Luận án tiến sĩ kỹ thuật: Giải pháp và đánh giá chức năng giảm sóng của đê rỗng phức hợp bảo vệ ...

• Tác giả: Nguyễn Anh Tiến
• Người hướng dẫn: PGS.TS Tô Văn Thanh
• Trường học: Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam
• Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy
• Đề tài: Nghiên Cứu Giải Pháp Và Đánh Giá Chức Năng Giảm Sóng Của Đê Rỗng Phức Hợp Bảo Vệ Bờ Biển Từ Mũi Cà Mau Đến Hà Tiên
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.4. Nội dung nghiên cứu
• 1.5. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
• 1.6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
• 1.7. Những đóng góp mới của luận án
• 1.8. Cấu trúc luận án
• 2. CƠ SỞ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH ĐÊ RỖNG PHỨC HỢP
• 2.1. Tổng quan về vùng nghiên cứu. Vị trí địa lí
• 2.2. Đặc điểm khí hậu hiện tượng
• 2.3. Đặc điểm địa hình địa mạo địa chất và hoạt động kiến tạo
• 2.4. Chế độ sóng dòng chảy và thủy triều VNC
• 2.5. Diễn biến đường bờ biển VNC giai đoạn 1997-2017
• 2.6. Diễn biến hệ sinh thái RNM ven biển VNC giai đoạn 1997-2017
• 2.7. Luận giải định hướng giải pháp bảo vệ bờ biển cho VNC
• 2.8. Nghiên cứu đề xuất giải pháp công trình đê rỗng phức hợp
• 2.9. Phương pháp nghiên cứu trên MHVL
• 2.9.1. Khái niệm chung về MHVL
• 2.9.2. Mục tiêu thí nghiệm MHVL
• 2.9.3. Mô hình sóng và các vấn đề nghiên cứu trong mô hình sóng
• 2.9.4. Lý thuyết tương tự và tỉ lệ mô hình
• 2.9.5. Kiểm tra sự hợp lí của tỉ lệ mô hình
• 2.9.6. Ứng dụng phương pháp phân tích thứ nguyên thiết lập các phương trình tổng quát lý thuyết PI-BUCKINGHAM
• 2.9.7. Sóng truyền qua thân đê ngầm rỗng không cọc
• 2.9.8. Truyền sóng qua hệ cọc
• 2.9.9. Thiết kế mô hình và bộ thử nghiệm
• 2.9.10. Thiết bị thí nghiệm và các tham số đo đạc
• 2.9.11. Mô hình hiện diện. Mô hình công trình thí nghiệm
• 2.9.12. Các yếu tố thủy động lực trong mô hình. Sơ đồ thí nghiệm MHVL
• 2.9.13. Kiểm tra kỹ thuật
• 2.9.14. Chương trình thí nghiệm MHVL
• 2.9.15. Chương trình thí nghiệm tổng quát
• 2.9.16. Thiết kế thí nghiệm
• 2.9.17. Các tham số sóng đo đạc từ thí nghiệm
• 2.10. Cơ sở khoa học đánh giá chức năng giảm sóng cho công trình đê rỗng phức hợp
• 2.10.1. Phương trình năng lượng sóng
• 2.10.2. Phương trình cân bằng năng lượng sóng
• 2.11. Kết luận Chương 2
• 3. NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG PHÁP THỬ NGHIỆM CHỨC NĂNG GIẢM SÓNG CHO CÔNG TRÌNH ĐÊ RỖNG PHỨC HỢP
• 3.1. Truyền sóng qua thân đê ngầm rỗng không cọc
• 3.2. Ảnh hưởng của chỉ số vỡ (γ)
• 3.3. Ảnh hưởng của độ sâu ngập nước tương đối của đỉnh đê Rc/Hm0,i
• 3.4. Ảnh hưởng bề rộng tương đối của đỉnh đê /Lm, B/Lp
• 3.5. Ảnh hưởng của tương tác sóng với môi đê sm
• 3.6. Hệ số truyền sóng qua thân đê ngầm rỗng không cọc. So sánh mức độ tin cậy với các nghiên cứu trước
• 3.7. Tiêu hao năng lượng sóng qua hệ cọc bên trên
• 3.8. Nguyên lý tiêu hao năng lượng sóng
• 3.9. Phân tích mức độ ảnh hưởng của các tham số chi phối đến tiêu hao năng lượng sóng qua hệ cọc
• 3.10. Tiêu hao năng lượng sóng qua hệ cọc bên trên. Truyền sóng qua công trình đê rỗng phức hợp trường hợp tổng quát
• 3.11. Phạm vi ứng dụng của nghiên cứu
• 3.12. Ứng dụng kết quả nghiên cứu thiết kế công trình thí nghiệm
• 3.13. Tài liệu viện dẫn
• 3.14. Tính toán chiều cao sóng thiết kế
• 3.15. Xác định các thông số kỹ thuật cơ bản của công trình
• 3.16. Tính toán xác định hệ số truyền sóng Kt
• 3.17. Phân tích lựa chọn phương án công trình thí nghiệm
• 3.18. Kết luận Chương 3
• 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 4.1. Kết quả đạt được của luận án
• 4.2. Những đóng góp mới của luận án
• 4.3. Tồn tại và hướng phát triển
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Tóm tắt

I. Giải pháp giảm sóng

Nghiên cứu tập trung vào việc đề xuất giải pháp giảm sóng hiệu quả thông qua việc sử dụng đê rỗng phức hợp. Công trình này được thiết kế với cấu trúc linh hoạt, kết hợp giữa thân đê ngầm rỗng và hệ cọc bên trên. Giải pháp giảm sóng này nhằm bảo vệ bờ biển từ Mũi Cà Mau đến Hà Tiên, đặc biệt là khu vực có rừng ngập mặn bị xói lở. Các thí nghiệm trên mô hình vật lý (MHVL) đã chứng minh hiệu quả của công trình trong việc giảm năng lượng sóng.

1.1. Thiết kế đê rỗng phức hợp

Thiết kế đê rỗng bao gồm thân đê ngầm rỗng với tiết diện hình thang cân và hệ cọc lắp ghép trên đỉnh đê. Hệ cọc được bố trí theo dạng hình hoa mai, tạo ra sự linh hoạt trong việc tiêu hao năng lượng sóng. Các thông số kỹ thuật như khoảng cách giữa các cọc và kích thước cọc được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu quả giảm sóng.

1.2. Phương pháp bảo vệ bờ biển

Phương pháp bảo vệ bờ biển được đề xuất dựa trên việc kết hợp giữa công trình đê rỗng và hệ thống rừng ngập mặn. Công trình không chỉ giảm sóng mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho sự phục hồi của hệ sinh thái ven biển. Các kết quả thí nghiệm cho thấy sự cải thiện đáng kể trong việc ổn định bờ biển và giảm thiểu xói lở.

II. Đánh giá hiệu quả giảm sóng

Nghiên cứu đã tiến hành đánh giá hiệu quả của đê rỗng phức hợp thông qua các thí nghiệm trên mô hình vật lý. Các thông số như hệ số truyền sóng (Kt) và năng lượng sóng tiêu hao được đo đạc và phân tích kỹ lưỡng. Kết quả cho thấy công trình có khả năng giảm sóng đáng kể, đặc biệt trong điều kiện sóng lớn và thủy triều cao.

2.1. Hệ số truyền sóng

Hệ số truyền sóng (Kt) được xác định thông qua các thí nghiệm trên mô hình vật lý. Kết quả cho thấy Kt giảm đáng kể khi sóng truyền qua công trình đê rỗng phức hợp. Các yếu tố như độ sâu ngập nước, bề rộng đỉnh đê và khoảng cách giữa các cọc đều ảnh hưởng đến hiệu quả giảm sóng.

2.2. Tiêu hao năng lượng sóng

Nghiên cứu cũng tập trung vào việc đo lường tiêu hao năng lượng sóng khi sóng truyền qua hệ cọc và thân đê rỗng. Kết quả cho thấy hệ cọc đóng vai trò quan trọng trong việc tiêu hao năng lượng sóng, giúp giảm thiểu tác động của sóng lên bờ biển.

III. Ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu đã đề xuất việc ứng dụng đê rỗng phức hợp trong thực tiễn để bảo vệ bờ biển từ Mũi Cà Mau đến Hà Tiên. Công trình này không chỉ giúp giảm sóng mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho sự phục hồi của rừng ngập mặn. Các kết quả nghiên cứu đã được áp dụng trong đề tài cấp quốc gia về phòng chống xói lở và ổn định bờ biển.

3.1. Bảo vệ bờ biển

Bảo vệ bờ biển là mục tiêu chính của nghiên cứu. Công trình đê rỗng phức hợp được thiết kế để giảm thiểu tác động của sóng và thủy triều lên bờ biển, đặc biệt là khu vực có rừng ngập mặn bị xói lở. Các kết quả thí nghiệm cho thấy sự cải thiện đáng kể trong việc ổn định bờ biển.

3.2. Phục hồi hệ sinh thái

Ngoài việc giảm sóng, công trình còn tạo điều kiện thuận lợi cho sự phục hồi hệ sinh thái ven biển. Các kết quả nghiên cứu cho thấy sự tái sinh của rừng ngập mặn sau khi công trình được xây dựng, góp phần bảo vệ môi trường và đa dạng sinh học.