Tên luận án:
NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG BÃI DO TÁC ĐỘNG CỦA CÔNG TRÌNH GIẢM SÓNG, TẠO BỒI CHO KHU VỰC HẢI HẬU - NAM ĐỊNH
Ngành:
Hải dương học
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án tập trung nghiên cứu biến động bãi biển tại khu vực Hải Hậu, Nam Định, một vùng bờ biển đang đối mặt với tình trạng xói lở nghiêm trọng. Mở đầu luận án nêu bật tính cấp thiết của việc nghiên cứu ảnh hưởng và tương tác của các công trình bảo vệ bờ đối với chế độ thủy thạch động lực ven bờ, đặc biệt khi nhiều công trình hiện có bộc lộ nhược điểm. Khu vực Hải Hậu có chiều dài bờ biển 33,32km, trong đó 17,2km bị xói lở với tốc độ trung bình 14,5m/năm, gây hư hỏng đê biển nghiêm trọng (điển hình là bão Damrey năm 2005).
Mục tiêu nghiên cứu chính bao gồm xác định quy luật biến động đường bờ, bãi biển dưới tác động của động lực ven bờ; tính toán và mô phỏng tương tác sóng-công trình để làm rõ diễn biến hình thái; và đề xuất giải pháp chỉnh trị phù hợp phục vụ phòng chống thiên tai. Đối tượng nghiên cứu là tác động của sóng biển và ảnh hưởng của công trình giảm sóng, tạo bồi đến sự biến động bãi, bờ biển khu vực Hải Hậu. Phạm vi nghiên cứu giới hạn trong vùng ven biển Hải Hậu, Nam Định.
Luận án áp dụng kết hợp các phương pháp nghiên cứu chính: thống kê, phân tích tài liệu thu thập và thực đo; thí nghiệm trên mô hình vật lý về tương tác sóng-công trình; và phương pháp mô hình toán (GENESIS, MIKE 21FM). Các phương pháp này bổ trợ lẫn nhau để giải quyết mục tiêu chung. Các đóng góp mới của luận án bao gồm việc bước đầu xác định một số quy luật diễn biến bãi, xây dựng các quan hệ giữa biến động bãi dưới tác động của sóng, dòng chảy ven bờ, chỉ ra nguyên nhân gây mất ổn định bờ biển, và lựa chọn phương án công trình chỉnh trị phù hợp dựa trên mô phỏng.
Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra các quy luật biến động bãi biển tại Hải Hậu, đặc biệt là xu thế xói lở vào mùa gió Đông Bắc và bồi tụ vào mùa gió Tây Nam, với mức độ xói lớn hơn bồi. Luận án cũng xác định nguyên nhân mất ổn định bờ biển do mất cân bằng bùn cát nghiêm trọng và dòng vận chuyển dọc bờ có tính quyết định. Dạng mặt cắt đặc trưng được đề xuất là hàm Logarit. Dựa trên thí nghiệm mô hình vật lý và mô phỏng số trị, luận án đã đề xuất các thông số kỹ thuật tối ưu cho đê ngầm phá sóng (cao trình đỉnh ∆=+1,4m, bề rộng đỉnh B=3,0÷5,0m, mái đê m=1:2) và một cụm công trình phức hợp gồm 05 đê ngầm phá sóng kết hợp 07 mỏ hàn chữ T cho khu vực Hải Triều - Hải Hòa nhằm giảm sóng, tạo bồi và ổn định bờ biển.
Mục lục chi tiết:
- MỞ ĐẦU
- 1. Tính cấp thiết
- 2. Mục tiêu nghiên cứu
- 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- 4. Phương pháp nghiên cứu
- 5. Ý nghĩa khoa học
- 6. Ý nghĩa thực tiễn
- 7. Những đóng góp mới của luận án
- 8. Cấu trúc của luận án
- Chương 1- TỔNG QUAN NHỮNG NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
- 1.1. Các nghiên cứu ngoài nước
- 1.2. Các nghiên cứu trong nước
- 1.3. Kết luận chương 1
- Chương 2-LỰA CHỌN VÀ THIẾT LẬP CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- 2.1. Lựa chọn các phương pháp nghiên cứu
- 2.2. Phương pháp khảo sát và thống kê phân tích số liệu thu thập
- 2.2.1. Phương pháp khảo sát, phân tích các tài liệu đo đạc
- 2.2.2. Các số liệu thu thập, phân tích của luận án
- 2.2.3. Các nội dung phân tích thống kê số liệu thu thập, đo đạc của luận án
- 2.3. Phương pháp nghiên cứu trên mô hình vật lý
- 2.3.1. Cơ sở lý thuyết về thí nghiệm mô hình sóng
- 2.3.2. Mô phỏng tương tự các giá trị, chọn tỉ lệ mô hình
- 2.3.3. Giới thiệu hệ thống máng sóng Flanders
- 2.3.4. Các điều kiện biên về số liệu địa hình, thủy hải văn
- 2.3.5. Kiểm định mô hình thí nghiệm
- 2.3.6. Các phương án thí nghiệm
- 2.4. Phương pháp nghiên cứu trên mô hình toán
- 2.4.1. Giới thiệu mô hình tính biến đổi đường bờ GENESIS
- 2.4.2. Giới thiệu mô hình MIKE 21FM
- 2.4.3. Thiết lập mô hình tính toán diễn biến đường bờ và các phương án tính
- 2.4.4. Thiết lập mô hình tính các chế độ thủy thạch động lực (Mike 21) và các phương án tính toán của luận án
- 2.5. Kết luận chương 2
- Chương 3-NGUYÊN NHÂN VÀ ĐẶC ĐIỂM DIỄN BIẾN BỜ, BÃI VÀ MẶT CẮT NGANG BÃI VÙNG VEN BIỂN HẢI HẬU
- 3.1. Diễn biến hình thái các vùng cửa sông ảnh hưởng đến ổn định bờ biển Hải Hậu
- 3.1.1. Diễn biến vùng cửa sông Ba Lạt, Sò, Lạch Giang và ảnh hưởng của chúng đến ổn định bờ, bãi biển Hải Hậu
- 3.1.2. Xu thế bồi tụ-xói lở ở Hải Hậu trong thời kỳ cận đại
- 3.2. Phân tích diễn biến, xác định dạng mặt cắt bãi đặc trưng cho khu vực Hải Hậu
- 3.2.1. Phân tích một số quy luật biến động mặt cắt bãi biển thực tế theo từng thời kỳ
- 3.2.2. Mặt cắt ngang đặc trưng ven biển Hải Hậu - Nam Định
- 3.3. Xác định nguyên nhân gây mất ổn định cho bờ, bãi biển Hải Hậu-Nam Định
- 3.3.1. Xác định một số nguyên nhân chung
- 3.3.2. Biến động hình thái cửa Ba Lạt ảnh hưởng đến quá trình xói lở bờ biển cho khu vực nghiên cứu
- 3.4. Kết luận chương 3
- Chương 4- KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM TRÊN MÔ HÌNH VẬT LÝ VÀ MÔ PHỎNG SỐ TRỊ VỀ CÁC THAM SỐ KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH ĐÊ NGẦM BẢO VỆ BỜ VÀ DIỄN BIẾN HÌNH THÁI KHU VỰC HẢI HẬU
- 4.1. Kết quả thí nghiệm trên mô hình vật lý
- 4.1.1. Thí nghiệm lựa chọn cao trình đỉnh đê ngầm
- 4.1.2. Lựa chọn tham số bề rộng đỉnh đê ngầm
- 4.1.3. Lựa chọn hệ số mái dốc cho đê ngầm
- 4.1.4. Nhận xét chung
- 4.2. Kết quả nghiên cứu mô phỏng trên mô hình toán
- 4.2.1. Tác động của công trình giảm sóng đến diễn biến hình thái đường bờ
- 4.2.2. Lựa chọn các tham số công trình phù hợp dựa trên các kết quả đã nghiên cứu tính toán
- 4.2.3. Tính toán chế độ thủy thạch động lực với cụm công trình đề xuất chỉnh trị đối với khu vực nghiên cứu
- 4.3. Đề xuất các giải pháp phòng chống xói lở và bảo vệ bãi, đê biển Hải Hậu
- 4.3.1. Đánh giá hiệu quả các biện pháp công trình giảm sóng, gây bồi trên bãi biển đã thực hiện tại Hải Hậu
- 4.3.2. Quy hoạch công trình bảo vệ bờ biển Hải Hậu
- 4.4. Kết luận chương 4
- KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ