Luan an ncs doan tien ha

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU DOÃN TI ẾN HÀ NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG BÃI DO TÁC ĐỘNG CỦA CÔNG TRÌNH GIẢM SÓNG, TẠO BỒI CHO KHU VỰC HẢI HẬU - NAM ĐỊNH LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC TRÁI ĐẤT Hà Nội - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU DOÃN TI ẾN HÀ NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG BÃI DO TÁC ĐỘNG CỦA CÔNG TRÌNH GIẢM SÓNG, TẠO BỒI CHO KHU VỰC HẢI HẬU - NAM ĐỊNH Chuyên ngành: Hải dương học Mã số: 62440227 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC TRÁI ĐẤT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. Trần Hồng Thái 2. Trương Văn Bốn Hà Nội - 2015 i LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của chính tác giả. Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận án này là trung thực, không sao chép từ bất kỳ nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào.

Các nguồn tài liệu tham khảo (nếu có) được trích dẫn và ghi rõ nguồn tài liệu tham khảo theo đúng quy định. Tác giả luận án Doãn Tiến Hà ii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới PGS. Trần Hồng Thái, PGS. Trương Văn Bốn đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn tác giả trong suốt thời gian nghiên cứu và thực hiện luận án.

Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới PGS. Nguyễn Khắc Nghĩa, đồng thời cũng là chủ nhiệm đề tài cấp Nhà nước “Nghiên cứu cơ sở khoa học và đề xuất giải pháp tổng thể để ổn định vùng bờ biển Nam Định từ cửa Ba Lạt đến cửa Đáy” đã giúp đỡ, tạo điều kiện để tác giả được phép sử dụng các kết quả nghiên cứu của đề tài cũng như những dữ liệu mà đề tài đã thu thập được để phục vụ quá trình nghiên cứu của luận án. Tác giả cũng xin bày tỏ lòng biết ơn đến Ban lãnh đạo, Phòng Khoa học Đào tạo và Hợp tác quốc tế, Bộ môn Hải dương học của Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu đã giúp đỡ tạo mọi điều kiện để tác giả học tập và hoàn thành luận án này. Tác giả xin chân thành cảm ơn Trung tâm nghiên cứu động lực Cửa sông Ven biển và Hải đảo, Phòng Thí nghiệm trọng điểm Quốc gia về động lực học sông biển, Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, nơi tác giả đang công tác đã tạo điều kiện về thời gian và công việc cho tác giả hoàn thành luận án.

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn tới bạn bè, đồng nghiệp và gia đình luôn sát cánh động viên tác giả vượt qua mọi khó khăn trong suốt quá trình thực hiện luận án. Tác giả luận án Doãn Tiến Hà iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU. Tính cấp thiết. Mục tiêu nghiên cứu.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu. Ý nghĩa khoa học. Ý nghĩa thực tiễn.

Những đóng góp mới của luận án. Cấu trúc của luận án. 7 CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN NHỮNG NGHIÊN CỨ U TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC. CÁC NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC.

CÁC NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 .22 CHƯƠNG 2 -LỰA CHỌN VÀ THIẾT LẬP PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT VÀ THỐNG KÊ PHÂN TÍCH SỐ LIỆU.

Phương pháp khảo sát thực địa, phân tích các tài liệu đo đạc. Các số liệu thu thập, phân tích của luận án:. Các nội dung phân tích thống kê số liệu thu thập, đo đạc của luận án. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TRÊN MÔ HÌNH VẬT LÝ.

Cơ sở lý thuyết về thí nghiệm mô hình sóng. Mô phỏng tương tự các giá trị trên mô hình, chọn tỉ lệ mô hình. Giới thiệu hệ thống máng sóng Flanders. Các điều kiện biên về số liệu địa hình, thủy hải văn.

Kiểm định mô hình thí nghiệm. Các phương án thí nghiệm. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TRÊN MÔ HÌNH TOÁN. Giới thiệu mô hình tính biến đổi đường bờ GENESIS.

Giới thiệu mô hình MIKE 21FM. Thiết lập mô hình tính toán diễn biến đường bờ và các phương án tính 52 2. Thiết lập mô hình tính các chế độ thủy thạch động lực (Mike 21) và các phương án tính toán của luận án. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 .67 CHƯƠNG 3 - NGUYÊN NHÂN VÀ ĐẶC ĐIỂM DIỄN B IẾN B Ờ, BÃI VÀ MẶT CẮT NGANG B ÃI VÙNG V EN B IỂN HẢI HẬ U.

DIỄN BIẾN HÌNH THÁI CÁC VÙNG CỬA SÔNG ẢNH HƯỞNG ĐẾN ỔN ĐỊNH BỜ BIỂN HẢI HẬU. Diễn biến vùng cửa sông Ba Lạt, Sò, Lạch Giang và ảnh hưởng của chúng đến ổn định bờ, bãi biển Hải Hậu. Xu thế bồi tụ - xói lở khu vực Hải Hậu trong thời kỳ cận đại:. PHÂN TÍCH DIỄN BIẾN, XÁ C ĐỊNH DẠNG MẶT CẮT BÃI ĐẶC TRƯNG CHO KHU VỰC HẢI HẬU QUA SỐ LIỆU THỰC ĐO.

Phân tích một số quy luật biến động mặt cắt bãi biển thực tế theo từng thời kỳ. Mặt cắt ngang đặc trưng ven biển Hải Hậu - Nam Định. XÁC ĐỊNH NGUYÊN NHÂN GÂ Y MẤT ỔN ĐỊNH CHO BỜ BÃI BIỂN HẢI HẬU-NAM ĐỊNH. Xác định một số nguyên nhân chung.

Biến động hình thái cửa Ba Lạt ảnh hưởng đến quá trình xói lở bờ biển của khu vực nghiên cứu. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 .90 CHƯƠNG 4 - KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM TR ÊN MÔ HÌN H VẬT LÝ VÀ MÔ PHỎNG SỐ TRỊ VỀ CÁC THAM S Ố KỸ THUẬT CÔNG TRÌN H ĐÊ NGẦ M B ẢO VỆ B Ờ VÀ DIỄN B IẾN HÌNH T HÁI KHU VỰC HẢI HẬU. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM TRÊN MÔ HÌNH VẬT LÝ. Thí nghiệm lựa chọn cao trình đỉnh đê ngầm.

Lựa chọn tham số bề rộng đỉnh đê ngầm. Lựa chọn hệ số mái dốc cho đê ngầm. Nhận xét chung:. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG TRÊN MÔ HÌNH TOÁN.

Tác động của công trình giảm sóng đến diễn biến hình thái đường bờ103 4. Lựa chọn các tham số công trình phù hợp dựa trên các kết quả đã nghiên cứu tính toán. Tính toán chế độ thủy thạch động lực với cụm công trình đề xuất chỉnh trị đối với khu vực nghiên cứu. ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP PHÒNG CHỐNG XÓI LỞ VÀ BẢO VỆ BÃI, ĐÊ BIỂN HẢI HẬU.

Đánh giá hiệu quả các biện pháp công trình giảm sóng, tạo bồi trên bãi biển đã thực hiện tại Hải Hậu. Đề xuất giải pháp chỉnh trị cho khu vực nghiên cứu. KẾT LUẬN CHƯƠNG 4. 132 KẾT L UẬN VÀ KIẾN NGHỊ.

135 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ. 136 TÀI LIỆU T HAM KHẢO. 137 vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2. Các giá trị tỷ lệ mô hình - nguyên hình.

Tổ hợp các cấp mực nước thí nghiệm. Các tham số sóng đưa vào thí nghiệm của luận án. Kết quả đánh giá sai số tính toán mô hình GENESIS. Đánh giá các sai số theo chỉ số Nash.

Kết quả tính các đặc trưng sóng từ chuỗi số liệu 20 năm (1990 - 2010). Các phương án đưa vào để tính toán. Tọa độ vị trí các điểm đặt mốc mặt cắt ngoài thực địa. Hệ số đặc trưng ứng với từng dạng phương trình.

Phương trình đặc trưng các mặt cắt tại Hải Hậu theo từng thời kỳ. Phương trình đặc trưng các MC theo từng khu vực khác nhau tại Hải Hậu. Phương trình đặc trưng các mặt cắt theo mùa (giai đoạn 2005-2010). Kết quả thí nghiệm quá trình suy giảm độ cao sóng qua đê ngầm với các cao trình đỉnh khác nhau.

Kết quả thí nghiệm quá trình truyền sóng qua đê ngầm với bề rộng đỉnh đê thay đổi khác nhau. Kết quả thí nghiệm quá trình truyền sóng qua đê ngầm với các phương án thay đổi mái dốc (m) của đê ngầm khác nhau. Giá trị Kt trích xuất tương ứng với mực nước tính toán. Các thông số kỹ thuật đề xuất của công trình đê ngầm phá sóng đối với khu vực Hải Hậu.

111 vii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1. Hệ thống các công trình chỉnh trị trên bãi đã được xây dựng tại dọc ven biển một số nơi ở nước ta (Nguồn: GoogleEarth). Ảnh diễn biến quá trình xói lở vùng biển Hải Triều-Hải Hậu (Nguồn: [27]) 4 Hình 3. Ảnh xó i lở, vỡ đê - kè Hải Hậu sau bão Damrey-2005 (Nguồn: [45], [47]).

Đường bờ tiến lên và lùi lại ở hiện trường (Nguồn: xem [23]). Các điều kiện ngưỡng giữa xói và bồi phía trước kè ven biển (Nguồn: xem [23]). Quan hệ g iữa ch iều sâu xó i tạ i đầu đê chắn sóng và ch iều cao sóng có ý nghĩa lớn nhất trong 15 ngày trước (Nguồn: xem [23]). Quan hệ giữa chiều sâu xói quanh đầu đê chắn sóng và chiều sâu nước (Nguồn: xem [23]).

Quan hệ giữa chiều sâu xói và chiều sâu nước (Nguồn: xem [23]). Sơ đồ xói do sóng đứng (Nguồn: xem [23]). Bản đồ địa mạo khu vực nghiên cứu (Nguồn: [33]). Sơ đồ trầm trích hiện đại khu vực nghiên cứu (Nguồn: [36]).

Khúc xạ sóng. Hiện tượng nhiễu xạ sóng tại đê nhô đơn. Sóng phản xạ trước tường đứng. Tổng quan hệ thống máng sóng Flanders.

Sơ đồ kết nối hệ thống của máng tạo sóng Flander. Mặt cắt bãi ven biển Hải Hậu - Nam Định được mô phỏng. Mô phỏng vị trí đặt các đầu đo sóng trong mô hình thí nghiệm. Các biểu đồ kiểm định đầu đo.

Phổ sóng đưa vào kiểm định. So sánh phổ sóng kiểm định và phổ sóng thực đo tại Hải Hậu. Mặt cắt theo phương ngang. Mặt cắt thẳng đứng.

Sơ đồ tính toán của mô hình GENESIS. Sơ đồ mối liên hệ giữa các mô đun tính toán. Sơ đồ bố trí và các lưới tính Genesis chi tiết cho khu vực Hải Hậu. Kết quả tính toán kiểm định biến động đường bờ khu vực Hải Hậu giai đoạn 1985 - 1995.

Bố trí hệ thống công trình hỗn hợp giữa 5 đê ngầm phá sóng kết hợp với 7 mỏ hàn chữ T tại khu vực Hải Hậu. Địa hình và lưới tính miền lớn từ Bạch Long Vĩ đến Cồn Cỏ. Địa hình và lưới t ính khu vực từ cửa Ba Lạt đến cửa Lạch Giang. Kết quả tính toán kiểm định độ cao sóng (lưới miền tính lớn).

So sánh giữa mực nước thực đo và tính toán tại cửa Ba Lạt. So sánh giữa mực nước thực đo và tính toán tại cửa Lạch Giang. Kết quả tính toán kiểm định độ cao sóng (lưới miền tính nhỏ). So sánh tốc độ dòng chảy ven tính toán và thực đo tại Hải Hậu.