Nghiên cứu giải pháp tiêu năng và chế độ thủy lực cho công trình cống kênh cụt tại Rạch Giá, Kiên Giang

LỜI CAM KẾT

LỜI CẢM ƠN

MỞ ĐẦU

0.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

0.2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

0.3. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

0.4. KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHẾ ĐỘ THỦY LỰC VÀ GIẢI PHÁP TIÊU NĂNG PHÒNG XÓI CHO CÔNG VÙNG TRIỀU

1.1. Đặc điểm chế độ thủy lực nối tiếp thượng hạ lưu cổng

1.2. Nối tiếp chảy mặt sau bậc

1.3. Các biện pháp tiêu năng phòng xói thượng hạ lưu sông

1.4. Nghiên cứu về xói cục bộ thượng hạ lưu công trình

1.5. Một số sự cố của công trình liên quan đến vấn đề xói lở

1.6. Một số kết quả nghiên cứu liên quan của nước ngoài

1.7. Một số kết quả liên quan ở trong nước

1.8. Kết luận chương 1

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CHẾ ĐỘ THỦY LỰC VÀ TIÊU NĂNG PHÒNG XÓI CÔNG TRÌNH CỐNG VÙNG TRIỀU

2.1. Đặc điểm dòng chảy sau cổng

2.2. Ý nghĩa tiêu năng phòng xói

2.3. Các vấn đề thủy lực và phương hướng giải quyết

2.3.1. Các vấn đề thủy lực

2.3.2. Xác định nguyên nhân dẫn đến bất lợi về mạc thủy lực khu vực hạ lưu. Phương hướng giải quyết

2.4. Phương pháp nghiên cứu diễn biến xói

2.4.1. Điều tra thực địa

2.4.2. Mô hình vật lý

2.4.3. Công nghệ ảnh viễn thám

2.4.4. Mô hình vật lý và lý thuyết tương tự. Khái niệm về mô hình vật lý

2.4.5. Lý thuyết tương tự thiết lập mô hình nghiên cứu. Tổng quan mô hình toán Mike 21/3 Couple

2.4.6. Module thủy động lực MIKE21 HD. Module tính vận chuyển bùn cát Mike21 MT

2.4.7. Các bước thiết lập mô hình Mike 21HD-MT. Xây dựng lưới mô hình tính toán

2.4.8. Thiết lập bộ thông số mô hình HD

2.4.9. Thiết lập bộ thông số mô hình MT

2.5. Kết luận chương 2

3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TIÊU NĂNG PHÒNG XÓI CHO CÔNG KÊNH CỤT

3.1. Tổng quan công Kênh Cụt

3.2. Giới thiệu về cống Kênh Cụt

3.3. Công tác thiết kế cống Kênh Cụt

3.4. Vấn đề giải quyết tiêu năng phòng xói cho công Kênh Cụt

3.5. Cơ sở lí luận đề xuất giải pháp tiêu năng phòng xói

3.6. Phương pháp thực nghiệm mô hình thủy lực

3.6.1. Mô hình thủy lực cổng

3.6.2. Các tài liệu cơ bản thí nghiệm mô hình

3.6.3. Thiết kế mô hình và tình thi nghiệm

3.6.4. Mô phỏng các tổ hợp thiết kế sẽ thực hiện

3.6.5. Mô phỏng diễn biến thủy lực trên mô hình Mike 203

3.6.6. Thiết lập mô hình

3.6.7. Kiểm định với mô hình vật lý

3.6.8. Mô phỏng các trường hợp đặc biệt và mô phỏng diễn biến thủy lực và tiêu năng phòng xói bằng mô hình 3 chiều

3.7. Kết quả mô hình vật lý và mô hình toán, phân tích biện pháp phòng xói công trình

3.7.1. Phân tích kết quả mô hình thực nghiệm

3.7.2. Phân tích kết quả trên mô hình toán

3.7.3. Phân tích hiện trạng

3.8. Kết luận chương 3

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC HÌNH VẼ

DANH MỤC BẢNG BIỂU

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

I. Giới thiệu

Bài nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích giải pháp tiêu năng và chế độ thủy lực cho công trình cống Kênh Cụt tại Rạch Giá, Kiên Giang. Tỉnh Kiên Giang, với vị trí ven biển, đang phải đối mặt với nhiều thách thức do biến đổi khí hậu, đặc biệt là tình trạng xói lở bờ biển và ngập úng. Việc xây dựng hệ thống công trình thủy lợi là cần thiết để đảm bảo an toàn cho đời sống và sản xuất nông nghiệp trong khu vực. Nghiên cứu này nhằm tìm ra các biện pháp hiệu quả để tiêu năng và kiểm soát chế độ thủy lực tại công trình cống, nhằm giảm thiểu tác động của xói lở và bảo vệ các công trình hạ tầng. Các phương pháp nghiên cứu bao gồm mô hình vật lý và mô hình toán, giúp đánh giá chính xác các giải pháp đề xuất.

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Tình hình xói lở bờ biển và ngập úng tại Kiên Giang đang ngày càng nghiêm trọng, ảnh hưởng đến đời sống người dân và phát triển kinh tế. Việc nghiên cứu và đề xuất các giải pháp tiêu năng cho cống Kênh Cụt không chỉ giúp bảo vệ công trình mà còn đảm bảo an toàn cho các hoạt động nông nghiệp trong khu vực. Cống Kênh Cụt có vai trò quan trọng trong việc kiểm soát nước, do đó, việc nghiên cứu chế độ thủy lực của cống này là rất cần thiết để đưa ra các giải pháp hợp lý, góp phần vào việc phát triển bền vững cho tỉnh Kiên Giang.

II. Tổng quan về chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng

Chế độ thủy lực của cống Kênh Cụt rất phức tạp, liên quan đến nhiều yếu tố như lưu lượng nước, độ sâu và tốc độ dòng chảy. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng chế độ thủy lực có thể được chia thành hai hình thức chính: nối tiếp chảy đáy và nối tiếp chảy mặt. Mỗi hình thức có những đặc điểm riêng và yêu cầu các biện pháp tiêu năng khác nhau. Đặc biệt, việc sử dụng các công trình như bể tiêu năng và tường tiêu năng là rất cần thiết để giảm thiểu năng lượng dư thừa và ngăn chặn xói lở. Các biện pháp này không chỉ giúp bảo vệ công trình mà còn tạo ra môi trường ổn định cho dòng chảy, từ đó giảm thiểu tác động của xói lở. Đánh giá hiệu quả của các giải pháp này là rất quan trọng để đảm bảo tính khả thi trong thực tiễn.

2.1 Đặc điểm chế độ thủy lực

Chế độ thủy lực của cống Kênh Cụt được xác định bởi sự tương tác giữa dòng chảy thượng lưu và hạ lưu. Các yếu tố như độ sâu dòng chảy, tốc độ và lưu lượng nước đều có ảnh hưởng lớn đến chế độ thủy lực. Cụ thể, trong điều kiện dòng chảy đầy, nước có thể tạo ra các hiện tượng như nước nhảy phóng xa hoặc nước nhảy tại chỗ, dẫn đến sự thay đổi trong động lực học của dòng chảy. Việc hiểu rõ các đặc điểm này sẽ giúp đưa ra các biện pháp tiêu năng phù hợp, nhằm giảm thiểu các tác động tiêu cực đến công trình và môi trường xung quanh.

III. Nghiên cứu và đề xuất giải pháp tiêu năng

Nghiên cứu đã thực hiện các thí nghiệm mô hình vật lý để kiểm tra hiệu quả của các giải pháp tiêu năng khác nhau cho cống Kênh Cụt. Kết quả cho thấy rằng việc sử dụng bể tiêu năng và tường tiêu năng kết hợp có khả năng giảm thiểu đáng kể năng lượng dư thừa, từ đó hạn chế xói lở. Mô hình toán cũng đã được áp dụng để mô phỏng các kịch bản khác nhau, cho phép đánh giá hiệu quả của từng giải pháp trong các điều kiện thủy văn khác nhau. Các kết quả từ mô hình vật lý và mô hình toán đã được so sánh và phân tích, cung cấp cơ sở vững chắc cho việc lựa chọn giải pháp tối ưu cho công trình.

3.1 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu bao gồm việc sử dụng mô hình vật lý để kiểm tra các giải pháp tiêu năng và chế độ thủy lực cho cống Kênh Cụt. Các thí nghiệm được thực hiện trong điều kiện mô phỏng gần gũi với thực tế, cho phép quan sát các hiện tượng thủy lực một cách chính xác. Ngoài ra, mô hình toán cũng được sử dụng để phân tích và dự đoán diễn biến của dòng chảy, giúp đánh giá hiệu quả của các giải pháp đề xuất. Kết quả từ cả hai phương pháp đã được tổng hợp và phân tích để đưa ra các khuyến nghị cụ thể cho việc thiết kế và thi công công trình.

Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng cho công trình cống kênh cụt tại Rạch Giá, Kiên Giang