Đang tải... (xem toàn văn)
Vấn đề cấp bách đặt ra để bảo vệ tính mạng người dân, tài sản và cơ sở hạ tầng, góp phần phát triển KTXH và bảo vệ môi trường tại khu vực xã Dân Thành, huyện Duyên Hải nói riêng và Trà Vinh nói chung, hiện nay cần phải có một nghiên cứu thấu đáo, đủ cơ sở khoa học để giải thích và đánh giá đúng nguyên nhân và cơ chế xói lở cũng như bồi tụ bờ biển khu vực nghiên cứu, từ đó đề xuất giải pháp kỹ thuật phù hợp đáp ứng được yêu cầu phát triển KTXH bền vững.Đề tài:“Nghiên cứu giải pháp bảo vệ bờ biển khu vực xã Dân Thành, Huyện Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh” sẽ bước đầu giải quyết được các yêu cầu trên.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNN TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI -000 - NGUYỄN THÀNH MINH NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ BIỂN KHU VỰC XÃ DÂN THÀNH, HUYỆN DUYÊN HẢI, TỈNH TRÀ VINH CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY MÃ SỐ: 60 – 58 – 40 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS HOÀNG VĂN HUÂN Tp Hồ Chí Minh, 2014 Trong suốt trình học tập thực đề tài tơi gia đình, bạn bè đồng nghiệp tận tình giúp đỡ mặt tinh thần vật chất Bên cạnh đó, nhà trường tạo điều kiện q thầy tận tình dạy bảo hướng dẫn Tôi xin chân thành cám ơn đến : - Ban giám hiệu Trường Đại Học Thủy lợi - Tất quý thầy cô Trường Đại Học Thủy lợi - Các nhân viên Cơ sở – Đại học Thủy lợi Và lòng biết ơn sâu sắc đến: GV hướng dẫn PGS.TS Hồng Văn Hn tận tình giúp đỡ việc chọn đề tài, tìm tài liệu trình thực luận văn Tác giả chân thành cảm ơn đồng nghiệp ủng hộ để tác giả hoàn thành luận văn tốt Trong thời qian thực đề tài thân cố gắng, nỗ lực để đạt kết tốt Tuy nhiên, cịn nhiều sai sót kính mong đóng góp ý kiến q thầy bạn Một lần nữa, xin gởi đến quý thầy cô, bạn bè đồng nghiệp lời cảm ơn chân thành Trân trọng cảm ơn! LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Bản luận văn tốt nghiệp cơng trình nghiên cứu thực cá nhân tôi, thực sở nghiên cứu lý thuyết, kiến thức kinh điển, nghiên cứu khảo sát tình hình thực tiễn hướng dẫn khoa học PGS.TS Hoàng Văn Huân Học viên thực luận văn Nguyễn Thành Minh MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết Đề tài Mục đích Đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BỜ BIỂN KHU VỰC NGHIÊN CỨU .6 VÀ TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ BẢO VỆ BỜ .6 1.1 Tổng quan khu vực nghiên cứu .6 1.1.1 Tổng quan điều kiện tự nhiên .6 1.1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.1.2 Đặc điểm địa hình 1.1.1.3 Đặc điểm địa chất 1.1.1.4 Đặc điểm khí hậu, khí tượng 1.1.1.5 Chế độ thủy hải văn .10 1.1.2 Tình hình dân sinh – kinh tế - xã hội 10 1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu - ứng dụng cơng nghệ bảo vệ bờ .11 1.2.1.Tình hình nghiên cứu giới 11 1.2.2.Tình hình nghiên cứu nước 13 1.3 Nhận xét .19 CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH NGUYÊN NHÂN XÓI BỒI VÙNG VEN BIỂN XÃ DÂN THÀNH, HUYỆN DUYÊN HẢI, TRÀ VINH 19 2.1 Hiện trạng xói – bồi khu vực nghiên cứu 19 2.1.1 Tình hình chung .19 2.1.2 Thực trạng xói lở khu vực bãi biển xã Dân Thành .21 2.2 Một số nguyên nhân tác động đến diễn biến xói lở vùng nghiên cứu 26 2.3 Nghiên cứu xói - bồi vùng nghiên cứu mơ hình tốn .27 2.3.1 Phân tích đối tượng đề xuất mơ hình sử dụng 27 2.3.2 Giới thiệu mơ hình MIKE 21/3 Coupled Model FM 28 2.3.3 Thiết lập mơ hình 29 2.3.3.1 Phạm vi biên vùng tính tốn 30 2.3.3.2 Lưới tính CSDL đầu vào 31 2.3.4 Hiệu chỉnh thơng số mơ hình kiểm định kết tính tốn 38 2.3.4.1 Kết hiệu chỉnh mơ hình thủy động lực 38 2.3.4.2 Kết hiệu chỉnh mơ hình sóng 39 2.3.4.2 Kết hiệu chỉnh kiểm định thông số mô hình MT CSDL nhập 39 2.3.5 Kết mô thủy động lực ven biển điều kiện trạng 45 2.3.5.1 Kết tính tốn trường sóng vùng nghiên cứu 45 2.3.5.2 Kết tính tốn trường dịng chảy vùng nghiên cứu 49 2.3.5.3 Kết tính toán vận chuyển bùn cát vùng nghiên cứu 52 2.4 Đánh giá nguyên nhân, chế xói lở bờ biển khu vực nghiên cứu 52 2.4.1 Các yếu tố ảnh hưởng (nguyên nhân chung) 53 2.4.3.Cơ chế gây xói lở bờ biển vùng nghiên cứu .55 2.5.Nhận xét 55 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ BỜ BIỂN 56 XÃ DÂN THÀNH, HUYỆN DUYÊN HẢI, TRÀ VINH 56 3.1 Các phương án quy hoạch bố trí cơng trình 56 3.1.1 Các bước thực cơng trình bảo vệ bờ .56 3.1.2 Các phương án quy hoạch bố trí cơng trình .56 3.1.2.1 Giải pháp phi cơng trình .60 3.1.2.2 Giải pháp cơng trình 61 3.1.3 Phân tích lựa chọn phương án 65 3.2 Đề xuất phương án tuyến giải pháp chỉnh trị chống xói lở khu vực nghiên cứu 67 3.2.1 Nguyên tắc lựa chọn 67 3.2.2 Phương án tuyến giải pháp chỉnh trị bờ biển khu vực nghiên cứu 68 3.2.3 Dự báo hiệu phương án qua mơ hình MIKE 21/3 Coupled Model FM 68 3.2.3.1 Tạo CSDL đầu vào trường hợp có cơng trình phương án 1(PA1) phương án 2(PA2) 68 3.2.3.2.Kết tính tốn trường sóng, dịng chảy, vận chuyển bùn cát phương án 70 3.2.3.3.Kết tính tốn trường sóng, dịng chảy, vận chuyển bùn cát phương án 74 3.2.3.4.Nhận xét .77 3.3 Thiết kế sơ cơng trình bảo vệ bờ biển khu vực nghiên cứu 78 3.3.1 Các thông số thủy động lực phục vụ thiết kế quy hoạch 78 3.3.1.1 Mực nước thiết kế 78 3.3.1.2 Chiều cao sóng 78 3.3.2 Đề xuất giải pháp kết cấu cơng trình khả thi khu vực nghiên cứu 80 3.4 Nhận xét .93 I MODULE THỦY ĐỘNG LỰC HỌC MIKE 21/3 HD FM 98 Phụ lục 2: Tính tốn sức chịu tải tiêu chuẩn đất (Rtc) 104 Phụ lục 3: Tính tốn lún móng cơng trình 105 Phụ lục 4: Tính toán ổn định tổng thể kè bảo vệ bờ .109 TÀI LIỆU THAM KHẢO Error: Reference source not found PHỤ LỤC Error: Reference source not found DANH MỤC HÌNH Hình 1: Khu vực nghiên cứu Hình 2: Một số hình ảnh thực trạng xói lở bờ biển khu vực xã Dân Thành Hình 1.1: Bản đồ vị trí khu vực nghiên cứu Hình 1.2: Mặt cắt địa tầng khu vực nghiên cứu Hình 1.3: Hình ảnh cơng trình bảo vệ bờ giới 12 Hình 1.4: Một số cấu kiện có hệ số phá sóng cao ứng dụng lĩnh vực bảo vệ bờ biển giới 12 Hình 1.5: Kè biển Tp.Nha Trang, Khánh Hịa 16 Hình 1.6: Kè biển KDL Cần Giờ, Tp.HCM 16 Hình 1.7:Cơng trình kè biển Gành Hào, Bạc Liêu 17 Hình 1.8: Cơng trình kè biển Hiệp Thạnh, Trà Vinh (GĐ cấp bách GĐ2) 17 Hình 1.9: Kè bảo vệ bờ Đèn Đỏ, Tiền Giang .17 Hình 1.10: Kè KDL Tân Thành, Tiền Giang 17 Hình 2.1: Vị trí bờ biển xã Dân Thành 22 Hình 2.2: Vị trí đoạn khảo sát 22 Hình 2.3: Bãi biển bị xói mịn lộ thớ đất, rừng bị xâm thực trơ trọi, toàn cảnh bờ biển suy thoái thiếu sức sống 23 Hình 2.4: Bãi biển bị xâm thực lộ thớ đất sét, gốc rừng phịng hộ giảm sóng cịn sót lại bãi thể khu vực bị xói lở vài năm gần 23 Hình 2.5: Đê kè đá bao tải cát xây dựng 23 Hình 2.6: Đoạn bờ biển phía bắc nhà máy nhiệt điện khơng cịn rừng phịng hộ 24 Hình 2.7: Đê kè đá xây dựng xong bị sóng phá hủy 24 Hình 2.8: Đoạn bờ bị sạt lở phía nam nhà máy nhiệt điện 25 Hình 2.9: Bãi biển bị xói mịn lộ thớ đất, rừng bị xâm thực trơ trọi, tồn cảnh bờ biển suy thối thiếu sức sống 25 Hình 2.10: Bãi biển bị xâm thực lộ thớ đất sét, gốc rừng phòng hộ giảm sóng cịn sót lại bãi, nhà người dân hư hỏng nặng 25 Hình 2.13: Giá trị mực nước eo Basi 32 Hình 1.14: Giá trị mực nước eo Đài Loan 33 Hình 2.15: Giá trị mực nước eo Singapore 33 Hình 2.16: Giá trị mực nước eo Philipines 01 .33 Hình 2.17: Giá trị mực nước eo Philipines 02 .34 Hình 2.18: Trường gió điển hình Đơng Bắc Tây Nam 34 Hình 2.20: Cơ sở liệu DEM khu vực bờ biển xã Dân Thành – Trà Vinh .37 Hình 2.21: Vị trí trạm đo dung để kiểm định mơ hình 41 Hình 2.22: Giá trị kết tính tốn thực đo mực nước trạm Định An 41 Hình 2.23: So sánh kết tính tốn thực đo lưu lượng qua mặt cắt cửa sông 41 Định An 41 Hình 2.24: So sánh kết tính tốn thực đo độ cao sóng có nghĩa trạm sóng 42 Hình 2.25: So sánh kết tính tốn thực đo độ cao sóng có nghĩa trạm sóng 42 Hình 2.26: So sánh kết tính tốn thực đo chu kỳ sóng đỉnh phổ sóng trạm sóng .42 Hình 2.27: So sánh kết tính tốn thực đo hướng sóng trung bình trạm sóng .43 Hình 2.28: So sánh kết tính tốn thực đo hướng sóng trung bình trạm sóng .43 Hình 2.29: So sánh kết tính tốn thực đo chu kỳ sóng đỉnh phổ sóng trạm sóng .43 Hình 2.30: So sánh độ đục tính tốn chụp từ ảnh vệ tinh (hình ảnh tiêu biểu) 44 Hình 2.31: Trường sóng vùng nghiên cứu gió mùa Đơng Bắc, tốc độ gió 15m/s thời điểm đỉnh triều KB1 .45 Hình 2.32: Trường sóng vùng nghiên cứu gió mùa Đơng Bắc tốc độ gió 15m/s thời điểm chân triều KB1 .46 Hình 2.33: Trường sóng vùng nghiên cứu gió mùa Tây Nam, tốc độ gió 15m/s thời điểm đỉnh triều KB2 46 Hình 2.34: Trường sóng vùng nghiên cứu gió mùa Tây Nam, tốc độ gió 15m/s thời điểm chân triều KB2 .47 Hình 2.35: Trường sóng vùng nghiên thời điểm Bão Linda 47 Hình 2.36: Trường mực nước vùng nghiên cứu thời điểm đỉnh triều 49 Hình 2.37: Trường mực nước vùng nghiên cứu thời điểm chân triều 49 Hình 2.38: Trường dịng chảy vùng nghiên cứu triều dâng 50 Hình 2.39: Trường dòng chảy vùng nghiên cứu triều rút 50 Hình 2.40: Trường mực nước vùng nghiên cứu thời điểm bão Linda 50 Hình 2.41: Diễn biến bồi xói vùng nghiên cứu theo trạng .52 Hình 2.42: Cơ chế xói lở bờ khu vực xã Dân Thành – Trà Vinh 55 Hình 3.1: Quy hoạch chung xây dựng khu kinh tế Định An đến năm 2030 57 Hình 3.2: Sơ đồ giải pháp bảo vệ bờ biển xã Dân Thành – Trà Vinh 59 Hình 3.3: Mỏ hàn bó cành cây, cọc gỗ bố trí dạng chữ T 61 Hình 3.4: Kè Hiệp Thạnh – Trà Vinh giai đoạn cấp bách xây dựng 62 Hình 3.5: Đê phá sóng Mỹ .62 Hình 3.6: Hệ thống tổng hợp cơng trình bảo vệ bờ biển Virginia, Mỹ 63 Hình 3.7: Bản đồ chỉnh trị tổng thể để ổn định bờ biển xã Dân Thành 64 Hình 3.8: Lưới tính cao độ số xây dựng cho kịch số cơng trình đề xuất (PA1) cho kịch 68 97 Tiếng Việt Bộ Giao thông vận tải - 22 TCN 222-1994 Tải trọng tác động (do sóng tầu) lên cơng trình thuỷ - Tiêu chuẩn thiết kế Bộ NN&PTNT - 14TCN130-2002: Tiêu chuẩn thiết kế đê biển Bộ NN&PTNT - QCVN 0405:2012 Quy chuẩn quốc gia: Cơng trình thuỷ lợi – quy định chủ yếu thiết kế Bộ NN&PTNT - Tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng cho chương trình củng cố, bảo vệ nâng cấp đê biển (Ban hành theo Quyết định số 1613/QĐ-BNN-KHCN ngày 09/ 7/2012 Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn) Lê Văn Tuấn, Hoàng Văn Huân, Nguyễn Thành Minh (2010), Nghiên cứu ảnh hưởng dạng địa hình bờ - bãi biển đến q trình xói - bồi bờ biển tỉnh Trà Vinh, Tuyển tập cơng trình hội nghị khoa học Cơ học thuỷ khí tồn quốc Lương Phương Hậu (1986) Chỉnh trị sông - Sổ tay kỹ thuật thủy lợi tập IV Nhà xuất nông nghiệp Lương Phương Hậu - Trần Đình Hợi (2003) Lý thuyết thí nghiệm mơ hình cơng trình thủy Nhà Xuất Xây dựng Lương Phương Hậu - Trần Đình Hợi (2004) Động lực học dịng sơng chỉnh trị sông Nhà Xuất Xây dựng Lương Phương Hậu (2005) Động lực học cơng trình cửa sơng NXB xây dựng 10 Lương Phương Hậu, Phạm Văn Giáp (1996) Chỉnh trị cửa sông ven biển – NXB Xây dựng, 1996 11 Lương Phương Hậu NNK (2001) Cơng trình bảo vệ bờ biển hải đảo – NXB Xây dựng 12 Trần Như Hối (2003) - Đê biển Nam - NXB Nông nghiệp 13 Trần Minh Quang (2007) - Cơng trình biển - NXB Giao Thơng Vận Tải Hà Nội 14 Phạm Văn Quốc (2010) - Bài giảng “Thiết kế đê cơng trình bảo vệ bờ” - Đại học Thủy lợi 15 Trường Đại học Thủy lợi (2001) - Bài giảng thiết kế đê cơng trình bảo vệ bờ, 98 - NXB Xây dựng 16 Viện Kỹ Thuật Biển – Bộ Khoa học Công nghệ (2013) – Nghiên cứu đề xuất giải pháp Khoa học Cơng nghệ dự báo, phịng chống biển lấn đoạn bờ biển tỉnh Trà Vinh vùng phụ cận – Đề tài cấp nhà nước 17 Viện Kỹ Thuật Biển – Sở NN&PTNT tỉnh Trà Vinh (2009) – Nghiên cứu đề xuất sở khoa học giải pháp để ổn định bờ biển Trà Vinh – Đề tài cấp 18 http://www.travinh.org.vn Tiếng Anh DHI (2011) MIKE21/3 Coupled Model FM User Guide DHI (2011) MIKE21/3 Coupled Model FM Hydrodymamic and transport module Scientific documentation DHI (2011) MIKE21/3 Coupled Model FM Mud transport module Scientific documentation DHI (2011) MIKE21/3 Coupled Model FM Special wave module Scientìic documentation PHỤ LỤC 99 Phụ Lục 1: Tóm tắt sở học thuật mơ hình tích hợp MIKE 21/3 Coupled Model FM I MODULE THỦY ĐỘNG LỰC HỌC MIKE 21/3 HD FM - Mơ hình MIKE 21/3 HD FM mơ hình thủy động tính tốn dịng chảy mực nước không ổn định với giả thiết dịng chảy có tính chất đồng mật độ theo chiều thẳng đứng Các phương trình mơ q trình bảo tồn khối nước, động lượng tích phân theo chiều thẳng đứng sau: (1.1) ∂p ∂ p ∂ pq ∂ς + + h ∂y h + gh ∂x + gp ∂t ∂x h ∂ ( pa ) = − Ωq − fVVx + ρ w ∂x ∂q ∂ q ∂ pq ∂ς + + h ∂x h + gh ∂y + gq ∂t ∂y h ∂ ( pa ) = − Ωp − fVV y + ρ w ∂y p2 + q2 ∂ ∂ − ∂x ( hτ xx ) + ∂y ( hτ xy ) 2 C h ρw p2 + q2 ∂ ∂ − ∂y ( hτ yy ) + ∂x ( hτ xy ) 2 C h ρw (1.2) (1.3) II MODULE TÍNH TỐN SĨNG MIKE 21/3 SW Module MIKE 21 SW tích hợp mơ hình MIKE 21/3 coupled Model FM mơ hình động lực sóng hệ mới, giải lưới phi cấu trúc Chức mơ hình thành, phát triển, phân rã biến đổi sóng gió tác động yếu tố qua Điểm bật MIKE 21 SW kết nối với module tính tốn dịng chảy, mực nước, vận chuyển bùn cát bồi xói 100 III MODULE VẬN CHUYỂN BÙN CÁT MIKE 21/3 MT a) Giới thiệu mơ hình phạm vi ứng dụng: - Mơ hình MIKE 21/3 MT vận chuyển bùn cát mô tả xói, vận chuyển bồi bùn hỗn hợp bùn cát tác động dịng chảy sóng - Các q trình sau đưa vào mơ phỏng: + Lực sóng gây + Trượt mái dốc (Sliding) + Ngưng keo kết mặn (Salt flocculation) + Mô tả chi tiết q trình lắng chìm + Mơ tả lớp đáy (Layered description of the bed) + Cập nhật biến đổi địa hình đáy theo bước thời gian tính tốn - Trong mơ hình MIKE 21/3 MT: + Những biến đổi vận tốc lắng chìm theo độ mặn kể đến nồng độ bùn cát tính đến ngưng keo kết bơng cột nước + Các trường thơng số sóng ứng xuất phát xạ sóng tính từ mơ hình MIKE 21 NSW đưa vào + Sự cản lắng chìm (Hindered settling) cố kết lớp bùn lỏng kể đến q trình mơ 101 + Q trình xói lớp đáy mơ khơng đồng (nonuniform), tức xói phần mềm (bùn lỏng) phần lớp cố kết, xói đồng (uniform) có nghĩa xói lớp cố kết + Lớp đáy mô tả nhiều lớp đặc trưng tỷ trọng khô ứng xuất tiếp đáy lớp - Phạm vi khả ứng dụng: Mơ hình MIKE 21/3 MT áp dụng để nghiên cứu vấn đề : + Các nghiên cứu vận chuyển bùn cỏt i vi cỏc vt liu kt dớnh mn 63ữ125àm hay hỗn hợp cát/bùn khu vực cửa sơng ven biển mà có liên quan tới vấn đề bồi lắng cảng, luồng tàu khía cạnh mơi trường suy giảm chất lượng nước b) Phương trình mơ tả q trình bồi, xói vận chuyển bùn cát : -Trong MIKE 21/3 MT q trình bồi, xói vận chuyển bùn cát mơ tả phương trình bảo toàn khối lượng cho bùn cát bùn cát chiều có dạng phương trình khuyếch tán bình lưu: ∂c ∂c ∂ ∂c ∂c ∂c ∂ 1 hDy + QLCL + ΣSi hD x + +u +v = ∂y ∂y ∂x h ∂y ∂t ∂x h ∂x h h (3.1) Trong đó: ΣS - Tổng lượng bồi, xói : ΣS = SE + SD SE – Lượng xói SD – Lượng Bồi - Trong trường hợp có nhiều nhóm bùn cát, phương trình mở rộng q trình bồi, xói kết nối với số nhóm bùn cát 102 - Phương trình giải sử dụng sơ đồ sai phân hữu hạn bậc biết sơ đồ ULTIMATE (Leonard –1991) sở sơ đồ QUICKEST (Leonard –1979; Ekebjaerg- 1991) Hình PL1.1: Sơ đồ mơ tả lớp đáy q trình vận chuyển bồi xói bùn cát c) Tốc độ lắng chìm bùn cát lơ lửng Ws : Tốc độ lắng chìm bùn cát lơ lửng Ws phụ thuộc vào phần tử hạt cát/ kích thước kết bơng (floc size), nhiệt độ, nồng độ lơ lửng lượng vật chất hóa học Thơng thường phân biệt trạng thái: - Trạng thái thứ nhất: mà vận tốc lắng chìm tăng với tăng nồng độ - Trạng thái thứ ha: vận tốc lắng chìm giảm với tăng nồng độ – cản lắng chìm (hindered settling) Trạng thái thứ phổ biến cho cửa sông - Trên sở công thức Rijn (1989), Engelund & Fredsoe 1976) tốc độ lắng chìm Ws xác định: Ws= kcγ Trong đó: cho C≤ 10 kg/m3 (3.2) 103 - Ws- Vận tốc lắng chìm của kết bơng (flocs) - C - Nồng độ khối lượng - K, γ - hệ số γ= 1-2 - C≤ 10 kg/m3 mô tả kết phần tử bùn cát sở va đập phần tử - C≥ 10 kg/m3 tương ứng với cản lắng chìm (hindered settling) Khi Ws tính theo cơng thức Richrdson & Zaki (1954) Wterwerp (1999) - Có dạng phân bố nồng độ bùn cát (sediment concentration profile) giới thiệu sử dụng mơ hình là: Dạng Teeter (1986) Dạng Rouse d) Lượng sa bồi SD Trong MIKE21/3 MT lượng sa bồi (SD) tính theo công thức Krone (1962) SD= Ws CbPd ( 3.3) Trong đó: Cb - Nồng độ gần đáy ( kg/m3 ) pd - Khả bồi lắng = - τb ,τ ≤ τ τ cd b cd τ b - Ứng suất tiếp đáy (N/m2) ; τ cd -Ứng suất tiếp đáy tới hạn bồi lắng (N/m2) e) Lượng xói SE : Trong MIKE21/3 MT lượng xói SE mô tả theo cách đáy đặc - cố kết đáy mềm cố kết phần Mehta et al (1989) : - Đáy đặc cố kết : SE = E (τb/ τce - 1)n, τb > τce ( 3.4) 104 Trong đó: E Hệ số xói lớp đáy (kg/m2/s) τce Ứng suất tiếp đáy xói tới hạn (N/m2) n số mũ xói - Đáy mềm cứng phần: SE = E exp [α(τb - τce)1/2], τb > τce Trong đó: ( 3.5) α- hệ số (m/N1/2) f) Mô tả lớp đáy: - Lớp đáy mơ hình MIKE 21/3 MT mô tả lớp đáy dạng hay nhiều lớp Mỗi lớp đặc trưng ứng xuất tiếp cho phép cho xói τcej , số mũ xói nj , dung trọng khơ ρj , hệ số xói Ej hệ số αj Sự bồi lắng bùn cát diễn lớp bùn cát Các lớp mô tả lớp bùn cát yếu, lớp bùn lớp cố kết, Mehta et al (1989) - Mơ hình u cầu xác định chiều dày ban đầu lớp - Quá trình cố kết xem vận chuyển bùn cát lớp, Teisson (1992) - Ảnh hưởng sóng đưa vào tính tốn hóa lỏng kết làm yếu lớp bùn đáy bị phá vỡ cấu trúc Điều làm tăng xói bề mặt giảm sức kháng lớp bùn cát đáy lớp g) Tác động liên hợp dịng chảy sóng q trình xói bồi vận chuyển bùn cát: Mơ hình MIKE 21 sử dụng cơng thức Soulsby để tính tốn ứng xuất tiếp sóng liên hợp với dịng chảy Trên sở công thức Fredsoe(1984) Soulsby (1993) đưa công thức tính ứng xuất tiếp trung bình ứng xuất tiếp Max liên hợp sóng + dịng chảy 105 Phụ lục 2: Tính tốn sức chịu tải tiêu chuẩn đất (Rtc) - Kiểm tra ổn định đê ngầm với loại cơng trình chọn phần trên, ta có 106 diện tích mặt cắt ngang đê ngầm giảm sóng 104,19m 2, chiều rộng tiếp xúc đáy 37,6m - Điều kiện ổn định cơng trình xét đơn vị mét dài, tính cho trường hợp nén tâm, áp dụng theo công thức sau: σ= N < Rtc F Trong đó: σ: ứng suất đáy móng N : Tổng lực thẳng đứng F : diện tích đáy móng σ= N 104,19 0,8 = = 2, 22T / m F 37, Tải trọng tiêu chuẩn đất Rtc = m( A.b.γ + B.q + DC tc ) Trong : m = 0,8 (cát hạt nhỏ) b: chiều rộng móng ; b=37,6m q: tải trọng bên ; q= T Ctc= 0,65 T/m² ϕtc=23042 γ :Trọng lượng riêng đẩy nổi, γ = 0.97 T/m2 Từ ϕtc tra bảng Sổ tay kỹ thuật thủy lợi ta có hệ số : A= 0.72; B = 3.87; D=6.45 Thay vào công thức ta có : Rtc= 0,8.(0,72 37,6 0,97+6,45 0,65) = 24,36 (T/m²) Ta có: σ = 2,22T/m² < Rtc = 24,36 T/m², móng cơng trình đảm bảo khả chịu tải Phụ lục 3: Tính tốn lún móng cơng trình 107 Tính tốn lún móng cơng trình đê ngầm phương pháp tổng phân tố Nội dung tính phương pháp bao gồm: - Tính tốn áp lực gây lún độ gia tăng ứng suất đáy móng tải cơng trình bên truyền xuống: Trong đó: + Pgl: áp lực gây lún móng cơng trình + σgl: ứng suất móng cơng trình + γ’: trọng lượng đẩy lớp đất móng cơng trình (γ’ = 0,97T/m³) + Df: độ sâu chơn móng (Df = 0) Pgl = 2,22 – 0,97*0 = 2,22T/m² - Chiều dày vùng nén lún bán kính khơng gian biến dạng tuyến tính có chiều dày kể từ đáy móng đến chiều sâu z thỏa mãn điều kiện: σgl ≤ 0,1σbt - Để tốn có độ xác cao, vùng nén lún chia thành nhiều lớp nhỏ, lớp phân tố có bề dày nhỏ 0,4 bề rộng móng Pgl σz σbt 10 Hình PL3.1: Sơ đồ tính lún theo phương pháp tổng phân tố - Tính ứng suất trọng lượng thân gây lớp phân tố thứ i: P1i = σbt(i) Từ ứng suất ta suy hệ số rỗng e 1i lớp phân tố đất trạng thái ban 108 đầu chưa gánh chịu tải trọng cơng trình nhờ vào đường cong nén lún (e – p) - Tính toán tổng ứng suất tác động lớp phân tố thứ i tổng ứng suất trọng lượng thân lớp đất ứng suất tải trọng cơng trình: Pi2 = σbt(i) + σgl Từ tổng ứng suất đường cong nén ép (e – p) suy hệ số rỗng e 2i phân tố thứ i Hình PL3.2: Biểu đồ quan hệ e – p lớp đất - Áp dụng công thức tính tốn biến dạng đứng lớp đất thứ i: - Độ lún móng tổng độ biến dạng đứng phân tố: Kết tính tốn lún cơng trình đê ngầm thể bảng PL3-1 109 108 Bảng PL3-2: Kết tính tốn lún móng cơng trình Điểm tính 10 11 12 13 14 15 Lm (m) 36.70 36.70 36.70 36.70 36.70 36.70 36.70 36.70 36.70 36.70 36.70 36.70 36.70 36.70 36.70 36.70 Bm (m) 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 L/B 36.70 36.70 36.70 36.70 36.70 36.70 36.70 36.70 36.70 36.70 36.70 36.70 36.70 36.70 36.70 36.70 Z (m) 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 2Z/B 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00 26.00 28.00 30.00 K0 0.55 0.306 0.208 0.157 0.126 0.105 0.09 0.079 0.07 0.062 0.056 0.051 0.047 0.043 0.04 sZ= K0*sgl 2.22 1.22 0.68 0.46 0.35 0.28 0.23 0.20 0.17 0.15 0.14 0.12 0.11 0.10 0.10 0.09 gđn 1.03 1.03 1.03 1.03 1.03 1.03 1.03 1.03 1.03 1.03 1.03 1.03 1.03 1.03 1.03 1.03 sbt 2.22 3.25 4.28 5.30 6.33 7.36 8.39 9.42 10.44 11.47 12.50 13.53 14.56 15.58 16.61 17.64 P1i P2i e1i e2i S (cm) 2.73 3.76 4.79 5.82 6.85 7.87 8.90 9.93 10.96 11.99 13.01 14.04 15.07 16.10 17.12 4.45 4.71 5.36 6.22 7.16 8.13 9.12 10.12 11.12 12.13 13.14 14.16 15.18 16.20 17.22 0.685 0.667 0.654 0.644 0.635 0.628 0.621 0.615 0.610 0.605 0.600 0.596 0.593 0.589 0.586 0.658 0.655 0.648 0.640 0.633 0.626 0.620 0.614 0.609 0.604 0.600 0.596 0.592 0.589 0.585 S= 1.56 0.73 0.37 0.22 0.15 0.11 0.08 0.06 0.05 0.04 0.03 0.03 0.02 0.02 0.02 3.50 109 Phụ lục 4: Tính tốn ổn định tổng thể kè bảo vệ bờ Tính ổn định tổng thể kè bảo vệ bờ trực tiếp phương pháp trượt cung tròn Phương pháp tính tốn a) Trường hợp tính tốn: Khi mực nước triều rút tới mức thấp nhất, trường hợp tính tốn nguy hiểm cho ổn định tổng thể cơng trình b) Giới thiệu phương pháp tính Bishop đơn giản phần mềm tính tốn SLOPE/W: Chương trình SLOPEW phần mềm tính ổn định Canada (GEO SLOPE International, Ltd), sử dụng lý thuyết cân giới hạn lực mômen để xác định hệ số an toàn chống lại phá hoại (trượt) Hệ số an toàn (FS) hệ số mà độ bền chống cắt cần phải giảm để mặt trượt đạt đến trạng thái cân giới hạn Trong phân tích ứng suất có hiệu, độ bền chống cắt định nghĩa: s = c' + (σn - u).tgφ' (4) Trong đó: s: độ bền chống cắt; c': lực dính hữu hiệu; σn: tổng ứng suất pháp; φ': góc nội ma sát hữu hiệu; u: áp lực nước lỗ rỗng; Trong phân tích ứng suất tổng, thơng số độ bền định nghĩa điều kiện ứng suất tổng áp lực nước lỗ rỗng không kể đến Việc phân tích ổn định mái dốc thực với mặt trượt thông qua chia nhỏ khối trượt thành mảnh nhỏ theo phương đứng Mặt trượt cung tròn, mặt trượt hỗn hợp (chẳng hạn, mặt trượt tổ hợp phần cung tròn phần thẳng) hay có hình dạng bao gồm nhiều phần thẳng (như mặt trượt định đầy đủ - mặt trượt gẫy khúc) Các công thức cân giới hạn thiết lập dựa giả thiết quan trọng sau: • Đất xem vật liệu thoả mãn điều kiện Mor – Coulomb; ... đề xuất giải pháp kỹ thuật phù hợp đáp ứng yêu cầu phát triển KTXH bền vững Đề tài:? ?Nghiên cứu giải pháp bảo vệ bờ biển khu vực xã Dân Thành, Huyện Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh? ?? bước đầu giải yêu... lở bờ biển khu vực xã Dân Thành Mục đích Đề tài Xác định nguyên nhân, nhân tố ảnh hưởng đến xói – bồi bờ biển khu vực xã Dân Thành mơ hình tốn; Đề xuất giải pháp bảo vệ bờ phù hợp cho khu vực. .. DÂN THÀNH, HUYỆN DUYÊN HẢI, TRÀ VINH 2.1 Hiện trạng xói – bồi khu vực nghiên cứu 2.1.1 Tình hình chung Bờ biển tỉnh Trà Vinh khu vực cửa sông dài khoảng 65km (theo chiều dài đường bờ biển) , giới