 0,99 
0,4 1,09 1,09 1,08 1,08 1,02 0,89 0,75 
0,6 1,21 1,21 1,19 1,15 0,92 0,60 0,43 
0,8 1,43 1,41 1,35 1,17 0,70 0,37 0,24 
1,0 1,83 1,75 1,53 1,09 0,50 0,24 0,14 
1,5 6,15 2,68 1,35 0,66 0,23 0,08 0,04 
2,0 2,13 1,45 0,84 0,41 0,11 0,03 0,01 
3,0 0,96 0,78 0,48 0,19 0,03 0,00 0,00 
4,0 1,32 0,79 0,33 0,09 0,01 0,60 0,60 
5,0 1,66 0,63 0,21 0,04 0,00 0,00 0,00 
Bảng 4: Hệ số biến đổi lưu tốc 
S1 
S2 
0,2 0,5 1,0 2,0 5,0 10,0 15,0 
0,2 1,01 1,01 1,01 1,01 1,01 1,00 0,79 
0,4 1,06 1,06 1,05 1,05 1,00 0,88 0,75 
0,6 1,14 1,14 1,12 1,08 0,88 0,61 0,47 
0,8 1,26 1,27 1,22 1,06 0,67 0,42 0,32 
1,0 1,54 1,48 1,29 0,94 0,49 0,32 0,26 
1,5 4,10 1,80 0,94 0,52 0,29 0,21 0,17 
2,0 0,98 0,70 0,46 0,32 0,22 0,16 0,13 
3,0 0,10 0,20 0,25 0,22 0,15 0,11 0,09 
4,0 0,28 0,26 0,22 0,17 0,11 0,08 0,06 
5,0 0,36 0,21 0,17 0,13 0,09 0,06 0,05 
Ví dụ : Triều truyền trên một đoạn sông dài 
20.000m, một đập sẽ được xây dựng ở đoạn 
giữa, cách cửa biển 10.000m. Hãy tìm sự thay 
đổi mực nước và lưu tốc ở cửa sông khi có xây 
dựng công trình chắn trên đoạn sông nghiên 
cứu. 
 Biết: A = 300 m2, B = 500 m, R = 0,9 m, C 
= 50 m1/2/s, T = 44.700 s. Lưu tốc lớn nhất ở 
đoạn giữa sông umax ( x =10.000 ) = 0,45m/s. 
Giải: 
B
A
gc = 2,4 m/s, 
s
RC
gxu
ggM /110.15
)10000(85.0 4
2
Tại vị trí l = 20.000 m (khi chưa xây đập): 
S1 = 10
2
MT
g
; 
 S2 = 2,1
2
T
B
A
g
l 
Sử dụng bảng 3 có hệ số biến đổi mực nước: 
 15,0cosh
)0(
)(
rl
x
lx


Sử dụng bảng 4 có hệ số biến đổi lưu tốc: 
26,0
tanh
2
)(
)(
max 
 rl
rl
Bl
T
lxAu
lx
* Tại vị trí l = 10.000 m (xây dựng đập): 
S1 = 10, S2 = 6,0 
Sử dụng bảng 3 có hệ số biến đổi mực nước: 
60,0cosh
)0(
)(
rl
x
lx


Sử dụng bảng 4 có hệ số biến đổi lưu tốc: 
61,0
tanh
2
)(
)(
max 
 rl
rl
Bl
T
lxAu
lx
Có nghĩa là biên độ mực nước tại công trình 
chắn tăng lên 0,6:0,15= 4 lần, và lưu tốc tại vị 
trí cửa vào sông khi không có đập chắn sẽ là: 
)(3,365
)(20000500
44700
28,6
26,0
2
26,0)( )(max
lx
lx
lB
T
lxAu lx



)(22,1
/)(3,365)(max
lx
Alxlxu


lưu tốc tại vị trí cửa vào sông khi có đập 
chắn sẽ là: 
)(5,428
)(10000500
44700
28,6
61,0
2
61,0)( )(max
lx
lx
lB
T
lxAu lx



 70 
)(42,1
/)(5,428)(max
lx
Alxlxu


Như vậy khi có đập chắn ở vị trí đã nêu ở 
trên thì lưu tốc ở cửa vào tăng hơn khi không có 
đập chắn gần 20% . 
5. Kết luận: 
Giới hạn đoạn sông có thủy triều khi thiết kế 
các công trình được chỉ ra trong bảng 1. Lựa 
chọn mực nước thiết kế xây dựng các công trình 
chắn trên đoạn sông đó cần xét đến sự dâng cao 
mực nước được chỉ ra trong bảng 2. Nội dung 
tính toán mực nước tăng thêm có thể tính theo 
(5) hoặc ở mục 4. Xác định sự thay đổi mực 
nước tại công trình chắn và lưu lượng cửa vào 
tính theo mục 4. Tất cả tính toán như trên là gần 
đúng bởi lẽ sự truyền triều trên sông phụ thuộc 
rất nhiều yếu tố, nhưng có thể dùng để tham 
khảo khi thiết kế xây dựng công trình trên sông 
triều.
6. Tài liệu tham khảo 
[1] Phạm Văn Giáp, Lương Phương Hậu (1996). Chỉnh trị cửa sông ven biển - Nhà xuất bản Xây 
dựng. p.p.72-76 
[2] Trường Đại học Thủy lợi (2007), GS.TS. Hồ Sĩ Minh chủ nhiệm. Đề tài nghiên cứu khoa học 
cấp Bộ:“Nghiên cứu tính toán thủy lực và công nghệ chặn dòng các công trình ở vùng triêu’’ 
[3] Hồ Sĩ Minh (2009) Thiết kế và thi công công trình ngăn dòng cửa sông, ven biển- Nhà xuất 
bản Xây dựng. 
[4] J.C Huis in’t Veld and Authors (1984) – The Closure of Tidal Basins – DELFT University 
Press. p.p.525-529. 
Abstract: 
Determination of the propagation limit 
of tidal wave on a river and the change of water level, 
velocity at a closure work 
Ho Si Minh, Nguyen Trong Tu, 
Ho Hong Sao & Mai Lam Tuan 
 At present, the water level at a closure work on the tidal river has been deter- mined without the 
influence of the propagation of tidal wave at the closure work that changes the water level and 
velocity significantly. This paper introduces results of the scientific research project 2009 (basic 
level): “the guide of hydraulic calculation for closure work in tidal river” by Prof. Dr. Ho Si Minh.