zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

» Môi trường

Xác định điều kiện biên cho bố trí không gian giải pháp tôn tạo đảo nổi thuộc QĐTS

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

13
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Xác định điều kiện biên cho bố trí không gian giải pháp tôn tạo đảo nổi thuộc QĐTS nghiên cứu, xác định các đặc trưng như mực nước, chiều cao sóng ý nghĩa, chu kì sóng, hướng sóng chủ đạo ở một trong những đảo nổi thuộc Quần đảo Trường Sa.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Xác định điều kiện biên cho bố trí không gian giải pháp tôn tạo đảo nổi thuộc QĐTS

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 XÁC ĐỊNH ĐIỀU KIỆN BIÊN CHO BỐ TRÍ KHÔNG GIAN GIẢI PHÁP TÔN TẠO ĐẢO NỔI THUỘC QĐTS Nguyễn Quang Chiến1, Lê Hải Trung1 1 Trường Đại học Thủy lợi, email: nguyenquangchien@gmail.com 1. GIỚI THIỆU Số liệu sóng được trích lấy từ cơ sở dữ liệu Các đảo san hô nổi ngoài khơi Biển Đông mô hình sóng WaveWatch III (NOAA) tại vị vừa có giá trị về tài nguyên thiên nhiên, cảnh trí 11,5° Bắc, 115,5° Đông trong thời đoạn quan vừa có ý nghĩa chiến lược về an ninh 2011-2015. Thống kê sóng theo các thángcho quốc phòng. Các đảo nổi đều có diện tích rất thấy các tháng XI, XII và I có hoạt động sóng nhỏ, 0,1 tới 0,5km2. Do đó, việc tôn tạo và mạnh mẽ nhất. Hướng sóng chủ đạo là Đông mở rộng bãi quanh đảo là một nhu cầu cấp Bắc và Bắc với chiều cao sóng vượt 4,5m. thiết và đang được quan tâm nghiên cứu. Đây là vùng nước sâu và sóng ít bị vỡ. Hình Để phát huy hiệu quả làm việc, các giải 1 thể hiện hoa sóng điển hình tháng XII. pháp tôn tạo cần được bố trí không gian hợp lí và thiết kế ổn định về kết cấu. Trong đó, qui luật diễn biến hình thái, các tham số địa hình, tham số thủy động lực, tham số môi trường sinh thái của đảo là quan trọng và cần được nghiên cứu tỉ mỉ. Bài báo này nhằm nghiên cứu, xác định các đặc trưng như mực nước, chiều cao sóng ý nghĩa, chu kì sóng, hướng sóng chủ đạo ở một trong những đảo nổi thuộc Quần đảo Trường Sa (QĐTS). Đây là những điều kiện thủy động lực phục vụ bố trí không gian bãi đảo và giải pháp chỉnh trị, mở rộng đảo. 2. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN & SỐ LIỆU Hình 1. Hoa sóng vùng ngoài khơi, Đảo nghiên cứu nằm ở giữa vùng lòng trung bình cho tháng XII trũng Biển Đông, xa đất liền. Phần nổi của thời đoạn 2011-2015 đảo có kích thước khoảng 100m × 500m; Địa hình đáy biển khu vực quanh đảo được phần thềm san hô quanh đảo có bề rộng trung khảo sát trong phạm vi 300 ha, và lập thành bình 500m. Bãi đảo dự kiến tôn tạo có đường bờ theo hướng Tây Bắc - Đông Nam. bình đồ tỉ lệ 1/2000. Đây là cơ sở để trích Tác động của thuỷ triều không đáng kể. xuất mặt cắt đáy biển và bãi đảo phục vụ tính Đảo chưa có trạm hải văn và việc triển khai truyền sóng. Mặt cắt này dài 700 m. Từ bờ thiết bị khảo sát cũng không được thực hiện đảo, một vùng thềm nằm ngang rộng 500 m ở thường xuyên do những khó khăn về mặt địa cao độ 0 m và tiếp đó là một sườn dốc 1/25, lí, kĩ thuật. nối với đáy biển. 750
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 3. TÍNH TOÁN 30 H .s Tp  (2) Ta cần ước tính các thông số hải văn thiết 1,56 kế để đảm bảo giải pháp hoạt động hiệu quả, Kết quả tính toán cho thấy hai hướng sóng tôn tạo và mở rộng được bãi đảo. Để đặc chủ đạo Đông Bắc và Bắc có chiều cao sóng trưng cho sự hoạt động ổn định của giải pháp, địa mạo lần lượt bằng 2,00 m và 2,60m (với các điều kiện hải văn cần được chọn sao cho chu kì tương ứng 6,20s và 7,07s) được chọn những biến động dài hạn của bãi biển vẫn làm điển hình. Sóng Đông Bắc mặc dù có như nhau nếu thay thế biến trình hải văn bằng chiều cao nhỏ hơn nhưng vượt trội về số lần những đại lượng đặc trưng không đổi như xuất hiện. mực nước, chiều cao sóng ý nghĩa, chu kì sóng, hướng sóng chủ đạo. 3.1. Mực nước Để đặc trưng cho cả tuổi thọ công trình, ta chọn mực nước trung bình nhiều năm ở đảo cho điều kiện biên để tính toán, tức là bằng +0,0m. 3.2. Vùng nước sâu Số liệu cho thấy hai mùa sóng rõ rệt với Hình 2. Liên hệ giữa chiều cao (trục tung) thời gian duy trì dài gần bằng nhau: mùa và chu kì sóng đỉnh phổ (trục hoành) đông có sóng mạnh từ hướng Đông Bắc, mùa hè sóng từ hướng Tây, yếu hơn. Theo nguyên 3.3. Đặc trưng sóng thiết kế tắc những sóng lớn sẽ có vai trò đặc biệt quan Chương trình phần mềm Wadibe (Thiều trọng đến vận chuyển bùn cát và diễn biến bờ Quang Tuấn, 2015) được sử dụng để tính biển (De Vriend và nnk, 1993), ta tính được truyền sóng từ vùng nước nông vào nước sâu chiều cao sóng địa mạo, Hmor. Chiều cao sóng với điều kiện biên như Bảng 1. này tương đương với một chuỗi chiều cao sóng với tác động tương đương về phương Bảng 1. Điều kiện biên tính truyền sóng diện biến đổi hình thái bờ biển dài hạn: Đặc trưng Bắc Đông Bắc 2.5 H mor   Pi H i2.5 (1) Hrms[m] 2,83 3,68  Pi Tp[s] 6,20 7,07 trong đó Hi (m) là chiều cao sóng ý nghĩa của Góc hướng sóng 0° 45° cấp sóng thứ i; Pi (%) là tần suất xảy ra của Sop[-] 0,033 0,033 cấp sóng này. Dựa trên số liệu sóng thống kê theo các Tính toán cho hai hướng có cùng điều kiện hướng với các cấp sóng cách nhau 0,5m, ta gồm mực nước = 0,0 m,độ dốc mặt sóng vỡ có thể áp dụng công thức (1) để tính chiều β0 = 0,1; hệ số tiêu tán năng lượng α = 1; hệ cao sóng địa mạo cho từng hướng riêng. Chu số ma sátf = 0,106. Hệ số ma sát đáy f được kì sóng có thể được tính ra dựa trên tương chọn đối với vùng đáy biển san hô, dựa trên quan phi tuyến Hs ~ Tp tổng hợp từ số liệu nghiên cứu của Lowe và nnk. (2005) rồi quy WaveWatch, như ở Hình 2. Độ dốc sóng đổi về công thức dùng trong Wadibe. Chỉ số nước sâu, Hs / 1,56Tp2 ở trong khoảng từ 1:25 sóng vỡ γb được lấy theo công thức Battjes & đến 1:100. Như vậy, số liệu sóng thu được từ Janssen (1978). Bước ô lưới tính toán Δx = WaveWatch có xu hướng thoải. Ta chọn giá 2 m và có hiệu chỉnh độ sâu tính toán trị độ dốc điển hình của sóng nước sâu (Sop) (Roelvink, 1995) với n = 0,50 và p = 0,80 khi là 1:30 để tính Tp xét đến sóng dềnh. 751
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 Kết quả sau khi chạy Wadibe cho ra biểu đồ pháp với tổ hợp tải trọng cực hạn thì tần suất suy giảm sóng, như Hình 3. Ở đoạn tiếp giáp thiết kế cần được xác định trước tương ứng thềm bãi, khoảng cách ngang bờ X = 500m với các đặc trưng sóng.Tuỳ vào yêu cầu của đến 700m, chiều cao sóng giảm mạnh. Hướng dạng công trình mà ta có thể tính thêm các Đông Bắc, sóng giảm từ 2,35 xuống 0,6m; tham số như chỉ số tương tự sóng vỡ hướng Bắc, 2,85 xuống 0,45m. Iribarren hay vận tốc quỹ đạo của phần tử Do hiệu ứng khúc xạ mà sóng tới xiên góc, nước sát đáy, để tính khả năng xói lở chân từ hướng Bắc, sẽ có chiều cao nhỏ hơn khi công trình. vào thềm san hô. Chỉ số sóng vỡ γ = Hb/hb ~ Cũng cần lưu ý rằng độ nhám đáy biển sẽ 0,8 là giá trị tương đối lớn do sóng vỡ ở trên biến đổi phức tạp khi có san hô sinh trưởng ở sườn (vị trí X~700m) là phần khá dốc trước những mức độ khác nhau. Số liệu quan trắc là khi xâm nhập vào thềm san hô. Lưu ý, đường cần thiết để xác thực giá trị của các tham số bờ xem xét có hướng Tây Bắc – Đông Nam. tính toán. Ngoài ra, các đảo nổi thường có Giải pháp tôn tạo được dự kiến đặt trên kích thước rất nhỏ với đường bờ cong lớn, thềm san hô nên chiều cao sóng thiết kế có dẫn tới khúc xạ sóng mạnh. Do đó,ta có thể thể lấy ở mép ngoài của thềm Hs = 0,85m - phải dùng mô Hình 2 chiều để mô phỏng sóng Đông Bắc hay 0,65m - sóng Bắc. Chu kì trường sóng khu vực (Woodroffe, 2001). sóng giữ nguyên bằng 6,20s và 7,07s. Trong Tóm lại, bài báo đã tính toán thiết lập bộ cả hai trường hợp,sóng tới đều được coi là tham số thủy động lực phục vụ bố trí mặt trực diện với bờ (góc sóng tới = 0°). bằng giải pháp tôn tạo, mở rộng bãi cho một 2 đảo nổi thuộc QĐTS. Cùng với việc hiểu rõ 0 Hrms (m) MNT Mat cat bai quy luật vận chuyển trầm tích,thay đổi bãi đảo theo mùa, các giải pháp công nghệ thích -2 -4 Z (m) -6 hợp sẽ được nghiên cứu đề xuất và thiết kế. -8 -10 Sự mở rộng bãi đảo sẽ góp phần quan trọng -12 đáp ứng nhu cầu về mặt bằng đối với các 0 100 200 300 400 Khoang cach ve phia bien Xb (m) 500 600 700 hoạt động phát triển kinh tế - xã hội và an ninh quốc phòng trên đảo. Hình 3. Phân bố chiều cao sóng ngang bờ trong trường hợp sóng Bắc. Trục hoành: 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO khoảng cách từ bờ [m], trái qua phải; [1] Battjes, J.& Janssen, P., 1978. Energy loss trục tung: cao độ đáy và chiều cao sóng [m] and set-up due to breaking of random Khi sóng truyền đến nước nông, ứng suất waves.Proc.16th Int. Conf. Coast. Eng. phát xạ sẽ gây ra nước dềnh. Độ dốc của mặt Hamburg, 569 - 587. nước sẽ tỉ lệ thuận với độ dốc đáy theo hệ số [2] De Vriend, H.J., Capobianco, M.& nnk., 1993. Approaches to long-term modelling bằng 1/(1+8/3γ2) ≈ 0,19. Nước dềnh cao nhất of coastal morphology: A review. Coastal trong vùng thềm san hô với mực nước 0,34 m Engineering, 21, 225-269. (sóng Đông Bắc) và 0,36m (sóng Bắc). Đây [3] Lowe, R.J., Falter, J.L., &nnk., 2005. Spectral là các mực nước điển hình để tính toán bố trí wave dissipation over a barrier reef.Journal of giải pháp trên vùng thềm san hô. Geophysical Research110, C04001. [4] Thiều Q. Tuấn, 2015. Hướng dẫn sử dụng 4. NHẬN XÉT, KẾT LUẬN phần mềm Wadibe. Quy trình tính toán trên đây có thể được áp [5] Woodroffe, C.D., 2001. Coasts: Form, Processes and Evolution. Cambridge dụng một cách linh hoạt cho những yêu cầu University Press. khác. Chẳng hạn, khi thiết kế kết cấu của giải 752

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.