Tổng quan về đê ngầm phá sóng và tình hình nghiên cứu đê ngầm ở việt nam và thế giới ứng dụng thiết kế đê ngầm bảo vệ bờ biển phú nhuận – thừa thiên huế

Tổng quan về đê ngầm phá sóng và tình hình nghiên cứu đê ngầm ở Việt Nam và thế giới. Ứng dụng thiết kế đê ngầm bảo vệ bờ biển Phú Nhuận – Thừa Thiên HuếTổng quan về đê ngầm phá sóng và tình hình nghiên cứu đê ngầm ở Việt Nam và thế giới. Ứng dụng thiết kế đê ngầm bảo vệ bờ biển Phú Nhuận – Thừa Thiên HuếTổng quan về đê ngầm phá sóng và tình hình nghiên cứu đê ngầm ở Việt Nam và thế giới. Ứng dụng thiết kế đê ngầm bảo vệ bờ biển Phú Nhuận – Thừa Thiên HuếTổng quan về đê ngầm phá sóng và tình hình nghiên cứu đê ngầm ở Việt Nam và thế giới. Ứng dụng thiết kế đê ngầm bảo vệ bờ biển Phú Nhuận – Thừa Thiên Huế

TRƢỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM Khoa Cơng trình T.S Lê Thị Hƣơng Giang TỔNG QUAN VỀ ĐÊ NGẦM PHÁ SĨNG VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐÊ NGẦM Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI ỨNG DỤNG THIẾT KẾ ĐÊ NGẦM BẢO VỆ BỜ BIỂN PHÚ NHUẬN-HUẾ ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƢỜNG HảI PHÒNG, THÁNG 05 NĂM 2016 i MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH iv DANH MỤC BẢNG BIỂU .v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi CHƢƠNG MỞ ĐẦU .7 1.1 Phần mở đầu .7 1.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 1.3 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 1.5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐÊ NGẦM PHÁ SÓNG VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐÊ NGẦM Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI 2.1 Tổng quan đê ngầm phá sóng 2.1.1 Định nghĩa đê ngầm 2.1.2 Q trình tiêu hao lƣợng sóng qua đê ngầm 11 2.2 Ứng dụng đê ngầm phá sóng Thế giới Việt nam .15 2.2.1 Ứng dụng đê ngầm giới 15 2.2.2 Ứng dụng đê ngầm giảm sóng Việt Nam .34 2.3 Tổng quan tình hình nghiên cứu đê ngầm giảm sóng ngồi nƣớc 35 2.3.1 Tình hình nghiên cứu nƣớc 35 2.3.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nƣớc 38 CHƢƠNG ỨNG DỤNG THIẾT KẾ ĐÊ NGẦM BẢO VỆ BỜ BIỂN PHÚ NHUẬN - HUẾ .42 3.1 Đặt vấn đề .42 3.2 Xác định chức thiết kế đê ngầm 43 3.3 Xác định mặt cắt ngang đê ngầm 44 3.3.1 Bề rộng đỉnh đê .44 3.3.2 Xác định mặt cắt ngang đê ngầm có chức giảm sóng bão .44 3.3.3 Xác định mặt cắt ngang đê ngầm có chức giảm sóng điều kiện thƣờng Error! Bookmark not defined 3.4 Xác định cao trình đỉnh đê ngầm 45 ii 3.5 Áp dụng tính tốn lựa chọn kích thƣớc mặt cắt ngang đê ngầm Phú Thuận – Thừa Thiên Huế 46 3.5.1 Hiện trạng khu vực cơng trình 46 3.5.2 Thiết kế mặt cắt ngang đê ngầm có chức giảm sóng bão .46 TÀI LIỆU THAM KHẢO Error! Bookmark not defined iii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Một số dạng kết cấu đê ngầm bảo vệ bờ Hình 2.2 Bố trí cơng trình đê ngầm giảm sóng .10 Hình 2.3 Các dạng cơng trình đỉnh thấp thơng dụng 11 Hình 2.4 Cơ chế giảm sóng 11 Hình 2.5 Nhiễu xạ khúc xạ sóng vùng hai đê 12 Hình 2.6 Quá trình tiêu hao lƣợng sóng qua đê ngầm 12 Hình 2.7 Sự thay đổi hình dạng phổ sóng ảnh hƣởng bãi nơng (TAW-2002) 13 Hình 2.8 Sự thay đổi hình dạng phổ sóng ảnh hƣởng dải cát (sand bar) ngầm bãi (Eldeberky and Battjes, 1996) 14 Hình 2.9 Tiêu sóng vỡ tƣơng tự nhƣ nƣớc nhảy 14 Hình 2.10 Biểu tƣợng (logo) trƣờng Đại học Bách khoa Error! Bookmark not defined iv DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Cách định dạng lề giấy Error! Bookmark not defined Bảng 2.2 Tóm tắt kiểu định dạng (style) cho đề mục Error! Bookmark not defined v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers APA American Psychological Association vi CHƢƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Phần mở đầu Đê biển hệ thống cơng trình đƣợc xây dựng để bảo vệ cho vùng đất phía sau, phục vụ cho mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội Đặc điểm khác biệt bật đê biển đê sông tác động sóng Sự tác động sóng lớn làm tăng chi phí đầu tƣ xây dựng đê biển Nếu tác động sóng giảm dẫn đến đầu tƣ xây dựng đê biển giảm Do có nhiều nghiên cứu đến biện pháp để ngăn cản giảm tác động sóng lên đê biển nhƣ: kè mỏ hàn, trồng rừng ngập mặn, tƣờng phá sóng, đê phá sóng, phải kể đến biện pháp vừa đảm bảo mỹ quan, vừa có hiệu giảm sóng tốt, lại vừa có khả gây bồi tạo bãi – cơng trình đê ngầm giảm sóng Trên giới việc nghiên cứu áp dụng đê ngầm giảm sóng (submerged breakwater) nhằm giảm tác động sóng đƣợc nhiều nƣớc triển khai nhƣ: Nhật Bản, Anh, Ai Cập, Italia, Ba Lan, Thái Lan, Hàn Quố Đê ngầm tác dụng bảo vệ bờ biển, đê biển, chúng cịn có tác dụng làm bến cảng, bảo vệ bến cảng, tạo bãi bồi Hiệu đê ngầm phụ thuộc nhiều vào đặc trƣng sóng biển độ sâu mực nƣớc biển vị trí xây dựng đê ngầm Để kế thừa kinh nghiệm xây dựng nƣớc tác giả giới thiệu số cơng trình đê ngầm sử dụng giới cơng trình bảo vệ bờ biển Việt Nam Đặc điểm sóng biển tổng quan đê ngầm giảm sóng giới Việt Nam đƣợc trình bày sau đƣa tồn cảnh cơng trình, hiệu cơng trình Từ phân tích, đánh giá đề xuất áp dụng vào bảo vệ bờ biển Việt Nam Trong bối cảnh nhƣ tác giả nghiên cứu đề tài “Tổng quan đê ngầm phá sóng tình hình nghiên cứu đê ngầm Việt Nam Thế giới Ứng dụng thiết kế đê ngầm bảo vệ bờ biển Phú Nhuận - Thừa Thiên Huế” 1.2 Phƣơng pháp nghiên cứu Bằng phƣơng pháp nghiên cứu thống kê, tác giả phân tích tổng hợp cách khoa học đƣa cơng trình đê ngầm đƣợc xây dựng nhƣ phƣơng pháp tính tốn dạng đê nƣớc 1.3 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Đê ngầm hiệu giảm sóng chúng Phạm vi nghiên cứu: Đê ngầm xây dựng bãi đê thuộc vùng Bắc Trung Bộ 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu Đề tài sử dụng phƣơng pháp thống kê, kế thừa có chọn lọc, phân tích, tính tốn để đạt đƣợc mục đích nghiên cứu 1.5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn - Ý nghĩa khoa học: Đề tài làm rõ chế bảo vệ bờ biển đê ngầm thông qua tác động trực tiếp cơng trình vào yếu tố sóng biển, khơng hồn tồn phịng ngự bị động nhƣ loại cơng trình gia cố bờ, không dựa vào việc chờ đợi xử lý sản phẩm sóng bùn cát ven bờ loại cơng trình mỏ hàn - Ý nghĩa thực tiễn: Đề tài thống kê cách tổng quan đƣợc hệ thống đê ngầm giới nhƣ phƣơng pháp tính tốn loại cơng trình Kết nghiên cứu làm tài liệu tham khảo cho trung tâm tƣ vấn thiết kế, đào tạo CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐÊ NGẦM PHÁ SÓNG VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐÊ NGẦM Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI 2.1 Tổng quan đê ngầm phá sóng 2.1.1 Định nghĩa đê ngầm Đê ngầm giảm sóng biện pháp vừa đảm bảo mỹ quan lại vừa có hiệu giảm sóng tốt Tuy nhiên dạng cơng trình tác động tới q trình vận chuyển bùn cát diễn biến đƣờng bờ Đê ngầm xây dựng theo cấu trúc đơn (Hình 2.1a) phân đoạn (Hình 2.1b) Cấu trúc đơn đƣợc sử dụng để bảo vệ đoạn đƣờng bờ nhỏ, giải pháp đê phân đoạn đƣợc áp dụng để bo v mt di ng b rng ln hn Đê ngầm độc lập A A mặt cắt a-a Hệ thống đê ngầm phân đoạn B B mặt cắt B-B hệ thống đê ngầm kết hợp với kè mỏ hàn đỉnh thấp C C mặt cắt c-c Hỡnh 2.1 Mt s dạng kết cấu đê ngầm bảo vệ bờ Hình 2.2 Bố trí cơng trình đê ngầm giảm sóng Đê ngầm đơn (Hình 2.1a) thƣờng đƣợc xây dựng vùng có độ sâu 3÷4m với mục tiêu giảm xói lở, đồng thời tạo khu vực bảo vệ (khu vực bãi tắm, hoạt động vui chơi giải trí) khu neo đậu tàu thuyền Hình 2.1c mơ tả hệ thống đê phân đoạn, khoảng cách phân đoạn đê nhỏ Mục đích cơng trình đỉnh thấp ngầm giảm tải thuỷ lực mức độ định để trì bờ biển trạng thái cân động Để đạt đƣợc mục tiêu này, chúng đƣợc thiết kế cho phép lƣợng sóng đƣợc truyền qua cơng trình mức độ định dƣới dạng tràn qua đỉnh xuyên qua cấu trúc rỗng thân (đập phá sóng đỉnh nhơ) làm vỡ tiêu tan lƣợng sóng truyền qua đỉnh ngập (đê ngầm giảm sóng, thùng chìm tiêu sóng) Đê ngầm thƣờng sử dụng vật liệu đá, cấu kiện bê tông đƣợc sử dụng cho lớp áo ngoài, nhiên gần nhà nghiên cứu cho xây dựng đê ngầm Geotube, hay nghiên cứu dạng cấu kiện cấu tạo đê ngầm với mục đích tăng khả giảm sóng, tăng độ ổn định, cho phép sinh vật dƣới biển cƣ ngụ cấu kiện, bảo vệ mơi trƣờng,… 10 Hình 2.46 Hiệu giảm sóng đê đá đổ Cơng thức (2.1) thích hợp B = (1÷3)Hs; Ls/Hs = 10÷30, mái dốc trƣớc sau đê có m=2; h/Hs= 2,5 Trong đó: Hs, Hsi - Chiều cao sóng trƣớc sau đê (m); a - Độ sâu nƣớc trƣớc đỉnh đê (m); B - Bề rộng đỉnh đê(m); h - Độ sâu mực nƣớc trƣớc đê(m); Ls, Lsi - Bƣớc sóng trƣớc sau đê(m) 2.3.1.2 Nghiên cứu truyền sóng qua tường ngầm TS Nguyễn Khắc Nghĩa (Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ “Nghiên cứu giải pháp khoa học công nghệ xây dựng đê biển chống bão cấp 12, triều cường”) Trong khuôn khổ đề tài khoa học cấp Bộ “Nghiên cứu giải pháp khoa học công nghệ xây dựng đê biển chống đƣợc bão cấp 12, triều cƣờng” có nghiên cứu hiệu ứng sóng vỡ sóng truyền qua cơng trình ngầm phá sóng đƣợc tiến hành máng thí nghiệm sóng Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam Các kết đƣợc sử dụng để đề xuất giải pháp nhằm giảm tác động sóng lớn triều cƣờng lên hệ thống đê biển Ngoài ra, đề tài nghiên cứu, đánh giá khả giảm sóng leo, sóng tràn xây dựng đê mái kè phía biển với thơng số mực nƣớc, sóng Nam Định Hình 2.47 Mơ hình truyền sóng qua đê ngầm Mục tiêu nghiên cứu thí nghiệm mơ hình vật lý làm rõ biến đổi hệ số giảm sóng Kt độ cao khác tƣờng ngầm Thí nghiệm đƣợc triển khai nhằm mơ tác động sóng lên cơng trình bãi có tƣờng ngầm phá sóng chiều cao d = 0,6Ht,; 0,7Ht 0,8Ht (Ht mực nƣớc vị trí xây dựng tƣờng ngầm) Dựa vào kết thí nghiệm xác định hệ số tham số quan hệ giảm sóng bãi có cơng trình tƣờng ngầm phá sóng Trong đó: d - độ cao tƣờng ngầm; Ht - độ sâu nƣớc chân tƣờng ngầm 36 2.3.1.3 Mô nghiên cứu tương tác sóng đê ngầm chắn sóng – TS Phùng Đăng Hiếu Bài nghiên cứu TS Phùng Đăng Hiếu đề cập đến việc phát triển ứng dụng mô hình tốn mơ nghiên cứu tƣơng tác sóng đê ngầm chắn sóng Mơ hình số dựa việc giải số hệ phƣơng trình Navier-Stokes mở rộng cho môi trƣờng xốp với trợ giúp phƣơng pháp VOF (Volume Of Fluid) đại đƣợc ứng dụng vào nghiên cứu tƣơng tác sóng cơng trình xốp Trƣớc tiên mơ hình số đƣợc tính tốn kiểm nghiệm với việc mơ tƣơng tác phi tuyến hệ sóng đứng có so sánh với nghiệm lý thuyết Goda (1968); Tính tốn kiểm nghiệm đƣợc thực cho trƣờng hợp truyền sóng sóng đổ sƣờn thoải có đê ngầm xốp Các kết đƣợc so sánh với số liệu thí nghiệm đƣợc xuất Sau mơ hình tốn đƣợc áp dụng nghiên cứu tƣơng tác sóng đê xốp ngầm Hình 2.48 Sơ đồ thí nghiệm sóng tƣơng tác với đê xốp ngầm TS Phùng Đăng Hiếu thực thiết lập thí nghiệm số tƣơng tự nhƣ điều kiện thí nghiệm vật lý thực phịng thí nghiệm thuỷ lực mơi trƣờng đại học tổng hợp Saitama Nhật Máng sóng thí nghiệm có độ dài 18m, rộng 0,4m cao 0,7m Một đê ngầm đƣợc đặt cách tạo sóng khoảng 10,5m Đê ngầm đƣợc làm đá cục có đƣờng kính trung bình 0,025m, đê cao 0,33m, rộng 1,16m có độ xốp 0,45 Độ sâu nƣớc 0,376m sóng tới có độ cao 0,092m chu kỳ 1,6s Phía trƣớc, sau đê ngầm có đặt 38 điểm đo sóng để phân tích dao động mực nƣớc phân bố độ cao sóng 2.3.1.4 Thí nghiệm hiệu giảm sóng đê chắn sóng tre ( Nguồn vốn dự án Cơ quan Hợp tác quốc tế Đức (GIZ) tài trợ) Để đánh giá tính chất kết cấu phá sóng tre, thí nghiệm hiệu giảm sóng kết cấu chắn sóng tre thực mơ hình vật lý máng sóng (Hình 1.7) Sóng đơn đƣợc tạo từ phía cuối bên trái máng sóng mái chèo sóng tham số sóng đƣợc đo đạc trƣớc sau hàng rào tre Hệ số truyền sóng Kt tỷ số 37 chiều cao sóng truyền qua (HT) chiều cao sóng ban đầu (HS) Khoảng trống RC khoảng cách từ đỉnh kết cấu đến mặt nƣớc RC 10 Để giá trị tính tốn phù hợp với giá trị thực đo, Van der Meer nnk (2004) cải biên công thức d'Angremond, 1996 đề xuất công thức hiệu chỉnh tính tốn hệ số truyền sóng qua đê chắn sóng đỉnh thấp mái nghiêng trƣờng hợp B/Hi > 10:  B  h Kt  0,35 s  0,51  Hi  Hi  CHƢƠNG 0,65 1  e 0,41  (2.11) ỨNG DỤNG THIẾT KẾ ĐÊ NGẦM BẢO VỆ BỜ BIỂN PHÚ NHUẬN - HUẾ 3.1 Đặt vấn đề Vận dụng kết Chƣơng để đề xuất chu trình phƣơng pháp tính tốn lựa chọn kích thƣớc mặt cắt ngang đê ngầm phù hợp với chức thiết kế cơng trình Tính tốn áp dụng cụ thể cơng trình đê ngầm thôn An Dƣơng, xã Phú Thuận, Thừa Thiên Huế 42 Hình 3.1 Chu trình thiết kế mặt cắt ngang đê ngầm 3.2 Xác định chức thiết kế đê ngầm Chức chung đê ngầm tiêu hao phần lƣợng sóng giảm thiểu tác động sóng đến vùng bờ biển cần bảo vệ Tuy nhiên tùy theo yêu cầu mức độ giảm sóng điều kiện tác động mực nƣớc sóng mà đê ngầm có chức thiết kế khác Kích thƣớc hình học mặt cắt ngang thiết kế đê ngầm theo mà đƣợc xác định Về bản, có hai chức năng: Đê ngầm giảm sóng bão (Hình 3.2) Đê ngầm giảm sóng điều kiện thƣờng (Hình 3.3) Hình 3.2 Điều kiện làm việc đê ngầm có chức giảm sóng bão Hình 3.3 Điều kiện làm việc đê ngầm có chức giảm sóng điều kiện thƣờng 43 Trong khn khổ đề tài cấp trƣờng, tác giả tính tốn cho trƣờng hợp Đê ngầm có chức giảm sóng bão 3.3 Xác định mặt cắt ngang đê ngầm 3.3.1 Bề rộng đỉnh đê Bề rộng đỉnh đê yếu tố có ảnh hƣởng quan trọng đến hiệu giảm sóng đê ngầm Theo điều kiện cấu tạo đỉnh đê ngầm cần có bề rộng tối thiểu để đủ cho lắp đặt 03 khối phủ bảo vệ [32] B  3Kt Dn (3.1) Trong đó: Dn đƣờng kính danh nghĩa khối phủ bảo vệ Kt hệ số xếp lớp phụ thuộc loại khối phủ phƣơng pháp thi công Tuy nhiên bề rộng đỉnh đê rộng hiệu giảm sóng khơng cao đƣợc khống chế điều kiện sau: B Lp (3.2) với Lp chiều dài sóng vị trí cơng trình xác định theo chu kỳ phổ Tp Dựa điều kiện ràng buộc (3.1) (3.2), bề rộng đỉnh đê cuối cần phải đƣợc lựa chọn sở hài hòa với độ ngập đỉnh đê để tiết kiệm chi phí mà đảm bảo hiệu giảm sóng đê theo yêu cầu 3.3.2 Xác định mặt cắt ngang đê ngầm có chức giảm sóng bão Với chức đê ngầm giảm sóng bão để khống chế chiều cao sóng phía sau đê ngầm mức độ cho phép hiệu giảm sóng yêu cầu [] tƣơng ứng đƣợc xác định nhƣ sau: [ ]   [ H s ]E H s ,i đó: Hs,i chiều cao sóng tới vị trí cơng trình, 44 (3.3) [ H s ]E chiều cao sóng bão tối đa cho phép để đảm bảo an tồn cho cơng trình bảo vệ bờ phía sau đê ngầm Nếu phía sau đê ngầm cơng trình đê biển thơng thƣờng [ H s ]E  (1,5÷2,0) m Liên hệ bề rộng B độ ngập S đê cần đảm bảo hiệu giảm sóng yêu cầu theo công thức: 3,4  B  [ ]  0,59  1, 47    Lm  1  e 0,50 m   0, 26 HS (3.4) s ,i Bên cạnh cần lựa chọn bề rộng độ ngập đê S để tiết kiệm nhất, tức diện tích mặt cắt ngang đê nhỏ nhất: Amin  B.( D  S )  m.( D  S )2  (3.5) với Amin diện tích mặt cắt ngang đê nhỏ nhất, m hệ số mái đê, D độ sâu nƣớc vị trí xây dựng đê so với cao trình mực nƣớc tính tốn (trong trƣờng hợp cao trình mực nƣớc thiết kế bão) Để áp dụng đƣợc công thức kinh nghiệm tính hiệu giảm sóng đê ngầm yếu tố cần thỏa mãn: B/Lp = 0,06÷0,65 (3.6) S/Hs = 0÷1,68 (3.7) Sử dụng biểu thức từ (4.3) đến (4.7) xác định đƣợc bề rộng độ ngập đỉnh đê để vừa thỏa mãn hiệu giảm sóng theo yêu cầu mà lại tiết kiệm chi phí xây dựng 3.4 Xác định cao trình đỉnh đê ngầm Cao trình đỉnh đê ngầm thiết kế đƣợc xác định sau biết độ ngập: Z d  Ztk , p %  S với Ztk,p% cao trình mực nƣớc thiết kế điều kiện xem xét 45 (3.8) 3.5 Áp dụng tính tốn lựa chọn kích thƣớc mặt cắt ngang đê ngầm Phú Thuận – Thừa Thiên Huế 3.5.1 Hiện trạng khu vực cơng trình Vùng biển Phú Thuận vùng biển có tình trạng sạt lở mạnh, có nhiều giải pháp cơng trình đƣợc áp dụng nhƣ: hệ thống gồm 05 kè mỏ hàn cứng bị trận lũ lịch sử năm 1999 sóng biển làm hƣ hỏng; 06 mỏ hàn mềm Stabiplage giữ đƣợc đƣờng bờ nhƣng chất lƣợng vật liệu chƣa phù hợp, thƣờng xuyên phải bảo hành, sửa chữa Biển tiến lấn sâu vào đất liền năm trung bình từ 10÷30 m làm hƣ hại cơng trình hạ tầng sở 3.5.2 Thiết kế mặt cắt ngang đê ngầm có chức giảm sóng bão 3.5.2.1 Điều kiện biên - Chiều dài sóng: L = 248,0 m.; - Chu kì sóng T = 12,6 s; - Chiều cao sóng trƣớc chân cơng trình đƣợc xác định vị trí cách bờ khoảng L/4÷ L/2 = 62÷124 m Chiều cao sóng thiết kế cơng trình kè thơng thƣờng khơng vƣợt 1,5÷2,0 m, chọn [ H s ]E  2,0 m vị trí cách bờ 120 m - Cơng trình đê cấp IV, chu kì lặp lại 50 năm (tần suất xuất P = 2%); - Mực nƣớc sóng bão thiết kế ứng với tần suất xuất P= 2% Ztr,tk = 1,45 m - Chiều cao sóng nƣớc sâu thiết kế ứng với tần suất P = % Hs = 10,76 m; - Độ dốc sóng s0p = 0,0434; Cao độ đáy vị trí ranh giới sóng nƣớc sâu = 1,45 - h = 1,45 – 124,0 = - 122,55 Căn số liệu khảo sát địa hình Phú Thuận [50] xác định đƣợc vị trí vùng sóng nƣớc sâu ứng với mực nƣớc thiết kế cách bờ X = 4060 m Căn vào địa hình, đặc điểm thủy hải văn khu vực Phú Thuận, Thừa Thiên Huế, chọn vị trí xây dựng đê ngầm cách bờ X = 201 m 3.5.2.2 Xác định sóng bão vị trí xây dựng đê ngầm Thơng số sóng thiết kế vị trí trƣớc đê ngầm (Bảng 3.1) 46 Bảng 3.1 Thơng số sóng thiết kế vị trí trƣớc đê ngầm Chiều cao sóng Hs (m) 4,035 Chu kì sóng Tp (s) 7,349 Chiều dài sóng Lm-1,0 (m) 71,45 Độ dốc sóng S0p 0,0467 3.5.2.3 Hiệu giảm sóng yêu cầu đê ngầm Theo cơng thức (3.3) ta có: [ ]   [ H s ]N 2,0  1  0,5043  50, 43% H s ,i c 4,035 (3.9) Chọn hiệu giảm sóng đê ngầm  = 51,0% để tính tốn thiết kế 3.6.4.1 Xác định kích thước đê ngầm a) Thiết kế mặt cắt ngang đê ngầm Từ công thức kinh nghiệm xác định hiệu giảm sóng đê ngầm 3,4  B  [ ]  0,59  1, 47    Lm  1  e 0,50 m   0, 26 HS s ,i Với thông số dựa vào kết khảo sát địa hình có: Hs,i = 4,035 m TP = 7,349 s Lm = 71,45 m ; LP = 86,45 m tan  = 0,02 0 m  tan   0,0842 H s / L0 m Bmax = 0,5.LP= 43,22 m Bmin  3Kt Dn , chƣa có cấu kiện thiết kế nên tính với Bmin= 3,0 m 47 (3.10) Độ sâu nƣớc đê ngầm D = MNTK – Zđáy đh = 1,45- (-3,20) = 4,65 m Tuy nhiên mực nƣớc truyền sóng bão ln có độ dềnh nên độ sâu mực nƣớc thực tế vị trí đê ngầm D' = 2,25 – (-3,20) = 5,45 m Chiều cao đê ngầm h = D' – S; Hệ số mái đê m = 2,0 ; Diện tích đê ngầm A  B.( D'  S )  m.( D'  S )2 ; Giả thiết giá trị bề rộng đỉnh đê B = Bmin ÷ Bmax tính đƣợc độ ngập nƣớc đê S theo cơng thức (3.10), sở để tính diện tích đê ngầm A, chiều cao đê h, B/Lp S/Hs Bảng 3.2 Tính tốn thơng số đê ngầm Bề rộng đỉnh đê B (m) 3,0 5,0 7,5 8,130 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 43,22 Độ ngập nƣớc S (m) 1,242 1,242 1,242 1,242 1,243 1,246 1,254 1,268 1,291 1,325 1,372 1,412 Bề rộng Chiều cao đê tƣơng đối h (m) B/Lp 4,21 0,03 4,21 0,06 4,21 0,09 4,21 0,09 4,21 0,12 4,20 0,17 4,20 0,23 4,18 0,29 4,16 0,35 4,13 0,40 4,08 0,46 4,04 0,50 Độ ngập Diện tích tƣơng đối đê ngầm A S/Hs (m2) 0,308 48,05 0,308 56,46 0,308 66,98 0,308 69,62 0,308 77,48 0,309 98,40 0,311 119,14 0,314 139,53 0,320 159,38 0,328 178,43 0,340 196,36 0,350 207,16 b) Kiểm tra điều kiện cần thỏa mãn đê ngầm * Vị trí xây dựng đê ngầm: X = 201 m, Zđáy đh = -3,20 m với thông số mực nƣớc Bảng 4.4 đảm bảo điều kiện thi công: độ sâu nƣớc mực nƣớc thấp 2,66 m nên vị trí đảm bảo điều kiện mực nƣớc thi công X = 201 m, s0p= 0,0467 (đảm bảo điều kiện sử dụng đƣợc công thức kinh nghiệm đê ngầm s0p = 0,015 ÷0,06) Nhƣ vậy, vị trí xây dựng đê ngầm cách bờ X =201 m chọn hợp lý * Mặt cắt ngang đê ngầm: 48 Với đê ngầm vừa thiết kế (xem dòng Bảng 4.2) thỏa mãn điều kiện sử dụng công thức hiệu giảm sóng đê ngầm B/Lp = 0,09 (thỏa mãn điều kiện B/Lp = 0,06 ÷ 0,65) S/HS = 0,308 (thỏa mãn điều kiện S/HS = ÷ 1,68) c) Mặt cắt ngang đê ngầm - Chiều rộng đê ngầm B = 8,13 m; - Độ ngập nƣớc thiết kế: S = 1,24 m; - Hệ số mái đê m = 2,0; - Chiều cao đê h = 4,21 m; - Cao trình đỉnh đê ngầm: 4,21 + (-3,20) = 1,01 m (Hình 3.4); - Đê ngầm đƣợc đặt cách bờ: X = 201 m; - Hiệu giảm sóng đê ngầm mực nƣớc MNTK= 1,45 m( tƣơng ứng với mực nƣớc thực tế có tính đến độ dềnh nƣớc = 2,25 m) là:  = 51,0 % Sãng b·o 7.30 0,23 m= m= 2,0 -3,22 2.68 3.45 Ztr =-0,54 2,0 Hình 3.4 Mặt cắt ngang đê ngầm có chức giảm sóng bão Phú Thuận 49 4.67 1.22 Ztr tk =1,45 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] - Phạm Văn Giáp - Nguyễn Ngọc Huệ - Nguyễn Hữu Đẩu – Đinh Đình Trƣờng, Bể Cảng Đê Chắn Sóng, Nhà xuất xây dựng, năm 2000; [2] - Lƣơng Phƣơng Hậu – Hoàng Xuân Lƣợng - Nguyễn Sỹ Ni – Lƣơng Giang Vũ, Cơng trình bảo vệ bờ biển hải đảo, Nhà xuất xây dựng, năm 2001; [3] - Công ty TVXD CTHH, Quy hoạch phát triển hệ thống cảng biển Việt Nam đến năm 2010- tập I/IV, năm 1995; [4] - Nguyễn Viết Tiến, NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ CỦA ĐÊ NGẦM ĐẾN QUÁ TRÌNH TIÊU HAO NĂNG LƢỢNG SĨNG TÁC ĐỘNG VÀO BỜ BIỂN VIỆT NAM Luận án tiến sĩ, năm 2015; [5] - Thieu Quang Tuan, Hiroshi Matsushita, Yasuomi Taki and Nguyen Quang Luong, 2012 Stability of newly-improved wave dissipating blocks for rubble mound breakwaters, in proceedings of 4th International Conference on Estuaries and Coasts (ICEC), Water Resources University, Hanoi, Vietnam; [6] - TAW (2002), Technical Report Wave Run-up and Wave Overtopping at Diske, Tech nical Advisory Committee on Flood Defence, Delft, The Netherlands; [7] - Tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế đê biển (Ban hành kèm theo Quyết định số 1613/QĐBNN-KHCN ngày 09/7/2012 Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn); [8] - Shore Protection Manual 1984 4th ed., U.S Army Corps Engrs., Coastal Eng Res Center, U.S Govt Printing Office, Washington, D.C; [9] - Le thi Huong Giang; Thiều Quang Tuấn ; Hồ Sĩ Minh, 2012 ON THE USE OF WAVE DISSIPATING BLOCKS IN BREAKWATERS AND COASTAL PROTECTION WORKS IN VIETNAM, Coastal Engineering, ICEC 2012; 10 Nguyễn Khắc Nghĩa cộng (2009), Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ: “Nghiên cứu giải pháp khoa học công nghệ xây dựng đê biển chống đƣợc bão cấp 12, triều cƣờng”; 11 Phùng Đăng Hiếu (2007), Mô nghiên cứu tƣơng tác sóng đê ngầm giảm sóng, Tuyển tập báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 10 – Viện Khoa học khí tƣợng thủy văn mơi trƣờng 50