Nghiên cứu đánh giá an toàn đê Hữu Hồng Hà Nội trong bối cảnh biến đổi khí hậu

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ

DANH MỤC KÝ HIỆU CÁC ĐẠI LƯỢNG

MỞ ĐẦU

0.1. Tính cấp thiết của đề tài

0.2. Mục tiêu nghiên cứu

0.3. Câu hỏi nghiên cứu

0.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

0.5. Nội dung nghiên cứu

0.6. Phương pháp nghiên cứu

0.7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

0.8. Cấu trúc luận án

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU AN TOÀN ĐÊ TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

1.1. Hệ thống công trình phòng chống lũ bảo vệ vùng đồng bằng sông Hồng

1.1.1. Hệ thống hồ chứa thượng lưu

1.1.2. Hệ thống đê điều hạ lưu

1.2. Biến đổi khí hậu ở Việt Nam

1.2.1. Kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng của IPCC

1.2.2. Kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam

1.3. Tổng quan về nghiên cứu an toàn đê

1.3.1. Các nghiên cứu ở nước ngoài

1.3.2. Các nghiên cứu về sự cố đê trong nước

1.4. Định hướng nghiên cứu của luận án

1.4.1. Những vấn đề khoa học cần làm sáng tỏ

1.4.2. Định hướng nghiên cứu của luận án

1.5. Kết luận Chương 1

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ AN TOÀN ĐÊ VÀ GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG ỔN ĐỊNH ĐÊ

2.1. Điều kiện biên thủy lực

2.1.1. Giới hạn lưu vực sông Hồng

2.1.2. Sự thay đổi lòng dẫn và mực nước trên sông Hồng

2.1.3. Dòng chảy lũ sông Hồng khi xét đến ảnh hưởng của BĐKH

2.2. Điều kiện địa chất công trình và phân chia cấu trúc nền đê

2.2.1. Điều kiện địa chất công trình

2.2.2. Phân chia cấu trúc nền đê

2.2.3. Các kiểu cấu trúc nền đê đại diện

2.3. Điều kiện địa chất thủy văn

2.4. Đánh giá an toàn đê theo phương pháp truyền thống

2.4.1. Các tiêu chuẩn an toàn

2.4.2. Quy trình đánh giá an toàn

2.5. Đánh giá an toàn đê theo phương pháp lý thuyết độ tin cậy

2.5.1. Các khái niệm cơ bản

2.5.2. Hàm tin cậy và xác suất sự cố

2.5.3. Phân tích rủi ro và phân tích tối ưu

2.5.4. Các bất định trong địa kỹ thuật

2.5.5. Phân tích các số liệu đầu vào

2.5.6. Các cấp độ tính toán

2.5.7. Tính toán độ tin cậy theo cấp độ II

2.5.8. Tính toán độ tin cậy theo cấp độ III

2.5.9. Xác suất sự cố của hệ thống

2.5.10. Ảnh hưởng của hiệu ứng độ dài

2.5.11. Xác suất sự cố xảy ra ứng với một trận lũ cụ thể

2.5.12. Một số khác biệt khi đánh giá an toàn đê theo phương pháp truyền thống và phương pháp lý thuyết độ tin cậy

2.6. Phương pháp thực nghiệm nghiên cứu xói ngầm dưới nền đê bằng mô hình vật lý trong phòng

2.6.1. Các khái niệm về xói ngầm

2.6.2. Ảnh hưởng của xói ngầm đến an toàn đê

2.6.3. Cơ sở xây dựng mô hình thí nghiệm thấm trong phòng

2.7. Các giải pháp nâng cao an toàn đê

2.7.1. Giải pháp tăng cường ổn định mái đê

2.7.2. Các giải pháp xử lý thấm

2.7.3. Các giải pháp xử lý lún

2.7.4. Các giải pháp phi công trình

2.7.5. Đề xuất giải pháp tăng cường ổn định đê

2.8. Nguyên lý rủi ro trong thiết kế công trình

2.9. Kết luận Chương 2

3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU XÓI NGẦM DƯỚI NỀN ĐÊ BẰNG MÔ HÌNH VẬT LÝ TRONG PHÒNG

3.1. Thiết kế mô hình thí nghiệm

3.1.1. Tỷ lệ mô hình, ưu nhược điểm của mô hình thí nghiệm trong phòng

3.1.2. Kích thước mô hình

3.1.3. Vật liệu thí nghiệm

3.1.4. Mực nước thí nghiệm

3.2. Thí nghiệm thấm ngang

3.2.1. Mục đích thí nghiệm thấm ngang

3.2.2. Công tác chuẩn bị thí nghiệm thấm ngang

3.2.3. Trình tự tiến hành

3.2.4. Kết quả thí nghiệm thấm ngang

3.2.5. Thảo luận về kết quả thí nghiệm thấm ngang

3.3. Thí nghiệm thấm đứng

3.3.1. Mục đích thí nghiệm thấm đứng

3.3.2. Công tác chuẩn bị thí nghiệm thấm đứng

3.3.3. Trình tự tiến hành thí nghiệm

3.3.4. Kết quả thí nghiệm thấm đứng

3.3.5. Thảo luận về kết quả thí nghiệm thấm đứng

3.4. Kết luận Chương 3

3.4.1. Thí nghiệm thấm ngang

3.4.2. Thí nghiệm thấm đứng

4. CHƯƠNG 4: ĐỘ TIN CẬY CỦA HỆ THỐNG ĐÊ SÔNG HỒNG TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

4.1. Đánh giá an toàn đê Hữu Hồng theo phương pháp truyền thống

4.1.1. Đánh giá an toàn của 17 đoạn đê

4.1.2. Đánh giá an toàn của 10 cống dưới đê

4.2. Phân tích độ tin cậy của hệ thống đê Hữu Hồng trong điều kiện BĐKH

4.2.1. Mô tả hệ thống

4.2.2. Xác suất sự cố của đoạn đê

4.2.3. Xác suất sự cố của hệ thống đê

4.3. Phân tích an toàn đê dưới trận lũ thiết kế trong bối cảnh BĐKH

4.3.1. Nghiên cứu trong phòng

4.3.2. Nghiên cứu hiện trường

4.3.3. Sự suy giảm và độ trễ thời gian của áp lực thấm

4.3.4. Thiết lập phương trình dự báo sự phát triển của chiều dài ống xói hiện trường

4.3.5. Phân tích ổn định cho đoạn đê điển hình

4.4. Đề xuất giải pháp tăng cường ổn định đê Sen Chiểu theo nguyên lý rủi ro

4.4.1. Giới thiệu chung về vùng nghiên cứu

4.4.2. Rủi ro ngập lụt của vùng nghiên cứu

4.4.3. Lựa chọn giải pháp tối ưu tăng cường ổn định cho đoạn đê Sen Chiểu

4.5. Kết luận Chương 4

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu an toàn đê trong bối cảnh biến đổi khí hậu

Nghiên cứu an toàn đê Hữu Hồng trong bối cảnh biến đổi khí hậu là một vấn đề cấp thiết. Hệ thống công trình phòng chống lũ bảo vệ vùng đồng bằng sông Hồng đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ an toàn cho Hà Nội. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng biến đổi khí hậu có thể làm gia tăng tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan, dẫn đến nguy cơ cao hơn cho các công trình đê điều. Đặc biệt, việc đánh giá an toàn đê cần phải xem xét các yếu tố như rủi ro thiên tai và biện pháp bảo vệ. Theo các kịch bản của IPCC, mực nước biển dâng và các hiện tượng thời tiết cực đoan sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn của hệ thống đê. Do đó, việc nghiên cứu và đánh giá an toàn đê Hữu Hồng là cần thiết để đảm bảo tính bền vững và an toàn cho khu vực này.

1.1. Hệ thống công trình phòng chống lũ

Hệ thống công trình phòng chống lũ bao gồm các hồ chứa, đê điều và các công trình khác nhằm bảo vệ vùng đồng bằng sông Hồng. Các công trình này cần được thiết kế và quản lý một cách hiệu quả để giảm thiểu rủi ro từ biến đổi khí hậu. Việc đánh giá an toàn của các công trình này không chỉ dựa trên các tiêu chuẩn hiện hành mà còn cần phải xem xét các yếu tố biến đổi khí hậu có thể làm thay đổi điều kiện môi trường. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, trong bối cảnh biến đổi khí hậu, cần có các biện pháp bổ sung để tăng cường khả năng chống chịu của hệ thống công trình phòng chống lũ.

II. Đánh giá an toàn đê Hữu Hồng

Đánh giá an toàn đê Hữu Hồng là một phần quan trọng trong nghiên cứu này. Phương pháp đánh giá an toàn truyền thống đã được áp dụng để xác định khả năng chịu tải của đê dưới các điều kiện khác nhau. Tuy nhiên, với sự gia tăng của biến đổi khí hậu, cần phải áp dụng các phương pháp hiện đại hơn như lý thuyết độ tin cậy. Phân tích rủi ro và xác suất sự cố là những yếu tố quan trọng trong việc đánh giá an toàn đê. Các nghiên cứu cho thấy rằng, xác suất sự cố của đê Hữu Hồng có thể tăng lên đáng kể nếu không có các biện pháp phòng ngừa kịp thời. Do đó, việc áp dụng các phương pháp hiện đại trong đánh giá an toàn là cần thiết để đảm bảo an toàn cho khu vực này.

2.1. Phân tích độ tin cậy của hệ thống đê

Phân tích độ tin cậy của hệ thống đê Hữu Hồng trong bối cảnh biến đổi khí hậu là một nhiệm vụ phức tạp. Các yếu tố như mực nước dâng, tần suất lũ và các hiện tượng thời tiết cực đoan cần được xem xét. Việc áp dụng lý thuyết độ tin cậy giúp xác định xác suất sự cố của đê và từ đó đưa ra các biện pháp cải thiện an toàn. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc tăng cường ổn định cho đê thông qua các biện pháp kỹ thuật và quản lý có thể giảm thiểu rủi ro ngập lụt và bảo vệ an toàn cho khu vực xung quanh.

III. Giải pháp tăng cường an toàn đê

Để đảm bảo an toàn cho đê Hữu Hồng, cần có các giải pháp tăng cường ổn định và bảo vệ. Các biện pháp này bao gồm cải thiện cấu trúc nền đê, xử lý thấm và lún, cũng như áp dụng các giải pháp phi công trình. Việc áp dụng các công nghệ mới trong xây dựng và bảo trì đê cũng là một yếu tố quan trọng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc kết hợp giữa các giải pháp kỹ thuật và quản lý có thể tạo ra một hệ thống phòng chống lũ hiệu quả hơn. Đặc biệt, trong bối cảnh biến đổi khí hậu, việc áp dụng các biện pháp linh hoạt và thích ứng là cần thiết để bảo vệ an toàn cho khu vực này.

3.1. Các biện pháp kỹ thuật

Các biện pháp kỹ thuật để tăng cường an toàn cho đê Hữu Hồng bao gồm việc cải thiện cấu trúc nền và xử lý các vấn đề liên quan đến thấm và lún. Việc áp dụng các công nghệ mới trong xây dựng và bảo trì đê có thể giúp tăng cường khả năng chống chịu của hệ thống. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc sử dụng các vật liệu và công nghệ hiện đại có thể cải thiện đáng kể độ bền và an toàn của đê. Đồng thời, việc theo dõi và đánh giá thường xuyên tình trạng của đê cũng là một yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo an toàn.

Luận án tiến sĩ: Đánh giá an toàn đê Hữu Hồng đoạn qua Hà Nội dưới tác động của biến đổi khí hậu