Luận án TS: Tác dụng giảm sóng rừng ngập mặn ven biển Bắc Bộ (2018)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ G G I VÀ ÁT T I GT VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM NGUYỄN TUẤN ANH NGHI£N CøU T¸C DôNG GI¶M SãNG CñA RõNG C¢Y NGËP MÆN VEN BIÓN B¾C Bé PHôC Vô QUY HO¹CH Vµ THIÕT KÕ §£ BIÓN LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ G G I VÀ ÁT T I GT VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM NGUYỄN TUẤN ANH NGHIÊN CỨU TÁC DỤNG GIẢM SÓNG CỦA RỪNG CÂY NGẬP MẶN VEN BIỂN BẮC BỘ PHỤC VỤ QUY HOẠCH VÀ THIẾT KẾ ĐÊ BIỂN Chuyên ngành: K M : 62 58 02 02 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT N ười ướ ẫ k oa ọ 1: PGS. Đi Vũ T a N ười ướ ẫ k oa ọ 2: PGS. N ễ K ắ N ĩa HÀ NỘI - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả, các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận án này là trung thực và không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.

Tá iả l á N ễ T ấ A i LỜI CẢM ƠN Luận án tiến sĩ này được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của GS.TS Đinh Vũ Thanh và GS.TS guyễn Khắc ghĩa. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các Thầy về định hướng khoa học, sự quan tâm và tạo điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình nghiên cứu để hoàn thành luận án này. Tác giả xin được chân thành cảm ơn các nhà khoa học – Tác giả của các công trình nghiên cứu đã công bố mà tác giả đã trích dẫn trong luận án, cung cấp nguồn tư liệu quý báu, những kiến thức liên quan trong quá trình nghiên cứu hoàn thành luận án. Tác giả xin trân trọng cảm ơn lãnh đạo và các cán bộ Ban Tổ chức - Hành chính thuộc Viện Khoa học Thủy lợi Việt am đã tạo điều kiện để nghiên cứu sinh được thực hiện và hoàn thành chương trình nghiên cứu của mình.

Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn đến nhóm cộng tác nghiên cứu vì đã tạo điều kiện thuận lợi, hỗ trợ thực hiện việc quan trắc thu thập dữ liệu ngoài hiện trường, triển khai nghiên cứu, thí nghiệm mô hình. Tác giả xin trân trọng cảm ơn lãnh đạo và đồng nghiệp tại Vụ Khoa học Công nghệ và Môi trường đã động viên, chia sẻ, tạo điều kiện trong cả quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án. Cuối cùng là sự biết ơn đối với gia đình và những người bạn thân thiết vì đã động viên, chia sẻ sự cảm thông trong cả quá trình để hoàn thành luận án. Tá iả l á ii MỤC LỤC DA MỤC CÁC Ì Ả.

vii DA MỤC BẢ G BI U. ix DA MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ T UẬT GỮ .x CÁC KÝ I U C Ủ YẾU DÙ G T O G LUẬ Á. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu. Mục tiêu nghiên cứu.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. ội dung nghiên cứu. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu. Cách tiếp cận.

Các phương pháp sử dụng trong luận án. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án. hững đóng góp mới của luận án. Cấu trúc của luận án.5 C ƯƠ G 1: TỔ G QUA G IÊ CỨU VỀ Ừ G GẬ MẶ VÀ TÁC DỤ G GIẢM SÓ G CỦA Ừ G GẬ MẶ.

Giới thiệu chung .1 ừng ngập mặn. Vai trò của M trong bảo vệ để biển. ghiên cứu trên thế giới về C M và tác dụng giảm sóng của M. hương pháp khảo sát hiện trường.

hương pháp sử dụng hệ số ma sát đáy .3 hương pháp hình khối trụ. ghiên cứu tại hiện trường Việt am về tác dụng giảm sóng của M. hương pháp khảo sát hiện trường. hương pháp sử dụng hệ số ma sát đáy .4 Kết luận Chương 1.25 C ƯƠ G 2: CƠ S K OA ỌC LÀM CĂ CỨ G IÊ CỨU TÁC DỤ G GIẢM SÓ G CỦA Ừ G GẬ MẶ.

Điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu .1 Vị trí địa lý .2 Đặc trưng khí tượng thủy hải văn .3 ình thái dải ven biển nghiên cứu. Các quá trình vật lý tiêu hao năng lượng sóng vùng nước nông. Sóng lan truyền trên bãi phía trước đai M - Ảnh hưởng của yếu tố địa hình - ma sát đáy vùng nước nông. Sóng lan truyền trong khu vực có M - Ảnh hưởng của M.

Sóng ra khỏi M và tác động đến bờ. Mô hình hóa và lý thuyết tương tự mô hình .2 Tính chất của mô hình tương tự .3 Điều kiện tương tự của mô hình.4 Các tiêu chuẩn tương tự .5 Điều kiện mô hình hóa các hiện tượng thủy động lực. Xây dựng mô hình thí nghiệm. Tỷ lệ mô hình.

Địa hình bãi trồng C M. Các các yếu tố động lực ven bờ. Máng thí nghiệm sóng và thiết bị đo sóng. Kiểm tra kỹ thuật và điều kiện giới hạn.

Lựa chọn M T mô phỏng lan truyền sóng qua M. Mô hình SWASH .1 ệ phương trình cơ bản sử dụng trong mô hình SWAS .2 Điều kiện biên và các tham số mô hình. Thiết lập mô hình. Kết luận Chương 2 .54 C ƯƠ G 3: G IÊ CỨU ĐÁ GIÁ TÁC DỤ G GIẢM SÓ G CỦA Ừ G GẬ MẶ .2 Đánh giá xu thế và ảnh hưởng của đặc điểm cấu trúc M đến sự suy giảm chiều cao sóng.

Xác định bộ thông số cho M T. Mở rộng đánh giá xu thế và mức độ ảnh hưởng của đặc điểm cấu trúc M đến sự suy giảm chiều cao sóng, năng lượng sóng. Thiết lập phương trình tổng quát về suy giảm sóng qua M .1 Tổ hợp các kịch bản thí nghiệm .2 Trình tự thực hiện và các tham số cần đo. Thiết lập phương trình tổng quát về suy giảm chiều cao sóng qua M.

hạm vi ứng dụng của các công thức thực nghiệm của luận án. Kết luận Chương 3 .88 C ƯƠ G 4: G IÊ CỨU ĐỀ XUẤT ƯƠ G Á VÀ QUY T Ì TÍ TOÁ T IẾT KẾ Ừ G GẬ MẶ BẢO V ĐÊ BI. Xác định chức năng thiết kế của M. Các bài toán thiết kế M.

Quy trình thiết kế M giảm sóng, bảo vệ đê biển. Xác định mật độ cây và tuổi cây khi biết trước điều kiện bãi trước đê và các yếu tố động lực ven bờ. Xác định chiều rộng đai trồng M khi biết trước các yếu tố động lực ven bờ và chủ động về giống cây ngập mặn (chiều cao cây, mật độ cây). Áp dụng tính toán thiết kế M giảm sóng cho đoạn đê biển lựa chọn thuộc xã Giao Xuân, huyện Giao Thủy, tỉnh am Định .1 Thông tin chung .2 Áp dụng tính toán thiết kế M giảm sóng cho đê biển xã Giao Xuân, huyện Giao Thủy, tỉnh am Định.

Kết luận Chương 4 .98 KẾT LUẬ VÀ KIẾ G Ị. Kết quả đạt được của luận án. ghiên cứu tổng quan. ghiên cứu bằng mô hình toán.

ghiên cứu bằng mô hình vật lý. ghiên cứu ứng dụng. hững đóng góp mới của luận án. Tồn tại và hướng phát triển.

hững tồn tại. ướng phát triển .103 DA MỤC C GT Ì ĐÃ C G BỐ .104 TÀI LI U T AM K ẢO. Mực nước tổng hợp ven bờ [39]. Tham số sóng vùng nước nông ven bờ [39].

Kết quả xác định thông số mô hình (trường hợp bãi không có M). Kết quả tính toán, hiệu chỉnh mô hình xác định hệ số cản CD khi sóng lan truyền qua bãi có M. Mở rộng đánh giá xu thế và mức độ ảnh hưởng của các yếu tố chi phối đến hiệu quả giảm sóng của rừng ngập mặn .152 vi DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1. Phân bố RNM trên thế giới.

Hình ảnh cây bần chua. Mô hình hóa cây ngập mặn trong mô hình. Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu. Hình ảnh lịch sử các cơn bão hoạt động trên biển Đông [15].

Quá trình vật lý tiêu hao năng lượng sóng. Cấu trúc RNM - Các yếu tố ảnh hưởng đến suy giảm sóng. Sự suy giảm năng lượng sóng theo chiều sâu nước. Mô phỏng dòng chảy xung quanh một khối trụ.

Mô phỏng dòng chảy trong sóng ảnh hưởng của mật độ cây. Mô phỏng cắt dọc máng sóng thí nghiệm. Hình ảnh CNM ngoài thực tế và trên MHVL (cây thật). Mô hình hóa và bố trí CNM trên máng sóng (Cây nhựa).

Máng thí nghiệm sóng. Định nghĩa lưới theo phương đứng với K lớp và K + 1 mặt tiếp giáp. Thiết lập và không gian tính toán của mô hình SWASH. Sơ đồ các bước đánh giá xu thế và xác định phạm vi ảnh hưởng của các yếu tố M đến sự suy giảm chiều cao sóng.

So sánh xác định bộ thông số MHT (C, , ). Biến thiên các thông số đầu vào MHT – Trường hợp D25H12T16. Sơ đồ bố trí cây thí nghiệm. So sánh phổ sóng tính toán (M T, M VL), trường hợp mật độ cây N1.

So sánh phổ sóng tính toán (M T, M VL), trường hợp mật độ cây N2. Biểu đồ phân bố chiều cao sóng (Hm0) và mật độ cây (N). Quan hệ giữa m và đường kính thân cây (dv). Quan hệ giữa m và chiều cao cây (hv).

Đường quá trình lan truyền sóng tính toán theo chiều rộng đai rừng. Hệ số giảm sóng theo chiều rộng đai rừng. Sơ đồ các bước thiết lập công thức bán kinh nghiệm mô tả suy giảm chiều cao sóng qua RNM. Quan hệ CD và hệ số KCv (KC cải biên).

Quan hệ giữa CD và KCv. So sánh suy giảm chiều cao sóng giữa tính toán (đường liền nét) và thực đo trên M VL (điểm tròn), kịch bản số 49 đến 56, Bảng C 3. Bản đồ vị trí xã Giao Xuân, huyện Giao Thủy, tỉnh am Định. Mặt cắt địa hình bãi biển (số 6) xã Giao xuân, Giao Thủy, am Định .94 viii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.

hân bố C M theo vùng lãnh thổ [29],[25]. Phân bố RNM theo hệ thống đê biển [23] .1 Đặc trưng chế độ gió vùng ven biển vịnh Bắc Bộ [01]. Đặc trưng mực nước trạm Hòn Dáu. Các giá trị tỷ lệ mô hình – nguyên hình .