Kết quả tớnh toỏn lưu lượng tràn qua mặt cắt hiện trạng

Bảng 4 .4 Bảng súng nước sõu theo vựng, phụ lục B– TCKT 2012

Bảng 4.10 Kết quả tớnh toỏn lưu lượng tràn qua mặt cắt hiện trạng

Zđ (m) Rc (m) Hm0 (m) Tp (s) Hệ số mỏi

m W (m) v r q

(l/s/m)

+3.5 1.2 0.85 31.61 3 0.821 0.65 0.68 8.48

4.6 Phõn tớch, đỏnh giỏ hiệu quả mặt cắt đờ biển cú kết cấu ẳ trụ rỗng trờn đỉnh (TSD) so với mặt cắt đờ biển hiện trạng (TSD) so với mặt cắt đờ biển hiện trạng

Xột trờn yờu cõ̀u đảm bảo lưu lượng tràn trung bỡnh qua mặt cắt [q] < 10l/s.m, cú thể thấy mặt cắt hiện trạng và mặt cắt đờ xuất đều đảm bảo.

Với cùng cao trỡnh đỉnh Zđ = +3.5m lưu lượng tràn qua mặt cắt cú kết cấu ẳ trụ rỗng trờn đỉnh là 5.62 l/s/m nhỏ hơn giỏ trị 8.48l/s/m với mặt cắt để biển hiện trạng, đõy chớnh là ưu điểm đỏng kể của mặt cắt đờ biển cú kết cấu ẳ trụ rỗng trờn đỉnh (TSD) đề xuất. Chớnh vỡ vậy, với hiệu quả giảm lưu lượng tràn thỡ đồng nghĩa cú thể giảm cao trỡnh đỉnh, hoặc tăng độ an toàn của đờ với hỡnh dạng mặt cắt đờ biển hiện trạng cú cùng cao độ đỉnh. Với phõn tớch trờn thiờn về an toàn và đồng bộ với hiện trạng lựa chọn cao trỡnh đỉnh mặt cắt đờ biển cú kết cấu ẳ trụ rỗng trờn đỉnh thử nghiệm +3.5m (Hỡnh 4.14 và Hỡnh 4.15).

103

Hỡnh 4.14: Mặt cắt ngang đờ cú kết cấu ẳ trụ rỗng trờn đỉnh thử nghiệm

Hỡnh 4.15: Mặt bằng đờ cú kết cấu ẳ trụ rỗng trờn đỉnh thử nghiệm

4.7 Kết luận chương 4

Luận ỏn đó trỡnh bày quy trỡnh tớnh toỏn và ỏp dụng cụng thức thực nghiệm trong thiết kế mặt cắt đờ biờn cú kết cấu ẳ trụ rỗng trờn đỉnh (TSD). Kết quả tớnh toỏn mặt cắt đờ biển cú kết cấu TSD tại Nhà Mỏt (Bảng 4.8) cú cao trỡnh đỉnh tương đương với mặt cắt đờ biển cú kết cấu tường đỉnh hiện trạng sẽ cú lưu lượng tràn nhỏ hơn 5.62 l/s/m so với 8.48 l/s/m. Việc đặt cao trỡnh chõn cấu kiện gõ̀n mực nước thiết kế (độ ngập nhỏ nhất d=0) là điều kiện tối ưu với mặt cắt đờ biển cú TSD. Cú thể thấy, kết cấu TSD thay thế toàn bộ phõ̀n mỏi trờn cơ như mặt cắt đờ biển hỗn hợp cú cơ và do đú nhiệm vụ cụng trỡnh đảm bảo điều kiện về súng tràn so với tiờu chuẩn, giảm súng phản xạ, giảm chiều cao đắp đờ và tương đối phù hợp với điều kiện địa chất đất nền mềm yếu.

104

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

I. Kết luận

Sạt lở bờ biển và suy thoỏi rừng ngập mặn đó và đang diễn biến hết sức nghiờm trọng

và khú lường trờn phạm vi cả nước núi chung và tại cỏc tỉnh ven biển ĐBSCL núi riờng. Luận ỏn thống kờ, tổng quan cỏc giải phỏp giảm súng tràn ở Đồng bằng sụng Cửu Long hiện nay và phõn tớch thấy rằng cỏc giải phỏp hiện trạng như (1) nõng cao trỡnh đỉnh đờ, (2) gia cố kết cấu chõn và mỏi cụng trỡnh, (3) xõy dựng cỏc cụng trỡnh giảm súng xa bờ, tuy đó phỏt huy hiệu quả nhất định nhưng còn nhiều vấn đề cõ̀n được tiếp tục cải tiến nghiờn cứu và khắc phục những hạn chế. Đặc biệt hạn chế bởi điều kiện địa chất nền mềm yếu và khú khăn khi cõ̀n cú khối đắp cao cùng tải trọng lớn. Tỏc giả đó định hướng nghiờn cứu súng tràn qua mặt cắt đờ biển cú kết cấu ẳ trụ rỗng trờn đỉnh (TSD) – là giải phỏp cú diện tớch và tải trọng bản thõn nhỏ, phù hợp với địa chất nền. Tuy nhiờn, để ứng dụng vào cụng trỡnh đờ biển – một giải phỏp ngăn nước và tiờu chớ thiết kế hàng đõ̀u là đỏnh giỏ đỳng súng tràn qua cụng trỡnh. Vỡ vậy, mục đớch nghiờn cứu đặt ra cho luận ỏn là nghiờn cứu súng tràn qua mặt cắt đờ biển cú kết cấu TSD để từ đú xõy dựng được cơ sở lý thuyết trong thiết kế ứng dụng kết cấu TSD trong cụng trỡnh đờ biển. Qua tổng hợp và đỏnh giỏ một số giải phỏp kết cấu cụng trỡnh đờ giảm súng bảo vệ bờ đang ỏp dụng tại vùng ĐBSCL hiện nay, tỏc giả đó nghiờn cứu cơ sở đề xuất được mặt cắt đờ biển cú kết cấu ẳ trụ rỗng trờn đỉnh phù hợp với điều kiện địa hỡnh, địa chất của vùng ĐBSCL cũng như cỏc vùng khỏc cú tớnh chất tương tự. Từ mặt cắt cú kết cấu mới đề xuất, tỏc giả đó xõy dựng kịch bản và thực hiện thớ nghiệm súng tràn qua 3 dạng mặt cắt (mỏi nghiờng, mỏi nghiờng cú tường đỉnh, kết cấu TSD) tại Phòng Thớ nghiệm trọng điểm Quốc gia về động lực học sụng biển để thiết lập cụng thức tớnh toỏn súng tràn qua đờ. Luận ỏn đó cú 2 đúng gúp mới:

(1) Nghiờn cứu phõn tớch và đề xuất được dạng mặt cắt mới cú kết cấu ẳ trụ rỗng trờn đỉnh đờ biển cho ứng dụng thực tiễn ở khu vực biển cú nền đất yếu. Thụng qua phõn tớch cỏc kết quả thớ nghiệm vật lý đó cho thấy vai trò của ẳ trụ rỗng trờn đỉnh đờ trong việc giảm súng tràn và súng phản xạ từ tường đỉnh, qua đú cung cấp kiến thức để hiểu rừ hơn về tỏc dụng của khối rỗng dạng cung tròn trong tiờu súng, giảm tràn.

105

(2) Xõy dựng được cụng thức thực nghiệm (3.8) tớnh toỏn súng tràn cho mặt cắt đờ mỏi nghiờng cú kết cấu ẳ trụ rỗng trờn đỉnh và ứng dụng tớnh toỏn thành cụng cho khu vực đờ biển Nhà Mỏt, Bạc Liờu.

Luận ỏn đó thực hiện 79 phương ỏn thớ nghiệm súng ngẫu nhiờn trong điều kiện tự nhiờn khu vực đồng bằng sụng Cửu Long. Kết quả thớ nghiệm cho thấy lưu lượng tràn qua mặt cắt cú kết cấu 1/4 trụ rỗng nhỏ hơn so với 2 mặt cắt còn lại. Trờn cơ sở phõn tớch số liệu thớ nghiệm và đỏnh giỏ lựa chọn cỏc đường lý luận về súng tràn qua 3 dạng mặt cắt phổ biến (mỏi nghiờng, mỏi nghiờng cú tường đỉnh, tường biển), luận ỏn đó xỏc định được đường cong lý luận súng tràn qua tường biển hỗn hợp với Rc/Hm0 ≤ 1.35 là phù hợp làm nền tảng để xõy dựng cụng thức thực nghiệm. Từ đú bằng phương phỏp hồi quy, luận ỏn đó xõy dựng được cụng thức thực nghiệm (3. 8) tớnh toỏn súng tràn qua mặt cắt đờ biển cú kết cấu 1/4 trụ rỗng trờn đỉnh. Tuy nhiờn, do cụng thức được xõy dựng từ kết quả thớ nghiệm nờn phạm vi ỏp dụng nằm trong cỏc giới hạn thớ nghiệm đó được trỡnh bày. Đối với cỏc khu vực khỏc khụng thuộc đồng bằng sụng Cửu Long nếu thỏa món cỏc điều kiện về tham số phi thứ nguyờn thỡ cú thể tham khảo ỏp dụng cụng thức để tớnh toỏn.

Từ kết quả nghiờn cứu đó đạt được, luận ỏn đó ỏp dụng tớnh toỏn, thiết kế mặt cắt đờ biờn cú kết cấu ẳ trụ rỗng trờn đỉnh cho đờ biển Nhà Mỏt, tỉnh Bạc Liờu và đạt kết quả tương đối phù hợp với điều kiện địa chất đất nền mềm yếu.

II. Tồn tại và hướng phỏt triển

Với cỏc kịch bản thớ nghiệm, luận ỏn cú một số hạn chế về kịch bản thớ nghiệm như

chưa xột tới cỏc yếu tố sau:

+ Cao trỡnh, bề rộng thềm đặt kết cấu 1/4 trụ rỗng. + Độ dốc bói phớa trước.

+ Kết cấu 1/4 trụ rỗng cú mũi hắt ở đỉnh. + Cỏc chiều cao kết cấu khỏc nhau.

106

Do điều kiện thớ nghiệm hạn chế về chiều dài mỏng súng và thiết bị quan trắc. Nờn việc mụ phỏng bói thoải dài còn hạn chế. Bờn cạnh đú, việc quan trắc súng leo và dòng chảy tràn còn chưa được đỏnh giỏ.

Tiếp tục nghiờn cứu ứng dụng mặt cắt cú kết cấu 1/4 trụ rỗng vào giải phỏp đờ biển ở ĐBSCL núi riờng và Việt Nam núi chung.

III. Kiến nghị

- Kết quả nghiờn cứu của luận ỏn hoàn toàn cú thể hoàn thiện để ứng dụng rộng rói thực tế.

- Tiếp tục nghiờn cứu phõn tớch lực súng tỏc dụng mặt cắt đờ biển cú kết cấu 1/4 trụ rỗng trờn đỉnh.

- Tiếp tục nghiờn cứu tối ưu kết cấu ẳ trụ rỗng (TSD).

- Tiếp tục nghiờn cứu bổ sung thờm cỏc tham số ảnh hưởng khỏc của mặt cắt đờ biển cú kết cấu 1/4 trụ rỗng như: (1) Cao trỡnh, bề rộng thềm đặt kết cấu 1/4 trụ rỗng; (2) Độ dốc bói phớa trước; (3) Kết cấu 1/4 trụ rỗng cú mũi hắt trờn đỉnh; (4) Kết cấu TSD với tỷ lệ lỗ rỗng>20%; (5) Chu kỳ súng ngồi phạm vi đó thớ nghiệm, chiều cao súng lớn hơn 1,5m như đó làm thớ nghiệm.

- Nghiờn cứu bổ sung về dạng lỗ thoỏng trờn mặt cú hỡnh dạng khụng phải hỡnh tròn, tỷ lệ độ lỗ rỗng khỏc ngồi trị số đó đề xuất.

107

DANH MỤC CễNG TRèNH ĐÃ CễNG BỐ

1. Phan Đình Tuấn, Trõ̀n Đỡnh Hòa (2022) Cơ sở khoa học đề xuất mặt cắt đờ biển

cú kết cấu ẳ trụ rỗng trờn đỉnh ỏp dụng đờ biển đồng bằng sụng Cửu Long. Tạp chớ khoa học và cụng nghệ Thủy Lợi, Viện khoa học Thủy Lợi Việt Nam. Số 73 ISSN:1859-4255, 08-2022.

2. Phan Đình Tuấn, Trõ̀n Đỡnh Hòa (2021) Nghiờn cứu súng tràn qua mặt cắt tường

biển cú kết cấu rỗng trong mỏng súng mụ hỡnh vật lý. Tạp chớ khoa học kỹ thuật Thủy lợi và Mụi trường, Trường Đại học Thủy lợi, số đặc biệt, ISSN:1859-3941, 12-2021, trang 141.

3. Phan Đình Tuấn (2021) Đỏnh giỏ lưu lượng tràn qua cỏc mặt cắt đờ biển bằng thớ

nghiệm mụ hỡnh vật lý. Tạp chớ khoa học kỹ thuật Thủy lợi và Mụi trường, Trường

Đại học Thủy lợi, số 75 ISSN:1859-3941, 09-2021, trang 137;

4. Phan Đình Tuấn (2021) Mụ hỡnh vật lý kiểm nghiệm khả năng ứng dụng kết cấu tiờu súng cho tường biển ở Nha Trang. Tạp chớ khoa học kỹ thuật Thủy lợi và Mụi trường, Trường Đại học Thủy lợi, số 75 ISSN:1859-3941, 09-2021, trang 65-72;

5. Phan Đình Tuấn (2021) Kết cấu bờ tụng lắp ghộp khối rỗng trong xõy dựng cụng

trỡnh bảo vệ bờ biển Việt Nam. Tạp chớ khoa học và cụng nghệ Thủy Lợi, Viện khoa

học Thủy Lợi Việt Nam, số 67 ISSN:1859-4255, 08-2021, trang 74-82;

6. Phan Đình Tuấn (2021) Nghiờn cứu đặc tớnh phản xạ của kết cấu tiờu súng đặt tại

đỉnh đờ biển trờn mụ hỡnh vật lý. Tạp chớ khoa học và cụng nghệ Thủy Lợi, Viện khoa

học Thủy Lợi Việt Nam. Số 65 ISSN:1859-4255, 04-2021, trang 8-15;

7. Phan Đình Tuấn (2021) Đỏnh giỏ cỏc tham số ảnh hưởng tới súng tràn qua mặt cắt

đờ biển cú kết cấu hỡnh trụ rỗng tại đỉnh bằng mụ hỡnh vật lý. Tạp chớ khoa học và

cụng nghệ Thủy Lợi, Viện khoa học Thủy Lợi Việt Nam, số 64 ISSN:1859-4255, 02-

108

8. Phan Đình Tuấn (2019) Thiết lập mụ hỡnh thớ nghiệm nghiờn cứu súng tràn qua đờ

biển cú kết cấu hỡnh trụ rỗng tại đỉnh ở đồng bằng sụng cửu long. Tạp chớ khoa học

và cụng nghệ Thủy Lợi, Viện khoa học Thủy Lợi Việt Nam, số 55 ISSN:1859-4255, 08-2019, trang 37-42;

9. Trõ̀n Văn Thỏi, Phan Đình Tuấn (2019) Nghiờn cứu súng tràn và tương tỏc súng ở mặt cắt đờ biển cú kết cấu tiờu súng trụ rỗng tại đỉnh bằng mụ hỡnh vật lý. Tạp chớ

khoa học và cụng nghệ Thủy Lợi, Viện khoa học Thủy Lợi Việt Nam. Số 54 ISSN:1859-4255, 06-2019, trang 134-140;

10. Phan Đình Tuấn, Trõ̀n văn Thỏi, Nguyễn Hải Hà, Nguyễn Thanh Tõm, (2018)

Tải trọng súng tỏc động lờn cấu kiện tiờu súng trụ rỗng tại đỉnh đờ biển theo lý thuyết và thực nghiệm. Tạp chớ khoa học và cụng nghệ Thủy Lợi, Viện khoa học Thủy Lợi

109

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Thompson, E F, H S Chen and L L Hadley. 1996. "Validation of numericalmodel for wind waves and swell in harbours." Journal of Waterway, Port, Coastal and Ocean Engineering, 122: 245-257.

[2] Saville, T. 1995. "Laboratory data on wave run-up and overtopping on shore structures." Beach Erosion Boad.

[3] Thiều Quang Tuấn. 2016. Giỏo trỡnh cụng trỡnh bảo vệ bờ. Nhà xuất bản Bỏch. [4] Owen, M.W. 1980. "Design of seawalls allowing for wave overtopping." HR

Wallingford Report No. EX 924.

[5] Van der Meer, J.W., et al. 1992. "Probabilistic calculations wave forces on." Proc.

Final MAST G6-S Coastal Stuctures Workshop.

[6] Van der Meer, J.W., et al. 1993. "Conceptual design of rubble mound

breakwaters." Delft Hydraulics Report No.483.

[7] Van der Meer, J.W., Janssen, W. 1995. "Wave Run-Up and wave overtopping at Dikes." ed. Kobayashi N. & Demirbilek Z., ASCE, New York, USA (ISBN 0-7844- 0080-6).

[8] TAW. 2002. Technical report wave run-up and wave overtopping at dikes. The Netherlands: Technical Advisory Committee on Flood Defence.

[9] EurOtop. 2007. Wave Overtopping of Sea Defences and Related Structures.

Environment Agency UK/Expertise Netwerk Waterkeren: Assessment Manual. [10] Van Doorslaer, K., De Rouck, J., Audenaert, S. and Duquet, V. 2015. "Crest

modifications to reduce wave." Coastal Engineering (101): 69-88.

[11] CEM-US. 2002. Coastal Engineering Manual. Washington D.C., USA: U.S. Army Corps of Engineers, Engineer Manual 1110-2-1100.

[12] Franco, L., de Gerloni, M. and Van der Meer, J. W. 1994. "Wave overtopping on

vertical and composite." Conf. on Coastal Eng Proc. 24th Int: 1030–1044.

[13] Allsop, N. W. H., Besley, P. & Madurini, L. 1995. Overtopping performance of vertical and composite breakwaters, seawalls and low reflection alternatives.

University of Hannover: MCS Project Final Report.

[14] Van der Meer, J.W. and Bruce, T. 2014. "New physical insights and design

formulas on wave overtopping." Journal of Waterway, Port, Coastal and Ocean Engineering 140 (DOI 10.1061/(ASCE)WW.1943-5460.0000221).

[15] Thiều Quang Tuấn, Verhagen, H.J, Visser, P.J. and Stive, M.J.F. 2006. "Wave

overwash at low-crested beach barriers." Coastal Engineering Journal 48(4): 371-

110

[16] Thiều Quang Tuấn, Vũ Minh Cỏt. and Lờ Hải Trung. 2009. "Experiment study on

wave overtopping at sea-dikes with vertical crown-walls." Proc. 5th Int. Conf. Asian Pacific Coasts (APAC 2009) 4: 79-85.

[17] Thiều Quang Tuấn. and Oumeraci, H. 2010. "A numerical model of wave

overtopping on seadikes." Coastal Engineering 57: 757-772.

[18] Thiều Quang Tuấn. 2013. "Influence of low sea-dike crown-walls on wave overtopping discharge." Coastal Engineering Journal 55(4).

[19] Nguyễn Văn Thỡn. 2014. Nghiờn cứu súng tràn qua đờ biển cú tường đỉnh ở Bắc

Bộ. Hà Nội: Đại học Thủy lợi.

[20] Nguyễn Văn Dũng. 2017. Nghiờn cứu cơ sở khoa học của giải phỏp tường đỉnh

giảm súng tràn trờn đờ biển. Hà Nội: Trường Đại học Thủy lợi.

[21] Phùng Đăng Hiếu, Phan Ngọc Vinh. 2012. "Numerical study of wave overtopping of a seawall supported." Applied Mathematical Modelling 36: 2803–2813.

[22] J Jarlan.G.E. 1961. "A perforated vertical breakwater." The Dock and Harbour Authority 41: 394-398.

[23] Teh.H.M. 2012. Hydrodynamic performance of frờ surface semicircular

breakwaters. University of Edinburgh.

[24] Dhinakaran. 2002. "Dynamic pressures and Forces exerted on impermeable and seaside perforated semicircular breakwater due to regular waves."

[25] Dhinakaran. 2009. "Effect of perforations and rubble mound height on wave transformation characteristics of surface piercing semicircular breakwaters." [26] Dhinakaran. 2011. "Hydrodunamic characteristics of semi-circular breakwater

review article."

[27] Dhinakaran. 2012. "Review of the research on emerged and submerged semicircular breakwaters."

[28] Nguyễn Trung Anh. 2007. Nghiờn cứu ứng dụng dạng thựng chỡm bờ tụng cốt thộp

cú buồng tiờu súng trong xõy dựng cụng trỡnh biển ở Việt Nam. Hà Nội: Đại học

Thủy lợi.

[29] Lờ Thanh Chương, Trõ̀n Bỏ Hoằng. 2017. “Kết quả bước đõ̀u đỏnh giỏ hiệu quả giảm súng của cấu kiện lăng trụ mặt bờn khoột lỗ rỗng tròn.” Tạp chớ khoa học và

cụng nghệ Thủy Lợi 41, 12-2017 (ISSN:1859-4255).

[30] Lờ Thanh Chương, Lờ Xuõn Tỳ, Đặng Văn Dương. 2020. “Nghiờn cứu ảnh hưởng của cấu kiện rỗng đến sự thay đổi thụng số súng trờn mụ hỡnh mỏng súng.” Tạp chớ khoa học và cụng nghệ Thủy lợi 59 (ISSN:1859-4255).

[31] Lờ Thanh Chương, Trõ̀n Bỏ Hoằng. 2017. “Nghiờn cứu đỏnh giỏ ảnh hưởng của cỏc phương ỏn bố trớ đờ phỏ súng xa bờ đến hiệu quả giảm súng bằng mụ hỡnh vật lý.” Tạp chớ khoa học và cụng nghệ Thủy Lợi 40, 09-2017 (ISSN:1859-4255).

111

[32] Lờ Thanh Chương, Trõ̀n Bỏ Hoằng. 2018. “Nghiờn cứu đỏnh giỏ hiệu quả giảm súng của cỏc phương ỏn bố trớ khụng gian đờ phỏ súng trong mụ hỡnh bể súng.”

Tạp chớ khoa học và cụng nghệ Thủy Lợi (Viện khoa học Thủy Lợi Việt Nam) 42,

01-2018 (ISSN:1859-4255).

[33] Thiều Quang Tuấn, Đinh Cụng Sản, Lờ Xuõn Tỳ, Đỗ Văn Dương. 11-2018. “Nghiờn cứu hiệu quả giảm súng của đờ kết cấu rỗng trờn mụ hỡnh mỏng súng. Tạp chớ khoa học và cụng nghệ Thủy Lợi.” Tạp chớ khoa học và cụng nghệ Thủy Lợi 49 (ISSN:1859-4255).

[34] Thiều Quang Tuấn, Nguyễn Anh Tiến. 2019. “Nghiờn cứu xõy dựng cụng thức bỏn thực nghiệm tớnh toỏn hệ số truyền súng qua đờ ngõ̀m cọc cú cấu tạo phức hợp.” Tạp chớ khoa học và cụng nghệ Thủy lợi 53 (ISSN:1859-4255).

[35] Kees d'Angremond, Jentsje W. Van Der Meer, Rutger J. De Jong. 1996. WAVE

TRANSMISSION AT LOW-CRESTED STRUCTURES.

[36] Van der Meer, J.W. and Daemen, I.F.R. 1994. "Stability and wave transmission." SCE, J. of Waterways, Ports, Coastal and Ocean Engineering 120: 1-19.

[37] Van der Meer, J. W., Briganti, R., Zanuttigh, B. and Wang, B.,. 2005. "Wave