Luận án – Nghiên cứu ảnh hưởng của nước dâng do sóng đến biến động bãi biển và giải pháp bảo vệ bãi biển Cửa Đại, Hội An

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC DÂNG DO SÓNG ĐẾN BIẾN ĐỘNG BÃI BIỂN VÀ GIẢI PHÁP BẢO VỆ BÃI BIỂN CỬA ĐẠI, HỘI AN

Ngành:

Kỹ thuật xây dựng công trình Biển

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án này tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của nước dâng do sóng đến biến động bãi biển và đề xuất giải pháp bảo vệ cho bãi biển Cửa Đại, Hội An. Bãi biển Cửa Đại là khu vực du lịch quan trọng nhưng thường xuyên chịu tác động của các thiên tai như bão, áp thấp nhiệt đới, gió mùa, triều cường và nước dâng, gây ra xói lở nghiêm trọng và ảnh hưởng lâu dài đến kinh tế - xã hội và môi trường. Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về thủy động lực học và xói lở tại khu vực này, vẫn còn thiếu các nghiên cứu chuyên sâu về ảnh hưởng của nước dâng do sóng đến biến động bãi biển, đặc biệt là các bãi cao và đụn cát ven bờ.

Mục tiêu chính của luận án là tính toán và làm rõ các quy luật biến động bãi biển dưới tác động của nước dâng do sóng bằng công nghệ camera kết hợp cọc tiêu và mô hình toán, từ đó đề xuất giải pháp bảo vệ hiệu quả, góp phần ổn định vùng ven biển và phát triển du lịch bền vững. Luận án đã thiết lập thành công kỹ thuật quan trắc dao động mực nước bằng công nghệ camera và phương pháp phân tích nước dâng do sóng từ số liệu đo đạc hiện trường, đồng thời sử dụng mô hình thủy động lực 2 chiều XBEACH tích hợp SWAN để mô phỏng.

Các kết quả nghiên cứu đã làm sáng tỏ các quy luật biến động bãi biển theo mùa, với xói lở nghiêm trọng nhất vào mùa gió Đông Bắc và khi có bão với hướng sóng NNE đến ENE. Phạm vi biến động mạnh nhất nằm cách mép bờ khoảng 70m. Luận án cũng đã mô phỏng được độ lớn và phân bố của nước dâng do sóng dọc theo vùng ven bờ, làm rõ phạm vi và mức độ ảnh hưởng của nó đến tình trạng xói lở tại các khu vực bãi biển tự nhiên và khu vực đã có công trình bảo vệ.

Dựa trên những phân tích này, luận án đề xuất một hệ thống giải pháp công trình bảo vệ bờ, bao gồm đê ngầm ngăn cát, giảm sóng và mỏ hàn, với mục tiêu giảm thiểu tác động của sóng, ngăn chặn xói lở, tăng bề rộng bãi biển và đảm bảo mỹ quan. Phương án 3 (cao trình đỉnh công trình +0.80m) được kiến nghị lựa chọn, cho thấy hiệu quả cao nhất trong việc giảm độ cao sóng và hạn chế xói lở sâu vùng bờ, đồng thời là tổ hợp công trình ngầm không ảnh hưởng nhiều đến cảnh quan du lịch.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU

  • 1. Tính cấp thiết của đề tài
  • 2. Mục tiêu nghiên cứu
  • 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
    • 3.1. Đối tượng nghiên cứu của luận án
    • 3.2. Phạm vi nghiên cứu của luận án
  • 4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
    • 4.1. Cách tiếp cận
    • 4.2. Phương pháp nghiên cứu
  • 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
    • 5.1. Ý nghĩa khoa học
    • 5.2. Ý nghĩa thực tiễn
  • 6. Cấu trúc của luận án

• CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ NƯỚC DÂNG DO SÓNG VÀ CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BỜ BIỂN

  • 1.1. Khái quát chung về nước dâng do sóng và ảnh hưởng của nước dâng do sóng
    • 1.1.1. Các thuật ngữ liên quan đến nước dâng do sóng
    • 1.1.2. Phạm vi ảnh hưởng và tác động của nước dâng do sóng tới bãi biển
  • 1.2. Tổng quan các nghiên cứu về nước dâng do sóng trên thế giới
  • 1.3. Tổng quan các nghiên cứu tại Việt Nam về nước dâng do bão, nước dâng do sóng và công trình bảo vệ bờ biển
    • 1.3.1. Các nghiên cứu về nước dâng, nước dâng do sóng
    • 1.3.2. Các giải pháp công trình bảo vệ bờ biển đã áp dụng tại Việt Nam
  • 1.4. Các nghiên cứu liên quan đến biển Cửa Đại, Hội An
  • 1.5. Đặt vấn đề nghiên cứu của luận án
  • 1.6. Kết luận Chương 1

• CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH NƯỚC DÂNG DO SÓNG VÀ BIẾN ĐỘNG BÃI BIỂN

  • 2.1. Lựa chọn phương pháp xác định nước dâng do sóng trong luận án
  • 2.2. Các số liệu cơ bản phục vụ nghiên cứu
  • 2.3. Phương pháp phân tích nước dâng do sóng từ bộ số liệu đo đạc
    • 2.3.1. Cơ sở khoa học phân tích nước dâng do sóng từ hình ảnh camera
      • 2.3.1.1. Cơ sở định dạng màu điểm ảnh
      • 2.3.1.2. Cơ sở phân biệt ranh giới trên cọc tiêu
      • 2.3.1.3. Cơ sở lý thuyết phân tích các tham số sóng theo đường mực nước trung bình
      • 2.3.1.4. Thiết lập, bố trí camera và hệ thống cọc tiêu tại hiện trường
      • 2.3.1.5. Hiệu chỉnh sai số biến dạng trong khung hình và sai số độ dài tại các cọc tiêu
      • 2.3.1.6. Chương trình phân tích, trích xuất dao động mực nước từ hình ảnh camera
    • 2.3.2. Phân tích ảnh, trích xuất dao động mực nước từ camera và hệ thống cọc tiêu
    • 2.3.3. Tính toán nước dâng do sóng từ chuỗi số liệu đo đạc
  • 2.4. Phương pháp mô hình toán mô phỏng nước dâng do sóng và biến động bãi biển dưới tác động của nước dâng do sóng
    • 2.4.1. Giới thiệu mô hình sử dụng trong nghiên cứu luận án
    • 2.4.2. Tính toán lan truyền sóng từ nước sâu vào vùng ven bờ
      • 2.4.2.2. Thiết lập mô hình, miền tính, lưới tính và các điều kiện biên
      • 2.4.2.3. Kết quả hiệu chỉnh, kiểm định mô hình tính toán lan truyền sóng
    • 2.4.3. Tính toán nước dâng do sóng và biến động bãi biển dưới tác động của nước dâng do sóng
      • 2.4.3.1. Thiết lập mô hình
      • 2.4.3.2. Hiệu chỉnh, kiểm định mô hình tính toán nước dâng do sóng và biến động bãi biển
      • 3.3.2.4.. Kết quả mô phỏng, trích xuất độ cao nước dâng do sóng các trường hợp tính toán
  • 2.5. Kết luận Chương 2

• CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC DÂNG DO SÓNG TỚI BIẾN ĐỘNG BÃI BIỂN CỬA ĐẠI, HỘI AN

  • 3.1. Đặt vấn đề
  • 3.2. Phân tích và khái quát một số quy luật về biến động mặt cắt ngang bãi biển từ số liệu đo đạc
    • 3.2.1. Phân tích biến động mặt cắt ngang bãi biển qua các giai đoạn
    • 3.2.2. Khái quát một số quy luật biến động MCN bãi khu vực biển Cửa Đại, Hội An
  • 3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của NDDS đến biến động bãi biển bằng mô hình toán
    • 3.3.1. Trường hợp tính toán và vị trí các mặt cắt tính toán
      • 3.3.1.1. Trường hợp tính toán
      • 3.3.1.2. Vị trí các mặt cắt ngang tính toán
    • 3.3.2. Kết quả mô phỏng nước dâng do sóng trong bão ven biển Cửa Đại, Hội An
      • 3.3.2.1. Kết quả tính toán lan truyền sóng từ nước sâu vào vùng ven bờ
      • 3.3.2.2. Kết quả mô phỏng, trích xuất phân bố độ cao sóng các trường hợp tính toán
      • 3.3.2.4.. Kết quả mô phỏng, trích xuất độ cao nước dâng do sóng các trường hợp tính toán
    • 3.3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của nước dâng do sóng tới biến động bãi khu vực biển Cửa Đại, Hội An
      • 3.3.3.1. Các kịch bản
      • 3.3.3.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nước dâng do sóng tới biến động bãi biển khu vực nghiên cứu
    • 3.3.4. Phân tích ảnh hưởng của nước dâng do sóng đến biến động bãi biển
      • 3.3.4.1. Phân tích ảnh hưởng của nước dâng do sóng tới biến động bãi biển theo KB1&KB2
      • 3.3.4.2. Phân tích ảnh hưởng của nước dâng do sóng tới biến động bãi biển theo KB1&KB3
  • 3.4. Kết luận Chương 3

• CHƯƠNG 4 NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH BẢO VỆ BÃI BIỂN CỬA ĐẠI, HỘI AN

  • 4.1. Giới thiệu chung
  • 4.2. Mục tiêu giải pháp công trình bảo vệ bãi biển Cửa Đại, Hội An
  • 4.3. Các căn cứ nghiên cứu đề xuất phương án bố trí công trình bảo vệ bãi biển
  • 4.4. Phương án bố trí công trình ngăn cát, giảm sóng
    • 4.4.1. Phương án chung bố trí mặt bằng công trình
    • 4.4.2. Các phương án bố trí công trình
      • 4.4.2.1. Lựa chọn kích thước và khoảng cách bố trí các công trình
      • 4.4.2.2. Các phương án bố trí công trình
  • 4.5. Đánh giá hiệu quả kỹ thuật của các phương án bố trí công trình
    • 4.5.1. Phương pháp đánh giá
    • 4.5.2. Độ cao sóng sau khi bố trí các phương án công trình bảo vệ
    • 4.5.3. Biến động bãi biển theo các phương án bố trí công trình
      • 4.5.3.1. Kết quả tính toán bồi, xói trên mặt bằng
      • 4.5.3.2. So sánh kết quả bồi, xói theo các mặt cắt ngang các phương án
  • 4.6. Lựa chọn phương án công trình
  • 4.7. Kết luận Chương 4

• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

  • I. Những kết quả đạt được cửa luận án
    • 1. Tổng quan nghiên cứu về nước dâng do sóng và công trình bảo vệ bờ
    • 2. Đã làm rõ cơ sở khoa học nghiên cứu phân tích nước dâng do sóng từ số liệu đo đạc tại hiện trường và sử dụng mô hình toán
    • 3. Đã làm rõ được một số quy luật, phân bố độ lớn nước dâng do sóng và ảnh hưởng của nước dâng do sóng đến biến động bãi biển Cửa Đại, Hội An
    • 4. Đề xuất được giải pháp công trình bảo vệ bờ khu vực biển Cửa Đại, Hội An
  • II. Đóng góp mới của luận án
    • (1). Thiết lập thành công kỹ thuật quan trắc và phương pháp phân tích xác định nước dâng do sóng từ kết quả quan trắc dao động mực nước ở vùng sóng tràn trong bão bằng công nghệ camera kết hợp hệ thống cọc tiêu trên bãi biển.
    • (2). Làm sáng tỏ các quy luật biến động bãi biển và tác động của nước dâng do sóng tới xói lở bãi biển Cửa Đại, Hội An, làm căn cứ đề xuất được giải pháp công trình bảo vệ bãi biển khu vực nghiên cứu.
  • III. Những tồn tại và kiến nghị hướng tiếp tục nghiên cứu
    • 1. Một số tồn tại
    • 2. Kiến nghị hướng tiếp tục nghiên cứu

• DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ