II. Mục tiêu của đồ án
2.3.2 Mô phỏng theo các phương án giải pháp công trình
2.3.2.1 Phương án 1: Chỉ làm đập phá sóng xa bờ phía trước đảo Cát Hải
a. Trường dòng chảy khi có đập phá sóng xa bờ
Hình 20: Trường dòng chảy lúc triều lên (14h ngày 7/3/2006)
Hình 22: Trường dòng chảy lúc triều xuống (8h ngày 8/3/2006)
Từ hình 20, 21, 22 cho thấy khi có đập phá sóng phía trước đảo Cát Hải thì dòng triều từ ngoài khơi vào bờ bị chắn một phần, nhưng vận tốc dòng chảy phía gần bờ thì hầu như không giảm do chịu ảnh hưởng của dòng chảy trong sông ra. Tuy nhiên đập phá sóng sẽ có tác dụng trong việc giảm bớt áp lực sóng lên hệ thống đê biển bảo vệ trước đảo.
b. Trường sóng khi có đập phá sóng xa bờ
Hình 23 và hình 25 thể hiện trường sóng ứng với các hướng chủ đạo là Đông Nam và Nam khi có đập phá sóng. Ta thấy rõ chiều cao sóng bị suy giảm khá lớn nhờ đập phá sóng. Nhờ vậy mà tác động của sóng lên hệ thống đê kè trên đảo giảm đi đang kể.
Chiều cao sóng trước đập phá sóng 1,9 m và sau đập phá sóng còn <1 m. (Xem hình 24 và hình 26)
Hình 23: Trường sóng hướng Đông Nam
Hình 25: Trường sóng hướng Nam
2.3.2.2 Phương án 2: Làm đập phá sóng xa bờ phía trước đảo Cát Hải kết hợp với đập phá sóng ở cảng Lạch Huyện
a. Trường dòng chảy
Hình 27: Vị trí đặt công trình
Sau đây là một số kết quả về trường dòng chảy lúc tại một số thời điểm (hình 28-30).
Khi đặt cả 2 đập phá sóng ở trước đảo và ở Lạch Huyện thì vận tốc dòng chảy giảm đáng kể, vừa giảm được xói lở đường bờ trước đảo, vừa chắn được bùn cát vào khu vực cảng Lạch Huyện, giúp cho tàu thuyền đi lại dễ dàng trong cảng.
Hình 28: Trường dòng chảy lúc triều lên (16h ngày 9/3/2006)
Hình 30: Trường dòng chảy lúc triều xuống (8h ngày 10/3/2006)
Khi có thêm đập phá sóng ở Lạch Huyện, sẽ chặn được dòng chảy từ phía Lạch Huyện đổ vảo trước Cát Hải. Lúc này, phía gần đảo Cát Hải chịu tác động chủ yếu của dòng chảy từ cửa Nam Triệu sang. Do đó, dòng chảy có xu thế đi ra ngoài biển men theo đập phá sóng ở Lạch Huyện khi triều rút.
b. Trường sóng
Hình 31 và hình 33 thể hiện trường sóng ứng với các hướng chủ đạo là Đông Nam và Nam khi có đập phá sóng ở trước đảo Cát Hải và cảng Lạch Huyện. Ta thấy rõ chiều cao sóng bị suy giảm khá lớn nhờ 2 đập phá sóng này. Sóng tác động vào đường bờ Cát Hải suy giảm đáng kể, từ đó giảm tá động của sóng lên hệ thống đê kè trước đảo. Và sóng ở khu vực cảng Lạch Huyện cũng rất nhỏ, đảm bảo cho tàu thuyền neo đậu trong cảng.
Hình 31: Trường sóng hướng Đông Nam
Hình33 : Trường sóng hướng Nam
CHƯƠNG III: QUY HOẠCH, LỰA CHỌN CÔNG TRÌNH VÀ TÍNH TOÁN ĐIỀU KIỆN BIÊN THIẾT KẾ
3.1 Xác định cấp công trình
Theo 14TCN dự thảo lần thứ 11 (tháng 11/2009):
Bảng 1: Tiêu chuẩn an toàn
Vùng Tiêu chuẩn an toàn (TCAT)(chu kỳ lặp lại: năm)
Vùng đô thị công nghiệp phát triển: - Diện tích bảo vệ > 100.000 ha
- Dân số >200.000 người 150
Vùng nông thôn có công, nông nghiệp phát triển: - Diện tích bảo vệ: 50.000 ÷ 100.000 ha
- Dân số: 100.000 ÷ 200.000 người
100 Vùng nông thôn, nông nghiệp phát triển:
- Diện tích bảo vệ:10.000 -50.000 ha
- Dân số: 50.000 – 100.000 người 50
Vùng nông thôn nông nghiệp phát triển trung bình: - Diện tích bảo vệ: 5.000 – 10.000 ha
- Dân số: 10.000 – 50.000 người 30
Vùng nông thôn nông nghiệp ít phát triển: - Diện tích bảo vệ: < 5.000 ha
- Dân số : < 10.000 người 10<TCAT<30
Đảo Cát Hải có diện tích là 3000ha và dân số khoảng 13000 người, nhưng do trong quy hoạch đến năm 2020 thì ở Cát Hải sẽ có khu công nghiệp cảng Lạch Huyện nên ta chọn tiêu chuẩn an toàn để thiết kế công trình là 50 năm, tương ứng với Ptk = 2%
- Đê biển được phân làm 5 cấp: cấp I, cấp II, cấp III, cấp IV và cấp V.
- Cấp đê phụ thuộc vào tiêu chuẩn an toàn trong vùng được đê bảo vệ, được quy định ở bảng 2
Bảng 2: Tiêu chí phân cấp đê
Cấp đê I II III IV V TCAT (chu kỳ lặp lại: năm) 150 100 50 30 10<TCAT<30
Vậy công trình bảo vệ bờ của đảo Cải Hải thuộc công trình cấp III có Ptk = 2%.