Nghiên cứu đặc tính thủy lực khu vực công trình mỏ hàn trong đoạn cửa sông có dòng chảy thuận nghịch

Mục đích bài viết, làm rõ cấu trúc dòng chảy thuận nghịch xung quanh mỏ hàn đơn, được thiết lập trên máng triều số bằng phần mềm FLOW-3D. Máng triều số này, có thể mô phỏng đồng thời quá trình theo thời gian của mực nước, vận tốc cho kết quả đáng tin cậy. Trong bài báo, cấu trúc dòng chảy tại các thời điểm khác nhau trong một chu kỳ triều được phân tích và các ảnh hưởng vận tốc dòng chảy và phân bố ứng suất tiếp đáy đã được nghiên cứu một cách có hệ thống.

KHOA HỌC CƠNG NGHỆ NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH THỦY LỰC KHU VỰC CƠNG TRÌNH MỎ HÀN TRONG ĐOẠN CỬA SƠNG CĨ DỊNG CHẢY THUẬN NGHỊCH Tơ Vĩnh Cường Phịng Thí nghiệm trọng điểm Quốc gia động lực học sông biển Tóm tắt: Cơng trình mỏ hàn (MH-mỏ hàn) khơng sử dụng để bảo vệ bờ mà ứng dụng hiệu để trì giao thơng hàng hải Khi cơng trình mỏ hàn xây dựng vùng cửa sơng ảnh hưởng triều tương tác cơng trình dịng chảy phức tạp dịng chảy có hướng thuận nghịch Mục đích báo, làm rõ cấu trúc dòng chảy thuận nghịch xung quanh mỏ hàn đơn, thiết lập máng triều số phần mềm FLOW-3D Máng triều số này, mơ đồng thời q trình theo thời gian mực nước, vận tốc cho kết đáng tin cậy Trong báo, cấu trúc dòng chảy thời điểm khác chu kỳ triều phân tích ảnh hưởng vận tốc dịng chảy phân bố ứng suất tiếp đáy nghiên cứu cách có hệ thống Đánh giá liệu cho thấy, biến đổi vận tốc mực nước triều vùng phụ cận mỏ hàn đơn, có khác biệt đáng kể so với biến đổi yếu tố nêu điều kiện dòng chảy đơn hướng Kết nghiên cứu bước đầu mô tả chi tiết cấu trúc dòng chảy thuận nghịch khu vực lân cận cơng trình mỏ hàn vùng cửa sơng Từ khóa: Mỏ hàn đơn, lịng dẫn, dịng triều có hướng thuận nghịch, máng số, FLOW-3D Summary: Spur dikes (also known as groynes) are not only used to protect river banks from erosion but also a good approach to maintain maritime transport way When the groyne is built in the estuary, it is affected by reversing tidal flow This paper aims to study clearly the reversing tidal flow around single groin It has been set up on small scale numerical reversing tidal flow flume using Flow-3D software This numerical flume can simulate the time process of tidal level and flow velocity with good reliability In this paper, the flow patterns around a single groin at different times in a period, are analysed and the influences of flow velocity, bed - shear stress distribution are studied systematically Investigation of data show that variations of flow velocity and tidal level in the vicinity of the single groin are significant differences in flow field compared with the cases under steady flow Research results are initially described in detail for reversing tidal flow in the vicinity of the groin in the estuary area Keywords: Single groyne, river bed, reversing tidal flow, numerical flume , FLOW-3D ĐẶT VẤN ĐỀ * Mỏ hàn (MH) loại công trình sử dụng rộng rãi chỉnh trị sơng Mỏ hàn có tính thu hẹp lịng dẫn, điều chỉnh dịng chảy, trì giao thơng thủy bảo vệ bờ Các nghiên cứu trước thủy lực cơng trình mỏ hàn phần lớn tiến hành điều kiện dòng chảy đơn hướng, thể nghiên Ngày nhận bài: 14/5/2021 Ngày thông qua phản biện: 02/6/2021 cứu Yossef 2002 [1], L.P Hậu [2], N.N Cẩn, N.N Quỳnh, N.Đ Giáp, N.K Quyết, P.T Nam([3], [4], [5], [6], [7]).v.v… Nếu cơng trình mỏ hàn xây dựng vùng cửa sơng ảnh hưởng triều dịng chảy có 02 hướng thuận nghịch Trong điều kiện đó, cấu trúc dòng chảy diễn biến lòng dẫn phụ cận mỏ hàn nào, kết nghiên cứu cịn Tác Ngày duyệt đăng: 15/6/2021 12/4/2021 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 66 - 2021 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ giả Xiping Dou [8] cho rằng, bố trí cơng trình mỏ hàn vùng cửa sơng, hố xói cục vùng mũi mỏ hàn có phạm vi lớn hơn, bồi lắng phạm vi ảnh hưởng mỏ hàn lại hơn, thời gian để lịng dẫn đạt đến cân bồi xói lớn so với trường hợp đoạn sơng có dịng chảy đơn hướng (01 chiều) Zhangxinzhou [9] xây dựng mơ hình tốn dịng chảy rối mang bùn cát nhận thấy rằng, tác động dịng chảy thuận nghịch, xói cục vùng phụ cận mỏ hàn có khác biệt rõ rệt q trình xói hình thái xói, bồi so với trường hợp dịng chảy đơn hướng, cơng trình bảo vệ hố xói cục đầu mũi mỏ hàn thực tế thiết kế theo dẫn trường hợp dòng chảy đơn hướng Trong nghiên cứu này, tham khảo kết nghiên cứu có, tiến hành nghiên cứu đặc tính thủy lực vùng phụ cận mỏ hàn (mỏ hàn đơn) tác dụng dòng chảy 02 chiều thuận nghịch, để bổ sung kết nghiên cứu thủy lực học cơng trình vùng phụ cận mỏ hàn E A M B 3 O D N B Hình 1: Sơ đồ khu nước vật lân cận mỏ hàn (OA: Mỏ hàn; AB: Biên dịng chảy; B: Bề rộng sơng) PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Trong năm gần đây, với phát triển mơ hình tốn 3D, nhiều loại máng số như: máng triều số, máng sóng số pháp triển công cụ hiệu để nghiên cứu lợi giá thành rẻ, không bị ảnh hưởng vấn đề tỷ lệ Flow-3D phần mền tính tốn thủy động học tiếng giới, ưu việt mô chất lỏng hình khối phức tạp, đặc biệt xem xét vấn đề thay đổi bề mặt chất lỏng Dựa vào Flow-3D, kiểu máng (máng triều số) tạo dòng chảy thuận nghịch để xem xét thay đổi bề mặt chất lỏng phát triển Máng triều số này, mơ đồng thời q trình thời gian mực nước vận tốc cho kết đáng tin cậy, điều khó thiết lập mơ hình vật lý phịng thí nghiệm 2.1 Mơ hình tốn Flow-3D 2.1.1 Mơ hình thủy động lực học Mơ hình thủy động lực phát triển dựa phương trình gồm: phương trình động lượng phương trình liên tục VF p     ( uAx )  R (  vAy )  (  wAz )  R SOR t x y z A v2 u u u u   (uA x  v Ay R  w Az )  y   Gx  f x t VF x y z xVF  x (1) (2) A uv v v v v R   (uA x  v A y R  w A z )   y    Gy  f y t VF x y z xVF  y (3) w w w w   (uA x  v Ay R  w Az )  Gz  f z  bz t VF x y z  z (4) Trong công thức này: VF thể tích;  tỷ trọng; (u, v, w) thành phần vận tốc theo trục (x, y, z); RSOR hàm nguồn; (Ax, Ay, Az) diện tích; (Gx, Gy, Gz) lực hấp dẫn; (fx, fy, fz) gia tốc nhớt; (bx, by, bz) tổn thất cột nước; A diện tích trung bình; U vận tốc trung bình theo hướng (x, y, z) F hàm lượng chất lỏng Khi ô chứa đầy chất lỏng, giá trị F=1 trống F=0 Trong Flow-3D, có 02 phương pháp sử dụng mô gọi phương pháp thể tích khối (VOF- Hirt and Nichols 1981) sử dụng để bắt bề mặt tiếp xúc chất lỏng khí chất lỏng - lỏng Thể tích khối ghi so sánh thể tích ô lưới xung quanh để xác định độ dốc đường cong chất lỏng với ô lưới Phương pháp mơ hình hóa vật cản phân số diện tích/thể tích (FAVORFlow Science 2010) kỹ thuật sử dụng cho mô bề mặt khối vật rắn xác định đường biên hình học, cho phép lưới hình chữ nhật thiết lập mà khơng gây biến dạng đặc tính vật cản 2.1.2 Mơ hình vận chuyển bùn cát TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 66 - 2021 KHOA HỌC Bùn cát lơ lửng bùn cát đáy đánh giá độc lập tính tốn bùn cát mơ hình Chuyển động bùn cát lơ lửng xác định chất hịa tan theo phương trình phân tán đối lưu c c c  c  Ui W  ( ) t xi z xi xi định biên phải (Xmax=V) Biên đối xứng (Zmax=S) sử dụng biên Zmax biên Biên Xmin thể đáy sông thiết lập biên tường (Zmin=W) (5) Ở đây: U vận tốc trung bình – Reynolds, W vận tốc dòng chảy bùn cát,  hệ số khuếch tán Hệ số khuếch tán nhớt động học dịng chảy tính tốn mơ hình k- Để tính chuyển động lơ lửng chuyển động đáy, có 03 cơng thức tính tốn: (1) Van Rijn, (2) Nielsen (3) Meyer-Peter & Muller phát triển 1.5 Cbed CÔNG NGHỆ    c  d 0.3   c    0.015  0.1    g  s 2w   w v  (6) Hình 2: Các điều kiện biên mơ hình Flow-3D 2.2.3 Kích thước mơ hình Kích thước mơ hình đoạn kênh thẳng (tồn lịng dẫn lịng cứng) có mặt cắt hình chữ nhật (LxBxH= 10mx1.0mx0.50m), thể Hình 1.5 d 1.5    c     qb  0.1  c  0.1 s  w    g d 0.3  s w  w  w v  (7) 2.2 Thiết lập mơ hình Hình 3: Kích thước mơ hình máng nước số (lịng cứng) Flow-3DKích thước lưới 2.2.1 Mơ tả mơ hình toán Flow 3D Các số sử dụng Flow-3D Đơn vị lựa chọn SI, nhiệt độ Celsius nước coi không nén được, gia tốc trọng trường 9.807m/s2, mật độ hạt bùn cát 2650 kg/m3 độ nhớt động 10^-6 Sử dụng số liệu phương trình Shields, hệ số shields đánh giá 0.05 Hệ số Richardson-Zaki điều khiển lực kéo lắng đọng hạt bùn cát dịng chảy xốy cuộn Mơ hình rối Renormalized group (RNG) sử dụng nghiên cứu 2.2.2 Điều kiện biên Trong nghiên cứu này, máng triều số thiết lập Hình Biên trái Xmin thiết lập điều kiện mực nước (Xmin=P) Điều kiện vận tốc (V-specified velocity) xác Khu vực gần mỏ hàn đặc trưng thay đổi đột ngột chuyển động hình khối mỏng (mỏ hàn dày 0.03m) Điều đòi hỏi lưới mịn để giải Theo nghiên cứu [10] tạo lưới luồng dẫn đến kết mô tốt xoáy cho kết khớp với liệu thí nghiệm, để giảm lỗi đề nghị tỷ lệ thiết lập hai lưới bội số Ở nghiên cứu này, tạo 03 khối lưới Khối lưới (vùng kênh dẫn) lồng lên khối lưới (khu vực hệ thống mỏ hàn), khối lưới khối lưới phù hợp thuộc vùng lân cận mỏ hàn tạo sau Theo quy tắc kinh nghiệm tỷ lệ kích thước lưới lân cận lớn (X, Y, Z): phải nhỏ < 1.25; tỷ lệ ô lưới cạnh lớn (ZY, YZ ZX) nhỏ < 3.1, xem Bảng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 66 - 2021 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Bảng 1: Các kích thước lưới TT Khối lưới (cm) Khối lưới (cm) Khối lưới (cm) Tổng số ô lưới 1910000 Tỷ lệ ô cạnh Max 1.04 Tỷ lệ ô lưới lân cận Max 1.00 Trong trường hợp lựa chọn vận tốc mực nước triều (điều kiện lý tưởng), biểu thị sau: u  umax sin(2 t / T )   0  Hình 4: Tạo lưới tính tốn Flow-3D 2.2.4 Thiết lập chu kỳ triều Trong mô số tạo mực nước vận tốc biến đổi giống thực tế a) Mực nước triều (8) H sin(2 t / T   / 2) (9) Ở T chu kỳ triều, o mực nước triều trung bình, H biên độ triều, H= max - min Các thông số công thức lựa chọn sau: T=21600s, umax=0.34m/s, o=0.35m, H=0.15m, thể Hình b) Vận tốc triều Hình 5: Hình dạng dịng triều 2.2.5 Đánh giá mơ hình a) Mực nước triều TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 66 - 2021 b) Vận tốc triều KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Hình 6: Đánh giá kết tính tốn mô số mực nước vận tốc triều Để đánh giá hiệu máng triều mô hình số, trường hợp khơng có mỏ hàn mô Kết mô sử dụng để so sánh vận tốc mực nước triều Kết F E D C B A A' B' C' D' E' F' Y=0.95 Y=0.95 Y=0.85 Y=0.85 Y=0.70 Y=0.70 Y=0.50 Y=0.50 Y=0.30 Y=0.30 Y=0.10 Y=0.10 F E D C B A A' B' C' D' E' F' mô mặt cắt A-A (Hình) sử Hình 7: Sơ đồ mặt cắt ngang lấy số liệu dụng để so sánh mực nước triều, vận tốc CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN z=min/2 Hình cho thấy, có phù hợp tốt kết tính tốn mô số 3.1 Các trường hợp nghiên cứu: Máng số nghiên cứu cho trường hợp: (1) Dòng chảy đơn hướng (2) Dòng chảy thuận nghịch a) Mực nước triều b) Vận tốc triều Hình 8: Các trường hợp mơ nghiên cứu (1) dịng đơn hướng (2) dịng thuận nghịch 3.2 Đặc tính thủy lực khu vực mỏ hàn đoạn sơng có dịng chảy đơn hướng Trước hết, ta cần kiểm chứng độ tin cậy mơ hình tính tốn máng nước số nghiên cứu Hình sơ đồ mặt cắt phân tích lấy số liệu mơ hình máng số Hình thể trường hợp mơ nghiên cứu Sau dòng nước chảy qua MH, hạ lưu MH hình thành khu nước vật Theo nghiên cứu Lương Phương Hậu [11, 12] độ dài khu nước vật sau MH phẳng hình chữ nhật 78 lần chiều dài MH, công thức chiều dài khu nước vật là: 𝑙/𝑏0 = 5.7𝐶00.3 – 6.3 (10) Trong đó, l chiều dài khu nước vật hạ lưu MH, b0 chiều dài MH, C0 = H1/6 /n*g ½, n hệ số nhám, g gia tốc trọng trường 9,8 m/s2 Từ cơng thức (10) tính chiều dài khu nước vật hạ lưu MH nghiên cứu lần chiều dài MH Thực tế mơ theo mơ hình tốn, chiều dài khu nước vật sau MH 8,2 lần chiều dài MH, Hình thể Hình 9: Chiều dài khu nước vật sau mỏ hàn Chịu tác dụng ngăn chặn MH, dịng chảy TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 66 - 2021 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ máng nước xuất độ dốc dọc, độ dốc ngang mặt nước, Hình Hình thể Trên phương dọc, nước dâng thượng lưu MH chủ yếu xuất phụ cận MH Hạ lưu MH xuất hạ thấp mực nước rõ rệt Về phía bờ đối diện với MH, mức độ hạ thấp mực nước giảm dần Theo phương ngang, thượng lưu MH, phía bờ có MH mực nước cao phía đối diện Ở hạ lưu MH ngược lại, nghiên cứu phù hợp với kết nghiên cứu đặc tính dịng chảy xung quanh mỏ hàn tác động dòng chảy đơn hướng luận văn tiến sĩ Lương Phương Hậu (1981)[12] Điều thể độ tin cậy mơ hình Flow-3D mà luận án ứng dụng b) Hạ lưu Hình 11: Độ dốc ngang mặt nước thượng hạ lưu mỏ hàn 3.3 Nghiên cứu đặc tính Thủy lực khu vực MH đoạn sơng ảnh hưởng triều có dịng chảy thuận nghịch Hình 10: Đường mặt nước theo phương dọc gần mỏ hàn Trong điều kiện dòng chảy đơn hướng, cấu trúc dịng chảy vùng phụ cận MH trì phát triển ổn định, cịn điều kiện dòng chảy thuận nghịch, cấu trúc dòng chảy hướng phát triển đến mức độ bị dịng chảy ngược chiều khống chế thay Hai cấu trúc dòng chảy liên quan đến nhau, khống chế lẫn nhau, chế độ thủy lực phức tạp Sau đây, sở mơ hình tốn, nghiên cứu phân tích cấu trúc dòng chảy phân bố ứng suất tiếp đáy điều kiện dòng chảy 02 chiều thuận nghịch vùng phụ cận MH (1) Nghiên cứu độ dốc mặt nước phương ngang a) Thượng lưu Trong đoạn sông ảnh hưởng triều, sau xây dựng MH, triều rút, mực nước thượng lưu phía bờ có MH bị MH chặn lại cao mực nước phía bờ đối diện Sau dòng chảy qua MH, hạ lưu thân MH hình thành tổn thất cột nước rõ rệt, mực nước phía bờ có MH thấp phía bờ đối diện, tương tự trường hợp dịng chảy đơn hướng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 66 - 2021 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ phía bờ có MH nhỏ phía bờ đối diện, cịn hạ lưu MH, chênh lệch triều phía MH lớn phía bờ đối diện Phía bờ có MH, thay đổi mực nước hạ lưu MH có biên độ lớn rõ rệt so với thượng lưu Chênh lệch triều khu vực nước vật (15.51cm) lớn so với khu vực nước dâng thượng lưu (12.56cm) Phía bờ đối diện với MH, chênh lệch triều (14.14cm) thiên lớn so với thượng lưu (13.83cm) (2) Độ dốc mặt nước phương dọc a) Mặt cắt A-A a) Vị trí Y=0.50 b) Mặt cắt A’-A’ Hình 12: Độ dốc mặt nước phương ngang Mặt cắt A-A A’-A’ khu vực mỏ hàn Như Hình 12 thể hiện, bắt đầu triều rút chuyển sang triều dâng, khu nước vật hạ lưu MH biến động tăng lên mực nước tương đối nhanh, mực nước cao mực nước phía bờ đối diện Phía thượng lưu, mực nước phía bờ có MH mực nước biến đổi chậm, mực nước thấp mực nước phía bờ đối diện Khi triều dâng mạnh, xu đường mặt nước phương ngang máng nước ngược với triều rút mạnh Khi bắt đầu triều dâng chuyển sang triều rút, đường mặt nước phương ngang máng nước tương đối ổn định Hình thể độ dốc mặt nước phương ngang Mặt cắt A-A A-A’ thượng, hạ lưu MH b) Vị trí Y=0.85 Phân tích q trình biến đổi đường mặt nước phương ngang trình triều dâng rút ta thấy rõ: phía thượng lưu MH, chênh lệch triều Khi mực nước dâng gấp, độ sâu máng nước tương đối lớn, phạm vi dâng hạ mực nước thượng hạ lưu MH tương đối nhỏ Phạm vị hạ Hình 13: Độ dốc mặt nước phương dọc khu vực mỏ hàn Sau dòng chảy qua MH, thượng hạ lưu MH xuất khu vực nước dâng khu vực nước hạ, Hình 13 thể Khi mực nước hạ gấp, độ sâu máng nước nông, phạm vi nước dâng nước hạ thượng hạ lưu tương đối lớn Phạm vi vùng nước dâng khoảng 3m, phạm vi nước hạ hạ lưu dài khoảng 4m Khu vực nước hạ tương đối dài, biên độ hạ thấp mực nước hạ lưu MH lớn biên độ dâng nước thượng lưu MH TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 66 - 2021 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ thấp mực nước thượng lưu MH dài khoảng 3,6m phạm vi nước dâng hạ lưu MH dài khoảng 2,6m Sự biến đổi mực nước thượng hạ lưu MH hạn chế phụ cận MH Khi cách chiều rộng máng nước y=0.5m, thay đổi mực nước nhỏ gần không chịu tác động MH (3) Trường lưu tốc Trường hợp triều rút mạnh, sau dòng chảy qua MH, tác động MH, từ mũi MH hạ lưu, dòng chảy hình thành khu vực tăng tốc rõ rệt Phía thượng lưu MH, bị thân MH chắn ngang, lưu tốc giảm nhỏ Phía hạ lưu MH hình thành khu nước vật lớn, chiều dài khu nước vật 7,5 lần chiều dài MH, ngắn chiều dài khu nước vật trường hợp dịng đơn hướng, Hìnha thể Khi mực nước bắt đầu dâng lên, khu vực nước vật hạ lưu MH dòng chảy ngược từ hạ lưu lên theo sát thành máng tăng cường, dòng a) Triều rút mạnh c) Triều dâng lớn hạ lưu kỳ triều rút giảm xuống nhanh chóng Do ảnh hưởng đó, khu nước vật hạ lưu MH dần thu ngắn lại, tăng thêm chiều rộng chuyển động phía bờ đối diện Hạ lưu đầu mũi MH xuất dòng nước ngược tương đối mạnh, Hình 14Hìnhb Khi dịng triều dâng gấp, tương tự triều rút mạnh, khu vực lưu tốc tăng, thượng lưu MH xuất khu nước vật có chiều dài lần chiều dài MH, Hìnhc thể Theo thay đổi mực nước, thời gian đầu kỳ triều rút, khu nước vật thượng lưu MH nhanh chóng giảm nhỏ, đồng thời di chuyển phía bờ đối diện Thượng lưu MH đầu mũi MH xuất dòng triều hạ tương đối mạnh, Hình 14d thể So với dịng đơn hướng, khu nước vật dịng chảy thuận nghịch có chiều dài nhỏ hơn, chứng tỏ khu nước vật không phát triển đầy đủ b) d) Triều bắt đầu dâng Triều bắt đầu rút Hình 14: Trường lưu tốc khu vực MH điều kiện dòng chảy thuận nghịch (4) Biến đổi ứng suất tiếp đáy TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 66 - 2021 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Ứng suất tiếp đáy lịng sơng quan trọng để phán đốn xói bồi lịng sơng Trên Hình biểu thị thay đổi hiệu số ứng suất tiếp đáy máng nước a) Triều rút mạnh c) Triều dâng lớn b) d) Triều bắt đầu dâng Triều bắt đầu rút Hình 15: Biến đổi ứng suất tiếp đáy lòng dẫn điều kiện dòng triều thuận nghịch  (kg/m.s2) Khi triều rút mạnh, trước mũi MH xuất khu vực tăng ứng suất tiếp rõ rệt, độ chênh tăng cực đại 0,1÷0,15 kg/(m.s2) Khu vực chảy êm thượng hạ lưu MH, ứng suất tiếp đáy giảm nhỏ, phạm vi giảm nhỏ thượng lưu nhỏ nhiều so với hạ lưu, chứng tỏ khu vực đầu mũi MH hình thành vùng xói, cịn thượng hạ lưu MH hình thành khu bồi lắng Ở thời điểm bắt đầu dâng triều, hạ lưu MH đầu mũi MH ứng suất tiếp tăng lên rõ rệt Đó chủ yếu thời điểm chuyển hướng dòng chảy, lưu tốc dòng chảy khu nước vật hạ lưu MH phát sinh biến đổi, chứng tỏ triều rút chuyển sang triều dâng, đầu mũi MH phát sinh xói mức độ định Khi triều dâng mạnh, ứng suất tiếp đáy lòng dẫn thượng lưu tăng lên, trị số tăng lớn đạt 0,1÷0,15kg/(m.s2) Ứng suất tiếp đáy lòng dẫn hạ lưu MH giảm nhỏ So với trường hợp triều rút mạnh, phạm vi biến hóa ứng suất tiếp đáy lịng dẫn triều dâng mạnh tương đối nhỏ Ở thời điểm bắt đầu triều rút, hạ lưu MH đầu mũi MH, ứng suất tiếp đáy tăng lên, biên độ tăng nhỏ với thời điểm bắt đầu triều dâng Một cách tổng quát, chịu ảnh hưởng dạng triều máng nước, biến đổi ứng suất tiếp đáy MH có giá trị cực đại vào thời kỳ cực trị triều dâng rút Vào thời điểm chuyển hướng, vùng mũi MH vùng phía đón dịng, ứng suất tiếp tăng lên rõ rệt KẾT LUẬN Qua nghiên cứu đặc tính thủy lực khu vực cơng trình MH đoạn cửa sơng có dịng chảy thuận nghịch, rút kết luận sau: TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 66 - 2021 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ (1) Mơ hình Flow-3D có đủ độ tin cậy nghiên cứu chế độ thủy động lực cơng trình MH tạo đoạn sơng ảnh hưởng triều (2) Trong điều kiện dịng triều chảy thuận nghịch, phía bờ sơng có MH, hạ lưu có chênh lệch triều lớn nhiều so với thượng lưu Chênh lệch triều thượng lưu MH, phía có MH nhỏ so với bờ đối diện Ở hạ lưu phía có MH chênh lệch triều lớn so với bờ đối diện (3) Trong thời gian triều rút, chiều dài khu nước vật khu nước dâng tác động MH lớn so với triều lên Ở thời kỳ chuyển hướng, vùng phụ cận mũi MH có lưu tốc tương đối lớn (4) Biến đổi ứng suất tiếp đáy khu vực MH có giá trị cực đại vào thời kỳ cực trị triều dâng rút Vào thời điểm chuyển hướng, vùng mũi MH vùng phía đón dịng, ứng suất tiếp tăng lên rõ rệt TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] Yossef, M.F.M., The effects of groynes on rivers Delft University, 2002 Lương Phương Hậu., Nghiên cứu giải pháp khoa học, cơng nghệ cho hệ thống cơng trình chỉnh trị sơng đoạn trọng điểm vùng đồng bắc nam 2010 [3] Nguyễn Ngọc Cẩn., Nghiên cứu cơng trình chỉnh trị đoạn sơng Hồng cửa Đuống - cảng Hà Nội để chống bồi lấp cảng Tuyển tập cơng trình nghiên cứu thủy lực bùn cát lịng dẫn sơng Hồng, Viện KHTL, 1984 [4] Nguyễn Ngọc Quỳnh, T.X.T., Nguyễn Thành Trung, Cơng trình bảo vệ bờ khu vực Bắc Bộ Trung Bộ 2016, Nhà xuất Nơng nghiệp [5] Nguyễn Đăng Giáp., Nghiên cứu tính tốn diễn biến lịng sơng tác dụng cơng trình chỉnh trị 2012, Viện KHTL Việt Nam, LATS [6] Nguyễn Kiên Quyết., Nghiên cứu số giải pháp phòng chốn sạt lở bờ sông 2012, Viện KHTL Việt Nam, LATS [7] Phạm Thành Nam., Nghiên cứu tính tốn biến hình lịng dẫn tác dụng giải pháp chỉnh trị sông phục vụ giao thông thủy 2012, Trường Đại học Xây dựng, LATS [8] Dou, X., et al., Local scour characteristics of groins at tidal waterways and their simulation 2010 1(32): p sediment 66 [9] Zhangxin-zhou, study on characteristics of local scour around spur dikes in tidal rivers and numerical simulations 2009, Hohai University, Doctor Degree Dissertation [10] Exercises-water & environment training on flow-3d v11 2017 [11] Lương Phương Hậu, Một số vấn đề thủy lực vùng sông có kè mỏ hàn Tạp trí KHCN Thủy lợi, 1982 [12] Hau, L.P., Contributii la hidralica lucrărilor de regularizarea albillor 1981, Bucuresti 10 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 66 - 2021 ... khảo kết nghiên cứu có, tiến hành nghiên cứu đặc tính thủy lực vùng phụ cận mỏ hàn (mỏ hàn đơn) tác dụng dòng chảy 02 chiều thuận nghịch, để bổ sung kết nghiên cứu thủy lực học cơng trình vùng... thượng hạ lưu mỏ hàn 3.3 Nghiên cứu đặc tính Thủy lực khu vực MH đoạn sơng ảnh hưởng triều có dịng chảy thuận nghịch Hình 10: Đường mặt nước theo phương dọc gần mỏ hàn Trong điều kiện dòng chảy đơn... chảy thuận nghịch a) Mực nước triều b) Vận tốc triều Hình 8: Các trường hợp mơ nghiên cứu (1) dòng đơn hướng (2) dòng thuận nghịch 3.2 Đặc tính thủy lực khu vực mỏ hàn đoạn sơng có dịng chảy đơn