Nghiên cứu ảnh hưởng của hoạt động nạo vét bùn cát đến dòng chảy sông Cu Đê, Đà Nẵng.

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN QUỐC BẢO NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HOẠT ĐỘNG NẠO VÉT BÙN CÁT ĐẾN DỊNG CHẢY SƠNG CU ĐÊ, ĐÀ NẴNG Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình thủy Mã số: 858.02.02 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Đà Nẵng – Năm 2019 Cơng trình hoàn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐHĐN Người hướng dẫn khoa học: TS VŨ HUY CÔNG Phản biện 1: TS Kiều Xuân Tuyển Phản biện 2:TS Nguyễn Văn Hướng Luận văn bảo vệ Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ ứng dụng họp Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng vào ngày 01 tháng năm 2019 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Trường Đại học Bách khoa - Thư viện Khoa xây dựng Thủy Lợi Thủy Điện, Trường Đại học Bách khoa - PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài: Sơng Cu Đê dòng sơng phía Bắc thành phố Đà Nẵng Sơng có chi lưu sơng Bắc sông Nam bắt nguồn từ dãy núi Trường Sơn Hai chi lưu hợp lưu thành sơng Cu Đê Cầu Sập thơn Tà Lang xã Hòa Bắc, huyện Hòa Vang Sơng chảy theo hướng Tây-Đơng, qua huyện Hòa Vang quận Liên Chiểu, đổ biển Đơng cửa biển Nam Ơ, phường Hòa Hiệp Bắc, Hòa Hiệp Nam quận Liên Chiểu, cách chân đèo Hải Vân chừng km Tồn chiều dài sơng tính từ xã Hòa Bắc tới biển 38 km, tới 30 km địa phận Hòa Vang Trên địa bàn quận Liên Chiểu, nhận số chi lưu nhỏ hữu ngạn Hình Hình ảnh sơng Cu Đê nhìn từ cao (Google Earth) Để giảm tình trạng bồi lấp sơng Cu Đê khai thơng luồng chảy, quyền địa phương có kế hoạch tổ chức hút cát, nạo vét sông Tuy nhiên, đến thời điểm này, việc đánh giá cách tổng thể tác động việc khai thác, nạo vét cát sông Cu Đê chưa thực cách tổng thể Chính tác giả lựa chọn đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng hoạt động nạo vét bùn cát đến dòng chảy sơng Cu Đê, Đà Nẵng” nhằm đánh giá số ảnh hưởng hoạt động nạo vét bùn cát đến chế độ thủy động lực sông Mục tiêu nghiên cứu: Mục tiêu tổng quát luận văn đánh giá thay đổi chế độ thủy động lực dòng chảy sơng Cu Đê ảnh hưởng hoạt động nạo vét, khai thác cát Thực mục tiêu tổng quát nêu trên, mục tiêu cụ thể đặt là: - Nghiên cứu trạng thủy động lực sông Cu Đê; - Đánh giá ảnh hưởng hoạt động nạo vét đến chế độ thủy động lực mơ hình tốn Đối tượng phạm vi nghiên cứu: - Đối tượng: Chế độ thủy động lực sông Cu Đê trước sau nạo vét - Phạm vi: Sơng Cu Đê đoạn từ huyện Hòa Vang đến cửa sông kéo dài 14km Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp kế thừa kết nghiên cứu liên quan: Tổng hợp kết nghiên cứu có lĩnh vực nghiên cứu - Phương pháp mơ hình hóa: ứng dụng mơ hình tốn đánh giá ảnh hưởng việc nạo vét, khai thác cát đến chế độ thủy động lực Ý nghĩa khoa học thực tiễn: - Đề tài có ý thực tiễn nhằm đưa kết đánh giá việc khai thác cát, nạo vét lòng dẫn ảnh hưởng đến chế độ thủy lực dòng chảy sơng Kết nghiên cứu đề tài sở khoa học để đơn vị chức đề xuất phương án nạo vét hợp lý nhằm khai thơng điều hòa dòng chảy, ổn định lòng dẫn cho đoạn sông Đề tài nghiên cứu đề cập tới vấn đề khai thác tài nguyên thiên nhiên (cát sông) kết hợp nạo vét, tạo lòng dẫn thơng thống, đáp ứng u cầu lũ, giao thơng thủy Đồng thời giữ ổn định cho đoạn sơng có ý nghĩa mặt khoa học mang tính ứng dụng thực tiễn cao Cấu trúc luận văn: Cấu trúc luận văn gồm phần mở đầu, ba chương phần kết luận kiến nghị PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu 1.3 Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu 1.4 Kết dự kiến đạt CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Khu vực nghiên cứu 1.2 Các nghiên cứu nạo vét khai thác cát 1.3 Kết luận chương CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ SỐ LIỆU 2.1 Các bước nghiên cứu 2.2 Giới thiệu mơ hình Telemac 2.3 Số liệu phục vụ nghiên cứu 2.4 Thiết lập mơ hình 2.5 Kiểm định mơ hình 2.6 Kết luận chương CHƯƠNG ẢNH HƯỞNG CỦA HOẠT ĐỘNG NẠO VÉT ĐẾN DỊNG CHẢY SƠNG CU ĐÊ 3.1 Kịch tính tốn 3.2 Sự thay đổi chế độ thủy động lực 3.3 Kết luận chương PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan khu vực nghiên cứu: 1.1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên: 1.1.1.1 Vị trí địa lý: Lưu vực sơng Cu Đê có diện tích khoảng 425,2km2, có tọa độ địa lý cửa biển từ 16012’ đến 16013’ vĩ độ Bắc từ 108012’đến 108012’ kinh độ Đơng Trục sơng theo hướng Tây đổ Đơng, phía Bắc sơng giáp đèo Hải Vân phía Nam giáp Thành phố Đà Nẵng Diện tích tự nhiên tồn lưu vực nằm địa phận hành xã Hòa Bắc, huyện Hòa Vang, thành phố Đà Nẵng, Tổng diện tích đất nơng nghiệp 350 ngàn tổng dân số lưu vực khoảng 1,5 triệu người Hình 2: Lưu vực sơng Cu Đê 1.1.1.2 Đặc điểm địa hình: Nhìn chung, địa hình tương đối phẳng, dốc, thoải dần từ Tây Bắc xuống Đơng Nam Trong khu đất có luồng lạch nước hình thành hệ thống nước tự nhiên 1.1.1.3 Đặc điểm địa chất thổ nhưỡng: Cấu trúc địa chất chung vùng nghiên cứu bao gồm thành tạo địa chất theo thứ tự từ cổ đến trẻ sau: - Giới Paleozoi - Hệ Orđovic-Silur: Hệ tầng Bol Atek (O-S bat): Trên địa bàn thành phố Đà Nẵng đá hệ tầng Bol Atek phát triển rộng rãi Đá hệ tầng đặc trưng xen kẽ đá phiến mica, đá phiến sericit, đá phiến thạch anh-mica, đá phiến thạch anhsericit đá phiến thạch anh-plagioclas-mica, đá phiến thạch anhplagioclas với lớp đá phiến đen, lớp quarzit - Giới Paleozoi - Hệ Devon: Hệ tầng Tân Lâm (D1-2 tl): Các đá hệ tầng Tân Lâm phân bố chủ yếu dọc sông Cu Đê, khu vực Núi Đồng Đen Mặt cắt hệ tầng Tân Lâm ổn định gồm hai tập 1.1.1.4 Đặc điểm khí hậu: a Chế độ gió - Hướng gió thịnh hành năm thay đổi theo mùa rõ rệt Các hướng gió thịnh hướng: Đơng, Đơng Bắc, Bắc, Tây Tây Nam, hướng Tây, Tây Nam hoạt động mạnh từ tháng V đến tháng VIII b Chế độ mưa Ở tỉnh Trung Trung Bộ nói chung thành phố Đà Nẵng nói riêng, dãy Trường Sơn vai trò đóng góp cho việc làm lệch pha mùa mưa tỉnh Nam Trung Bộ Về mùa hạ, mùa mưa diễn phạm vi nước tỉnh Nam Trung Bộ hiệu ứng phơn phía sườn khuất gió (phía Đơng Trường Sơn) mùa khô kéo dài với ngày thời tiết khô nóng, đặc biệt vùng đồng ven biển thung lũng thấp Bên cạnh vùng núi phía Tây có dịu mát ảnh hưởng phần mùa mưa Tây Nguyên Thời kỳ cuối mùa hạ đầu mùa đông gió mùa Đơng Bắc đối lập với hướng núi, kèm theo nhiễu động như: fron cực đới, xoáy thấp, bão hội tụ nhiệt đới cuối mùa thiết lập mùa mưa Đà Nẵng tỉnh, thành phố ven biển Trung Trung Bộ c Chế độ nhiệt - Nhiệt độ khơng khí vùng nghiên cứu tăng dần từ Bắc xuống Nam, từ Tây sang Đông từ vùng cao xuống vùng thấp Nhiệt độ trung bình năm dao động khoang (24,5 ÷ 25,8)°C d Chế độ nắng Số nắng hàng năm khoảng 1.860 đến 2.400 giờ, tháng có số nắng nhiều tháng V, vùng núi 216 - 230 giờ/tháng đạt bình quân 6,8 giờ/ngày Vùng đồng ven biển 260 - 264 giờ/tháng đạt bình quân 8,4 giờ/ngày Tháng có số nắng tháng XII vùng núi 62 - 68,2 giờ/tháng đạt bình quân 2,1 giờ/ngày e Chế độ ẩm - Độ ẩm tương đối khơng khí trung bình nhiều năm dao động khoảng (82 - 87%, trung bình 82% Thời kỳ có độ ẩm cao từ tháng X đến tháng XII trùng với thời kỳ mưa lớn với độ ẩm khơng khí tương đối biến đổi từ 85% - 93% Thời kỳ có độ âm khơng khí thấp dao động từ 76% - 84% Độ ẩm tương đối khơng khí cao đạt tới 100% f Chế độ bốc Khả bốc phụ thuộc vào yếu tố khí hậu nhiệt độ khơng khí, nắng, gió, độ ẩm Khả bốc vùng nghiên cứu khoảng 680 - 1040mm, vùng núi bốc khoảng 680 - 800mm, vùng đồng ven biển bốc nhiều khoảng 880 - 1.050mm 1.1.1.5 Đặc điểm thủy văn a Đặc điểm dòng chảy năm Chế độ mưa dòng chảy quan hệ mật thiết với nhau, đặc điểm dòng chảy lưu vực sơng Cu Đê tương đồng đặc điểm dòng chảy lưu vực sơng Hàn Dòng chảy sơng ngòi chia thành hai mùa rõ rệt: mùa lũ mùa cạn Mùa lũ hàng năm thường tháng IX kết thúc vào tháng XII, mùa cạn tháng I đến tháng VIII Về mùa cạn dòng chảy đổ biển khơng đáng kể, dòng chảy sơng chịu ảnh hưởng mạnh chế độ thủy triều Mùa lũ có tổng lượng dòng chảy chiếm 65 - 70% tổng lượng dòng chảy năm, tháng X, XI có lượng dòng chảy lớn b Chế độ dòng chảy lũ Theo thống kê lũ lớn hàng năm sông lân cận vùng nghiên cứu, lũ sớm chiếm 25%÷32%, thường có biên độ không lớn, dạng lũ thường lũ đơn đỉnh Lũ muộn mức 25% ÷ 28% Thời gian dòng chảy sơng mức tương đối cao nước ngầm cung cấp, trường hợp xảy trận mưa có khả gây lũ lớn Lũ vụ thường xuất vào nửa cuối tháng tháng XI tháng mưa lớn nhiều hình thái thời tiết như: bão + áp thấp nhiệt đới + khơng khí lạnh, gió mùa Đơng Bắc gây đợt mưa lớn kéo dài ngày, mặt đất đạt đến mức bão hoà mưa lũ sớm tạo nên, mực nước sông suối nâng lên mức cao lũ mùa thường lũ lớn năm c Tình hình ngập lụt Theo số liệu điều tra quan trắc khí tượng thủy văn từ năm 1976 đến nay, Đà Nàng xảy nhiều trận lũ lụt lớn, mà điển hình trận lũ lịch sử vào năm 1964, 1998 1999, gây thiệt hại đặc biệt nghiêm trọng cho thành phố Lũ tập trung chủ yếu vùng đồng Đỉnh lũ trạm vùng trung thượng lưu thấp đỉnh lũ năm 1998, vùng hạ lưu lại lớn nhiều Thời gian trì lũ mức báo động III kéo dài: - Ái Nghĩa 112 giờ; - Cẩm Lệ 117 giờ; - Câu Lâu 119 So sánh trận lũ cho thấy: lũ năm 1964 1998 có đặc trưng đỉnh lũ, biên độ lũ Ái Nghĩa thấp đỉnh lũ năm 1999 0,1m, Cẩm Lệ, đỉnh lũ biên độ lũ năm 1999 lại cao nhiều (0,97m) Nguyên nhân cường suất lũ vùng trung thượng lưu sông Vu Gia - Thu Bồn lớn (cường suất lũ trung bình Ái Nghĩa 18cm/h) 1.1.1.7 Đặc điểm hải văn Vùng ven biển Quảng Nam Thành phố Đà Nẵng có chế độ triều phức tạp, bờ biển khơng dài triều phía Bắc khơng hồn tồn giống triều phía Nam Tại cửa biển có dạng triệu khác nhau, nhìn chung dạng bán nhật triều chiếm ưu tháng có xuất số ngày nhật triều Số lần xuất nhật triều tháng không cửa sơng khác nhau, nhìn chung có xu tăng dần từ Bắc vào Nam 1.1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội Đà Nẵng có kinh tế đa dạng bao gồm công nghiệp, nông nghiệp dịch vụ, du lịch, thương mại, dịch vụ, du lịch chiếm tỷ trọng lớn cấu kinh tế thành phố Cơ cấu kinh tế chuyển dịch theo hướng tăng tỷ trọng ngành dịch vụ, 10 cát tượng xói sâu hạ du) khối lượng cát bị lấy khỏi lòng sơng bình qn năm vào khoảng 16,2 triệu m3 ; Mực nước mùa kiệt thời kỳ (2009÷2012) thấp mực nước mùa kiệt thời kỳ (1993÷1997), Sơn Tây lưu lượng 2750 m3 /s, mực nước thấp 2,27m , Hà Nội lưu lượng 1497m3 /s mực nước thấp 1,80m Thượng Cát lưu lượng 1253m3 /s, mực nước thấp 4,46m ; Khai thác cát ảnh hưởng đến mực nước tưới: thời kỳ (2009÷2012) Sơn Tây mực nước 5,44m ứng với mực nước Hà Nội 2,21m (≈ mực nước thiết kế tưới), lưu lượng Sơn Tây 2750m3 /s; thời kỳ (1993÷1997) lưu lượng qua Sơn Tây cần 1063m3 /s 1.3 Kết luận chương Trong chương tác giả trình bày tổng quan điều kiện tự nhiên trạng khu vực nghiên cứu Các nghiên cứu khai thác cát giới thiệu chương Từ cho thấy việc nghiên cứu tác động việc nạo vét dòng chảy cần thiết nhằm đánh giá mức độ ảnh hưởng phương án sở cho việc xây dựng biện pháp bảo vệ lòng sơng sau 11 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ SỐ LIỆU 2.1 Các bước nghiên cứu Từ nguồn số liệu ban đầu như: địa hình, dòng chảy, mực nước khu vực nghiên cứu đưa vào Bluekenue để thiết lập mơ hình cho khu vực Sau thiết lập mơ hình xong tiến hành chạy hiệu chỉnh kiểm định mơ hình cho khu vực nghiên cứu vào đưa thông số mơ hình Từ thơng số mơ hình tiến hành đánh giá chế độ thủy động lực khu vực, kết hợp với kịch nạo vét khu vực để đánh giá thay đổi chế độ thủy động lực khu vực Khái quát bước nghiên cứu thể hình 2.1 Số liệu đầu Thiết lập mô Sự thay đổi chế độ thủy động lực khu vực Hiệu chỉnh kiểm Kịch Bộ thông số mơ hình Chế độ thủy động lực khu Hình Các bước nghiên cứu mơ hình 2.2 Phân tích lựa chọn mơ hình 2.2.1 Tổng quan số mơ hình thủy động lực vận chuyển bùn cát phổ biến 2.2.1.1 Mơ hình nước Mơ hình VRSAP Mơ hình SAL VRSAP-SAL 12 Mơ hình KOD1 Mơ hình HydroGIS Mơ hình MK4 2.2.1.2 Mơ hình ngồi nước Hiện nay, giới có nhiều mơ hình toán ứng dụng cho việc dự báo thủy động lực vận chuyển bùn cát gồm mơ hình chiều (1D), mơ hình hai chiều (2D), mơ hình ba chiều (3D) Một số mơ hình 1D, 2D, 3D nói đến sau: Nhóm mơ hình 1D Nhóm mơ hình 2D Nhóm mơ hình 3D 2.2.2 Giới thiệu hệ thống phần mềm Telemac Hệ thống TELEMAC bao gồm modun khác (xem hình 10) Hình 10: Hệ thống phần mềm TELEMAC 2.2.3 Ưu điểm nhược điểm 2.2.3.1 Ưu điểm * Những điểm mạnh: Nhiều module mô khác hệ thống TELEMACMASCARET sử dụng thuật toán mạnh mẽ dựa vào phương 13 pháp phần tử hữu hạn thể tích hữu hạn Khơng gian rời rạc hóa thành lưới phần tử tam giác phi cấu trúc 2D, lưới tính tốn làm mịn khu vực mà ta quan tâm Tất thuật toán chứa thư viện chung cho tất code tính tốn, giúp ta dễ dàng sử dụng nhiều module mô khác (dễ dàng chuyển đổi từ module sang module khác), đặc biệt, cho phép module khác kết nối nội với bên Các công cụ xử lý số liệu trước sau tính tốn giống hệt cho code tính toán * Mã nguồn mở: Như biết, kể từ tháng năm 2010, hệ thống TELEMAC-MASCARET công nhận mã nguồn mở Từ đây, diễn đàn dành cho tổ chức, nhà nghiên cứu, quan tâm đến lĩnh vực thủy văn, thủy lực, đặc biệt sinh viên-những nhân tố bước đầu tham gia trình nghiên cứu đối tượng chưa thực đầu tư kinh phí, có hội trao đổi, học tập phát triển cộng đồng TELEMAC-MASCARET mà tốn chi phí 2.2.3.2 Nhược điểm - Số liệu đầu vào điều kiện biên sai dẫn đến độ xác kết tính tốn - Bản thân mơ hình TELEMAC giống nhiều mơ hình toán khác chưa xác định độ tin cậy tốn Thơng thường số liệu đầu vào điều kiện biên sai ảnh hưởng đến độ xác kết tính tốn Giải pháp khắc phục cần nghiên cứu thu thập số liệu quan trắc thực tế cơng trình tương tự 2.2.4 Lựa chọn mơ hình Telemac để giải u cầu tốn 14 Hiện nay, có nhiều mơ hình thủy động lực có khả tính tốn mơ vận chuyển bùn cát dự báo thay đổi hình thái sơng đề cập phần 2.1 Tuy nhiên từ phân tích ưu nhược điểm mơ hình Telemac cho thấy việc lựa chọn mơ hình Telemac để giải tốn xói lở lòng dẫn hoàn toàn phù hợp yêu cầu giải tốn Đây mơ hình mã nguồn mở nên giúp học viên nghiên cứu hiểu biết nhiều lý thuyết mơ hình số Một điểm quan trọng mơ hình hồn tồn miễn phí 2.2.5 Các mô đun thủy lực telemac 2.2.5.1 Thủy lực chiều (1D): 2.2.5.2 Thủy lực chiều (2D): 2.2.5.3 Thủy lực chiều (3D): 2.2.5.4 Một số Modun khác hệ thống TELEMAC: 2.2.6 Cơ sở lý thuyết phần mềm Telemac 2.2.6.1 Phương trình với giả thuyết áp lực thủy tĩnh 2.2.6.2 Phương trình Navier – Stoke với giả thuyết áp suất phi thủy tĩnh: 2.2.6.3 Mơ hình k - ε 2.2.7 Các thơng số mơ hình telemac 2.3 Số liệu phục vụ nghiên cứu - Bình khu vực sơng Cu Đê - Lưu lượng thượng lưu sông - Mực mước cửa sông - Địa chất khu vực lòng sơng 15 Hình 11 Địa hình lòng sơng Cu Đê 2.4 Thiết lập mơ hình 2.4.1 Chuẩn bị liệu - Kế thừa số liệu địa hình khu vực lòng sơng đơn vị tư vấn thiết kế Công ty Cổ phần đầu tư xây dựng 316 Hà Nội đo vẽ cung cấp với tổng số điểm gần 24470 điểm đo diện tích 4005750m2 Với chiều dài nghiên cứu 14 km tính từ cầu Nam Ơ trở thượng lưu sơng Cu Đê - Về thời gian chạy mơ hình từ 00 phút ngày 23/11/2008 đến 23 00 phút ngày 28/11/2008 16 2.4.2 Xử lý số liệu địa hình khu vực - Sử dụng vẽ thiết kế có địa hình khu vực lòng sơng Xử lý số liệu phần mềm như: Autocad 2007 - Xuất tọa độ x-y-z địa hình lòng sơng lưu vào file Notepad 2.4.3 Tạo tập tin đầu vào Telemac 2.4.4 Kết tạo lưới Trong nghiên cứu tác giả sử dụng phần mềm hỗ trợ tạo lưới Blue Kenue, xem hình 3.6 Phần mềm hỗ trợ đầy đủ cơng cụ để tạo lưới hiệu chỉnh lưới nhanh chóng hiệu Lưới sau tạo xong lưu dạng file *slf Hình 13 Kết tạo lưới đoạn sông Cu Đê 2.4.5 Thiết lập điều kiện biên thông số toán - Biên thượng lưu: Lưu lượng lấy từ lúc 0h00’ ngày 23/11/2008 đến 23h00’ ngày 28/11/2008 17 Hình 14 Biểu đồ lưu lượng thời điểm nghiên cứu - Biên hạ lưu: Mực nước lấy từ kết thực đo cầu Nam Ô tương ứng với lưu lượng lưu lượng biểu đồ hình 2.5 Hình 15 Biểu đồ mực mước triều cầu Nam Ơ Bảng 14 Các thơng số mơ hình BOUNDARY CONDITIONS FILE : boundary.cli LIQUID BOUNDARIES FILE : data.qsl GEOMETRY FILE : geometry.slf SISYPHE STEERING FILE : sis.cas RESULTS FILE : res_t2d.slf INITIAL TIME SET TO ZERO : YES 18 VARIABLES FOR GRAPHIC PRINTOUTS : 'U,V,M,S,B,H,Q,F,K,E' TIME STEP : 10 NUMBER OF TIME STEPS :25920 GRAPHIC PRINTOUT PERIOD : 3600 /GHI RA FILE LISTING PRINTOUT PERIOD : 3600 /XUAT RA MAN HINH MASS-BALANCE : YES INITIAL CONDITIONS : 'CONSTANT ELEVATION' INITIAL ELEVATION :2 OPTION FOR LIQUID BOUNDARIES : 1;1 LAW OF BOTTOM FRICTION :3 FRICTION COEFFICIENT : 20 /'0="NO FRICTION"'; /'1="HAALAND"'; /'2="CHEZY"'; /'3="STRICKLER"- FORMULA - St =1/n; range from 20 (rough stone and rough surface) to 80 m^(1/3)/s (smooth concrete and cast iron); /'4="MANNING"'; /'5="NIKURADSE" - FORMULA - Cd=2[K/log(12h/Ks)]^2' EQUATIONS :'SAINT-VENANT EF' TURBULENCE MODEL :3 /1="CONSTANT VISCOSITY", default value/2D/ /2="MIXING LENGTH" / /3="K-e" /4="SMAGORINSKY / VELOCITY DIFFUSIVITY : 1.E-6 /DEFAUSE DISCRETIZATIONS IN SPACE : 11;11 MATRIX STORAGE :3 FREE SURFACE GRADIENT COMPATIBILITY : 0.9 TREATMENT OF THE LINEAR SYSTEM :2 TYPE OF ADVECTION : 1;5;14 SUPG OPTION : 0;0 SOLVER :1 SOLVER ACCURACY : 1.E-4 /range from 1.E-4 to 10.E-10/ MAXIMUM NUMBER OF ITERATIONS FOR SOLVER : 200 PRECONDITIONING :2 19 SOLVER OPTION / '1="conjugate gradient"'; / '2="conjugate residual"'; / '3="conjugate gradient on a normal equation"'; / '4="minimum error"'; / '5="squared conjugate gradient"'; / '6="cgstab"'; / '7="gmres"'; / '8="direct solver"' ZERO MASS-LUMPING ON H : CONTINUITY CORRECTION : YES TREATMENT OF NEGATIVE DEPTHS IMPLICITATION FOR DEPTH IMPLICITATION FOR VELOCITY : 0.6 :3 : 1.E-10 :2 : 2.5 Kiểm định mơ hình 1.6 Thực đo Mơ 1.4 Mực nước (m) 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 0 100000 200000 300000 time (s) 400000 500000 600000 Hình Mực nước thực đo mơ vị trí cửa (Cầu Nam Ơ) 2.6 Kết luận chương Hệ thống mơ hình hóa TELEMAC cơng cụ tổng hợp, mạnh dùng để mơ hình hóa dòng chảy có mặt thống Hệ thống TELEMAC trở thành cơng cụ hữu hiệu lĩnh vực tính tốn dòng chảy hở sơng Miền tính tốn rời rạc hóa lưới 20 phần tử tam giác khơng có cấu trúc Nhờ vậy, phần mềm chi tiết hóa miền tính tốn, đặc biệt vị trí có địa hình hay địa mạo thay đổi phức tạp Với ưu điểm trội trên, tác giả lựa chọn mơ hình Telemac để tính tốn cho yêu cầu luận văn CHƯƠNG ẢNH HƯỞNG CỦA HOẠT ĐỘNG NẠO VÉT ĐẾN DỊNG CHẢY SƠNG CU ĐÊ 3.1 Kịch tính tốn Ảnh hưởng nạo vét đến dòng chảy sơng CU ĐÊ mơ qua kịch sau: + Nạo vét theo tuyến đến cao trình -2.1m + Nạo vét theo tuyến đến cao trình -3m + Nạo vét theo tuyến đến cao trình -3.5m Kết dòng chảy so sánh với dòng chảy thực tế chưa nạo vét để đánh giá thay đổi thủy lực Hình Tuyến nạo vét 21 3.2 Kết mô 3.2.1 Sự thay đổi mực nước Nạo vét CT -3.5 Nạo vét CT -3 Nạo vét CT -2.1 Hiện trạng Cao trình mực nước 3.5 2.5 1.5 0.5 0 5000 10000 Khoảng cách từ thượng nguồn cửa sơng (m) 15000 Hình Sự thay đổi mực mước ứng với kịch nạo vét 3.3.2 Sự thay đổi vận tốc, phân bố vận tốc Nạo vét CT -3.5 Nạo vét CT -3 Nạo vét CT -2.1 Hiện trạng Vận tốc dòng chảy (m/s) 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 0 5000 10000 Khoảng cách từ thượng nguồn cửa sơng (m) 15000 Hình Sự thay đổi vận tốc dòng chảy ứng với kịch tính tốn Bảng 17 Vận tốc lớn xuất vùng nghiên cứu ứng với kịch Trường hợp Vận tốc lớn vùng nghiên cứu (m/s) Hiện trạng 4.59 Nạo vét -2.1 4.05 Nạo vét -3 3.87 Nạo vét -3.5 3.78 22 3.4 Kết luận chương Trong chương tác giả trình bày kết tác động nạo vét đến chế độ thủy động lực học sông Cu Đê Chế độ thủy động lực học phân tích trạng kịch nạo vét ứng với cao trình -2.1; -3 -3.5 Kết cho thấy việc nạo vét làm giảm cao trình mực nước, phân bố lại vận tốc số đoạn sông giảm độ lớn vận tốc Lưu tốc luồng tăng lên lưu tốc hai bờ giảm xuống Những đoạn địa hình luồng nạo vét khơng nhiều trường phân bố lưu tốc đoạn gần khơng thay đổi Tại vị trí mà vận tốc tăng mật độ tuyến luồng sát bờ, cần có biện pháp bảo vệ bờ 23 KẾT LUẬN Trong luận văn này, mơ hình mã nguồn mở Telemac áp dụng để mô tác động việc nạo vét sông Cu Đê đến chế độ thủy động lực học sông Tác giả thực mô phương án trạng kịch nạo vét ứng với mức độ nạo vét khác (cao trình nạo vét -2.1, -3.0; -3.5) Kết mơ cho thấy việc nạo vét lòng sơng làm cho chế độ thủy động lực học (sự phân bố độ lớn vận tốc, cao độ mặt nước) thay đổi đáng kể, cụ thể sau: Mực nước sơng có xu hạ thấp thực giải pháp việc nạo vét Mức độ biến động (giảm) mực nước phụ thuộc vào phương án nạo vét Mực nước nạo vét thấp mực mước trạng lớn thượng nguồn, mức độ giảm dần cửa sông Tùy theo mức độ nạo vét mà độ giảm mực nước khác nhau, trung bình giảm từ 0.5m thượng nguồn, 0.3 m đoạn trung lưu Từ cao trình -2.1 tiếp tục nạo vét độ giảm mực nước không lớn Việc nạo vét thay đổi địa hình có ảnh hưởng lớn đến trường vận tốc kể độ lớn hướng dòng chảy Lòng dẫn mở rộng làm cho vận tốc dòng chảy giảm dần Giá trị vận tốc thu lớn khu vực nghiên cứu giảm dần từ 4.59 m/s xuống 4.05m/s; 3.87m/s; 3.78m/s tương ứng với trường hợp: trạng; nạo vét đến cao trình -2.1; nạo vét đến cao trình -3.0 nạo vét đến cao trình -3.5 Kết mơ cho thấy chưa nạo vét, dòng chảy phân bố đoạn sơng, có tuyến luồng nạo vét, dòng chảy tập trung tuyến luồng, dẫn đến xuất phân lưu dòng chảy, 24 làm vùng khác có vận tốc nhỏ hơn, chí khơng có dòng chảy qua tùy theo kịch nạo vét Kiến nghị: Kết hy vọng cung cấp thông tin ảnh hưởng luồng nạo vét đến chế độ dòng chảy sơng Cu Đê, làm sở để tìm kiếm giải pháp hợp lý để bảo vệ bờ sơng Nghiên cứu cho thấy vị trí tuyến luồng sát bờ nơi có vận tốc tăng, cần có biện pháp bảo vệ bờ Ngồi ra, để đánh giá đầy đủ toàn diện ảnh hưởng việc nạo vét tác giả kiến nghị dòng chảy bùn cát nên mơ hình kèm theo ... CHƯƠNG ẢNH HƯỞNG CỦA HOẠT ĐỘNG NẠO VÉT ĐẾN DỊNG CHẢY SƠNG CU ĐÊ 3.1 Kịch tính tốn Ảnh hưởng nạo vét đến dòng chảy sơng CU ĐÊ mô qua kịch sau: + Nạo vét theo tuyến đến cao trình -2.1m + Nạo vét theo... thể tác động việc khai thác, nạo vét cát sông Cu Đê chưa thực cách tổng thể 2 Chính tác giả lựa chọn đề tài Nghiên cứu ảnh hưởng hoạt động nạo vét bùn cát đến dòng chảy sơng Cu Đê, Đà Nẵng”... ảnh hưởng hoạt động nạo vét bùn cát đến chế độ thủy động lực sông Mục tiêu nghiên cứu: Mục tiêu tổng quát luận văn đánh giá thay đổi chế độ thủy động lực dòng chảy sơng Cu Đê ảnh hưởng hoạt động