Công thức thực nghiệm về sự suy giảm chiều cao sóng qua hàng rào tre ở bãi trước rừng ngập mặn vùng biển đồng bằng sông cửu long

Microsoft Word 233 Thieu Quang Tuan doc Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN 978 604 82 2981 8 759 CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM VỀ SỰ SUY GIẢM CHIỀU CAO SÓNG QUA HÀNG RÀO TRE Ở BÃI TRƯỚC RỪN[.]

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM VỀ SỰ SUY GIẢM CHIỀU CAO SÓNG QUA HÀNG RÀO TRE Ở BÃI TRƯỚC RỪNG NGẬP MẶN VÙNG BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Thiều Quang Tuấn Trường Đại học Thủy lợi, email: tuan.thieuquang@gmail.com GIỚI THIỆU Hàng rào làm từ bó cành thân sẵn có địa phương tre, tràm… (sau gọi chung hàng rào tre) sử dụng phổ biến giải pháp giảm sóng, gây bồi nhằm hỗ trợ trồng tái sinh rừng ngập mặn nơi thích hợp bãi biển bùn ĐBSCL Bài giới thiệu công thức thực nghiệm hiệu giảm sóng hàng rào tre, xây dựng từ số liệu đo đạc trường Tổ chức hợp tác phát triển Đức (GIZ) Viện Sinh thái Bảo vệ Cơng trình (WIP) thực năm qua tỉnh Bạc Liêu Sóc Trăng Bên cạnh tham số hình học chiều cao bề rộng rào, cơng thức cịn kể đến ảnh hưởng độ rỗng kết cấu rào đến suy giảm chiều cao sóng tới trước rào vị trí STA2 với chiều cao đủ lớn (> 0.3m) góc sóng tới nhỏ (gần vng góc với rào) Mơ hình rào tre có chiều cao 1,45m (chiều cao hữu ích tính tới đỉnh lớp nhét H = 1,30m) với ba bề rộng khác B = 0,8; 1,2 1,6m Độ rỗng khối trung bình rào xác định theo phương pháp đo mẫu n = 70% Sóng đo đạc trước sau rào (cách tim tuyến rào 10m) với máy đo sóng nước nơng TWR-2050, tần số 4Hz BỘ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG Thí nghiệm trường thực WIP Nhà Mát (Bạc Liêu) năm 2016 với ba loại hàng rào tre có bề rộng khác (xem sơ đồ bố trí thí nghiệm Hình chi tiết WIP, 2017) STA‐1  STA‐5  STA‐2  Hình Mơ hình thí nghiệm trường Nhà Mát (WIP, 2017) Liệt số liệu lựa chọn cho nghiên cứu sóng đo đạc đợt gió mùa Đơng Bắc Hình Số liệu thí nghiệm trường GIZ Sóc Trăng Trước đó, khn khổ Dự án QLTH vùng bờ, GIZ xây dựng hệ thống rào tre mỏ hàn chữ T nhằm giảm sóng gây bồi cho số khu vực bờ biển bị xói Sóc Trăng Đo đạc trường nhằm đánh giá khả giảm sóng hàng rào tre tiến hành liên tục khoảng tháng từ 29/5/12 đến tháng 7/9/2012 (Albers nnk, 2013) Hàng rào GIZ có kết cấu tương tự WIP, có bề rộng 0,5m Lớp nhét thân rào bó cành bụi cành tre nhỏ, rào GIZ nhìn chung có độ rỗng nhỏ 759 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 đáng kể so với WIP (khơng có số liệu đo thực tế) Vì biển Sóc Trăng nên hàng rào GIZ chịu tác động sóng mực nước cao Hình biểu diễn kết đo đạc hệ số truyền sóng qua rào Kt (tỷ số chiều cao sóng phía sau so với phía trước rào) liên hệ với chiều cao lưu không tương đối Rc/Hs (Rc chiều cao lưu khơng, Hs chiều cao sóng tới) Có thể thấy ngoại trừ hai đợt đầu (29/5-3/6 2/7-7/8) Kt có quan hệ nghịch biến rõ ràng với Rc/Hs, đợt sau hệ số Kt dao động xung quanh giá trị trung bình khơng đổi (Kt  0,80 cho đợt 9/816/8 Kt  0,65 cho đợt lại từ 17/87/9), tham số Rc/Hs dao động khoảng rộng từ 2.0 đến 2.0 Sự bất thường lý giải với nhiều nguyên khác liên quan tới tình trạng kết cấu bất định rào sau thời gian dài mơi trường biển (như lớp nhét bó cành bị thối hóa, độ rỗng rào thay đổi phát triển sinh vật biển, biến đổi hình thái bãi,…) chí cịn cố kỹ thuật thiết bị đo Do số liệu từ thí nghiệm GIZ lựa chọn cho nghiên cứu bao gồm số liệu hai đợt đo đầu Hình Kết hợp số liệu WIP GIZ Hai số liệu WIP GIZ kết hợp lại với thể Hình (416 điểm số liệu) cho thấy có thống cao chúng xu nghịch biến Kt so với Rc/Hs, phù hợp quy luật chung sóng truyền qua cơng trình biển Tuy nhiên tồn khoảng cách phân tán hai số liệu Các số liệu WIP nằm cao (tức Kt lớn hơn) so với GIZ, hàng rào WIP có bề rộng lớn GIZ vài lần Sự mâu thuẫn giải thích hai loại hàng rào có khác độ rỗng Bên cạnh yếu tố hình học suy giảm chiều cao sóng qua rào cịn chịu ảnh hưởng chi phối quan trọng độ rỗng rào (xem Tuấn Luân, 2018) Như vậy, trình bày trên, dù có bề rộng nhỏ kết cấu hàng rào GIZ có độ rỗng nhỏ đem lại khả giảm sóng cao đáng kể so với WIP CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM Tuy có vai trị quan trọng độ rỗng hàng rào GIZ lại không đo đạc xác định Ở nghiên cứu sử dụng mơ hình máng sóng số (COBRAS-UC) kiểm định hiệu chỉnh với số liệu WIP để đánh giá ảnh hưởng ước lượng giá trị sơ độ rỗng rào GIZ (xem Tuan and Luan, 2019) Kết cho thấy độ rỗng hàng rào GIZ thực tế nhỏ nhiều so với GIZ (độ rỗng khối n vào khoảng 0,40 đến 0,50) Ở giá trị độ rỗng hàng rào GIZ cuối lựa chọn dựa phù hợp chung hai số liệu phân tích hồi quy xây dựng công thức thực nghiệm Sự suy giảm chiều cao sóng qua rào phù hợp với quy luật chung sóng truyền qua cơng trình biển Như sử dụng dạng cơng thức kinh nghiệm Angremond nnk (1996) cho đê đá đổ để miêu tả hệ số truyền sóng qua rào, nhiên độ rỗng rào kể đến cách trực tiếp sau: c  c  R B1  K t  a1 c  a2  Pf   1  exp    (1)  s0 p   Hs d      đó, a1 a2 số hồi quy, B bề rộng rào, d độ sâu nước vị trí rào, s0p (=2Hs/g/Tp2) độ dốc sóng tượng trưng 760 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 theo chu kỳ đỉnh phổ Tp, Pf tham số độ thấm rào xác định từ độ rỗng khối n rào (xem Tuan and Luan, 2019) Pf  1 n  (2) n3 Hình Phân tích hồi quy với độ rỗng rào GIZ khác nhau: (a) n = 0.40 (b) n = 0.50 (c) n = 0.60 (d) n = 0.70 Cuối PT (1) viết lại sau với số thực nghiệm a1 a2 xác định từ phép phân tích hồi quy với số liệu thực nghiệm: Rc Hs B  0.60  Pf   d  0.20   0.30   1  exp      s  p    Mặc dù tồn số tính chất khác biệt cấu tạo hàng rào hai số liệu thí nghiệm trường GIZ WIP phân tích kết hợp tốt với để xây dựng công thức thực nghiệm cho phép đánh giá tin cậy suy giảm chiều cao sóng qua hàng rào tre Bên cạnh thơng số hình học chiều cao bề rộng rào, cơng thức trực tiếp kể đến ảnh hưởng quan trọng độ rỗng hàng rào Ảnh hưởng chi phối độ rỗng rào đến hiệu giảm sóng đến khả trao đổi bùn cát qua rào cho thấy tham số thiết kế quan trọng, cần thiết phải kể đến tường minh trình thiết kế hàng rào với chức hỗ trợ trồng tái sinh rừng ngập mặn bờ biển bùn vùng ĐBSCL TÀI LIỆU THAM KHẢO Kết phân tích hồi quy PT.(1) thể Hình với giá trị tham số độ thấm rào Pf từ PT.(2) xác định với n = 0.70 cho rào WIP số giá trị độ rỗng khác n = 0,40 - 0,70 cho rào GIZ Như độ rỗng n = 0.50 rào GIZ đem lại kết hồi quy phù hợp hai số liệu tốt (sai số tương đối  = 0.085 nhỏ nhất, Hình 4b) K t  0.06 KẾT LUẬN (3) [1] Albers, T., San, D.C., and Schmitt, K., 2013 Shoreline Management Guidelines: Coastal Protection in the Lower Mekong Delta Report GIZ Soc Trang Coastal Zone Management Project, 124pp [2] WIP, 2017 Đánh giá hiệu giảm sóng, giảm dịng chảy ven bờ, ổn định bãi dạng tường mềm xây dựng Bạc Liêu Báo cáo tổng hợp,130 Tr [3] Thiều Quang Tuấn Mai Trọng Luân, 2018 Mơ hình tốn đánh giá hiệu giảm sóng tường rào tre Tuyển tập Hội nghị KHTN năm 2018, Đại học Thủy lợi [4] Thieu Quang Tuan and Mai Trong Luan, 2019 Monsoon wave transmission at bamboo fences protecting mangroves in the Lower Mekong Delta Enriromental Fluid Mechanics, Springer, in revision [5] Angremond, K.D., van der Meer, J.W., De Jong, R.T., 1996 Wave transmission at low-crested structures In proceedings of 25th International Conference on Coastal Engineering, ASCE, pp 2418-2426 761 ... 0,50) Ở giá trị độ rỗng hàng rào GIZ cuối lựa chọn dựa phù hợp chung hai số liệu phân tích hồi quy xây dựng công thức thực nghiệm Sự suy giảm chiều cao sóng qua rào phù hợp với quy luật chung sóng. .. biệt cấu tạo hàng rào hai số liệu thí nghiệm trường GIZ WIP phân tích kết hợp tốt với để xây dựng công thức thực nghiệm cho phép đánh giá tin cậy suy giảm chiều cao sóng qua hàng rào tre Bên cạnh... số hình học chiều cao bề rộng rào, công thức trực tiếp kể đến ảnh hưởng quan trọng độ rỗng hàng rào Ảnh hưởng chi phối độ rỗng rào đến hiệu giảm sóng đến khả trao đổi bùn cát qua rào cho thấy