I. Tính cấp thiết của đề tài
Việt Nam là một quốc gia có đường bờ biển dài và thường xuyên chịu ảnh hưởng của thiên tai, đặc biệt là bão và lũ. Hệ thống đê biển đã được hình thành từ sớm, tuy nhiên, nhiều đoạn đê hiện nay đang trong tình trạng xuống cấp. Đê biển Cát Hải, đoạn Gót - Gia Lộc, là một trong những đoạn đê quan trọng nhưng thường xuyên bị tổn thương do sóng và triều cường. Do đó, việc thiết kế đê đá đổ nhằm tăng cường ổn định và giảm sóng tràn là rất cần thiết. Nghiên cứu này không chỉ giúp bảo vệ bờ biển mà còn góp phần vào phát triển kinh tế - xã hội của khu vực ven biển.
1.1. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của nghiên cứu là đề xuất phương án thiết kế mặt cắt ngang hợp lý cho đê biển Cát Hải, nhằm giảm thiểu tác động của sóng và triều cường. Các phương pháp nghiên cứu sẽ bao gồm tổng hợp các kết quả nghiên cứu trước đây và mô hình toán học để mô phỏng tương tác giữa sóng và công trình. Kết quả nghiên cứu sẽ giúp xác định vị trí đặt lãng thể Tetrapod giảm sóng và tính toán thiết kế sơ bộ cho mặt cắt ngang của đê.
II. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu
Khu vực Cát Hải có đặc điểm địa lý và khí hậu đa dạng, ảnh hưởng lớn đến thiết kế mặt cắt đê đá. Địa hình bằng phẳng và gần biển khiến khu vực này dễ bị xói lở và tác động mạnh của sóng. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng các giải pháp giảm tải sóng như việc sử dụng lãng thể và các biện pháp công trình cần thiết để cải thiện điều kiện làm việc của đê. Nghiên cứu này sẽ phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định đê và đề xuất các giải pháp kỹ thuật phù hợp với điều kiện cụ thể của khu vực.
2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến thiết kế
Thiết kế đê biển cần xem xét nhiều yếu tố như điều kiện tự nhiên, tình trạng hiện tại của công trình và các tác động từ sóng, triều cường. Đặc biệt, việc lựa chọn vật liệu và hình dạng mặt cắt đê sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng giảm sóng tràn và ổn định của công trình. Cần thực hiện các phân tích và mô phỏng để đánh giá hiệu quả của các giải pháp đề xuất.
III. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu sử dụng các phương pháp phân tích tổng hợp và mô hình toán học để khảo sát tương tác giữa sóng và công trình. Mô hình IH2-VOF sẽ được áp dụng để mô phỏng sóng và xác định lưu lượng sóng tràn qua đê. Các kết quả từ mô hình sẽ được so sánh với dữ liệu thực tế để kiểm định độ chính xác. Phương pháp này giúp xác định vị trí và hình dạng tối ưu cho mặt cắt đê, từ đó đưa ra các giải pháp thiết kế hiệu quả hơn.
3.1. Mô hình toán học
Mô hình IH2-VOF là công cụ chính trong nghiên cứu này, cho phép mô phỏng chính xác sự tương tác giữa sóng và công trình. Qua việc phân tích các kịch bản khác nhau, mô hình sẽ giúp xác định được hiệu quả của các phương án thiết kế khác nhau, từ đó đưa ra khuyến nghị cho việc thiết kế đê phù hợp với điều kiện cụ thể của khu vực Cát Hải.
IV. Đề xuất thiết kế mặt cắt đê biển Cát Hải
Dựa trên các kết quả phân tích và mô phỏng, nghiên cứu đề xuất một mặt cắt ngang hợp lý cho đê biển Cát Hải nhằm tăng cường khả năng ổn định đê và giảm sóng tràn. Đề xuất bao gồm việc sử dụng các vật liệu địa phương và thiết kế mái đê thân thiện với môi trường. Các giải pháp này không chỉ giúp bảo vệ bờ biển mà còn tạo điều kiện cho sự phát triển bền vững của khu vực ven biển.
4.1. Kết quả dự kiến
Kết quả dự kiến từ nghiên cứu bao gồm việc xác định vị trí tối ưu cho lãng thể Tetrapod và thiết kế mặt cắt ngang cho đê biển. Việc áp dụng các giải pháp này dự kiến sẽ cải thiện đáng kể khả năng chống chịu của đê trước các tác động từ thiên nhiên, đồng thời bảo vệ an toàn cho các khu vực dân cư và cơ sở hạ tầng ven biển.
