Nghiên Cứu Khoa Học Và Thực Tiễn Đề Xuất Vị Trí Cửa Lấy Nước Hợp Lý Trên Sông Đáy

• Tác giả: Trần Khắc Thạc
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Thị Hương Lan
• Trường học: Trường Đại học Thủy lợi
• Chuyên ngành: Thủy văn học
• Đề tài: Nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn đề xuất vị trí hợp lý của cửa lấy nước vào sông Đáy đảm bảo yêu cầu cấp nước và tạo dòng chảy thường xuyên cho sông Đáy
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ kỹ thuật
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG TRÌNH LẤY NƯỚC TRÊN SÔNG
• 1.1. Các nghiên cứu trên thế giới
• 1.1.1. Về nghiên cứu phân loại các CTLN
• 1.1.2. Về nghiên cứu diễn biễn bồi lắng đoạn sông cửa vào CTLN
• 1.1.3. Về nghiên cứu xác định vị trí cửa lấy nước
• 1.1.4. Về nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả lấy nước
• 1.1.5. Nhận xét chung về các nghiên cứu trên thế giới có liên quan đến nội dung của luận án
• 1.2. Các nghiên cứu trong nước
• 1.2.1. Về nghiên cứu diễn biễn bồi lắng đoạn sông cửa vào CTLN
• 1.2.2. Về nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả lấy nước
• 1.2.3. Các nghiên cứu có liên quan trên đoạn sông Hồng qua Hà Nội
• 1.2.4. Nhận xét chung về các nghiên cứu trong nước có liên quan đến nội dung của luận án
• 1.3. Tổng quan khu vực nghiên cứu
• 1.3.1. Vị trí khu vực nghiên cứu
• 1.3.2. Đặc điểm địa hình
• 1.3.3. Đặc điểm địa chất, địa mạo
• 1.3.4. Đặc điểm khí tượng, thủy văn
• 1.3.5. Cụm công trình cống Cẩm Đình – Hiệp Thuận
• 1.4. Định hướng nghiên cứu của luận án
• 1.5. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN LỰA CHỌN VỊ TRÍ LẤY NƯỚC HỢP LÝ ĐẢM BẢO YÊU CẦU LẤY NƯỚC MÙA KIỆT VÀ THOÁT LŨ
• 2.1. Đánh giá hiện trạng một số công trình lấy nước dọc sông Hồng trên địa bàn Hà Nội
• 2.1.1. Hiện trạng một số công trình lấy nước trên địa bàn Hà Nội
• 2.1.2. Nguyên nhân và các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng lấy nước của các công trình lấy nước của một số cống trong những năm gần đây trên địa bàn Hà Nội
• 2.2. Cơ sở lý thuyết dòng phân tầng/dòng dị trọng tại khu vực cửa lấy nước
• 2.2.1. Hệ phương trình cơ bản về dòng phân tầng/dòng dị trọng
• 2.2.1.1. Phương trình chuyển động
• 2.2.1.2. Phương trình liên tục
• 2.2.1.3. Phương trình hoàn lưu của dòng phân tầng
• 2.2.2. Phân tích lựa chọn mô hình toán mô phỏng dòng chảy và diễn biến lòng dẫn khu vực cửa lấy nước
• 2.2.3. Đề xuất bộ tiêu chí xác định vị trí cửa lấy nước thích hợp
• 2.2.4. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN VỊ TRÍ CỬA LẤY NƯỚC VÀO SÔNG ĐÁY
• 3.1. Thiết lập mô hình và mô phỏng các kịch bản tính toán phục vụ xác định vị trí lấy nước hợp lý khu vực cửa vào sông Đáy
• 3.1.1. Ứng dụng mô hình toán MIKE3FM mô phỏng chế độ thủy lực, diễn biến lòng dẫn khu vực cửa vào sông Đáy
• 3.1.1.1. Xác định phạm vi và miền tính toán của khu vực nghiên cứu
• 3.1.1.2. Thiết lập hệ thống lưới tính toán
• 3.1.1.3. Thiết lập địa hình tính toán
• 3.1.1.4. Thiết lập các CSDL biên và CSDL hiệu chỉnh, kiểm định mô hình
• 3.1.1.5. Thiết lập mô hình MIKE11 mô phỏng dòng chảy và bùn cát làm số liệu đầu vào tính toán cho mô hình MIKE3FM
• 3.1.1.6. Kết quả hiệu chỉnh, kiểm định mô hình thủy động lực MIKE3FM
• 3.1.1.7. Kết quả mô phỏng diễn biến lòng dẫn khu vực cửa vào sông Đáy với điều kiện các công trình hiện trạng
• 3.1.1.8. Kết quả đánh giá khả năng lấy nước của cống Cẩm Đình hiện trạng
• 3.1.1.9. Định hướng giải pháp bổ sung cấp nước mùa kiệt và cấp nước thường xuyên cho lưu vực sông Đáy, nâng cao khả năng thoát lũ
• 3.2. Kết quả tính toán diễn biến lòng dẫn và đánh giá khả năng lấy nước khu vực cửa vào sông Đáy theo các kịch bản lấy nước khác nhau
• 3.2.1. Kết quả đánh giá khả năng lấy nước tại các vị trí công trình lấy nước khác nhau
• 3.2.2. Đánh giá diễn biến lòng dẫn theo kịch bản vị trí lấy nước khác nhau
• 3.3. Đề xuất vị trí lấy nước hợp lý đảm bảo yêu cầu lấy nước và thoát lũ khu vực cửa vào sông Đáy
• 3.3.1. Xác định vị trí cửa lấy nước ổn định cấp nước theo yêu cầu
• 3.3.2. Đề xuất vị trí lấy nước thích hợp theo tiêu chí đảm bảo về hàm lượng bùn cát
• 3.3.3. Kiến nghị đề xuất vị trí lấy nước hợp lý vùng cửa vào sông Đáy đảm bảo yêu cầu lấy nước mùa kiệt và thoát lũ
• 3.3.4. Kiến nghị một số giải pháp nâng cao khả năng cấp nước mùa kiệt và thoát lũ cống Cẩm Đình
• 3.3.4.1. Các giải pháp phi công trình
• 3.3.4.2. Giải pháp công trình
• 3.4. Kết luận chương 3
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Cửa lấy nước và vị trí cửa lấy nước trên sông Đáy

Nghiên cứu tập trung vào việc xác định vị trí cửa lấy nước hợp lý trên sông Đáy, đảm bảo yêu cầu cấp nước và tạo dòng chảy thường xuyên. Cửa lấy nước là yếu tố quan trọng trong hệ thống cấp nước, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu và suy giảm nguồn nước. Việc lựa chọn vị trí phải dựa trên các tiêu chí khoa học và thực tiễn, bao gồm đánh giá diễn biến lòng dẫn, khả năng bồi lắng, và tác động môi trường.

1.1. Đánh giá hiện trạng cửa lấy nước

Hiện trạng các công trình thủy lợi như cống Cẩm Đình cho thấy nhiều bất cập, đặc biệt là hiện tượng bồi lắng nghiêm trọng. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng lấy nước, đặc biệt trong mùa kiệt. Các nghiên cứu trước đây chưa giải quyết triệt để vấn đề này, dẫn đến nhu cầu cấp bách về một nghiên cứu toàn diện hơn.

1.2. Tiêu chí lựa chọn vị trí cửa lấy nước

Các tiêu chí bao gồm: ổn định lòng dẫn, khả năng thoát lũ, và đảm bảo hàm lượng bùn cát. Quy hoạch sử dụng nước cần được tích hợp để đảm bảo phát triển bền vững. Việc sử dụng mô hình toán học như MIKE3FM giúp mô phỏng chính xác các kịch bản lấy nước khác nhau.

II. Nghiên cứu khoa học và thực tiễn

Luận án kết hợp nghiên cứu khoa học và thực tiễn để đề xuất các giải pháp hiệu quả. Các phương pháp nghiên cứu bao gồm thu thập dữ liệu, khảo sát hiện trường, và ứng dụng công nghệ mô phỏng. Kết quả nghiên cứu không chỉ giải quyết vấn đề cấp nước mà còn góp phần bảo vệ môi trường và quản lý nước bền vững.

2.1. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp tiếp cận hệ thống, kết hợp giữa lý thuyết và thực tiễn. Các mô hình toán học được hiệu chỉnh và kiểm định dựa trên dữ liệu thực tế, đảm bảo độ tin cậy cao. Các kịch bản tính toán được thiết lập để đánh giá khả năng lấy nước và thoát lũ tại các vị trí khác nhau.

2.2. Kết quả nghiên cứu

Kết quả cho thấy vị trí cửa lấy nước hợp lý cần đáp ứng các yêu cầu về lưu lượng nước, ổn định lòng dẫn, và khả năng thoát lũ. Các giải pháp công trình và phi công trình được đề xuất để nâng cao hiệu quả lấy nước, đặc biệt trong mùa kiệt.

III. Đề xuất vị trí cửa lấy nước hợp lý

Dựa trên kết quả nghiên cứu, luận án đề xuất vị trí cửa lấy nước hợp lý trên sông Đáy, đảm bảo yêu cầu cấp nước và thoát lũ. Vị trí này cần được lựa chọn dựa trên các tiêu chí khoa học và thực tiễn, đồng thời tích hợp với quy hoạch sử dụng nước và phát triển bền vững.

3.1. Xác định vị trí ổn định

Vị trí cửa lấy nước cần đảm bảo ổn định lòng dẫn, giảm thiểu bồi lắng và xói lở. Các yếu tố địa hình, địa chất, và thủy văn được xem xét kỹ lưỡng để lựa chọn vị trí tối ưu.

3.2. Giải pháp nâng cao hiệu quả

Các giải pháp bao gồm cải tạo lòng dẫn, nạo vét định kỳ, và xây dựng các công trình hỗ trợ. Việc áp dụng công nghệ hiện đại giúp nâng cao hiệu quả quản lý và vận hành hệ thống cấp nước.