Đặc điểm, trạng thái hệ thống địa kỹ thuật đới động sông Hồng khu vực Hà Nội

ĐỊA KỸ THUẬT - TRẮC ĐỊA 
Tạp chí KHCN Xây dựng - số 1/2019 55 
ĐẶC ĐIỂM, TRẠNG THÁI HỆ THỐNG ĐỊA KỸ THUẬT ĐỚI ĐỘNG 
SÔNG HỒNG KHU VỰC HÀ NỘI 
ThS. NGUYỄN CÔNG KIÊN 
Viện KHCN Xây dựng 
 Tóm tắt: Trong sự phát triển của thành phố Hà 
Nội hiện nay thì nhu cầu sử dụng đất là rất cao, 
trong khi đó quỹ đất ven sông Hồng vẫn chưa được 
khai thác một cách triệt để dẫn đến rất lãng phí tài 
nguyên. Một trong những nguyên nhân dẫn đến sự 
lãng phí đó là bởi đây là khu vực đới động, nơi mà 
các loại hình tai biến địa kỹ thuật môi trường thường 
xuyên xảy ra, mà hiện giờ vẫn chưa có một nghiên 
cứu nào tổng hợp đầy đủ để kiểm soát nó. Do vậy, 
cần phải có những nghiên cứu dựa trên cơ sở phân 
tích, tổng hợp tất cả các tác động tương hỗ giữa hệ 
thống địa kỹ thuật với môi trường địa chất và môi 
trường xung quanh như: thuỷ quyển, khí quyển, sinh 
quyển trong một hệ thống tương tác qua lại thống 
nhất. Dựa trên lý thuyết hệ thống, tác giả phân tích 
cấu trúc, tính chất, đặc điểm hoạt động, trạng thái 
hệ thống địa kỹ thuật, giới thiệu các nguyên tắc điều 
khiển và sự cần thiết xây dựng hệ thống quan trắc 
địa kỹ thuật môi trường nhằm đảm bảo ổn định cho 
hệ thống địa kỹ thuật đới động sông Hồng khu vực 
Hà Nội. 
Abstract: In the current development of Hanoi, 
the demand for land use is very high, while the land 
bank along Red River has not been exploited 
thoroughly, leading to a waste of resources. One of 
the reasons for this waste is the Dynamic area is 
here, where environmental geohazards often occur, 
but there is currently no comprehensive study 
enough to check it. Therefore, it is necessary to 
have researches on the basis of analyzing and 
synthesizing all the interactions between the 
geotechnical system and the geological environment 
and surrounding environment such as hydrosphere, 
atmosphere, biosphere in a unified interaction 
system. Based on system theory, the author 
analyzes the structure, properties, operational 
characteristics, geotechnical system status, 
introduces control principles and the need to build 
geo-environmental monitoring system to ensure 
stability for the geotechnical system of the Red 
River dynamic zone in Hanoi. 
Keywords: The geotechnical system of the Red 
River dynamic zone 
1. Đặt vấn đề 
Đới động sông Hồng là nơi tiềm ẩn xảy ra các 
tai biến tự nhiên, kỹ thuật-tự nhiên đe dọa ổn định 
tuyến đê và an toàn đô thị. Cấu trúc địa chất trong 
đới động sông Hồng là bất đồng nhất theo diện và 
chiều sâu do sự biến đổi mạnh mẽ của lòng dẫn 
qua các thời kỳ, đất đá trong đới động ứng xử rất 
khác biệt dưới tác động của các yếu tố tự nhiên và 
nhân sinh, dẫn đến tính phức tạp trong khi sử dụng 
chúng như là nền cho các công trình khác nhau 
trong khu vực như nhà cửa, kho tàng, cầu cảng, đê 
điều, đường giao thông. Địa hình đới động sông 
Hồng luôn luôn thay đổi và ở trong trạng thái mất 
cân bằng với các quá trình tích tụ và sói lở đan xen, 
tác động đồng thời. Sông Hồng đang trở thành sông 
"treo" với cao độ tuyệt đối các bãi bồi 10 - 12 m, 
mực nước lũ hàng năm có thể đạt tới 13 - 14m. Do 
vậy, bờ đê luôn mất ổn định với sự xuất hiện 
thường xuyên các hiện tượng sói lở bờ; trong mùa 
mưa lũ, mực nước dâng cao gây ngập, bán ngập, 
thấm qua nền đê tạo các mạch sủi, mạch đùn dưới 
chân đê, đe doạ đến ổn định toàn tuyến đê. Khu 
vực đới động sông Hồng là địa bàn thu hút các hoạt 
động xây dựng, khai thác vật liệu xây dựng, giao 
thông vận tải thuỷ và các hoạt động kinh tế khác. 
Các hoạt động này diễn ra một cách tự phát, không 
được quản lý sẽ và rất mạnh mẽ là nguồn phát sinh 
các quá trình địa chất công trình động lực bất lợi 
cho sự phát triển bền vững của lãnh thổ. Do vậy, 
cần thực hiện liên tục theo thời gian các nội dung 
sau: 
- Đánh giá trạng thái hiện tại của hệ thống địa kỹ 
thuật đới động sông Hồng; 
- Dự báo trạng thái của chúng tại các thời điểm 
dự kiến trong tương lai; 
- Đưa ra các giải pháp điều khiển hệ thống trên 
cơ sở kết quả dự báo; 
ĐỊA KỸ THUẬT - TRẮC ĐỊA 
56 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 1/2019 
- Đánh giá hiệu quả của các giải pháp điều 
khiển đã lựa chọn (dựa vào các số liệu trạng thái 
thực hiện tại của hệ thống); 
- Hiệu chỉnh các phương pháp đánh giá, dự báo 
đã sử dụng rồi lại tiếp tục đánh giá trạng thái hiện 
tại tiếp theo của hệ thống. 
 Do vậy, việc đánh giá và dự báo trạng thái của 
hệ thống địa kỹ thuật đới động sông Hồng cần thiết 
phải xây dựng một hệ thống quan trắc địa kỹ thuật 
môi trường. 
2. Hệ thống địa kỹ thuật đới động sông Hồng 
 Hệ thống địa kỹ thuật (HTĐKT) đới động sông 
Hồng được cấu thành gồm 2 thành phần chính là 
Môi trường địa chất và hệ thống kỹ thuật (bao gồm: 
thân đê, cơ đê, tường chống thấm, các công trình 
trên đê (cống, trạm bơm, điếm canh đê), hệ thống 
giếng giảm áp, cùng với các công trình xây dựng, 
nhà cửa, đường giao thông, bến cảng, ao hồ, các 
sản phẩm và phế thải từ hoạt động kinh tế cộng 
đồng). Hệ thống địa kỹ thuật đới động sông Hồng 
tác động trực tiếp hay gián tiếp tới môi trường xung 
quanh như: Thủy quyển (nước sông), Khí quyển, 
sinh quyển và phần sâu của thạch quyển được xem 
xét trong một hệ thống thống nhất “Hệ thống Địa – 
Kỹ thuật tự nhiên” (HTĐ – KTTN) đới động sông 
Hồng khu vực Hà Nội. 
Trong toàn bộ HTĐKT thì hệ thống đê có ý 
nghĩa đặc biệt quan trọng. Đặc điểm ứng xử của hệ 
thống đê và môi trường địa chất dưới tác động của 
thuỷ quyển, khí quyển, sinh quyển và phần còn lại 
của hệ thống kỹ thuật quyết định đặc điểm hoạt 
động và ổn định của HTĐKT đới động sông Hồng 
(hình 1). Hệ thống này có những đặc điểm khác so 
với hệ thống địa kỹ thuật khác như: HTĐKT đô thị, 
các khu công nghiệp, nhà máy thuỷ điện. Hệ thống 
địa kỹ thuật đới sông Hồng được coi là đơn giản 
hơn về cấu trúc của hệ thống. 
 Về ranh giới: theo chiều ngang thì HTĐKT đới 
động sông Hồng được giới hạn như sau: Phần 
ngoài đê gồm sông, bãi bồi giữa sông và bãi bồi ven 
sông đến sát chân đê. Phần trong đê được xác định 
tại vị trí kết thúc ảnh hưởng của áp lực thuỷ động 
trong tầng thông nước dưới nền đê vào thời gian 
mưa lũ. Theo chiều sâu thì ranh giới của HTĐKT 
đới động sông Hồng được giới hạn bởi đáy của 
tầng thông nước tạo áp lực dưới nền đê (hình 1). 
Hình 1. Hệ thống Địa - Kỹ thuật đới động sông Hồng 
 Môi trường địa chất của HTĐKT đới động sông 
Hồng chủ yếu được thành tạo từ Trầm tích Hệ Thứ 
Tư với bề dày tổng thể thay đổi từ 20-30m ở phía 
Tây Bắc trong địa phận Ba Vì và tăng dần khi đi 
xuống phía Đông Nam dọc theo dòng chảy tới hơn 
100m. Đây là các trầm tích mềm, rời có tuổi và 
thành phần khác nhau. Môi trường địa chất (MTĐC) 
có thể phân chia thành các cấu trúc cấp bậc khác 
nhau phụ thuộc vào việc lựa chọn các chỉ tiêu phân 
chia, ví dụ như: địa hình - địa mạo, địa chất thuỷ 
văn, địa chất công trình. Theo đặc thù địa chất của 
đối tượng nghiên cứu, MTĐC của HTĐKT đới động 
sông Hồng có thể xem xét từ hai góc độ: vật chất và 
năng lượng. 
- Dưới góc độ vật chất, MTĐC của HTĐKT đới 
động sông Hồng bao gồm các loại cấu trúc: địa 
tầng, địa mạo, kiến tạo, địa chất thuỷ văn, địa chất 
công trình; 
- Dưới góc độ năng lượng, trong MTĐC của 
HTĐKT đới động sông Hồng tồn tại các trường vật 
ĐỊA KỸ THUẬT - TRẮC ĐỊA 
Tạp chí KHCN Xây dựng - số 1/2019 57 
lý như: trường ứng suất, trường trọng lực, trường 
áp lực thuỷ động, trường áp lực thuỷ tĩnh, trường độ 
ẩm. 
Dựa vào tuổi và nguồn gốc có thể phân biệt các 
trầm tích Hệ Thứ Tư thành 5 Phức hệ địa chất 
nguồn gốc, còn dựa vào thành phần thạch học và 
tính chất cơ lý có thể phân biệt 15 lớp khác nhau. 
Các phức hệ địa chất nguồn gốc bao gồm từ 
dưới lên như sau: 
1. Phức hệ địa chất nguồn gốc Pleistoxen dưới-
Tầng Lệ chi (aQIlc) 
2. Phức hệ địa chất nguồn gốc Pleistoxen giữa-trên-
Tầng Hà Nội (a, ap, pd QII-IIIhn) 
3. Phức hệ địa chất nguồn gốc Pleistoxen trên-Tầng 
Vĩnh Phúc (a, l, lb QIIIvp) 
4. Phức hệ địa chất nguồn gốc Holoxen dưới-giữa-
Tầng Hải Hưng (QIV
1-2
hh) 
5. Phức hệ địa chất nguồn gốc Holoxen trên-Tầng 
Thái Bỡnh (QIV
3
tb) 
Dựa vào thành phần thạch học và tính chất cơ 
lý có thể phân chia thành các lớp như sau: 
Hệ thống địa kỹ thuật đới động sông Hồng được 
đặc trưng bằng tổ hợp các tính chất như sau: 
- Tính chất điều chỉnh được: các tương tác làm 
biến đổi hệ thống có thể điều khiển được; 
- Tính chất động: tính chất về trạng thái của hệ 
thống biến đổi theo thời gian; 
- Tính chất mở: các yếu tố của hệ thống tác 
động tương hỗ và liên tục với các yếu tố của môi 
trường xung quanh như: khí quyển, sinh quyển, 
thuỷ quyển, phần sâu của thạch quyển. Trong hệ 
thống liên tục diễn ra quá trình trao đổi chất và năng 
lượng; 
- Tính chất tổ chức: hệ thống có khả năng giữ 
được tính trật tự của mình theo thời gian; 
- Tính chất tự tổ chức: hệ thống có khả năng 
tăng cường tính tổ chức của mình khi có các tác 
động điều chỉnh; 
- Tính chất thích ứng: hệ thống có khả năng giữ 
được cấu trúc của mình dưới tác động của các yếu 
tố tự nhiên và nhân sinh. 
Trong các tính chất trên thì tính chất thích ứng 
và tính chất tự tổ chức của hệ thống địa kỹ thuật đới 
động sông Hồng là rất yếu, các tác động của môi 
trường xung quanh thường làm cho hệ thống có thể 
chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác hoặc 
phá huỷ hệ thống. Tuy nhiên, cũng chính các tính 
chất thích ứng và tự tổ chức này giúp cho HTĐKT 
đới động sông Hồng có khả năng giữ được sự ổn 
định của mình trong một giới hạn tối ưu nào đó. 
ĐỊA KỸ THUẬT - TRẮC ĐỊA 
58 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 1/2019 
Đảm bảo trạng thái HTĐKT đới động sông Hồng 
trong vùng giới hạn cho phép là mục tiêu của việc 
điều khiển hệ thống. 
3. Hoạt động của hệ thống địa kỹ thuật đới động 
sông Hồng 
 Hoạt động của HTĐKT đới động sông Hồng 
quyết định chủ yếu bởi quá trình tương tác giữa các 
yếu tố của hệ thống với môi trường xung quanh và 
giữa các yếu tố trong hệ thống tức là giữa hệ thống 
địa kỹ thuật với môi trường địa chất mà trong đó tất 
cả các tương tác đều thực hiện theo hai chiều. Hậu 
quả của các tương tác kể trên là phát sinh ra các 
quá trình địa cơ và thuỷ địa cơ làm biến đổi tính 
chất và trạng thái của HTĐKT đới động sông Hồng 
cũng như môi trường xung quanh (hình 2). Sự tác 
động qua lại theo nhiều hướng khác nhau như sau: 
Hình 2. Hoạt động của hệ thống địa kỹ thuật đới động sông Hồng 
a. Theo hướng tác động giữa Hệ thống kỹ thuật với 
môi trường địa chất 
- Quá trình cố kết nền đê do tác động của tải 
trọng đê và các công trình trên đê, gây lún không 
đều nền đê; 
- Các giếng giảm áp làm thay đổi trạng thái ứng 
suất cục bộ, thay đổi áp lực thuỷ tĩnh, áp lực thuỷ 
động trong môi trường địa chất ven đê; 
- Lún không đều nền đê sẽ gây tác động trở lại 
làm phát sinh các khe nứt trong thân đê; 
- Sự thay đổi áp lực thuỷ động và thuỷ tĩnh trong 
môi trường địa chất ven đê sẽ quyết định đến mức 
độ bền vững của hệ thống đê; 
- Các tác động từ các công trình như: nhà cửa, 
cầu, đường giao thông, khu khai thác cát và các 
hoạt động khác của con người đã tác động vào môi 
trường địa chất khu vực đới động sông Hồng. Từ đó 
dẫn đến các quá trình nén cố kết môi trường địa 
chất nền đê và nền các công trình xây dựng, đã phá 
vỡ tầng phủ chắn nước chống thấm và hình thành 
nên các vùng thấm và thoát cục bộ, làm biến đổi 
chế độ thuỷ động lực vùng ven đê, gia cường các 
quá trình đùn đất, bục đất, xói ngầm, cát chảy ở hạ 
lưu đê. Theo chiều ngược lại, những biến đổi của 
môi trường địa chất lại ảnh hưởng trực tiếp đến sự 
ổn định của hệ thống địa kỹ thuật. 
b. Theo hướng tác động của khí quyển, sinh quyển 
vào hệ thống kỹ thuật 
- Tác động của sinh quyển, khí quyển vào hệ 
thống đê làm thay đổi chế độ ẩm trong thân đê và 
ĐỊA KỸ THUẬT - TRẮC ĐỊA 
Tạp chí KHCN Xây dựng - số 1/2019 59 
phát sinh các khe nứt co ngót trong thân đê, cơ đê 
và mái đê; 
- Tác động của sinh quyển, khí quyển vào các 
công trình nhà cửa, cầu cống gây ra các quá trình 
ăn mòn vật liệu, tuy nhiên tác động của các quá 
trình này cũng không lớn; 
- Tác động ngược lại từ hoạt động của hệ thống 
kỹ thuật vào khí quyển, sinh quyển gây ra ô nhiễm 
môi trường sống nhưng không đóng vai trò đáng kể 
trong hoạt động và ổn định của HTĐKT đới động 
sông Hồng. 
c. Theo hướng tác động của thạch quyển vào môi 
trường địa chất đới động 
Các tác động từ phần sâu của thạch quyển như 
hoạt động kiến tạo, động đất sẽ làm xuất hiện các 
quá trình động lực nội sinh trong môi trường địa 
chất biến đổi cấu trúc địa chất, gây ra các hiện 
tượng địa chấn. Theo chiều ngược lại là quá trình 
tồn tại năng lượng ở phần sâu của thạch quyển có 
nguồn gốc nhân sinh. 
d. Theo hướng tác động của thủy quyển vào hệ 
thống kỹ thuật 
- Chủ yếu là quá trình thấm qua thân đê, tràn 
nước lũ qua mặt đê, đặc biệt là thấm qua hệ thống 
khe nứt trong thân đê làm phân bố lại ứng suất 
trong thân đê, gây sạt trượt mái đê; 
- Mùa mưa nước dâng xới lở bờ phá hủy các 
cống thoát nước, các kè bờ; 
- Tác động ngược lại từ hệ thống kỹ thuật vào 
môi trường nước sông gây ra ô nhiễm nguồn nước, 
biến đổi dòng chảy. Tuy nhiên những tác động này 
cũng không đóng vai trò đáng kể trong hoạt động và 
ổn định của HTĐKT đới động sông Hồng. 
e. Theo hướng tác động của thủy quyển vào môi 
trường địa chất 
- Chủ yếu là quá trình thấm, gia tăng áp lực thuỷ 
tĩnh và thuỷ động ở phía hạ lưu trong thời gian lũ 
làm xuất hiện các quá trình đùn sủi, thẩm lậu, cát 
chảy, xói ngầm, bục đất ở hạ lưu đê; 
- Tác động ngược lại từ môi trường địa chất vào 
thuỷ quyển xuất hiện chủ yếu vào thời gian sau lũ, 
quá trình thấm ngược từ các tầng thông nước mang 
theo các vật liệu mịn ra sông cùng với sạt lở bờ 
sông làm gia tăng hàm lượng hạt cứng dòng lơ lửng 
và dòng bùn cát di đáy của dòng chảy sông. 
f. Theo hướng tác động của thủy quyển vào phần 
sâu của thạch quyển 
Tác động qua lại của hai môi trường này là 
không lớn và cũng không làm ảnh hưởng nhiều đến 
sự ổn định của hệ thống địa kỹ thuật đới động sông 
Hồng. 
g. Theo hướng tác động của thủy quyển vào khí 
quyển, sinh quyển 
Tác động qua lại của hai môi trường này là 
không lớn và cũng không làm ảnh hưởng nhiều đến 
sự ổn định của hệ thống địa kỹ thuật đới động sông 
Hồng. 
Như vậy, trong tất cả các tương tác kể trên thì 
các tác động từ thuỷ quyển, khí quyển và phần sâu 
của thạch quyển đến hệ thống địa kỹ thuật đới động 
sông Hồng có thể làm phát sinh và phát triển mạnh 
mẽ các tai biến địa kỹ thuật môi trường, đe doạ đến 
sự ổn định của hệ thống địa kỹ thuật đới động sông 
Hồng khu vực Hà Nội. 
4. Trạng thái và ổn định của hệ thống địa kỹ 
thuật đới động sông Hồng khu vực Hà Nội. 
 Hoạt động của hệ thống địa kỹ thuật đới động 
sông Hồng được quyết định bởi các tương tác chủ 
yếu giữa hệ thống đê, các công trình kinh tế xây 
dựng, môi trường địa chất khu vực đới động với 
thuỷ quyển, khí quyển và phần sâu của thạch 
quyển, kéo theo sự phát triển của các quá trình địa 
cơ, thuỷ địa cơ trong hệ thống đê và môi trường địa 
chất đới động. Vì vậy, độ ổn định của HTĐKT đới 
động sông Hồng được thể hiện ở chính khả năng 
phát sinh, phát triển các quá trình đó. Tổ hợp các 
thông số hệ thống địa kỹ thuật bao gồm: hệ thống 
đê, các công trình trong khu vực đới động, môi 
trường địa chất ven đê, môi trường xung quanh 
quyết định hoạt động của HTĐKT đới động sông 
Hồng tại một thời điểm nào đó được gọi là trạng thái 
của HTĐKT đới động sông Hồng. Trạng thái của hệ 
thống tại thời điểm ti trong không gian trạng thái 
được biểu diễn là một điểm ai { i}, trong đó i = 
0,1n; i là vectơ các thông số (tọa độ của hệ 
thống) tại thời điểm i. Hệ thống địa kỹ thuật đới 
động sông Hồng được gọi là ổn định trong một miền 
trạng thái cho phép nếu như quỹ đạo vận động của 
ĐỊA KỸ THUẬT - TRẮC ĐỊA 
60 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 1/2019 
chúng không vượt ra khỏi miền trạng thái cho phép 
đó. Các thông số trạng thái của hệ thống được lựa 
chọn bằng cách phân tích điều kiện, nguyên nhân 
và cơ chế phát sinh, phát triển các quá trình địa cơ, 
thuỷ địa cơ trong hệ thống (bảng 1). 
 Trạng thái của hệ thống địa kỹ thuật đới động 
sông Hồng khu vực Hà Nội biến đổi liên tục dưới 
ảnh hưởng của các quá trình địa cơ và thuỷ địa 
cơ kể trên. Tất cả các quá trình đó quyết định sự 
vận động của hệ thống. Các thông số đặc trưng 
cho sự xuất hiện các quá trình đó trong hệ thống 
địa kỹ thuật và MTĐC là những đặc trưng về sự 
vận động của hệ thống địa kỹ thuật đới động sông 
Hồng. Trong điều kiện làm việc bình thường của 
hệ thống thì quỹ đạo vận động của hệ thống phải 
nằm trong giới hạn cho trước - vùng trạng thái 
giới hạn. 
 Vùng trạng thái giới hạn của hệ thống địa kỹ 
thuật đới động sông Hồng có thể xác định bằng 
nhiều con đường khác nhau: 
- Theo các tài liệu tiêu chuẩn chuyên ngành có 
sẵn; 
- Theo kết quả thí nghiệm trên mô hình vật lý; 
- Theo các kết quả tính toán trên các mô hình 
toán. 
Bảng1. Các thông số trạng thái của địa kỹ thuật đới động sông Hồng 
Các yếu tố tác động và các quá trình địa 
cơ, thuỷ địa cơ 
Các thông số trạng thái của HTĐKT 
đới động sông Hồng 
- Biến đổi độ ẩm trong thân đê và quá trình 
hình thành các khe nứt co ngót trên mái đê 
và thân đê. 
- Độ ẩm của đất đắp đê (%) 
- Dung trọng của đất đắp đê (g/cm
3
) 
- Lực dính kết và góc ma sát trong (C, ) 
- Nén chặt đất nền đê bằng tải trọng thân 
đê và quá trình lún nứt thân đê 
- Tải trọng tĩnh của thân đê (kg/cm
3
) 
- Chiều dày của các lớp đất tính lún và lớp đất yếu dưới nền đê (m). 
- Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất tính lún nền đê; dung trọng, độ 
ẩm, modun biến dạng 
- Mực nước ngầm (m). 
- Độ lún của mặt đê (m) 
- Độ mở của khe nứt lún nứt (m) 
- Hiện tượng hoá lỏng đất loại cát dưới nền 
đê do tải trọng động từ hệ thống giao thông 
và quá trình lún nứt thân đê. 
- Cường độ giao thuỷ trên mặt đê (số xe/giờ) 
- Vận tốc dao động (dB). 
- Chiều dày của các đất tính lún nền đê (đặc biệt là lớp đất nhạy cảm 
và tải trọng động). 
- Độ lún mặt đê (m) 
- Độ mở của khe lún, nứt (m) do tải trọng động. 
- Thấm qua thân đê, xũng nước mái đê và 
quá trình sạt, trượt mái đê. 
- Lưu lượng thấm qua thân đê (l/s) 
- Mật độ khe nứt co ngót ở mái đê (m/m
2
). 
- Độ dốc mái đê 
- Áp lực thuỷ tĩnh. 
- ÁP lực thuỷ động. 
- Dung trọng, độ bền (C, ) của đất mái đê. 
- Hệ số ổn định mái dốc. 
- Thấm qua thân đê và đùn sủi ở chân đê 
phía đồng. 
- Áp lực tầng thông nước ở chân đê phía đồng và hạ lưu đê. 
- Áp lực thuỷ động, áp lực thuỷ tĩnh ở hạ lưu đê. 
- Chiều dày, thành phần hạt và hệ số thấm của tầng phủ cách nước 
ở hạ lưu đê. 
- Độ bền (C, ) của tầng sét phủ cách nước bị đùn sủi ở trạng thái 
bão hoà nước 
- Quá trình xói ngầm dưới nền và phía hạ 
lưu đê. 
- Độ dốc thuỷ lực của dòng thấm. 
- Hệ số bất đồng nhất và thành phần hạt của tầng thông nước. 
- Khoảng cách từ chân đê đến vùng thoát. 
- Lực thuỷ động của dòng thấm. 
- Quá trình cát chảy dưới nền đê và phía 
hạ lưu đê. 
- Áp lực thuỷ động của dòng thấm. 
- Thành phần hạt của tầng thấm nước. 
- Khoảng cách từ chân đê đến vùng thoát 
- Quá trình bục đất phía hạ lưu đê. - Chiều dày, dung trọng và độ bền cắt (C, ), độ bền uốn của tầng 
phủ chống thấm. 
- Áp lực của tầng thông nước tạo áp ở hạ lưu đê. 
- Thay đổi mực nước sông và quá trình sạt 
- trượt bờ sông. 
- Biên độ dao động mực nước sông 
- Độ dốc của bờ sông 
- Chiều dày và tính chất của các lớp đất tính trượt (dung trọng, C, ) 
- Áp lực thuỷ tĩnh và thuỷ động 
ĐỊA KỸ THUẬT - TRẮC ĐỊA 
Tạp chí KHCN Xây dựng - số 1/2019 61 
Việc xác định các giá trị giới hạn của các thông 
số trạng thái HTĐKT đới động sông Hồng sẽ được 
trình bày trong khuôn khổ của một bài báo khác khi 
nghiên cứu đầy đủ về nguyên nhân, điều kiện, cơ 
chế phát sinh, phát triển các quá trình địa cơ và 
thuỷ địa cơ trong hệ thống địa kỹ thuật đới động 
sông Hồng. 
5. Điều khiển hoạt động của hệ thống địa kỹ 
thuật đới động sông Hồng khu vực Hà Nội 
 Điều khiển được hiểu là thực hiện tác động vào 
đối tượng cần điều khiển. Tác động này được lựa 
chọn từ rất nhiều khả năng tác động trên cơ sở các 
thông tin đã có để đảm bảo hoạt động cho đối 
tượng điều khiển. Điều khiển hoạt động của HTĐKT 
đới động sông Hồng là làm thay đổi các thông số 
trạng thái nào đó của chúng, phụ thuộc vào quá 
trình địa cơ hay thuỷ địa cơ nào đó đang phát triển 
và đe doạ đến sự ổn định của hệ thống. Điều khiển 
là làm thay đổi trạng thái của hệ thống, tức là thay 
đổi các thông số đặc trưng cho các yếu tố tác động 
(nguyên nhân của quá trình) hoặc các thông số đặc 
trưng cho điều kiện phát triển quá trình. Để làm 
được điều đó phải có trung tâm xử lý (thi công). 
Việc thi công các nội dung điều khiển phải thực hiện 
trên cơ sở của những quyết định điều khiển quy 
định rõ những yêu cầu cụ thể về nội dung thi công, 
những nội dung này do Trung tâm điều khiển soạn 
thảo. Để soạn thảo các quyết định điều khiển phải 
tiến hành lựa chọn rất nhiều phương án để chọn ra 
phương án tốt nhất theo các tiêu chí điều khiển đã 
định sẵn. Các quyết định điều khiển được soạn thảo 
trên cơ sở thông tin dự báo về trạng thái trong 
tương lai của HTĐKT đới động sông Hồng. Việc dự 
báo này của hệ thống phải được tiến hành dựa trên 
các số liệu về trạng thái hiện tại của hệ thống, về 
các tương tác trong hệ thống và giữa hệ thống với 
môi trường xung quanh. Các số liệu đó phải được 
thu nhận từ mạng quan trắc tối ưu HTĐKT đới động 
sông Hồng (hình 3). 
Hình 3. Sơ đồ nguyên tắc điều khiển hệ địa kỹ thuật môi trường đê sông 
ĐỊA KỸ THUẬT - TRẮC ĐỊA 
62 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 1/2019 
Do vậy, để đảm bảo hệ thống địa kỹ thuật đới 
động sông Hồng hoạt động bình thường thì chu 
trình hoạt động như sau: Quan trắc thu thập số liệu 
 Trung tâm thu nhận số liệu quan trắc và xử lý 
thông tin Trung tâm dự báo các tai biến có thể 
xảy ra trong tương lai Trung tâm điều khiển 
Phát tín hiệu điều khiển Trung tâm xử lý tín hiệu 
điều khiển Tác động điều chỉnh vào hệ thống 
Quan trắc thu thập số liệu. Chu trình này phải được 
thực hiện một cách liên tục. Để cho chu trình vận 
hành một cách trơn chu cần thiết phải thiết lập một 
hệ thống quan trắc địa kỹ thuật môi trường đầy đủ. 
6. Kết luận 
- Khu vực đới động sông Hồng Hà Nội có một 
nền địa chất không ổn định và biến đổi phức tạp. 
Các yếu tố tác động đa dạng từ thuỷ quyển, khí 
quyển, quyển kỹ thuật và môi trường địa chất ven 
đê đã làm phát sinh các quá trình địa cơ, thuỷ địa 
cơ nghiêm trọng đe doạ đến sự ổn định của hệ 
thống địa kỹ thuật đới động sông Hồng; 
- Để chủ động phòng tránh và chống đỡ các 
hiểm hoạ cho khu vực nghiên cứu đặc biệt là hệ 
thống đê cần phải nghiên cứu một cách hệ thống tất 
cả các quá trình tai biến địa kỹ thuật môi trường 
phát triển trong HTĐKT đới động sông Hồng. Việc 
phân tích, đánh giá nguyên nhân, điều kiện và cơ 
chế phát sinh, phát triển của hệ thống là cơ sở cho 
việc luận chứng nội dung và thiết kế mạng quan trắc 
địa kỹ thuật môi trường (ĐKTMT) tối ưu cũng như 
đánh giá dự báo độ ổn định chung của chúng; 
- Điều khiển hoạt động tối ưu cho hệ thống địa 
kỹ thuật đới động khu vực Hà Nội chỉ có thể thực 
hiện được trên cơ sở xây dựng hệ thống chuyên 
dụng, liên hoàn được gọi là Monitoring. Hệ thống đó 
bao gồm: quan trắc định kỳ trạng thái hệ thống, 
đánh giá trạng thái hiện tại của hệ thống, dự báo 
trạng thái của hệ thống trong tương lai và đưa ra 
các giải pháp điều chỉnh hệ thống do cơ quan quản 
lý nhà nước. 
 TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Trần Mạnh Liểu, (1998). Cơ sở lý thuyết và phương 
pháp luận monitoring hệ thống ĐKT đô thị. Luận án 
tiến sĩ khoa học, Matxcơva. 
[2] Trần Mạnh Liểu và nnk (1995). Nguyên nhân nứt đê 
Nghi Tàm K62+680 – K62+880, 1995. Báo cáo khoa 
học, lưu Viện Địa Chất, Viện Khoa học và Công Nghệ 
Việt Nam. 
[3] Trần Mạnh Liểu, (1994). Các quá trình địa chất động 
lực vùng ven đê sông Hồng-Hà Nội. Tạp chí Địa chất 
và thăm dò, số 6/1994.Matxcơva (tiếng Nga). 
[4] Trần Mạnh Liểu và nnk, (1987). Sơ đồ thuỷ địa cơ 
học vùng ven đê Vân Cốc ngoài và đánh giá ổn định 
của tuyến đê. Báo cáo khoa học, lưu Viện Địa Chất, 
Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam. 
[5] Trần Tư, Trần Mạnh Liểu, (1988). Độ bền vững của 
lớp đất tầng phủ hạ lưu đê chống bục đất ở đê Hà 
Nội. Tạp chí Thuỷ lợi, 9/1988. 
[6] Mironenko.V.A, Sextakov.V.M.,(1982). Cơ sở thuỷ địa 
cơ học, NXBKHKT, Hà Nội. 
[7] Đoàn Thế Tường, Trần Mạnh Liểu, Nguyễn Công 
Kiên (2006). Nghiên cứu đánh giá điều kiện địa kỹ 
thuật môi trường và kiến nghị phương hướng quy 
hoạch sử dụng đất hợp lý cho khu vực đới sông ven 
sông Hồng trong phạm vi Hà Nội. Sở khoa học và 
công nghệ Hà Nội. 
[8] Đoàn Thế Tường, Trần Mạnh Liểu, Nguyễn Công 
Kiên (2009). Luận chứng cơ sở khoa học và thiết lập 
hệ thống quan trắc địa kỹ thuật môi trường cho khu 
vực đới động ven sông Hồng trên địa bàn Hà Nội. Sở 
khoa học và công nghệ Hà Nội. 
Ngày nhận bài: 08/4/2019. 
Ngày nhận bài sửa lần cuối: 23/4/2019.