Thạc Sĩ Nghiên cứu đề xuất mặt cắt phù hợp cho tuyến đê lấn biển nam Đình Vũ

LUẬN VĂN THẠC SỸ
NĂM 2014

DANH MỤC CÁC HÌNH MINH HỌA

Chương 1. Tổng quan về các dạng mặt cắt đê biển
46TU Hình 1. 1. Đê biển Hà Lan U46T . 3
46TU Hình 1. 2. Đê biển Afsluitdijk –Hà Lan U46T . 4
46TU Hình 1. 3. Đê biển Saemangeum Hàn Quốc U46T 5
46TU Hình 1. 4. Mặt cắt ngang đê biển Saemangeum Hàn Quốc U46T . 5
46TU Hình 1. 5. Công trình đê biển New Orleans (Mỹ) U46T . 6
46TU Hình 1. 6. Đê Canvey Island - Anh U46T 7
46TU Hình 1. 7. Kè bờ dự án tuyến đường bao biển Lán Bè - Cột Đồng Hồ U46T . 7
46TU Hình 1. 8. Đê biển Cát Hải - Hải Phòng U46T 8
46TU Hình 1. 9. Đê biển khu du lịch Đồ Sơn U46T 8
46TU Hình 1. 10. Đê biển I, II - Hải Phòng U46T . 9
46TU Hình 1. 11. Đê biển Hải Hậu U46T 9
46TU Hình 1. 12. Đê biển Nghĩa Hưng - Nam Định U46T . 10
46TU Hình 1. 13. Kè chắn sóng biển xã Phước Thể U46T 10
46TU Hình 1. 14. Kè Liên Chiểu U46T . 11
46TU Hình 1. 15. Đê biển Hiệp Thạnh U46T 11
46TU Hình 1. 16. Đê biển Gò Công - Tiền Giang U46T . 12
46TU Hình 1. 17. Kè biển Tân Thành - Tiền Giang U46T 12
46TU Hình 1. 18. Đê cửa biển Gành Hào U46T 13
46TU Hình 1. 19. Kè chống xói lở cửa Vàm Đá Bạc U46T 13
46TU Hình 1. 20. Kè giảm sóng Đất Mũi U46T 14
46TU Hình 1. 21. Kè giảm sóng đê biển Tây U46T . 14
46TU Hình 1. 22. Kè rọ đá U46T . 15
46TU Hình 1. 23. Kè cừ bản nhựa U46T . 15
Chương 2. Nghiên cứu đề xuất hình dạng mặt cắt phù hợp cho đê biển
46TU Hình 2. 1. Mặt cắt tường đứng kết hợp mái nghiêng U46T . 23
46TU Hình 2. 2. Chiều dài mái quy đổi mái tường đứng kết hợp mái nghiêng U46T . 23
46TU Hình 2. 3. Mặt cắt mái nghiêng có tường đỉnh U46T 24
46TU Hình 2. 4. Chiều dài mái quy đổi mái nghiêng có tường đỉnh U46T . 24
46TU Hình 2. 5. Mặt cắt mái nghiêng không cơ U46T 25
46TU Hình 2. 6. Mặt cắt mái nghiêng hỗn hợp không cơ U46T 25

46TU Hình 2. 7. Chiều dài mái quy đổi mái nghiêng hỗn hợp không cơ U46T 25
46TU Hình 2. 8. Mặt cắt mái nghiêng hỗn hợp có cơ thấp U46T 26
46TU Hình 2. 9. Chiều dài mái quy đổi mái nghiêng hỗn hợp có cơ thấp U46T 26
46TU Hình 2. 10. Mặt cắt mái nghiêng hỗn hợp có cơ giảm sóng U46T 27
46TU Hình 2. 11. Chiều dài mái đê quy đổi mái nghiêng có cơ giảm sóng U46T . 27
46TU Hình 2. 12. Phân tích hình học các phương án mặt cắt đê U46T . 29
46TU Hình 2. 13. Biểu đô quan hệ H URU sl URU ~ m URU qđ UR46T 30
46TU Hình 2. 14. Biểu đồ diện tích các phương án mặt cắt đê U46T . 30
46TU Hình 2. 15. Sơ đồ phân bố áp lực sóng lên mái công trình U46T 32
46TU Hình 2. 16. Mái quy đổi tương đương mái nghiêng có tường đỉnh U46T . 33
46TU Hình 2. 17. Biểu đồ áp lực sóng lên mái kết hợp mái nghiêng có tường đỉnh U46T . 34
46TU Hình 2. 18. Sơ đồ mặt cắt mái nghiêng tính toán áp lực sóng mái nghiêng không cơ U46T 34
46TU Hình 2. 19. Biểu đồ áp lực sóng lên mái nghiêng không cơ U46T 35
46TU Hình 2. 20. Mái quy đổi tương đương mái nghiêng hỗn hợp không cơ U46T 35
46TU Hình 2. 21. Biểu đồ áp lực sóng lên mái nghiêng hỗn hợp không có cơ U46T . 36
46TU Hình 2. 22. Mái quy đổi tương đương mái nghiêng hỗn hợp có cơ thấp U46T . 36
46TU Hình 2. 23. Biểu đồ áp lực sóng lên mái nghiêng có cơ thấp U46T 37
46TU Hình 2. 24. Mái quy đổi tương đương mái nghiêng hỗn hợp có cơ giảm sóng U46T . 37
46TU Hình 2. 25. Biểu đồ áp lực sóng lên mái nghiêng hỗn hợp có cơ giảm sóng U46T 38
46TU Hình 2. 26. Biểu đồ phân bố áp lực sóng lên mái công trình U46T . 39
46TU Hình 2. 27. Biểu đồ quan hệ giữa Áp lực sóng và độ dốc mái đê U46T 40
46TU Hình 2. 28. Biểu đồ quan hệ giữa tổng áp lực sóng và độ dốc mái đê U46T . 40
Chương 3. Áp dụng mặt cắt phù hợp để thiết kế đê lấn biển Nam Đình Vũ
46TU Hình 3. 1. Biểu đồ quan hệ giữa γ UR b RU ~d UR h RU /Hs U46T . 46
46TU Hình 3. 2. Biểu đồ quan hệ giữa chiều cao đỉnh đê và chiều rộng cơ thấp U46T 47
46TU Hình 3. 3. Biểu đồ quan hệ giữa diện tích mặt cắt đê và chiều rộng cơ thấp U46T 47
46TU Hình 3. 4. Kích thước hình học mặt cắt đê lấn biển nam Đình Vũ sơ bộ chọn U46T . 50
46TU Hình 3. 5. Đầu đo sóng U46T 52
46TU Hình 3. 6. Các biểu đồ kiểm định đầu đo U46T . 56
46TU Hình 3. 7. Mặt cắt thí nghiệm U46T 58
46TU Hình 3. 8. Hình ảnh xây dựng mô hình trong máng sóng U46T 59
46TU Hình 3. 9. Hình dạng mặt cắt đê lấn biển nam Đình Vũ U46T 63

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU


Chương 1. Tổng quan về các dạng mặt cắt đê biển
46TU Bảng 1. 1. Tổng hợp các dạng mặt cắt đê biển U46T 16
46TU Bảng 1. 2. Dạng mặt cắt đê biển và điều kiện áp dụng U46T 18
46TU Bảng 1. 3. Dạng kết cấu bảo vệ mái đê và điều kiện áp dụng U46T . 19
Chương 2. Nghiên cứu đề xuất hình dạng mặt cắt phù hợp cho đê biển
46TU Bảng 2. 1. Thông số mặt cắt phục vụ tính toán U46T 21
46TU Bảng 2. 2. Các điều kiện biên tính toán U46T . 22
46TU Bảng 2. 3. Tổng hợp các kết quả tính toán sóng leo với các dạng mặt cắt U46T 28
46TU Bảng 2. 4. Hệ số k UR t R46T . 32
46TU Bảng 2. 5. Hệ số P URU ctl UR46T . 32
46TU Bảng 2. 6. Áp lực sóng lên mái tương đương mái nghiêng tường đỉnh U46T . 33
46TU Bảng 2. 7. Áp lực sóng lên mái nghiêng không cơ U46T 34
46TU Bảng 2. 8. Áp lực sóng lên mái tương đương mái nghiêng hỗn hợp không cơ U46T . 35
46TU Bảng 2. 9. Áp lực sóng lên mái tương đương mái nghiêng hỗn hợp có cơ thấp U46T . 37
46TU Bảng 2. 10. Áp lực sóng lên mái quy đổi mái nghiêng hỗn hợp có cơ giảm sóng U46T 38
46TU Bảng 2. 11. Tổng hợp giá trị áp lực sóng lên các dạng hình thái mặt cắt U46T 39
46TU Bảng 2. 12. Phân tích lựa chọn dạng mặt cắt U46T . 41
Chương 3. Áp dụng mặt cắt phù hợp đê thiết kế đê lấn biển Nam Đình Vũ
46TU Bảng 3. 1. Điểm khống chế tuyến đê U46T . 43
46TU Bảng 3. 2. Hệ số chiết giảm sóng leo của cơ đê U46T 45
46TU Bảng 3. 3. Các giá trị tỷ lệ mô hình - nguyên hình U46T 53
46TU Bảng 3. 4. Tham số sóng thí nghiệm U46T . 53
46TU Bảng 3. 5. Địa hình thí nghiệm U46T 54
46TU Bảng 3. 6. Số liệu kiểm định đầu đo sóng U46T . 56
46TU Bảng 3. 7. Giá trị chiều cao sóng tại các vị trí cụ thể trên bãi theo cấp sóng U46T 60
46TU Bảng 3. 8. Giá trị lưu lượng tràn ứng với các trường hợp thí nghiệm U46T . 61



MỤC LỤC

46T PHẦN MỞ ĐẦU 46T 1
46T 1. Tính cấp thiết của đề tài 46T 1
46T 2. Mục tiêu của đề tài 46T 1
46T 3. Hướng tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 46T 1
46T 4. Kết quả đạt được của luận văn 46T 2
46T 5. Nội dung chính của luận văn 46T . 2
46T CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC DẠNG MẶT CẮT ĐÊ BIỂN 46T 3
46T 1.1. Mở đầu 46T . 3
46T 1.2. Tổng quan về các dạng mặt cắt đê biển 46T . 3
46T 1.2.1. Tổng quan về các dạng mặt cắt đê biển trên thế giới 46T 3
46T 1.2.2. Tổng quan các dạng mặt cắt đê biển trong nước 46T 7
46T 1.2.3. Nhận xét, đánh giá chung 46T 16
46T 1.2.4. Phân loại và điều kiện áp dụng của các dạng mặt cắt đê biển 46T 18
46T 1.3. Kết luận chương 1 46T 19
46T CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT HÌNH DẠNG MẶT CẮT PHÙ HỢP
CHO ĐÊ BIỂN 20
46T 2.1. Các tiêu chí lựa chọn hình dạng mặt cắt phù hợp cho đê biển 46T . 20
46T 2.2. Phân tích, lựa chọn hình dạng mặt cắt phù hợp cho đê biển 46T 20
46T 2.2.1. Khả năng giảm sóng leo của các phương án mặt cắt đê có mái nghiêng 46T . 22
46T 2.2.2. Khả năng chịu tải trọng sóng, giảm áp lực sóng của các dạng mặt cắt 46T 31
46T 2.2.3. Khả năng ổn định tổng thể của các dạng mặt cắt đê có mái nghiêng 46T . 41
46T 2.2.4. Phân tích lựa chọn dạng mặt cắt tối ưu áp dụng cho thiết kế đê biển 46T . 41
46T 2.5. Kết luận chương 2 46T 42
46T CHƯƠNG 3. ÁP DỤNG HÌNH DẠNG MẶT CẮT PHÙ HỢP ĐỂ THIẾT KẾ
ĐÊ LẤN BIỂN NAM ĐÌNH VŨ 43
46T 3.1. Mở đầu 46T . 43

46T 3.1.1. Giới thiệu về Dự án đê lấn biển Nam Đình Vũ 46T 43
46T 3.1.1. Phạm vi nghiên cứu áp dụng 46T . 44
46T 3.2. Các tham số tính toán 46T . 44
46T 3.2.1. Cấp công trình 46T . 44
46T 3.2.2. Các chỉ tiêu tính toán 46T 44
46T 3.2.3. Tham số mực nước và tham số sóng thiết kế 46T 44
46T 3.3. Tính toán mặt cắt đê lấn biển nam Đình Vũ 46T 45
46T 3.3.1. Cơ đê 46T . 45
46T 3.3.2. Chiều rộng mặt đê 46T . 48
46T 3.3.3. Xác định cao trình đỉnh đê 46T 48
46T 3.3.5. Tổng hợp các kích thước mặt cắt đê 46T . 50
46T 3.4. Kiểm tra kết quả tính toán bằng mô hình vật lý máng sóng 46T 51
46T 3.4.1. Mục tiêu của thí nghiệm 46T . 51
46T 3.4.2. Giới thiệu về mô hình máng sóng 46T . 51
46T 3.4.3. Chọn tỷ lệ mô hình 46T 52
46T 3.4.4. Các điều kiện biên về địa hình, thủy hải văn 46T 53
46T 3.4.5. Kiểm định mô hình 46T . 54
46T 3.4.6. Phương án thí nghiệm kiểm chứng 46T . 58
46T 3.4.7. Phân tích kết quả thí nghiệm 46T . 59
46T 3.5. Đánh giá đề xuất mặt cắt chọn 46T . 62
46T 3.5.1. Đánh giá kết quả tính toán xác định hình dạng mặt cắt 46T 62
46T 3.5.2. Đề xuất mặt cắt phù hợp 46T . 62
46T 3.6. Kết luận chương 3 46T 63
46T KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 46T 65
46T TÀI LIỆU THAM KH ẢO 46T 67
46T PHỤ LỤC 46T . 68
1

PHẦN MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
Khu kinh tế biển Đình Vũ - Cát Hải là một trong 5 khu kinh tế ven biển của
nước ta được Nhà nước đặc biệt chú trọng đầu tư. Khu kinh tế hình thành sẽ góp
phần phát triển mạnh mẽ kinh tế ven biển của thành phố Hải Phòng nói riêng và cả
nước nói chung. Theo quy hoạch khu công nghiệp được xây dựng trên khu đất lấn
biển có diện tích mặt nước trên 2000ha, đây là bãi bồi được hình thành trong phạm
vi giữa hai cửa sông: cửa sông Bạch Đằng và cửa sông Cấm. Địa chất nền bãi bồi
ngập nước mềm yếu, cốt nền từ -1,5m đến -2,5m. Phía Đông đến Nam chịu tác
động trực tiếp của: sóng, bão, thủy triều, nước biển dâng.v.v Việc lấn biển theo
phương pháp truyền thống lấn dần là không thể thực hiện được. Để có được nền khu
đất trên mực nước triều phục vụ xây dựng cơ sở hạ tầng khu kinh tế đòi hỏi phải có
một tuyến đê lấn biển phù hợp. Đề tài luận văn “Nghiên cứu đề xuất mặt cắt phù
hợp cho tuyến đê lấn biển Nam Đình Vũ” để đảm bảo cho tuyến đê ổn định trên
nền yếu chống được sóng bão thiết kế, nội dung quan trọng nhất là lựa chọn và tính
toán hình dạng mặt cắt đê phù hợp với thực tế có tính khả thi cao, góp phần vào
việc đưa ra được giải pháp tối ưu cho xây dựng công trình bảo vệ khu kinh tế Đình
Vũ - Cát Hải, đẩy nhanh tiến độ hình thành khu kinh tế theo mục tiêu đặt ra.
2. Mục tiêu của đề tài
Nghiên cứu, phân tích, lựa chọn, thiết kế hình dạng mặt cắt phù hợp trên cơ sở
phân tích tương tác các điều kiện biên biển thiết kế tại khu vực nghiên cứu như: chế
độ sóng, thủy triều, mực nước,.v.v với công trình và đề xuất giải pháp đảm bảo
các yêu cầu kỹ thuật, kinh tế, có tính khả thi cao.
3. Hướng tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
a. Đối tượng, phạm vi và nội dung nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Mặt cắt đê biển và các giải pháp đã đề xuất.
- Phạm vi nghiên cứu: Tuyến đê lấn biển nam Đình vũ thuộc Khu kinh tế Đình
Vũ - Cát Hải (Phường Đông Hải 2 & Phường Tràng Cát, Q. Hải An, TP Hải Phòng) tuyến B-G trực diện với biển dài 5.581m.
- Nội dung nghiên cứu: Luận văn giới hạn tập trung nghiên cứu về hình dạng
mặt cắt đê biển phù hợp nhất với điều kiện biên thực tế.
b. Phương pháp nghiên cứu và công cụ sử dụng
(1) Phương pháp nghiên cứu
- Kế thừa, áp dụng có chọn lọc sản phẩm khoa học và công nghệ hiện có trên
thế giới và trong nước . Kế thừa các nghiên cứu khoa học, các dự án liên quan đến
đê lấn biển, đặc biệt đê lấn biển trên nền đất bồi mềm yếu.
- Phương pháp phân tích.
- Mô hình vật lý/mô hình toán.
- Kinh nghiệm đúc rút từ các trường hợp tương tự.
- Phương pháp chuyên gia.
(2) Công cụ sử dụng
Ứng dụng lý thuyết tính toán thiết kế, đánh giá lựa chọn mặt cắt phù hợp nhất
với điều kiện biên biển. Sau khi lựa chọn được hình dạng mặt cắt hợp lý áp dụng
tính toán cho đê lấn biển nam Đình Vũ, hiệu quả giảm sóng tràn được kiểm tra lại
bằng mô hình vật lý máng sóng.
4. Kết quả đạt được của luận văn
- Đề xuất mặt cắt phù hợp cho tuyến đê lấn biển Nam Đình Vũ.
5. Nội dung chính của luận văn
Phần mở đầu
Chương 1: Tổng quan về các dạng mặt cắt đê biển
Chương 2: Nghiên cứu đề xuất mặt cắt phù hợp cho đê biển
Chương 3: Áp dụng mặt cắt phù hợp để thiết kế đê lấn biển nam Đình Vũ
Kết luận và kiến nghị
Tài liệu tham khảo
Phụ lục