THIẾT kế bản vẽ THI CÔNG đê CHẮN SÓNG PHÍA NAM dự án LUỒNG SÔNG hậu, TRÀ VINH

TÍNH TOÁN THỦY HẢI VĂN 3.1 Xác định cấp công trìnhCấp công trình đê chắn sóng và ngăn cát bảo vệ cảng được xác định theo chiều cao sóng tính toán của tần suất h1% tại chân công trình, ch

Chương 1 GIỚI THIỆU KHU CẢNG 1.1 Vị trí địa lý, địa hình.

•Phía Đông giáp Biển Đông Việt Nam

•Phía Tây giáp tỉnh Vĩnh Long

•Phía Nam giáp tỉnh Sóc Trăng

•Phía Bắc giáp tỉnh Bến Tre

Hình 1.1 Vị trí địa lý của dự án.

Với tổng diện tích đất tự nhiên là 38.405 ha Trong đó đất nông nghiệp 25.495

ha, đất trồng cây lâu năm 3.952 ha, đất chuyên dùng 1.206 ha Ngoài ra huyện còn có

55 km bờ biển và 12 km bờ cửa sông, 2.640 ha sông, rạch và hơn 100 ha đất ven biển

Dự án Luồng cho tàu biển trọng tải lớn vào sông Hậu (LSH) do Cục Hàng Hải Việt Nam (CHHVN) làm chủ đầu tư (đại diện là BQLDA Hàng Hải III) Dự án được xây dựng với mục tiêu mở luồng tàu ổn định, lâu dài cho tàu biển trọng tải

10,000DWT (đầy tải) đến 20,000DWT (giảm tải) ra vào, đảm bảo thông qua lượng hàng hóa của khu vực ĐBSCL

Dự án đã được BGTVT phê duyệt theo Quyết định số 3744/QĐ-BGTVT ngày 30/11/2007 Trong đó, tổng chiều dài luồng khoảng 40km (đoạn sông Hậu 6km, kênh Quan Chánh Bố 19km, kênh Tắt 9km; và đoạn luồng biển 6km); đáy luồng -6.5m (Hệ Hải đồ); chiều rộng 85m÷90m trong đất liền và 150m tại đoạn luồng biển, tổng khối lượng nạo vét khoảng 22 triệu m3 Nhằm ngăn chặn việc bồi lấp luồng biển mới đào

do sự vận chuyển bùn cát dọc bờ biển, đơn vị tư vấn đã thiết kế hai đê biển phía cửa vào kênh Tắt Trong đó, chiều dài đê Bắc là 2.5 km, chiều dài đê Nam là 1.5 km

Đê biển được xây dựng ở 2 bên kênh biển Khoảng cách giữa đê Bắc và đê Nam

dự định là 342m ở phần gốc đê và 657m từ đoạn giữa đê đến đầu đê Khoảng cách này

đã có tính đến khả năng mở rộng luồng trong tương lai từ một thành hai chiều

1.2 Vai trò kinh tế xã hội

Mở ra lối ra biển mới cho Đồng Bằng Sông Cửu Long và tạo bước ngoặt quan

Thống kê cho thấy, sản lượng hàng hóa thông qua cảng khu vực Đồng bằng sông Cửu Long năm 2012 là 6,67 triệu tấn/tổng số 30 triệu tấn cần vận chuyển Theo quy hoạch, đến năm 2015 có khoảng 16 bến cảng tổng hợp và chuyên dùng với lượng hàng thông qua là 16,5 triệu tấn và đến 2020 có khoảng 18 bến tổng hợp và chuyên dùng với lượng hàng thông qua khoảng 44 triệu tấn, tương đương 20% tổng số lượng hàng hóa cần vận chuyển của khu vực này

Trong khi đó, khoảng 80% lượng hàng xuất, nhập khẩu phải chuyển qua các cảng khu vực TP HCM do hiện các luồng tàu trên sông Hậu chỉ đáp ứng cho tàu 5.000 DWT Tổng chi phí phát sinh hàng năm lên tới hàng trăm triệu USD

Nếu luồng tàu qua Quan Chánh Bố sớm đưa vào khai thác, sẽ giúp hàng hóa xuất nhập khẩu của ĐBSCL được vận chuyển thẳng bằng tàu lớn từ sông Hậu đi các nơi Không phải tiếp chuyển lên các cảng khu vực TP HCM Điều này giúp nâng cao thu hút đầu tư vào các khu công nghiệp, khu kinh tế của ĐBSCL, giảm chi phí vận chuyển, tăng sức cạnh tranh hàng hóa của khu vực, giảm áp lực, chi phí vận tải đường

bộ từ ĐBSCL lên TP HCM, giảm tai nạn, ùn tắc, nâng cao ATGT đường bộ, nâng cao hiệu quả khai thác kết cấu hạ tầng cảng biển, giao thông khu vực ĐBSCL

Dự án sau khi đưa vào khai thác sẽ phát huy tối đa hiệu quả các cảng trên sông Hậu, bao gồm các cảng khu vực Cần Thơ, Hậu Giang, Vĩnh Long, các trung tâm nhiệt điện Hậu Giang, An Giang, Long Phú Với năng lực thông quan luồng tàu 22 triệu tấn/năm, luồng cho tàu trọng tải lớn vào sông Hậu sẽ đóng vai trò là lối ra, huyết mạch

ổn định lâu dài, nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển KT - XH bức thiết của khu vực

Hệ thống cảng biển ở ĐBSCL có tới gần 20 bến cảng nhưng chỉ đáp ứng được khoảng 30% nhu cầu xuất khẩu hàng hóa của khu vực Trong 10 tỷ USD kim ngạch xuất khẩu hàng hóa chủ lực năm 2012 của miền Tây Nam bộ như gạo, thủy hải sản, trái cây, chiếm đại đa số là doanh thu từ việc xuất khẩu qua hệ thống cảng biển ở TPHCM Gần 20 bến cảng biển của ĐBSCL không phải không có khả năng xuất hàng

mà nguyên nhân chính là không có tuyến luồng đủ để cho tàu lớn ra vào Không thuận tiện cho việc lưu thông hàng hóa còn là một trong những cản ngại chính trong việc thu hút đầu tư vào ĐBSCL

Ngay như TP Cần Thơ là “thủ phủ” của vùng đất này cũng không được nhiều nhà đầu tư mặn mà, một phần vì nguyên nhân trên Chính vì vậy, khát khao có được một

tuyến luồng cho tàu lớn vào sông Hậu - nơi có nhiều bến cảng biển của miền Tây Nam

bộ, nhằm khơi thông luồng hàng hóa xuất nhập khẩu luôn cháy bỏng trong tâm trí nhiều con người tâm huyết với vùng đất này

1.3 Giao thông vận tải

Bảng 1.1 Dự báo các loại tàu ra vào cảng dự án luồng sông Hậu

1.4 Giới thiệu chung về cảng

-Tàu cập bến có trọng tải 10.000 DWT đầy tải và 20.000 DWT giảm tải

-Khối lượng hàng thông qua cảng: Lượng hàng hóa tổng hợp 21 - 22 triệu tấn/năm và hàng container 450.000 - 500.000 TEU/năm cho giai đoạn 2020

-Tổng diện tích đất tự nhiên là 38.405 ha Trong đó đất nông nghiệp 25.495 ha, đất trồng cây lâu năm 3.952 ha, đất chuyên dùng 1.206 ha Ngoài ra huyện còn có 55

km bờ biển và 12 km bờ cửa sông, 2.640 ha sông, rạch và hơn 100 ha đất ven biển.-Mực nước cao thiết kế (P=1%) :5,24m

-Mực nước thấp thiết kế(P=98%) : 0,82m

-Tổng mức đầu tư: tổng nguồn vốn đầu tư cho dự án hơn 9.780 tỷ đồng

1.5 Đặc điểm khí tượng, thủy hải văn

1.5.1 Đặc điểm khí tượng

1.5.1.1 Khí hậu

Vùng ĐBSCL thuộc vùng nhiệt đới chịu ảnh hưởng lớn của gió mùa Châu Á, có hai loại gió chính tại khu vực này - Gió mùa Tây Nam từ tháng 5-11, gió cùng với hơi nước thổi từ biển gây mưa gọi là mùa mưa - Gió mùa Đông Bắc từ tháng 12-4, gió thổi từ Đông Bắc và gọi là mùa khô

Hình 1.1 Hình vẽ thể hiện hướng gió hàng năm tại ĐBSCL

Dữ liệu gió theo quan sát của Trung tâm khí tượng thủy văn miền Nam gần khu vực dự án cũng được thu thập để miêu tả điều kiện tại khu vực dự án Công tác quan sát đo đạc được thực hiện tại trạm Trà Vinh, thị xã Trà Vinh Từ dữ liệu quan sát (2006-2008) cho thấy phân phối hướng gió tại khu vực dự án như sau:

Hình 1.2 Biểu đồ phân phối hướng gió trung bình

1.5.1.2 Lượng mưa

Mưa tại ĐBSCL do gió mùa Đông Nam hoặc gió mùa hướng Đông gây ra Phía Tây ĐBSCL là khu vực có lượng mưa hàng năm lớn nhất với dữ liệu ghi nhận được là hơn 2000mm Do hướng gió thổi từ biển vào đất liền gặp vịnh Thái Lan nên lượng mưa hàng năm bị giảm Phân bố lượng mưa tại khu vực ĐBSCL như hình dưới đây:

Hình 2.1 Phân phối lượng mưa ở ĐBSCL

Tại khu vực giữa sông Hậu và sông Cổ Chiên, khu vực hạ lưu có lượng mưa nhiều hơn trên 1,800mm trong khi ở khu vực thượng lưu ví dụ như Châu Đốc, dữ liệu ghi nhận được là dưới 1,400 mm Một số dữ liệu tại khu vực gần dự án cũng đã được

thu thập để mô tả điều kiện thực tế Dữ liệu sử dụng do Trung tâm khí tượng thủy văn miền Nam ghi nhận tại Trạm Trà Cú (tỉnh Trà Vinh) giai đoạn 2006 – 2008.

1.5.2 Đặc điểm thủy văn

1.5.2.1 Đặc tính sóng

Theo số liệu mô phỏng sóng do gió ngoài khơi khu vực dự án trong 10 năm kể từ năm 1999-2008 do UK Metrological Office (UK MET OFFICE) cung cấp Sử dụng dữ liệu này để mô phỏng số liệu sóng ở khu vực nước nông tại khu vực dự kiến xây dựng

đê Nam, các đặc tính của sóng ngoài khơi và gần bờ sẽ được phân tích và trình bày Các hình dưới đây thể hiện phân bố tần suất xuất hiện giữa chiều cao sóng và hướng sóng trong mùa khô, mùa mưa và tổng các mùa tại khu vực ngoài khơi dựa trên dữ liệu sóng dự báo do UK MET OFFICE cung cấp

Phân bố chiều cao sóng và hướng sóng khu vực ngoài khơi

Mùa mưa (Tháng 5 đến Tháng 10) Mùa khô (Tháng 11 đến Tháng 4)

Các mùa trong năm

Hình 1.1 Phân bố chiều cao sóng và hướng sóng khu vực ngoài khơi

Các hình dưới đây thể hiện phân bố tần suất xuất hiện giữa chiều cao sóng và hướng sóng khu vực gần bờ thông qua mô phỏng lan truyền sóng.

Phân bố chiều cao sóng và hướng sóng khu vực gần bờ

Mùa mưa Mùa khô

Các mùa trong năm

Hình 1.2 Phân bố chiều cao sóng và hướng sóng khu vực gần bờ

Hoa dòng chảy ( Tháng 1 ) Hoa dòng chảy ( Tháng 4)

Hoa dòng chảy ( Tháng 7 ) Hoa dòng chảy ( Tháng 10 )

Bảng 1.2 Bảng tuần suất xuất hiện mực nước thấp nhất hàng năm

1.6 Đặc điểm địa chất khu cảng

Địa tầng tại khu vực này là tương đối đồng nhất và chia thành các lớp từ trên xuống như sau:

Lớp 4b (SM/SC-SM): Cát pha sét, pha bụi, xám vàng, kết cấu chặt vừa

Lớp 5 (CL/CH): Sét, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng, xám xanh, xám vàng, tính dẻo thay đổi lớn từ trung bình đến cao

Lớp 6 (SC/SC-SM): Cát pha bụi, pha sét, xám xanh, xám vàng, kết cấu chặt vừa.Lớp 7 (CL/CH/MH): Sét, sét lẫn cát, trạng thái nửa cứng đến cứng, xám vàng, xám xanh, tính dẻo biến đổi từ vừa đến cao

Lớp 8 (SM/SC-SM): Cát pha bụi, xám xanh, xám, kết cấu chặt đến rất chặt

Thấu kính TKC2 (SC-SM): Thấu kính cát pha bụi, xám vàng, kết cấu chặt vừa Thấu kính này xuất hiện trong lớp 5 của hố khoan LKD44

Thấu kính TKC3: Thấu kính cát kết, xám vàng, rất cứng Thấu kính này xuất hiện trong hố khoan LKD46 (từ 52.0-52.5m)

Hình 1.1 Địa chất khu vực 1.7 Sự cần thiết của đê chắn sóng

Đê chắn sóng là công trình không thể thiếu trong hệ thống các công trình của cảng biển nước sâu nằm trong các vùng biển hở, nửa hở, cang đảo Đê chắn sóng có vai trò bảo vệ tàu và các công trình cảng chống lại tác dụng của sóng, tạo ra một khu nước yên tĩnh cho tàu thuyền vào làm hàng và là nơi trú ẩn khi có bão…

Chương 2 PHƯƠNG ÁN VỊ TRÍ ĐÊ CHẮN SÓNG 2.1 Xác định diện tích khu nước trong cảng

Cấu tạo của khu nước neo đậu của cảng:

- Vùng quay vòng của tàu

- Vùng cho tàu neo đậu chờ đợi

- Vùng tác nghiệp của bến

- Vùng đậu tàu trước khi ra khơi

Các yêu cầu đối với khu nước:

Theo giáo trình quy hoạch cảng thì yêu cầu đối với khu nước là:

- Đủ kích thước và sa bồi ít nhất

- Chiều cao sóng hs ≤ 0,7m

- Địa chất đáy đảm bảo thả neo bám chắc

- Chiều sâu vũng đảm bảo cho tàu đi lại và công tác hàng

H = T + Z0 + Z1 + Z2 + Z3 + Z4 (m) (2-1)

Trong đó:

+ H : Độ sâu trước bến (m)

+ T : Mớn nước của tàu khi đầy hàng (m)

+ Z0 : Độ sâu dự phòng do nghiêng lệch tàu ( = 0,017BT )

+ Z1 : Độ sâu dự trữ tối thiểu chạy tàu ( = 0,04T )

+ Z2 : Độ sâu dự phòng do sóng ( = 0,72m )

+ Z3 : Độ sâu dự phòng vận tốc chạy tàu ( = 0,3m )

+ Z4 : Độ sâu dự phòng do sa bồi ( = 0,4m )

Ứng với từng loại tàu, chiều sâu vũng yêu cầu được cho như bảng sau:

Bảng 2-1 Chiều sâu vũng yêu cầu ứng với từng loại tàu

STT Loại tàu Trọng tải

Vũng quay vòng của tàu trong điều kiện có sự giúp đỡ của tàu lai và quay lăng trụ xoay.

2.1.2 Khu nước cho tàu neo đậu chờ đợi

Diện tích khu nước này xác định theo công thức:

S3=nt’.s3 (2-3)Trong đó:

+ nt’ : Số tàu đồng thời neo đậu trên khu nước chời đợi và được xác định theo công thức:

t' n..kd d. .2

n tp

Q K t n

T D

= (2-4)

+ Qn: Lượng hàng đến cảng trong 1 năm (T);

+ Kkd: Hệ số không đều của hàng hóa;

+ td: Thời gian đỗ của tàu tại khu nước chờ đợi (ngày đêm);

+ Tn: Số ngày khai thác của cảng trong 1 năm (ngày đêm);

+ Dtp: Trọng tải của tàu tính toán (T);

+ s3: Diện tích cần thiết cho 1 tàu khi neo đậu tại khu nước chờ đợi;

Bố trí tàu đỗ bằng trụ neo:

s3=(Lt+40m)(Bt+2∆B) (2-5)

2.1.3 Khu nước sát bến để cho tàu neo đậu bốc xếp hàng hóa giữa tàu với bờ

Chiều rộng của vũng được xác định như sau:

B = 2.Bx + 2Bt + ∆B (2-6)Trong đó:

+ Bt, Bx : lần lượt là chiều rộng của tàu hàng, xà lan (m)

+ ∆B : khoảng cách an toàn giữa các tàu ( = 1,5Bt ) (m)

Với tuyến bến thẳng chạy dọc đường bờ:

S4=B L tb (2-7)Trong đó:

+ B: Chiều rộng vũng;

+ Ltb: Tổng chiều dài tuyến bến;

STT Tên vũng Diện tích Đơn vị

Đối với cảng cá vì tàu nhỏ: B = 50÷70m

Đối với các cảng biển nội địa: B = 100÷150m

Đối với các cảng biển có tàu viễn dương: B = 200-300m

Các chiều rộng B ở trên là ứng với chiều rộng đủ độ sâu cho tàu ra vào

Chọn chiều rộng cửa vào cảng được lấy bằng: B = 150m

2.2.2 Hướng sóng chủ đạo cần che chắn

Hướng sóng chủ đạo cần che chắn là các hướng Nam, Đông Nam

2.2.3 Hướng luồng vào cảng

Công trình đê chắn sóng phía nam của Dự án luồng sông Hậu có góc hợp bởi giữa hướng tàu vào và bờ: α = 580 Góc β giữa hướng sóng chính thống và hướng tàu vào là: β =320

Chương 3 TÍNH TOÁN THỦY HẢI VĂN 3.1 Xác định cấp công trình

Cấp công trình đê chắn sóng và ngăn cát bảo vệ cảng được xác định theo chiều cao sóng tính toán của tần suất h1% tại chân công trình, chỗ có độ sâu lớn nhất dọc theo tuyến đê chính tại chân đê sát cửa cảng

- Cấp I nếu h1% > 7 (m) là công trình đê vĩnh cửu

- Cấp II nếu h1% < 7 (m) là công trình đê vĩnh cửu

- Cấp III nếu h1% < 5 (m) là công trình đê vĩnh cửu và tất cả các đê tạm

Ngoài cách phân cấp trên đê chắn sóng còn được phân cấp theo độ sâu

- Cấp I khi độ sâu H > 20 (m)

- Cấp II khi độ sâu H < 20 (m)

Ngoài ra cấp công trình được xác định theo những quy định hiện hành

Do đê được xây dựng để chắn sóng và bảo vệ luồng, do đó cấp công trình được chọn theo hạng mục luồng là công trình giao thông cấp đặc biệt

L = .υ

(công thức 119-22TCN222-95) (3-3)Trong đó: + Kvis : Hệ số, lấy bằng 5.1011

+ υ : Hệ số nhớt động học của không khí, lấy bằng 10-5 (m/s)

+ vw : Vận tốc gió tính toán (m/s)

Do đó ta có: Lw =196000 m = 196 Km

Với Lw =196 Km nhỏ hơn Lmax = 1200 Km nên đà gió ứng với Vw thỏa mãn điều kiện.[22 TCN 222-95]

3.4 Tính toán nước dâng

Chiều cao nước dâng do gió hset (m) được xác định qua quan trắc thực tế Nếu không có số liệu quan trắc thực tế thì có thể xác định hset theo phương pháp đúng dần theo công thức:

w w

set

h d

g

L V K

h

∆+

=

∆

.5.0

2

.cosw + hb (3- 4)Trong đó :

L: Đà gió tính toán (đơn vị là mét), L=196000 m

Vw: Tốc độ gió tính toán (đơn vị là m/s), Vw=25,48 m/s

d: Độ sâu trung bình trên đà gió (m), d=25m

Kw:Đại lượng này phụ thuộc vào tốc độ gió Vw, Kw=2,4.10-6 [22 TCN 222-95]g: Gia tốc trọng trường, g = 9,81(m/s2)

w: Góc hợp của hướng gió với pháp tuyến của đường bờ (đơn vị là độ), w=450

hb : Chiều cao nước dâng do bão, ∆ = ∆h b P/γn

3.5 Mực nước lan truyền sóng

∇ lan truyền sóng = ∇MNTT + ∆hset = 5,22 + 1,6 = +6,82m (3- 5)Chọn ∇ lan truyền sóng =+6,82m

3.6 Tham số sóng khởi điểm

3.6.1 Lý thuyết áp dụng

3.6.1.1 Xác định thông số sóng ở vùng nước sâu

Chiều cao trung bình h d (m) và chu kỳ trung bình của sóng T(s) ở vùng nước sâu phải xác định theo đường cong bao trên cùng ở đồ thị 3.1 Căn cứ vào các gía trị của

các đại lượng không thứ nguyên

và

w

V

T g

, lấy các giá trị bé nhất tìm được để tính ra chiều cao và chu kỳ trung bình của sóng Thời gian gió thổi lấy bằng 21600s khi không có số liệu

Nếu điểm tra nằm ngoài vùng đồ thị thì chỉ tra trên đường cong bao trên và khẳng định được sóng khởi điểm là sóng nước sâu, nếu điểm tra nằm dưới đường cong bao trên thì sóng khởi điểm là sóng nước nông

Khi tốc độ gió thay đổi dọc theo đà gió thì cho phép lấy h d theo kết quả xác định liên tiếp chiều cao sóng cho các đoạn có tốc độ gió không đổi

3.6.1.2 Các thông số sóng vùng nước nông

Hình dạng đường bờ được coi là phức tạp nếu tỷ số 2

Đối với vùng mà thông số sóng hình thành do có sự ảnh hưởng của đường bờ thì thông số sóng khởi điểm h d , T sẽ được xác định theo cách sau:

- Lấy hướng gió chính

- Lấy thêm về hai bên ba tia (3 phương truyền sóng), góc hợp mỗi tia là 22,50

- Xác định đà gió theo mỗi tia : kéo dài các tia sao cho cắt đường bờ

Đà gió trên mỗi tia min[L1

L

L =Xác định L : hình chiếu của L trên tia chính

Dựa vào chiều sâu trung bình di, Lni, thời gian gió thổi t xác định h i.

4

2 4

2 3

2 3

2 2

2 2

2

T g T

V

T g V

h

g

w w

3.6.1.3 Chiều dài sóng khởi điểm

Chiều dài trung bình λd của sóng xác định theo công thức sau:

π

λ

.2

.T2

g

3.6.1.4 Chiều cao sóng với suất đảm bảo i%

Chiều cao sóng với suất đảm bảo i% trong hệ hd,i (m) phải xác định bằng cách nhân chiều cao trung bình của sóng với hệ số ki lấy từ hình 2.2 sách “Công trình Đê

chắn sóng và bảo vệ bờ biển” ứng với đại lượng không thứ nguyên 2

w

V

L g

phải xác định theo đại lượng .2

w

d

V

h g

và đường cong bao trên cùng của hình 3.1

Hình 4.1 Đồ thị xác định chiều cao, chu kỳ sóng.

Các thông số của sóng với suất đảm bảo 1; 2; 4% phải lấy theo các hàm phân bố được xác định theo các số liệu hiện trường, còn nếu không có hoặc không đủ các số liệu đó thì lấy theo kết quả xử lý các bản đồ khí tượng Khi sóng khởi điểm là nước nông thì tra theo L, d sau đó lấy giá trị nhỏ nhất

3.6.1.5 Độ vượt cao của sóng

Độ cao của đỉnh sóng trên mực nước tính toán ηc (m) phải tính toán theo trị số

3.6.2.1 Xác định chiều cao, chu kỳ, chiều dài sóng trung bình,chiều dài sóng khởi điểm

* Xác định chiều cao, chu kỳ, chiều dài sóng trung bình

Ta tính toán với trường hợp thông số sóng không nằm trong vùng ảnh hưởng của đường bờ

Do không có số liệu về thời gian gió thổi nên lấy t = 21600s

Chiều dài đà gió Lw = 196000m

→ Điểm tra nằm dưới đường cong bao trên nên Sóng khởi điểm là sóng nước nông.

Tra đồ thị 2.1 ta được:

- Với 2

w

.0,377

g T

V = và 2

w

.0,04

g T

V = và 2

w

.0,036

d

g h

V =Chọn cặp giá trị nhỏ hơn để tính toán ta có:

*Chiều dài sóng khởi điểm

Chiều dài trung bình λd của sóng xác định theo công thức sau:

Vậy sóng tính toán là sóng nước nông

Dựa vào phần đã tính toán ở trên, ta có kết luận sóng khởi điểm là sóng nước nông, rang giới của sóng khởi điểm là vùng có độ dốc i<0,001

*Xác định ranh giới vùng sóng khởi điểm

Trên hải đồ , ta thấy một trắc dọc theo hướng gió chủ đạo từ vị trí công trình ra biển , từ đó ta xác định được ranh giới vùng sóng khởi điểm tại vị trí đường đồng mức -19m ( từ vị trí này trở ra đáy biển có độ dốc i<0,001)

3.7 Xác định thông số sóng biến dạng

3.7.1 Lý thuyết áp dụng

3.7.1.1 Chiều cao sóng biến dạng

Chiều cao sóng ở vùng nước nông có suất đảm bảo i% với độ dốc đáy ≥ 0,001 được xác định theo công thức:

d i

Trong đó:

kt : hệ số biến hình

kr : hệ số khúc xạ

kl : hệ số tổn thất

ki : được xác định như sóng nước sâu

Hệ số biến hình kt lấy với đồ thị hình 3-2 theo đường cong l và tỷ số

ad : khoảng cách giữa các tia sóng cạnh nhau vùng nước sâu (m)

a : khoảng cách giữa chính các tia sóng đó nhưng theo đường thẳng vẽ qua một điểm cho trước ở vùng nước nông (m)

Hình 2.1 Sơ đồ khúc xạ sóng.

3.7.1.3 Chiều dài sóng biến dạng

Bước sóng truyền từ vùng nước sâu vào vùng nước nông phải xác định theo đồ

h i

trong đó chu kỳ sóng được lấy bằng chu kỳ

sóng vùng nước sâu

Hình 3.1 Đồ thị xác định λ và λsur

3.7.1.4 Độ vượt cao sóng biến dạng

Độ cao đỉnh sóng trên mực nước tính toán ηc lấy theo đồ thị hình 3-5 dựa theo

Trong đó dcr được xác định theo đồ thị hình 2.5 sách “Công trình Đê chắn sóng

và bảo vệ bờ biển” khi biết hi Độ sâu tại vị trí sóng đổ lần đầu chính là vị trí mà di =

dcri Sau khi biết được độ sâu sóng đổ lần đầu tính lại các hi nằm trong vùng sóng đổ

3.7.2 Áp dụng tính toán

3.7.2.1 Xác định chiều cao của sóng biến dạng

Ta sẽ tiến hành tính toán với hướng sóng chủ đạo là hướng Đông Nam, ứng với hướng sóng ta tính toán cho 3 chùm tia đại diện, trong một chùm tia (gồm 2 tia) thì mỗi tia cách nhau 100m Ba chùm tia tính toán có xu hướng lần lượt đi vào phần đầu,

thân và gốc của công trình Kết quả tính toán các hệ số sẽ lần lượt được lập thành bảng tính.

Bảng 1.1 Bảng tính các hệ số k r cho chùm tia I (Hướng Đông Nam)

g.d V

g.d V

g.d V

3.7.2.2 Xác định chiều dài sóng biến dạng

Kết quả tính toán chiều dài sóng được thể hiện ở bảng sau:

Bảng 1.1 Bảng tính chiều dài sóng λi%cho chùm tia I (Hướng Đông Nam)

Độ cao đỉnh sóng trên mực nước tính toán được lấy theo đồ thị hình 3-5 dựa trên

h i

Kết quả được tính toán như bảng sau:

Bảng 1.1 Bảng tính độ vượt caoηccho chùm tia I (Hướng Đông Nam)

3.7.2.4 Phân vùng sóng biến dạng, vị trí sóng đổ lần đầu

Ranh giới phân vùng sóng biến dạng được xác định sau khi đã xác định thông số vùng sóng đổ

Độ sâu tại vị trí sóng đổ lần đầu chính là vị trí mà di = dcri Ta tính toán như trong bảng sau:

Bảng 1.1 Bảng tính toán độ sâu sóng đổ lần đầu dcr cho chùm tia I,II,III -Chùm tia I

d

λ

d cr (m)

Hình 4.4 Vị trí sóng đổ lần đầu chùm tia III

Kết quả tính toán cho vị trí sóng đổ lần đầu cho chùm tia III là tại vị trí có độ sâu

d = 8,32 m

3.8 Xác định thông số vùng sóng đổ

3.8.1 Chiều cao sóng đổ

Chiều cao sóng đổ hsur,1% (m) phải xác định đối với các độ dốc đáy i cho trước

theo các đường cong trên đồ thị hình 2.5 sách “Công trình Đê chắn sóng và bảo vệ bờ

biển” Cách xác định như sau: dựa vào cr

“Công trình Đê chắn sóng và bảo vệ bờ biển”

Ta thấy vùng này có độ dốc đáy <0,02 nên ta tra theo đường cong 2

Kết quả tính toán được lập thành bảng sau:

Bảng 1.1 Bảng tính toán chiều cao sóng đổ h sur,1%cho các chùm tia

Chiều dài vùng sóng đổ λsur được xác định theo đường cong bao trên cùng của

đồ thị hình 2-6 sách “Công trình Đê chắn sóng và bảo vệ bờ biển” dựa vào cr

d

d

λ Kết quả tính toán được lập thành bảng sau:

Bảng 1.1 Bảng tính toán chiều dài sóng đổ

3.8.3 Độ vượt cao của sóng đổ

Độ lệch của đỉnh sóng so với MNTT được xác định theo đường cong bao trên

cùng của đồ thị hình 2-3 sách “Công trình Đê chắn sóng và bảo vệ bờ biển”

Kết quả tính toán được lập thành bảng sau:

Bảng 1.1 Bảng tính toán độ vượt cao sóng đổ

ku - hệ số, lấy theo bảng 2.8 sách “Công trình Đê chắn sóng và bảo vệ bờ biển”;

n - số lần sóng đổ (kể cả lần thứ nhất), lấy từ dãy số n = 2, 3, 4 với điều kiện thỏa mãn bất phương trình

Kết quả tính toán được lập thành bảng sau:

Bảng 1.1 Độ sâu lâm giới sóng đổ lần cuối d

3.9 Tính toán sóng tại chân công trình

Để tính toán ta chia công trình thành 3 phần:

- Phần đầu đê

- Phần thân đê

- Phần gốc đê

3.9.1 Xác định thông số sóng tại đầu đê

Tính toán đối với phần đầu đê nằm trong vùng sóng đổ

Độ sâu nước tại thân đê là d =1,75+6,82=8,57m

Tính toán tương tự phần thông số sóng đổ ta có:

- Chiều cao sóng đổ:

9,8

0,14467,83

3.9.2 Xác định thông số sóng tại thân đê

Tính toán đối với phần thân đê nằm trong vùng sóng đổ

Độ sâu nước tại thân đê là d =1+6,82=7,82m

Tính toán tương tự phần thông số sóng đổ ta có:

- Chiều cao sóng đổ:

9, 25

0,13667,83

3.9.3 Xác định thông số sóng tại gốc đê

Tính toán đối với phần gốc đê nằm trong vùng sóng đổ

Độ sâu nước tại gốc đê là d =4,82m

Tính toán tương tự phần thông số sóng đổ ta có:

- Chiều cao sóng đổ :

8,32

0,12267,83

Trong đó :

Kdif : hệ số nhiễu xạ

hi : chiều cao sóng tới với suất bảo đảm i%, hi phải lấy ở ngay vị trí bắt đầu nhiễu xạ Công trình có hai đê nên ta tính toán cho trường hợp sóng nhiễu xạ qua hai đê

Sơ đồ tính toán sóng nhiễu xạ qua hai đê như sau :

Hình 1.1 Nhiễu xạ qua 2 đê.

r l

ϕ

λλ

2

2 2 3

1

2 1

5

2

1 3

2 1

2 2 1 3

1

2 1

1

1,1

=

ϕ

ϕϕ

ϕ

ϕ

ϕϕ

ϕϕ

th

th th

r th

r

th

th th

th r r th

r b

x

- Xác định giao điểm của tia chính và đường mặt sóng (điểm B)

- Hệ số ϕc được xác định theo công thức:

,

11

dif s

k

a

=+ Với: 0,5 0,7 ( ) 1 0,9 .3 5







+

r th

r th a

ϕ - góc hợp giữa BKS và đập

β - góc hợp giữa BKS và tia tới điểm tính (ϕ, β - radian)

Khi a≤0 thì lấy k dif =1

Các đại lượng trong công thức được thể hiện trong hình vẽ sau: