Luận án Nghiên cứu sóng tràn qua đê biển có tường đỉnh ở Bắc bộ

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU SÓNG TRÀN QUA ĐÊ BIỂN CÓ TƯỜNG ĐỈNH Ở BẮC BỘ

Ngành:

Xây dựng công trình thủy

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Việt Nam, một quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề bởi biến đổi khí hậu và nước biển dâng, có nhiều trung tâm kinh tế, văn hóa dọc bờ biển. Đê biển Bắc Bộ, với cao trình đỉnh tương đối thấp, mặt đê nhỏ và mái dốc trực diện biển, thường xuyên chịu hư hại do sóng tràn. Để giảm thiểu tình trạng này, việc xây dựng tường đỉnh thấp trên đê là một giải pháp hữu hiệu, kinh tế và khả thi, đặc biệt tại những tuyến đê có hành lang hẹp hoặc hạn chế về quỹ đất. Tuy nhiên, các nghiên cứu trước đây về ảnh hưởng của tường đỉnh thấp, đặc biệt là tương tác giữa sóng – tường và dòng chảy sóng tràn, vẫn chưa đầy đủ.

Luận án này được thực hiện với mục tiêu nghiên cứu ảnh hưởng của tường đỉnh thấp đến lưu lượng sóng tràn trung bình và tính chất dòng chảy sóng tràn qua đê biển, từ đó góp phần nâng cao độ tin cậy trong tính toán sóng tràn và bổ sung luận cứ khoa học cho tiêu chuẩn kỹ thuật đê biển hiện hành. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu tập trung vào sóng tràn qua đê biển có tường đỉnh thấp cho các đê biển hiện có ở Bắc Bộ - Việt Nam.

Để đạt được mục tiêu, luận án đã tổng hợp và phân tích các công trình nghiên cứu liên quan, đồng thời sử dụng kết hợp các phương pháp nghiên cứu tổng quan, thực nghiệm (mô hình vật lý máng sóng) và mô hình toán (NLSW, RANS-VOF).

Những đóng góp mới của luận án bao gồm việc làm sáng tỏ bản chất ảnh hưởng của tường đỉnh đến các đặc trưng sóng tràn, chứng minh tính ưu việt của thềm trước qua phân tích tương tác sóng – tường. Luận án đã xây dựng được công thức thực nghiệm xác định hệ số ảnh hưởng tổng hợp của tường đỉnh thấp đối với lưu lượng sóng tràn trung bình (trường hợp sóng đều), cùng với đường cong quan hệ tường minh giữa chiều cao sóng bắn và các tham số sóng, hình học tường. Đặc biệt, luận án đã đề xuất một mặt cắt ngang đê biển tường đỉnh có thềm trước hợp lý, hiệu quả, phù hợp với thực tiễn đê biển Bắc Bộ - Việt Nam. Các kết quả nghiên cứu cũng được áp dụng để tính toán sóng tràn cho đê biển Giao Thủy, tỉnh Nam Định, và được chuyển tải thành phần mềm tính toán sóng tràn đơn giản, dễ sử dụng. Luận án đã làm sáng tỏ tính chất sóng tràn qua đê khi có tường đỉnh thấp, góp phần nâng cao chất lượng thiết kế đê biển có tường đỉnh thấp ở nước ta.

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
  • 4. Nội dung nghiên cứu
  • 5. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
    • 5.1. Cách tiếp cận
    • 5.2. Các phương pháp sử dụng trong luận án
  • 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
  • 7. Những đóng góp mới của luận án
  • 8. Cấu trúc của luận án

• CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU SÓNG TRÀN QUA ĐÊ BIỂN CÓ TƯỜNG ĐỈNH THẤP

  • 1.1 Tổng quan về nghiên cứu sóng tràn qua đê biển
  • 1.2 Nguyên nhân, cơ chế phá hoại đê biển và giải pháp giảm thiểu
    • 1.2.1 Nguyên nhân hư hỏng đê biển
    • 1.2.2 Cơ chế phá hoại đê biển do sóng tràn
    • 1.2.3 Giải pháp giảm thiểu sóng tràn cho đê biển Bắc bộ
  • 1.3 Tổng quan về đê biển có tường đỉnh thấp ở Miền Bắc
  • 1.4 Tổng quan nghiên cứu sóng tràn qua đê biển có tường đỉnh thấp
    • 1.4.1 Ở trên thế giới (TAW 2002)
    • 1.4.2 Ở Việt Nam
  • 1.5 Kết luận chương 1

• CHƯƠNG 2 MÔ HÌNH VẬT LÝ MÁNG SÓNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TƯỜNG ĐỈNH THẤP ĐẾN SÓNG TRÀN QUA ĐÊ BIỂN

  • 2.1 Mục đích nghiên cứu
  • 2.2 Cơ sở lý thuyết về tương tự
  • 2.3 Mô tả thí nghiệm sóng đều
    • 2.3.1 Máng sóng
    • 2.3.2 Mô hình đê và các tham số thí nghiệm
    • 2.3.3 Chương trình thí nghiệm
  • 2.4 Phân tích kết quả thí nghiệm
    • 2.4.1 Ảnh hưởng của tường đỉnh đến lưu lượng sóng tràn trung bình
    • 2.4.2 Ảnh hưởng của tường đến chiều cao sóng bắn
  • 2.5 Kết luận chương 2

• CHƯƠNG 3 TƯƠNG TÁC SÓNG – TƯỜNG VÀ DÒNG CHẢY SÓNG TRÀN QUA ĐÊ BIỂN CÓ TƯỜNG ĐỈNH THẤP

  • 3.1 Đặt vấn đề
  • 3.2 Mô hình NLSW (Tuấn và Oumeraci, 2010)
    • 3.2.1 Hệ phương trình cơ bản
    • 3.2.2 Sóng tràn đối với sóng ngẫu nhiên
  • 3.3 Mô hình RANS-VOF (COBRAS-UC, máng sóng số)
    • 3.3.1 Giới thiệu máng sóng số
    • 3.3.2 Hệ phương trình cơ bản
    • 3.3.3 Sóng tràn đối với sóng ngẫu nhiên
    • 3.3.4 Sóng tràn đối với sóng đều
      • 3.3.4.1 Lưu lượng sóng tràn trung bình
      • 3.3.4.2 Tương tác giữa sóng - tường và dòng chảy
  • 3.4 Kết luận chương 3

• CHƯƠNG 4 ÁP DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN SÓNG TRÀN QUA ĐÊ BIỂN GIAO THỦY, TỈNH NAM ĐỊNH

  • 4.1 Giới thiệu công trình
  • 4.2 Tính toán sóng tràn
  • 4.3 Kết quả tính toán sóng tràn và đề xuất mặt cắt ngang đê biển
    • 4.3.1 Kết quả tính sóng tràn qua đê biển Giao Thủy, tỉnh Nam Định
    • 4.3.2 Đề xuất hình dạng mặt cắt ngang đê biển
  • 4.4 Kết luận chương 4

• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

  • 1. Kết quả đạt được của luận án
  • 2. Tồn tại và kiến nghị
    • 2.1. Tồn tại
    • 2.2. Kiến nghị