Luận án tiến sĩ về ảnh hưởng của sóng phản xạ tới dòng phản hồi và xói chân đê biển khu vực Bắc Bộ

• Tác giả: Nguyễn Thị Phương Thảo
• Người hướng dẫn: GS.TS Thiều Quang Tuấn
• Trường học: Trường Đại Học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Xây Dựng Công Trình Biển
• Đề tài: Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Sóng Phản Xạ Đến Dòng Phản Hồi Và Xói Chân Đê Biển Khu Vực Bắc Bộ
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU DÒNG PHẢN HỒI DO SÓNG VÀ XÓI CHÂN ĐÊ BIỂN
• 1.1. Giới thiệu chung
• 1.2. Dòng phản hồi và các quá trình vận chuyển bùn cát ngang bờ
• 1.3. Tổng quan nghiên cứu về dòng phản hồi
• 1.4. Tổng quan mô hình vận chuyển bùn cát và xói lở ngang bờ
• 1.4.1. Tổng quan mô hình sóng
• 1.4.2. Mô hình vận chuyển bùn cát và hình thái
• 1.5. Tổng quan nghiên cứu về sóng phản xạ
• 1.6. Tổng quan các nghiên cứu về dòng phản hồi và xói chân đê biển trong bão ở Việt Nam
• 1.7. Kết luận chương 1
• 1.7.1. Những vấn đề còn tồn tại
• 1.7.2. Định hướng nghiên cứu của luận án
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC MÔ HÌNH HOÁ DÒNG PHẢN HỒI DO SÓNG VÀ XÓI CHÂN ĐÊ BIỂN
• 2.1. Giới thiệu chung
• 2.2. Ảnh hưởng của phản xạ sóng do công trình đến dòng phản hồi và vận chuyển bùn cát
• 2.2.1. Cơ sở xác định hệ số phản xạ và biến đổi chiều cao sóng trước chân công trình
• 2.2.2. Ảnh hưởng của sóng phản xạ đến dòng phản hồi
• 2.2.3. Ảnh hưởng của sóng phản xạ đến nồng độ bùn cát
• 2.3. Xây dựng mô hình vật lý máng sóng nghiên cứu dòng phản hồi và xói chân đê biển
• 2.3.1. Mục tiêu và điều kiện thực hiện thí nghiệm
• 2.3.2. Lựa chọn tiêu chuẩn tương tự và tỉ lệ mô hình
• 2.3.3. Thiết kế thí nghiệm và bố trí thiết bị đo đạc
• 2.3.4. Kịch bản thí nghiệm
• 2.3.5. Thực hiện mô hình
• 2.4. Phát triển cập nhật mô hình toán mô phỏng dòng phản hồi và xói bồi chân đê biển
• 2.4.1. Giới thiệu chung
• 2.4.2. Những vấn đề cập nhật trong mô hình Wadibe-TC
• 2.5. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU DÒNG PHẢN HỒI VÀ XÓI CHÂN ĐÊ BIỂN MÁI NGHIÊNG
• 3.1. Giới thiệu chung
• 3.2. Phân tích các kết quả nghiên cứu trên mô hình vật lý
• 3.2.1. Nghiên cứu cấu trúc dòng phản hồi
• 3.2.2. Phân tích đánh giá ảnh hưởng của sóng phản xạ đến dòng phản hồi
• 3.2.3. Phân tích kết quả quan trắc xói chân đê trên mô hình lòng động
• 3.2.4. Nhận xét kết quả nghiên cứu trên mô hình vật lý máng sóng
• 3.3. Kết quả phát triển cập nhật mô hình toán mô phỏng cấu trúc dòng phản hồi và xói bồi chân đê biển
• 3.3.1. Phát triển cập nhật mô hình toán Wadibe-TC
• 3.3.2. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định module sóng
• 3.3.3. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định module dòng chảy
• 3.3.4. Kết quả kiểm định module vận chuyển bùn cát và xói chân đê biển
• 3.4. Kết luận chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN XÓI CHÂN ĐÊ BIỂN NAM ĐỊNH
• 4.1. Giới thiệu chung
• 4.2. Tổng quan khu vực ven biển Nam Định
• 4.2.1. Điều kiện biên tự nhiên khu vực Nam Định
• 4.2.2. Đặc điểm hệ thống đê biển Nam Định
• 4.3. Kiểm định mô hình toán cho vùng ven biển Nam Định
• 4.4. Mô phỏng một số kịch bản xói chân đê biển Nam Định
• 4.4.1. Xây dựng kịch bản
• 4.4.2. Kết quả mô phỏng xói chân đê
• 4.5. Một số đề xuất giảm xói chân đê trong bão
• 4.6. Kết luận chương 4
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 1. Những kết quả đạt được
• 2. Những đóng góp mới của luận án
• 3. Tồn tại và hướng phát triển
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu chung

Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích ảnh hưởng của sóng phản xạ đến dòng phản hồi và xói chân đê biển trong khu vực Bắc Bộ. Vùng ven biển Việt Nam thường xuyên chịu tác động của thiên tai, đặc biệt là bão, dẫn đến sự cần thiết phải nghiên cứu các cơ chế xói lở và bảo vệ bờ biển. Dòng phản hồi là một yếu tố quan trọng trong việc hiểu rõ các quá trình vận chuyển bùn cát và xói lở. Nghiên cứu này sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách mà sóng phản xạ từ các công trình đê biển ảnh hưởng đến dòng phản hồi và xói chân đê. Theo tài liệu, các hiện tượng xói lở thường xảy ra trong thời kỳ bão, khi mà sóng biển lớn và dòng chảy mạnh có thể gây ra sự xói lở nghiêm trọng.

II. Ảnh hưởng của sóng phản xạ đến dòng phản hồi

Sóng phản xạ từ các công trình đê biển có thể làm thay đổi cấu trúc của dòng phản hồi. Nghiên cứu cho thấy rằng sóng phản xạ có thể làm tăng tốc độ dòng chảy và thay đổi hướng vận chuyển bùn cát. Điều này dẫn đến sự gia tăng xói lở ở chân đê. Các mô hình vật lý đã được thiết lập để mô phỏng các điều kiện khác nhau, cho thấy rằng sóng phản xạ từ mái đê biển có thể tạo ra các dòng chảy mạnh, làm gia tăng khả năng xói lở. Kết quả cho thấy rằng việc hiểu rõ ảnh hưởng của sóng đến dòng phản hồi là rất quan trọng trong việc thiết kế và quản lý các công trình đê biển.

2.1. Mô hình hóa sóng phản xạ

Mô hình hóa sóng phản xạ là một phần quan trọng trong nghiên cứu này. Các mô hình vật lý được sử dụng để xác định hệ số phản xạ và biến đổi chiều cao sóng trước chân công trình. Kết quả cho thấy rằng các cấu trúc đê biển khác nhau có ảnh hưởng khác nhau đến sóng phản xạ. Việc xác định chính xác các thông số này sẽ giúp cải thiện khả năng dự đoán xói lở và bảo vệ bờ biển.

III. Kết quả nghiên cứu xói chân đê biển

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng xói chân đê là một vấn đề nghiêm trọng trong khu vực Bắc Bộ. Các thí nghiệm mô hình cho thấy rằng sóng phản xạ từ mái đê biển có thể làm tăng đáng kể mức độ xói lở. Sự tương tác giữa dòng phản hồi và sóng phản xạ tạo ra các điều kiện thủy động lực học phức tạp, dẫn đến sự gia tăng xói lở. Các số liệu thu thập được từ mô hình cho thấy rằng việc quản lý xói chân đê cần phải xem xét đến các yếu tố như chiều cao sóng, tốc độ dòng chảy và cấu trúc của đê biển.

3.1. Phân tích kết quả quan trắc

Phân tích kết quả quan trắc cho thấy rằng xói chân đê thường xảy ra trong các điều kiện bão lớn. Các số liệu cho thấy rằng mức độ xói lở có thể lên tới 1m sau các cơn bão lớn. Điều này cho thấy sự cần thiết phải có các biện pháp bảo vệ hiệu quả hơn cho các công trình đê biển. Việc hiểu rõ các cơ chế xói lở sẽ giúp các nhà quản lý đưa ra các giải pháp phù hợp để bảo vệ bờ biển.

IV. Ứng dụng kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu có thể được ứng dụng trong việc tính toán và dự báo xói chân đê tại các khu vực ven biển, đặc biệt là tại Nam Định. Việc áp dụng các mô hình toán học và mô hình vật lý sẽ giúp cải thiện khả năng dự đoán và quản lý xói lở. Các giải pháp bảo vệ bờ biển có thể được đề xuất dựa trên các kết quả nghiên cứu này, nhằm giảm thiểu tác động của sóng phản xạ và dòng phản hồi đến xói chân đê. Điều này không chỉ giúp bảo vệ các công trình đê biển mà còn bảo vệ an toàn cho cộng đồng ven biển.

4.1. Đề xuất giải pháp

Các giải pháp đề xuất bao gồm việc cải thiện thiết kế của các công trình đê biển để giảm thiểu sóng phản xạ và tăng cường khả năng chống chịu của xói chân đê. Việc áp dụng các công nghệ mới trong xây dựng và bảo trì đê biển cũng cần được xem xét. Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc phát triển các mô hình dự đoán chính xác hơn về xói chân đê trong các điều kiện bão lớn.