Luận án kỹ thuật Nguyễn Đình Thanh - Đập ngầm xây dựng trên đảo Phú Quý

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYÊN ĐÌNH THANH NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC XÂY DỰNG DAP NGAM Ở CAC HAI ĐẢO PHỤC VỤ KHAI THAC VA BAO VE TÀI NGUYEN NƯỚC DUOI DAT, UNG DUNG CHO DAO PHU QUY TINH BINH THUAN LUẬN ÁN TIEN SĨ KỸ THUAT HÀ NỘI, NĂM 2017 BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRUONG DAI HỌC THUY LỢI NGUYEN BINH THANH. NGHIÊN CỨU CƠ SO KHOA HỌC XÂY DỰNG DAP NGAM Ở CAC HAI DAO PHỤC VỤ KHAI THÁC VÀ BAO VỆ TÀI NGUYÊN NƯỚC DƯỚI DAT, UNG DUNG CHO. ĐẢO PHU QUÝ TINH BÌNH THUAN Chuyên ngành: Phát triển nguồn nước. Mã số: 62449201 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1.

Lê Viết Sơn HÀ NỘI, NĂM 2017 LỜI CAM ĐOAN “ác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tie giả. Các kết quả nghiên cứu va các kết luận trong luận án là trung thực, không sao chép tử bat kỳ một nguồn nào và dưới bất kỷ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồ tả iệu (nu cổ) đã được thực hiện trích dẫn và ghỉ nguồn tải liệu tham khảo đúng quy định. “Tác giả luận ấn Nguyễn Đình Thanh LỜI CÁM ƠN NCS xin chân thành cảm ơn Bộ môn Thuỷ văn và Tải nguyên nước, Khoa Thuỷ vin và Tai nguyên nước, Phòng Đảo tạo Đại học va Sau Đại học, Phòng Khoa học Công nghệ ~ Trường Đại học Thuỷ Lợi, Cục Quan lý Tài nguyên nước đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tác giả được học tập và thực hiện luận án.

Với lòng biết ơn sé sắc NCS xin cảm ơn PGS.TS, Nguyễn Cao Đơn và TS, Lê Viết Son đã hướng dẫn NCS trong suốt quá trình học tập. tìm hiểu, nghiên cứu và hoàn thành. CS cũng xin tran trong cảm ơn các cơ quan: Sở Tài nguyên và Môi trường tinh Binh 'Thuận, Trung tâm Khí tượng Thuỷ văn quốc gia đã giúp đỡ tác giả trong quá trình thu thập tà liệu, các thông tn cin thiết liên quan đến vẫn đề nghiên cứu. NCS xin cảm om đến gia định, bạn bê, đồng nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ túc giả rong qu trinh học tập, nghiên cứu v thực hiện luận n “Tác giả luận án Nguyễn Binh Thank MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VỀ.

DANH MỤC BANG BIEU DANH MỤC CÁC TỪVIET TAT. xi MÔ DAU CHƯƠNG | TÔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG DAP DANG NƯỚC NGÀM VÀ. VUNG NGHIÊN CỨU. La Một số khái niệm, 12 Tổng quan về giải pháp đập ngầm trên thể giới l3 Tổng quan về các giải pháp bổ nước dưới đất ở Việt Nam.

19 Lá ia điềm va ý nghĩa thực tiễn của giá pháp đập ngằm 19 1s Nhamng khoảng trồng trong nghiên cứu đập ngằm ở Việt Nam, 20 16 Định hướng và phương pháp nghiên cứu. 21 7 Tổng quan v8 ving nghiên cứu.1 Vị tí và phạm vi nghiên cứu 2 1. Đặc điểm kinh tế, xã hội 23 1.3 Đặc điểm địa hình khu vực 24 1.74 Đặc điểm khí tượng, hai văn 1. Đặc điểm tài nguyên nước 28 L8 ết luận chương 1 33 CHUONG 2 CƠ SỞ KHOA HOC CUA VIỆC XÂY DỰNG BAP NGAM TREN ĐẢO, 34 Một số đặc điểm về tải nguyên nước trên các dao.1 Sự hình hành thấu kính nước ngọt trên các đảo 35 2.2 Nhận xết chung 38 22 Thí nghiệm tong phòng dé dinh giá hiệu quá của đập ngim.1 Mục đích của thí nghiệm 39 2.2 Mô tả thí nghiệm 39 2.

Kết quả thí nghiệm và mô phỏng bằng mô hình toán.4 Nhận xét 46 23 Điều kiện cần thiết để nghiên cứu xây dựng đập ngim 47 iii 23. Cơsỡ thực tiễn a7 23.3 Một số yếu tổ khác cần xem xét khi lựa chọn vị ti dip 49 234. Cường độ chịu lực của đập ngầm 49 2.5 Tính chống thắm của đập ngằm.6 Độ sâu chân răng, 50 2.4 Mô hình tích hợp nước mặt — nước ngầm để lượng hóa hiệu quả của đập ngim trên đảo Phú Quý 32 24.1 Các tiêu chí để đánh giá hiệu quả của đập ngim.2 Phat trién mô hình tích hợp nước mặt — nước ngằm.5 Mô phỏng dòng chảy ngầm trước và sau khi có đập ngằm. Thu thập và xử lý số liệu 68 2⁄5.- Xây dựng mô hình số 69 2.3 Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình.4 Phân tích kết quả và mô phỏng các kịch bản.

71 2⁄6 Kếthiận chương2 1 CHUONG 3 UNG DUNG MÔ HÌNH TOÁN TONG HỢP ĐÁNH GIÁ TAL NGUYEN NƯỚC CHO DAO PHU QUÝ VÀ DE XUẤT GIẢI PHÁP DAP NGAM73 3. Si phi hop của giải pháp đập ngằm với đảo Phú Quý, 3A Điều kiện về địa chất. 32 địa chất thủy van, 313 it lượng nước. 34 Lựa chọn vi tri dự kiến xây dụng đập ngằm.2 Thiếtlập mô hình số để tinh toán hiệu quả của đập ngằm đảo Phú Quy.

321 Tai liệu cơ bản. 322 “Thiết lập mô hình.23 “Thông số địa chất thủy van 3.24 Hiện trạng khai thác 3.25 Điều kiện biên.26 Điều kiện ban đầu 3.27 “Thời đoạn tính toán 3. Phương pháp xác định lượng nước bổ cập thấm xuống ting chứa nước dưới h s6 33.1 Phương pháp sử dụng mô hình SWAT 86 3. Phương pháp sr dụng mô dun RCH (Recharge) cia mồ hinh MODFLOW : .3 Phương pháp biến động mực nước cái biên (WTFM) - 9Ị 3.34 Kết quả ính toán lượng nước bổ cập 93 3⁄35.

Hiệu chỉnh vàkiểm định mô hình.6 KẾtquả mô phòng mye nước % 3. Tính toán mô phỏng kịch bản khi chưa có đập. Diễn biến quá trình động lực học dòng chảy giai đoạn 1995 - 2015 98 3. Diễn biến quá trinh động lực học đồng chảy giai đoạn 2015 - 2020.

Di quá tình xâm nhập mặn 106 3.44 Tinh toán cân bằng nước 109 3.5 Đề xuất giải pháp làm gia tăng trữ lượng nước dưới dat wn 3.5 Tính oán mô phỏng kịch bản khi cổ đập ngằm nà 3.1 Điều kiện đầu vio của mô hình "nà 3. Kết qua tinh toán mô phòng 14 3. Ảnh hưởng của hệ số thắm thân đập 119 3.6 Kết luận chương 3 vs vs vs vs. 120 KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ ss sre 2D 1.

Những nội dung chính đã được thực hiện trong luận én li 2. Những đông góp mới của luận án l22 3. Hướng phát tiển và kiến nghị l2 DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BÓ 1s TAL LIEU THAM KHẢO. 125 PHY LUC 130 Phy lục 1: Kết quả tổng quan và số liệu cơ bin 130 Phụ lục 2: Lượng nước mật bổ cập xuống nước dưới đt từ tháng 1 đến tháng 12 136 Phụ lục 3: Bia ting và kết cầu một số giếng khoan thâm dồ, khai thie 139 Phy lục 4: Sơ đồ vị tí ee giếng quan trắc nước dưới đất hiện đang hoot động trên địa bin huyện đảo Phú Quý.

151 Phụ lục 5: Một số hình ảnh. lõi khoan đị cht hu thập 152 Phụ lục 6: Thiết lập mô hình và qui isa Phụ lục 7: Thiết kế các giếng khoan quan tc hiện dang hoại động trén địa bản đảo Phú Quý 164 Phy lục 8: Dữ liệu quan trắc thực đo trên các giếng khoan quan trắc 165 DANH MỤC HÌNH VE.1 Mặt cắt ngang đập ngằm.2 Đập trữ nước vùng cát, Kitui (2006) 10 finh 1.3 Phụ nữ sử dụng lỗ đảo lầy nước, quận Kitui, Kenya (M. Hoogmoed, 2007 I9) " 1-4 Người đân ông ly nước từ giếng gản đập rữ nước vùng et ở Kiui (ML Hoogmoed, 2007 (9) " h 1.5 Bap ngằm theo chương trình tạo việ làm khẩn cấp chống hạn [TI].6 Sơ đổ vị tí các công trình dự án King Naưc.7 Sơ đồ đập ngằm ở dio Miyako Jima, Nhật Bản 7 1.8 Vi tí dio Phú Quý, tinh Bình Thuận 23 1.9 Sơ đồ địa hình đảo Phú Quy 25 1.10Giá tị trung h ột số yếu tổ khí tượng ú 26 30 36 Hình 2.2 Ảnh hưởng của nước mưa đến tang chứa nước dưới dat [27] 37 2.4 Thiết bj thí nghiệm.5 Đo lưu lượng thoát ra của đường ông thoát trạng thái ôn định ban đầu.6 So sánh trực quan kết quả tinh toán và thí nghiệm trạng thải cân bằng của niêm mặn ngọt 42 Hình 2.7 So sinh rực quan kết quà mô phòng va thi nghiệm trang thi của nêm mặn 43 ngọt, T2 ngày Hình 2.8 So sánh trực quan kết quả tính toán và thí nghiệm trạng thái của nêm mặn.9 So sinh trực quan kết qui tính toán va thi nghiệm trạng thi của nêm mặn ngọt T> 3,6 ngày 4 Hình2.10 So sánh khả năng dng cao mục nước và ting dung tích trở nước của tường chin mô phỏng bằng mô hình toán.11 Mô tả mặt cắt phân tie thm và xâm nhập mặn 50 2.12 Khả ning dâng cao mực nước, gia ting tri lượng nước và gia tăng th tich nước ngọt của đập ngim 32 2.13 Mô hình tich hợp nước mat và nước ngim 34 2.14 Ô luới và cf loi ô trong mô hình : ci 2.15 O lưới ,j,k và $6 bên cạnh.16 a) Mat cat bigu điễn điều kiện biên sông b) Mô phỏng trên mô hình.17 Diễu kiện biển kênh thoát 65 2.18 Điều kiện biên bốc hoi trong mồ hình 66 Hình 2.19 Điều kiện biên tng hợp (GHB) trong mô hình. vs coe 7 vii Hình 2.20 Sơ đồ khối giải bài toán tích hợp nước mặt-nước ngằm.1 Dia ting và cấu trúcgiếng khoan POII-I" 3 3.2 Sơ đồ mô phông tuyến đập ngim khu vực dio Phú Quý, 15 3.3 Ban đồ cao độ địa hình va hiện trang sử dung đất 7 inh 3.4 Một số mặt cắt dja chất thuỷ văn Khu vục dio Phú Quý : 78 i 18 Hình 3.6 Sơ đỗ mô phỏng lớp 2 19 3.7 Ban đồ đẳng cao độ bề mặt và đáy lớp 2 80 3.8 Mô hình 3D thể hiện các lớp chính trên mô hình đảo Phú Quý, 80 h 3.9 So dd phân ving thông số DCTV lớp 1 82 3.10 So đồ phân bổ giếng khai thie cia lớp 1 82 Hình 3.11 Mô phỏng lượng bốc hoi nước dưới dit rên mô hình 84 3.12 Mục nước biển trung bình ngày.13 Mô phỏng biên thủy triều trên mô hình 85 h 3.14 Mực nước ban đầu trên mô hình, $6 3.15 Dữ liệu thổ nhưỡng và độ đốc trong mô hình SWAT.16 Sơ đồ ứng dụng mô hình SWAT ` 3.17 Lượng nước mặt bổ cập xuống nước dưới đã từ tháng 1 đến tháng 4.18 Mô phỏng lượng nước bổ cập cho nước dưới đất trên mô bình 90 h 3.19 Mục nước trung bình trong giếng quan trắc POIII-2B, 92 Hình 3.20 Quan trắc mực nước với giếng quan trắc PQI-IC —- 3.21 Tượng nước bổ cập xuống các vũng 93 3.22 So sánh sai sé giữa mục nước quan trắc và mực nước tính toán trên mô hình thời điểm tháng 1/2005 (hiệu chỉnh mô hình MODFLOW) 95 Hình 3.23 So sánh sai số giữa mye nước quan trắc và mực nước tinh toán trên mô hình thời diém tháng 10/2005 (kiểm định mô hình MODFLOW).