Nghiên Cứu Hiệu Quả Giảm Sóng Của Kết Cấu Ngầm Reef BallTM Trên Thềm Đảo Nổi

• Tác giả: Phạm Thị Thúy
• Người hướng dẫn: TS. Lê Hải Trung
• Trường học: Trường Đại Học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình biển
• Đề tài: Nghiên Cứu Hiệu Quả Giảm Sóng Của Kết Cấu Ngầm Reef BallTM Trên Thềm Đảo Nổi
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CÁM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐẢO NỔI XA BỜ, KẾT CẤU NGẦM REEF BALL VÀ HIỆU QUẢ GIẢM SÓNG CỦA KẾT CẤU NGẦM
• 1.1. Đảo nổi xa bờ
• 1.1.1. Khái niệm về đảo nổi xa bờ
• 1.1.2. Cấu tạo địa hình của đảo nổi
• 1.1.3. Đặc điểm thềm đảo nổi
• 1.1.4. Chế độ thủy hải văn khu vực đảo nổi
• 1.1.5. Chế độ thủy động lực sóng trên đảo nổi
• 1.2. Kết cấu ngầm Reef BallTM
• 1.2.1. Khái niệm kết cấu ngầm Reef BallTM
• 1.2.2. Chức năng và cấu tạo kết cấu ngầm Reef BallTM
• 1.2.3. Ứng dụng Reef BallTM trên thế giới
• 1.3. Hiệu quả giảm sóng của kết cấu ngầm
• 1.3.1. Một số khái niệm
• 1.3.2. Các phương pháp nghiên cứu hiệu quả giảm sóng
• 1.3.3. Các tham số ảnh hưởng đến hiệu quả giảm sóng
• 1.3.4. Công thức thực nghiệm về hiệu quả giảm sóng
• 1.4. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ GIẢM SÓNG CỦA KẾT CẤU NGẦM REEF BALLTM TRÊN THỀM ĐẢO NỔI XA BỜ
• 2.1. Độ rỗng của kết cấu
• 2.2. Quá trình truyền sóng qua kết cấu ngầm rỗng
• 2.2.1. Tương tác giữa sóng và kết cấu ngầm rỗng
• 2.2.2. Sự cân bằng năng lượng truyền sóng qua kết cấu rỗng
• 2.2.3. Sự truyền sóng qua kết cấu rỗng
• 2.3. Thiết lập phương trình tổng quát về hiệu quả giảm sóng của kết cấu ngầm
• 2.4. Lựa chọn tỉ lệ mô hình vật lý
• 2.4.1. Cơ sở lý thuyết về tương tự
• 2.4.2. Điều kiện nguyên hình và năng lực thí nghiệm
• 2.4.3. Lựa chọn tỉ lệ mô hình
• 2.5. Bố trí Reef BallTM trong mô hình thí nghiệm
• 2.5.1. Chế tạo cấu kiện Reef BallTM
• 2.5.2. Các phương án bố trí không gian Reef BallTM
• 2.5.3. Độ rỗng khối của các phương án bố trí Reef BallTM
• 2.6. Thiết lập thí nghiệm giảm sóng của kết cấu ngầm
• 2.6.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm
• 2.6.2. Các yếu tố đo đạc, tính toán
• 2.6.3. Kịch bản thí nghiệm
• 2.6.4. Trình tự thí nghiệm
• 2.7. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: HIỆU QUẢ GIẢM SÓNG CỦA KẾT CẤU NGẦM REEF BALLTM TRÊN THỀM ĐẢO NỔI XA BỜ
• 3.1. Đặc tính của sóng nước nông trên thềm đảo nổi
• 3.1.1. Sự truyền sóng trên thềm đảo nổi
• 3.1.2. Đặc tính của sóng nước nông
• 3.2. Các tham số ảnh hưởng tới hệ số truyền sóng
• 3.2.1. Bề rộng đỉnh kết cấu ngầm
• 3.2.2. Độ ngập đỉnh kết cấu ngầm
• 3.2.3. Bề rộng đỉnh kết cấu ngầm có xét tới độ thấm của môi trường rỗng
• 3.3. Xây dựng công thức thực nghiệm
• 3.3.1. Lựa chọn dạng công thức
• 3.3.2. Công thức không tích hợp độ thấm
• 3.3.3. Công thức khi tích hợp độ thấm
• 3.3.4. Phạm vi ứng dụng của công thức
• 3.4. Kiểm định công thức
• 3.4.1. Mô hình thí nghiệm bể sóng
• 3.4.2. Kiểm định công thức thực nghiệm
• 3.5. Kết luận chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP BỐ TRÍ KHÔNG GIAN KẾT CẤU NGẦM CHO ĐẢO NỔI XA BỜ
• 4.1. Lựa chọn địa điểm áp dụng
• 4.2. Điều kiện biên
• 4.2.1. Cấp công trình
• 4.2.2. Điều kiện biên phục vụ thiết kế công năng
• 4.2.3. Điều kiện biên phục vụ kiểm tra ổn định
• 4.3. Tính toán các tham số bố trí không gian
• 4.3.1. Phạm vi bố trí kết cấu ngầm giảm sóng
• 4.3.2. Cao trình đỉnh và chiều cao kết cấu ngầm
• 4.3.3. Bề rộng kết cấu ngầm
• 4.3.4. Chiều dài và khoảng cách giữa các đoạn kết cấu ngầm
• 4.3.5. Tổ hợp các phương án chọn
• 4.4. Kiểm tra ổn định của kết cấu ngầm
• 4.5. Kết luận chương 4
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
• DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ

I. Tổng quan về nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu ngầm Reef BallTM

Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu ngầm Reef BallTM trên thềm đảo nổi là một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực kỹ thuật xây dựng công trình biển. Các đảo nổi xa bờ thường phải đối mặt với các vấn đề xói lở và tác động của sóng lớn. Việc áp dụng kết cấu ngầm Reef BallTM không chỉ giúp giảm sóng mà còn tạo điều kiện cho sự phát triển của hệ sinh thái biển. Nghiên cứu này sẽ cung cấp cái nhìn tổng quan về các khía cạnh liên quan đến hiệu quả giảm sóng của kết cấu này.

1.1. Khái niệm về kết cấu ngầm Reef BallTM và ứng dụng

Kết cấu ngầm Reef BallTM là một hệ thống được thiết kế từ các khối bê tông rỗng, có khả năng giảm sóng và bảo vệ bờ biển. Hệ thống này đã được áp dụng rộng rãi trên thế giới, đặc biệt là ở các khu vực có sóng lớn và xói lở nghiêm trọng.

1.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu hiệu quả giảm sóng

Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng không chỉ giúp bảo vệ các đảo nổi mà còn góp phần vào việc duy trì sự ổn định của hệ sinh thái biển. Việc hiểu rõ cách thức hoạt động của kết cấu ngầm Reef BallTM sẽ giúp tối ưu hóa thiết kế và ứng dụng của nó trong thực tiễn.

II. Vấn đề xói lở và thách thức trong bảo vệ đảo nổi

Xói lở bờ đảo là một trong những vấn đề nghiêm trọng mà các đảo nổi phải đối mặt. Các yếu tố như biến đổi khí hậu, sóng lớn và dòng chảy mạnh đều góp phần làm gia tăng tình trạng này. Việc tìm kiếm giải pháp hiệu quả để giảm thiểu tác động của sóng và bảo vệ bờ đảo là rất cần thiết.

2.1. Nguyên nhân gây ra xói lở bờ đảo

Xói lở bờ đảo thường xảy ra do tác động của sóng lớn, dòng chảy mạnh và sự thay đổi của mực nước biển. Biến đổi khí hậu cũng làm gia tăng tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan.

2.2. Hệ quả của xói lở đối với đảo nổi

Xói lở không chỉ làm giảm diện tích đất đai mà còn ảnh hưởng đến đời sống của cư dân và các hoạt động kinh tế trên đảo. Hệ sinh thái biển cũng bị ảnh hưởng nghiêm trọng do mất môi trường sống.

III. Phương pháp nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu ngầm

Để nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu ngầm Reef BallTM, các phương pháp thực nghiệm và mô hình hóa được áp dụng. Việc thiết lập các mô hình vật lý giúp đánh giá chính xác khả năng giảm sóng của kết cấu này trong điều kiện thực tế.

3.1. Thiết lập mô hình thí nghiệm

Mô hình thí nghiệm được thiết lập trong bể sóng để mô phỏng điều kiện thực tế. Các tham số như chiều cao sóng, độ rỗng của kết cấu và bố trí không gian được điều chỉnh để đánh giá hiệu quả giảm sóng.

3.2. Phân tích kết quả thí nghiệm

Kết quả thí nghiệm sẽ được phân tích để xác định mối quan hệ giữa các tham số thiết kế và hiệu quả giảm sóng. Việc này giúp tối ưu hóa thiết kế kết cấu ngầm trong tương lai.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy kết cấu ngầm Reef BallTM có khả năng giảm sóng hiệu quả, góp phần bảo vệ bờ đảo và cải thiện môi trường sinh thái. Các ứng dụng thực tiễn của kết cấu này đã được triển khai tại nhiều khu vực trên thế giới.

4.1. Hiệu quả giảm sóng của kết cấu ngầm

Kết quả thí nghiệm cho thấy kết cấu ngầm Reef BallTM có thể giảm chiều cao sóng lên đến 50%, giúp bảo vệ bờ đảo khỏi xói lở.

4.2. Ứng dụng tại các đảo nổi xa bờ

Kết cấu ngầm Reef BallTM đã được áp dụng thành công tại nhiều đảo nổi xa bờ, giúp cải thiện điều kiện sống cho cư dân và bảo vệ hệ sinh thái biển.

V. Kết luận và hướng phát triển trong tương lai

Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu ngầm Reef BallTM đã mở ra hướng đi mới trong việc bảo vệ các đảo nổi. Các kết quả đạt được sẽ là cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo và ứng dụng trong thực tiễn.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu đã chứng minh tính khả thi và hiệu quả của kết cấu ngầm Reef BallTM trong việc giảm sóng và bảo vệ bờ đảo.

5.2. Đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện thiết kế và ứng dụng kết cấu ngầm Reef BallTM, đồng thời đánh giá tác động lâu dài của nó đối với môi trường biển.