NGHIÊN CƢ́U ẢNH HƢỞNG CỦA ĐÊ CHẮN SÓNG TỚI BỒI XÓI LUỒNG TÀU VÀO CẢNG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN DUNG QUẤT_2

ĐOÀN THỊ HỒNG NGỌC NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐÊ CHẮN SÓNG TỚI BỒI XÓI LUỒNG TÀU VÀO CẢNG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN DUNG QUẤT LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT HẢI PHÒNG - 2015... ĐOÀN THỊ HỒNG NGỌC

Trang 1

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM

KS ĐOÀN THỊ HỒNG NGỌC

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐÊ CHẮN SÓNG TỚI BỒI XÓI LUỒNG TÀU VÀO CẢNG NHÀ MÁY

NHIỆT ĐIỆN DUNG QUẤT

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

HẢI PHÒNG - 2015

Trang 2

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM

- -

KS ĐOÀN THỊ HỒNG NGỌC

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐÊ CHẮN SÓNG TỚI BỒI XÓI LUỒNG TÀU VÀO CẢNG NHÀ MÁY

NHIỆT ĐIỆN DUNG QUẤT

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY; MÃ SỐ:60580202 CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY

Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Phan Anh

HẢI PHÒNG - 2015

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai - tai lieu hot - keyword - seo2 of 95.

Trang 3

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, dưới sự hướng dẫn của TS Nguyễn Phan Anh Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung

thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tôi xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn đều có cơ sở khoa học và đã được chỉ rõ nguồn gốc

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Đoàn Thị Hồng Ngọc

Trang 4

tôi hoàn thành chương trình đào tạo, nâng cao kiến thức cơ bản cũng như kiến

thức chuyên ngành và hoàn thành luận văn

TS Nguyễn Phan Anh đã tận tình hướng dẫn để luận văn được hoàn thành theo đúng các yêu cầu của đề tài

Các đồng nghiệp, bạn bè và người thân trong gia đình đã giúp đỡ động viên trong suốt thời gian học tập và làm luận văn

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Đoàn Thị Hồng Ngọc

Trang 5

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CÁM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC BẢNG v

DANH MỤC HÌNH vii

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài 1

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 1

4 Phương pháp nghiên cứu của đề tài 2

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2

Chương 1 TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 3

1.1 Giới thiệu tổng quát công trình xây dựng 3

1.2 Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 4

1.2.1 Vị trí địa lý 5

1.2.2 Đặc điểm địa hình 5

1.2.3 Đặc điểm khí tượng 6

1.2.4 Đặc điểm thủy – hải văn 8

1.3 Điều kiện kinh tế - xã hội 11

1.3.1 Kinh tế 11

1.3.2 Xã hội 12

1.3.3 Giao thông 13

1.4 Hiện trạng các công trình trong khu vực nghiên cứu 14

1.4.1 Đê chắn sóng 14

1.4.2 Luồng vào cảng 15

1.4.3 Cảng biển nước sâu Dung Quất 16

Chương 2 TỔNG QUAN VỀ BỒI XÓI LUỒNG TÀU TRONG BỂ CẢNG VÀ MÔ HÌNH TÍNH TOÁN 18

2.1 Tổng quan về bồi xói luồng tàu dưới ảnh hưởng của đê chắn sóng 18

2.1.1 Tổng quan về đê chắn sóng bể cảng [5] 18

Trang 6

2.1.2 Tổng quan về bồi xói luồng tàu [2] 24

2.2 Tổng quan về mô hình tính toán 29

2.2.1 Một số mô hình tính toán bồi xói [3] 29

2.2.2 Lựa chọn mô hình tính toán bồi xói 31

2.3 Cơ sở lý thuyết mô hình MIKE 21 [10, 11] 32

2.3.1 Mô đun dòng chảy MIKE 21 FM 32

2.3.2 Mô đun sóng MIKE 21 SW 34

2.3.3 Mô đun vận chuyển trầm tích MIKE 21 ST [11] 35

Chương 3 ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 21 ĐÁNH GIÁ BỒI XÓI LUỒNG TÀU VÀO CẢNG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN DUNG QUẤT 43

3.1 Tính toán thông số sóng ban đầu 43

3.1.1 Số liệu ban đầu 43

3.1.2 Thông số gió tính toán 44

3.1.3 Suất đảm bảo thông số sóng 46

3.1.4 Địa hình 46

3.1.5 Điều kiện biên 50

3.1.6 Hướng gió tính toán 51

3.1.7 Kiểm chuẩn mô hình 52

3.1.8 Kết quả tính toán thông số sóng ban đầu 54

3.1.9 Biểu đồ hoa sóng gió mùa 56

3.1.10 Nhận xét 57

3.2 Thông số sóng khi xây dựng luồng tàu mới 58

3.3 Bồi xói luồng tàu dưới tác dụng của đê chắn sóng kéo dài 67

3.3.1 Bồi xói khi chưa có đê chắn sóng kéo dài 67

3.3.2 Bồi xói khi có đê chắn sóng kéo dài 80

3.3.3 Nhận xét 89

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90

1 Kết luận 90

2 Kiến nghị 90

TÀI LIỆU THAM KHẢO 91

Trang 7

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1-1 Bảng thống kê đặc trưng nhiệt độ các tháng 6

Bảng 1-2 Bảng thống kê các tần suất tích lũy trạm Quy Nhơn (m) 9

Bảng 1-3 Bảng tần suất mực nước tại Quy Nhơn(m) 9

Bảng 1-4 Mực nước ứng với các tần suất lũy tích trạm Dung Quất 9

Bảng 1-5 Mực nước ứng với tần suất lý luận tại Dung Quất (m) 9

Bảng 1-6 Kết quả tính lưu lượng lớn nhất 10

Bảng 1-7 Lượng phù sa của các sông 10

Bảng 2-1 Chiều cao sóng an toàn cho phép trong bể cảng 20

Bảng 2-2 Chiều cao sóng an toàn cho phép tại mép bến khi làm hàng 20

Bảng 3-1 Bảng tần suất tốc độ và hướng gió 43

Bảng 3-2 Bảng cấp phối hạt 44

Bảng 3-3 Giá trị đà gió theo Vw 45

Bảng 3-4 Tần suất và hướng gió mùa 46

Bảng 3-5 Các trường hợp gió mùa tính toán 46

Bảng 3-6 Tọa độ điểm trích 48

Bảng 3-7 Thông số sóng nước sâu 50

Bảng 3-8 Thông số sóng nước sâu chuyển đổi phù hợp MIKE 21 51

Bảng 3-9 Các hướng gió tính toán do bão 52

Bảng 3-10 Các hướng gió tính toán do gió mùa 52

Bảng 3-11 Chiều cao sóng theo mô hình 55

Bảng 3-12 Chiều cao sóng tính chuyển i% 55

Bảng 3-13 Mối quan hệ chiều cao sóng và tần suất gió tại vị trí tàu 56

Bảng 3-14 Tần suất sóng theo các hướng tính toán 57

Bảng 3-15 Kết quả tính chuyển i% 58

Bảng 3-16 Theo mô hình 59

Bảng 3-24 Theo mô hình 67

Trang 8

Bảng 3-27 Khối lượng bồi xói sóng bão 18 69

Bảng 3-32 Khối lượng bồi xói sóng bão trong năm 75

Bảng 3-33 Khối lượng bồi xói gió mùa trong năm 75

Bảng 3-34 Khối lượng bồi xói triều cường 77

Bảng 3-35 Khối lượng bồi xói triều kém 79

Bảng 3-36 Khối lượng bồi xói khi chưa có đê chắn sóng kéo dài 79

Bảng 3-42 Khối lượng bồi xói sóng bão trong năm 87

Bảng 3-43 Khối lượng bồi xói sóng gió mùa 88

Bảng 3-44 Khối lượng bồi xói do triều cường 88

Bảng 3-45 Lượng bồi xói do triều kém 88

Bảng 3-46 Khối lượng bồi xói trong năm khi có đê chắn sóng 89

Bảng 3-47 Bồi xói cho các trường hợp có đê và không đê 89

Trang 9

DANH MỤC HÌNH

Hình 1-1 Tổng quan khu vực nghiên cứu 3

Hình 1-2 Quy hoạch cảng chuyên dung NMNĐ Dung Quất 4

Hình 1-3 Hoa gió Quảng Ngãi từ năm 1976 đến năm 2004 8

Hình 1-4 Hiện trạng công trình khu vực nghiên cứu (nguồn google earth) 15

Hình 2-1 Khu nước - bể cảng của một cảng biển đặc trưng 18

Hình 2-2 Mặt bằng hai tuyến đê cắm vào bờ 19

Hình 2-3 Mặt bằng một tuyến đê đảo và đê cắm vào bờ 19

Hình 2-4 Một bể cảng có các khu riêng biệt 20

Hình 2-5 Tuyến đê chắn sóng đẩy bùn cát ra xa bờ 21

Hình 2-6 Các loại dạng sắp xếp các tuyến đê chắn sóng của bể cảng biển 22

Hình 2-7 Bể cảng có hai cửa cảng 23

Hình 2-8 Sơ đồ hướng tàu vào cửa cảng 23

Hình 2-9 Vị trí các cửa cảng 24

Hình 2-10 Mặt cắt ngang luồng tàu điển hình 25

Hình 2-11 Sơ đồ tính lưu lượng bùn cát lơ lửng 29

Hình 3-1 Sơ đồ khu vực tính toán sóng lan truyền 47

Hình 3-2 Sơ đồ vùng hiện kết quả tính toán khu vực công trình 47

Hình 3-3 Sơ đồ các điểm trích số liệu dọc công trình 48

Hình 3-4 Địa hình khu vực tính sóng lan truyền 49

Hình 3-5 Sơ đồ chia lưới tính toán 50

Hình 3-6 Hướng gió trong bão 51

Hình 3-7 Hướng gió mùa 52

Hình 3-8 Sơ đồ điểm đo sóng tại Kỳ Hà 53

Hình 3-9 Trường sóng bão Linda 53

Hình 3-10 Biểu đồ hoa sóng 57

Hình 3-11 Địa hình khu vực có tuyến luồng mới 58

Hình 3-12 Sơ đồ lưới chia khu vực có tuyến luồng mới 59

Hình 3-13 Địa hình khu vực có tuyến nạo vét và đê chắn sóng kéo dài 63

Hình 3-14 Lưới chia khi có tuyến luồng và đê chắn sóng kéo dài 63

Hình 3-15 Trường bồi xói sóng bão 18 68

Hình 3-16 Bồi xói sóng bão 18 68

Trang 10

Hình 3-25 Trường dòng chảy triều cường 76

Hình 3-26 Trường bồi xói dòng chảy triều cường 76

Hình 3-27 Bồi xói triều cường 77

Hình 3-28 Trường dòng chảy triều kém 78

Hình 3-29 Trường bồi xói dòng chảy triều kém 78

Hình 3-30 Bồi xói triều kém 79

Trang 11

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Dải ven biển cửa sông Trung Bộ kéo dài trên 1000 km, là nơi tập trung dân

cư và nhiều khu kinh tế ven biển quan trọng, trong đó phải kể đến khu kinh tế

Dung Quất, Quảng Ngãi Dung Quất có vị trí kinh tế quan trọng do có lợi thế phát

triển hệ thống cảng biển nước sâu tại vịnh Dung Quất – là vịnh hở được che chắn

bởi các bán đảo và đảo xung quanh

Dự án Nhà máy Nhiệt điện Dung Quất đã được Chính phủ và tỉnh Quảng Ngãi cấp phép xây dựng, đang trong giai đoạn lập dự án đầu tư, giải phóng mặt

bằng Theo quy hoạch được duyệt, sẽ thiết lập một tuyến luồng nhánh dài khoảng

3,5km từ tuyến luồng vào hệ thống cảng Dung Quất hiện trạng, kéo dài đê Tây

hiện trạng thêm 1,3km đồng thời là cảng than cho tàu 100.000DWT vào làm hàng

Từ trước đến nay chưa có nghiên cứu cụ thể và hoàn chỉnh về ảnh hưởng của các công trình đê chắn sóng đến bồi lắng bùn cát trong khu vực nghiên cứu, cụ

thể đối tượng là bồi xói luồng tàu vào cảng Nhà máy Nhiệt điện Dung Quất Do

đó, việc nghiên cứu đánh giá tác động của đê chắn sóng kéo dài tới bồi xói luồng

tàu vào cảng Nhà máy Nhiệt điện Dung Quất là nhu cầu cấp thiết

Đề tài “ Nghiên cứu ảnh hưởng của đê chắn sóng tới bồi xói luồng tàu vào cảng Nhà máy Nhiệt điện Dung Quất” là một trong những đề tài thiết thực,

có ý nghĩa thực tiễn cao, có thể căn cứ vào đó đánh giá tính khả thi của dự án và

dự báo lượng bồi xói luồng tàu hàng năm làm cơ sở lập kinh phí đầu tư ban đầu và

duy tu hàng năm

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài

Đánh giá tác động của công trình đê chắn sóng kéo dài tới bồi xói luồng tàu trên cơ sở phân tích các dữ liệu địa hình, địa chất, thủy văn, hải văn, khí tượng…

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài

Đối tượng nghiên cứu: bồi xói luồng tàu khi có công trình và khi không có công trình

Trang 12

Phạm vi nghiên cứu: đê chắn sóng và luồng tàu vào cảng Nhà máy Nhiệt diện Dung Quất, Quảng Ngãi

4 Phương pháp nghiên cứu của đề tài

Luận văn sử dụng phương pháp điều tra, thu thập số liệu, khảo sát bổ sung các số liệu địa hình, thủy văn, dòng chảy, chế độ thủy triều,…; phương pháp phân

tích thống kê; mô hình toán

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Đề tài đưa ra ảnh hưởng của công trình đê chắn sóng tới bùn cát bồi xói luồng tàu Kết quả của luận văn cho phép dự báo lượng bồi xói luồng tàu theo thời

gian một cách chính xác nhất

Trang 13

Chương 1 TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU

1.1 Giới thiệu tổng quát công trình xây dựng

Dự án Nhà máy nhiệt điện Dung Quất là dự án lớn có ý nghĩa hết sức quan

trọng đối với sự phát triển của Khu kinh tế Dung Quất nói riêng và tỉnh Quảng

Ngãi nói chung Với công suất 1200 MW, tổng mức đầu tư khoảng 2,3 tỷ USA sẽ

là nguồn cung cấp điện quan trọng cho Khu kinh tế Dung Quất, đáp ứng các tiêu

chí về cân đối tăng tỷ lệ công suất nguồn điện so với thủy điện của khu vực nhằm

đáp ứng nhu cầu phụ tải tại chỗ, tăng cường tính chủ động, tin cậy cung cấp điện

cho khu vực Đồng thời dự án cũng được Chính phủ phê duyệt đưa vào quy hoạch

điện VII, dự kiến đưa vào vận hành sau năm 2020

Hình 1-1 Tổng quan khu vực nghiên cứu

Trang 14

Theo quy hoạch, nhà máy sẽ được xây dựng trong Khu công nghiệp phía

Đông của Khu kinh tế Dung Quất, với diện tích 85 ha, giáp sông Trà Bồng, có hệ

thống cảng nước sâu phục vụ cho tàu vận tải 100.000DWT nằm trong khu vực

cảng Dung Quất 1 và giáp với đê chắn cát đã xây dựng hoàn thành giai đoạn 1, rất

thuận lợi để phát triển công nghiệp nặng gắn với cảng biển nước sâu Khu vực bãi

thải tro xỉ đặt tại phía Nam đường Trì Bình - Cảng Dung Quất có qui mô khoảng

55ha Nguồn nước cho nhà máy được cấp nước từ sông Trà Bồng và đường dây

truyền tải điện được đấu nối vào đường dây 220kV Dốc Sỏi - Cảng Dung Quất

Hình 1-2 Quy hoạch cảng chuyên dung NMNĐ Dung Quất

Hiện nay, trong khu vực xây dựng, ngoài nhà máy nhiệt điện Dung Quất đang

được triển khai, có rất nhiều nhà đầu tư đã tìm hiểu và rất muốn đầu tư tại vị trí

này, trong đó có Dự án đưa khí vào bờ tại Khu kinh tế Dung Quất

1.2 Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu

Trang 15

1.2.1 Vị trí địa lý

Quảng Ngãi là một tỉnh giáp biển có diện tích tự nhiên 5131,5 km2, nằm ở

vùng duyên hải Nam Trung Bộ Phía bắc giáp tỉnh Quảng Nam, phía nam giáp tỉnh

Bình Định và phía tây giáp tỉnh Kon Tum và Gia Lai Là một tỉnh ven biển với

đường bờ biển kéo dài khoảng 144 km nhưng rất khúc khuỷu nên biển Quảng

Ngãi hình thành nhiều vũng vịnh và mũi đất như: mũi Túi, mũi Nam Trâm, mũi Ba

Làng An; vũng vịnh: vịnh Dung Quất, vũng Việt Thanh, vũng Nho Na, với các

cửa biển lớn: Sa Cần, Sa kỳ, Sa Huỳnh và Cửa Đại Tọa độ địa lý: Từ 14°31'50"

đến 15°25'30" vĩ độ Bắc và từ 108°14'05" đến 109°05'00" kinh độ Đông

Vịnh Dung Quất là một vịnh sâu nằm ở phía đông bắc và cách huyện Bình

Sơn 18 km, cách thành phố Quảng Ngãi 45 km Toàn khu vực vịnh khá rộng, chia

2 vịnh: Vịnh lớn và Vịnh nhỏ Tổng diện tích toàn vịnh 48 km2 Đáy vịnh là cát

mịn Dọc bờ phía đông vịnh có dãy núi CoCo – Tuyết Diêm cao trung bình 20 m

che chắn Vịnh lớn: rộng 11 km từ mũi Thanh Long đến mũi núi CoCo, độ sâu

trung bình trên 20 m Chiều rộng trung bình 4 km và chiều dài trung bình 12 km

Vịnh nhỏ: rộng 3,5 km và diện tích khoảng 7 km2 Độ sâu từ 6-20 m Phía đông

bắc được che chắn bởi dãy núi đá thấp dài 2,3 km Phía đông có núi Nam Trâm

cao 141 m, dài 1 km Bãi cát ven vịnh từ sông Cầu đến sông Trà Bồng rộng

khoảng 100 m Tiếp đó là bãi rộng bằng phẳng có diện tích 10 km2, dài 5 km, rộng

2 km Cảng biển nước sâu Dung Quất được xây dựng trong khu vực Vịnh nhỏ

Khu vực xây dựng cảng của nhà máy nhiệt điện thuộc vùng bảo vệ nước của

cảng Dung Quất, có đường bờ biển dài khoảng 5 km, là đoạn bờ biển khúc khuỷu

nhất của Quảng Ngãi Trong khu vực xây dựng còn có đê chắn sóng dài hơn 1,6

km đã xây dựng xong giai đoạn 1 - công trình đê dài nhất Đông Nam Á

1.2.2 Đặc điểm địa hình

Đặc điểm địa hình vịnh Dung Quất là đường đẳng sâu có dạng rẻ quạt không

song song với bờ, cao độ tự nhiên từ -0,4m đến -17,0m (Theo hệ Hải Đồ) và phần

diện tích khu nước có chiều sâu lớn hơn 12m chiếm khoảng 30% Đây là vịnh tự

nhiên tương đối kín, có độ sâu thích hợp cho việc xây dựng cảng nước sâu Tại

Trang 16

khu vực vịnh có hai cửa sông đổ ra biển, đó là sông Trà Bồng ở phía Bắc và sông

Đập ở phía Nam

Cảng nước sâu chuyên dụng phục vụ nhà máy nhiệt điện Dung Quất dự kiến

nằm trong vịnh Dung Quất Đây là khu vực có địa hình khá thoải với độ dốc

khoảng 0,6% Đáy vịnh là cát, trên vạch bờ là bờ đá, dưới nước có đá ngầm Phần

đất liền phía sau vịnh là cả một vùng rộng lớn bao gồm rải rác các đồi núi thấp từ

vài chục mét tới trên 100 m nằm xen kẽ giữa các ruộng lúa và vườn cây

1.2.3 Đặc điểm khí tượng

1.2.3.1 Nhiệt độ không khí

Theo thống kê nhiệt độ không khí (1975 – 2004) cho thấy:

Nhiệt độ trung bình nhiều năm là 26,00

5/83 24/0

2

9/9

3 1/81 3/81 6/90 7/02 5/83 Min 12,4 14,1 13,4 18,6 21,4 22,4 22,4 21,4 21,7 17,1 16,4 13,8 12,4

Độ ẩm không khí tương đối trung bình nhiều năm là 84,4%

Độ ẩm không khí trung bình cao nhất là 100%

Độ ẩm không khí trung bình thấp nhất là 37%

1.2.3.3 Áp suất không khí

Áp suất không khí trung bình nhiều năm là 1009,1mb

Áp suất không khí cao nhất nhiều năm là 1048,9mb (24/11/1995)

Áp suất không khí thấp nhất nhiều năm là 985,8mb (22/8/2000)

Trang 17

1.2.3.4 Lượng mưa

Tổng lượng mưa trung bình nhiều năm là 2437,7mm

Lượng mưa ngày lớn nhất là 429mm (19/11/1987)

Số ngày mưa trung bình năm là 155,2 ngày; tháng 10 có lượng mưa trung

bình lớn nhất trong năm là 654,2mm, tháng 4 có lượng mưa nhỏ nhất trong năm là

33,9mm; tháng 11 có ngày mưa lớn nhất là 21,7 ngày, tháng 3 có số ngày mưa nhỏ

nhất là 5,6 ngày

Năm 1999 là năm có tổng lượng mưa lớn nhất là 3947,6mm với số ngày mưa

là 171 ngày Lượng mưa lớn tập trung vào các tháng 10, 11,12

1.2.3.5 Gió

Gió tại Quảng Ngãi:

Theo tài liệu gió tại Quảng Ngãi từ năm 1976 đến 2004 cho thấy tốc độ gió

lớn nhất quan trắc được là 40m/s theo hướng Bắc (N) ngày 1/11/1995

Tính tần suất và vẽ hoa gió tổng hợp nhiều năm và các tháng Nhìn vào hoa

gió tổng hợp năm cho thấy gió thịnh hành nhất là hướng Bắc (N) và hướng Đông

(E), hướng Bắc (N) chiếm 11,48%, hướng Đông (E) chiếm 10,94%; gió chủ yếu là

từ 0,1 đến 4m/s chiếm 45,74%, gió lặng chiếm 45,13%

Hoa gió các tháng cho thấy tháng 1, 2, 10, 11,12 gió thịnh hành hướng Bắc

và Tây Bắc, các tháng 3, 4, 5, 6, 7, 8 gió thịnh hành hướng Đông Nam, tháng 9 gió

có nhiều hướng

Trang 18

Hình 1-3 Hoa gió Quảng Ngãi từ năm 1976 đến năm 2004

Gió tại Dung Quất:

Gió quan trắc tại Dung Quất từ 1/1998 đến 1/1999 nhìn vào hoa gió tổng hợp

cho thấy gió có nhiều hướng, hướng gió thịnh hành nhất là Đông Nam và hướng

Nam Tốc độ gió lớn nhất trong thời kỳ này đã quan trắc được là 14m/s vào tháng

10 (có nhiều hướng)

1.2.3.6 Bão

Từ năm 1961 đến 2014 có khoảng 47 cơn bão và áp thấp nhiệt đới đổ bộ và

ảnh hưởng tới khu vực Quảng Ngãi - Dung Quất, bão thường xảy ra từ tháng 6 đến

Trang 19

Dựa vào mực nước thu thập nhiều năm (1985-2013) của trạm Quy Nhơn đã

tính và vẽ tần suất lũy tích mực nước giờ, đỉnh triều, chân triều, trung bình

Bảng 1-2 Bảng thống kê các tần suất tích lũy trạm Quy Nhơn (m)

Đường tần suất lý mực nước như sau (m)

Bảng 1-3 Bảng tần suất mực nước tại Quy Nhơn(m)

H 3,09 2,96 2,90 2,81 2,58 2,49 2,44 2,41 2,40 2,38

Xây dựng phương trình tương quan chuyển mực nước từ trạm Quy Nhơn về

trạm Dung Quất, ta được mực nước tương ứng như sau:

Bảng 1-4 Mực nước ứng với các tần suất lũy tích trạm Dung Quất

Mực nước cao nhất quan trắc được tại Quy Nhơn là 2,96m tương ứng với

mực nước tại Dung Quất là 2,85m Mực nước thấp nhất tại Quy Nhơn là 0,27m

tương ứng có mực nước tại Dung Quất là 0,23m

1.2.4.2 Dòng chảy

Kết quả đo dòng chảy có tốc độ dòng chảy lớn nhất là 0.49m/s hướng Tây

Bắc

1.2.4.3 Lưu lượng nước và hàm lượng phù sa các sông đổ vào vịnh Dung Quất

Lưu lượng dòng chảy đổ vào vịnh Dung Quất chủ yếu từ sông Trà Bồng,

sông Mới và sông Cầu, lưu lượng dòng chảy trong mùa khô không đáng kể

Trang 20

Kết quả quan trắc lưu tốc và tính lưu lượng:

Bảng 1-6 Kết quả tính lưu lượng lớn nhất

Thời gian quan

trắc

+ Qmax(m3/s) - Qmax(m3/s) + Qmax(m3/s) - Qmax(m3/s) Triều cường

Triều T.bình

Về mùa lũ do ảnh hưởng của toàn bộ lưu vực dòng chảy trong sông Trà Bồng

đạt mức 1,0 m/s ÷ 1,5 m/s; lượng bùn cát lơ lửng trung bình của sông chảy ra biển

là 16,5 kg/s; độ đục trung bình trong mùa lũ vào khoảng 114 g/m3

Kết quả đo độ đục của nước biển tại vịnh Dung Quất trong thời gian quan

trắc tháng 11 năm 1995 cho thấy hàm lượng phù sa lớn nhất đo được là 0,11 g/l

Theo ước tính của JICA về phù sa của hai sông Trà Bồng và sông Mới như

Theo số liệu đo đạc về dòng chảy và độ đục trong vịnh Dung Quất tính cân

bằng bùn cát trong thời gian quan trắc trên mặt cắt ngang vịnh đến đường đẳng

sâu -5,0 m cho thấy lượng bùn cát vận chuyển vào và lắng đọng trong khu vực

vịnh cao nhất vào khoảng 502.300 T/năm, ít nhất vào khoảng 175.000 T/năm

Tính bình quân lượng bùn cát lơ lửng chuyển vào khu nước cảng khoảng 340.000

T/năm tương đương 200.000  250.000 m3/năm

Theo báo cáo của dự án đê chắn cát Dung Quất cho thấy, nếu không làm đê

chắn cát thì hàng năm lượng bùn cát di chuyển vào vịnh Dung Quất tối thiểu là

500.000 m3 Nếu nạo vét khu nước của cảng tới -14,0 m thì hàng năm khối lượng

Trang 21

cát sụt vào khu nước khoảng 200.000 m3 Như vậy tổng lượng bùn cát hàng năm

bồi vào khu cảng khi chưa có đê khoảng 700.000m3

Khi đê chắn cát hoàn thành sẽ giảm đáng kể lượng bùn cát sa bồi vào khu

vực bể cảng

1.3 Điều kiện kinh tế - xã hội

1.3.1 Kinh tế

Quảng Ngãi nằm trong vùng kinh tế trọng điểm miền Trung có nhà máy lọc

dầu Dung Quất là nhà máy lọc dầu đầu tiên của cả nước và nhiều dự án công

nghiệp nặng có quy mô hàng đầu đất nước Tập trung chủ yếu tại Khu kinh tế

Dung Quất

Khu kinh tế Dung Quất nằm trên địa bàn huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi

Khu kinh tế Dung Quất được Chính phủ Việt Nam quy hoạch trở thành một khu

kinh tế đa ngành - đa lĩnh vực, với trọng tâm là công nghiệp lọc dầu - hóa dầu –

hóa chất, công nghiệp nặng quy mô lớn (luyện cán thép, đóng tàu, cơ khí, sản xuất

xi măng, chế tạo ô tô ), các ngành công nghiệp nhẹ, các dịch vụ tài chính, ngân

hàng, du lịch, bất động sản…; gắn với việc phát triển và khai thác có hiệu quả

cảng biển nước sâu Dung Quất, sân bay quốc tế Chu Lai và đô thị công nghiệp -

dịch vụ Vạn Tường, đô thị Dốc Sỏi Khu kinh tế Dung Quất đang từng bước trở

thành hạt nhân tăng trưởng, trung tâm đô thị - công nghiệp - dịch vụ của vùng

kinh tế trọng điểm miền Trung và làm động lực thúc đẩy sự nghiệp công nghiệp

hoá, hiện đại hoá khu vực miền Trung và cả nước; là một đầu mối giao lưu quốc tế

quan trọng, góp phần mở rộng thị trường khu vực miền Trung và Tây Nguyên và

trở thành cầu nối với thị trường Nam Lào, Đông Bắc Thái Lan Hiện nay khi một

số nhà máy quy mô lớn đã được hoàn thành và đang hoạt động: Nhà máy lọc dầu

Dung Quất với công suất 6,5 triệu tấn dầu thô/năm và sẽ được mở rộng lên công

suất 10 triệu tấn dầu thô/năm; Nhà máy công nghiệp nặng Doosan-Vina; Nhà máy

đóng tàu Dung Quất; Nhà máy Polypropylene… đã đem lại cho khu kinh tế tổng

vốn đăng ký khoảng 10,3 tỷ USD, vốn thực hiện hơn 4 tỷ USD Ngoài ra, một số

dự án quy mô lớn đang được triển khai xây dựng: Nhà máy thép Guang Lian với

Trang 22

công suất 5 triệu tấn/năm, Nhà máy nhiên liệu sinh học Bioethanol… Năm 2012,

KKT Dung Quất đã thu hút 12 tỷ USD vốn đầu tư, trong đó số vốn thực hiện

chiếm khoảng 60-70%

Tại vịnh Dung Quất, khi đang sở hữu 2 cảng nước sâu, 4 cảng chuyên dụng

của các máy Doosan Vina, Đóng tàu Dung Quất, Lọc hóa dầu Bình Sơn, nhà máy

thép gần như hoạt động quanh năm, nguồn hàng vào cảng tăng nhanh: năm 2002

là 50.000 tấn, năm 2004 là hơn 300 - 400 ngàn tấn, năm 2006 là khoảng 1 triệu

tấn Đóng góp vào nguồn thu ngân sách trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi: năm 2003

khoảng 165 tỷ đồng, năm 2013 trên 870 tỷ đồng

Dự án Nhà máy nhiệt điện Dung Quất do Tập đoàn Sembcorp Singapore làm

chủ đầu tư Đây là dự án thứ 5 của VSIP tại Việt Nam, dự án kiểu mẫu đầu tiên tại

khu vực miền Trung Nhà máy nhiệt điện nằm trong dự án khu công nghiệp – đô

thị và dịch vụ VSIP Quảng Ngãi Khi đi vào hoạt động, khu công nghiệp và dịch

vụ VSIP Quảng Ngãi sẽ giải quyết việc làm cho 50.000 công nhân

Theo quy hoạch từ nay đến năm 2025, Quảng Ngãi sẽ có ngành công nghiệp

phát triển và ngành dịch vụ phát triển khá, nâng tỷ trọng đóng góp của hai ngành

công nghiệp và dịch vụ lên 90% trong Tổng sản phẩm quốc nội (GDP)

1.3.2 Xã hội

Theo Cục thống kê Quảng Ngãi, tính đến 01/7/2013, dân số toàn tỉnh khoảng

hơn 1263 triệu người, mật độ bình quân 240 người/km2 Mật độ này thuộc loại

thấp so với cả nước Dân cư phân bố không đều giữa các vùng, tập trung đông ở

khu vực đồng bằng và thưa ở vùng đồi núi, địa hình khó khăn Sự phân bố dân cư

không đồng đều giữa các vùng gây ảnh hưởng không nhỏ tới việc xây dựng cơ sở

hạ tầng, các công trình sinh hoạt, giao thông, thủy lợi, trường học, phục vụ sản

xuất và dân sinh ở những vùng có địa hình phức tạp: núi cao, bị chia cắt nhiều,

thưa dân.Mặt khác, với cơ cấu dân số trẻ: người trong độ tuổi lao động chiếm

88,51%, trong đó dưới 15 tuổi chiếm hơn 25% Quảng Ngãi có nguồi lao động dự

trữ dồi dào

Trang 23

Về việc làm, bình quân mỗi năm giải quyết việc làm trên 35.000 lao động,

chủ yếu là lao động chuyển dần từ nông nghiệp chuyển sang công nghiệp và dịch

vụ chiếm 51% Lao động tập trung chủ yếu tại khu kinh tế Dung Quất trên 13.000

người, khu công nghiệp Quảng Phú trên 5700 người, khu công nghiệp Tịnh Phong

khoảng 2300 người

Về giáo dục, chất lượng giáo dục từ đã được cải thiện đáng kể trong những

năm gần đây Tổng số học sinh trường đạt 98,4%, tỷ lệ học sinh trúng tuyển vào

các trường đại học, cao đẳng trong cả nước khá cao,khoảng 23%/năm.Tính đến

30/6/2012, toàn tỉnh có 206 trường mầm non, 224 trường tiểu học, 165 trường

trung học cơ sở và 39 trường trung học phổ thông Trong đó có nhiều trường đạt

trường chuẩn quốc gia Như vậy, với nền giáo dục phát triển tương đối đồng bộ đã

góp phần giảm thiểu nạn mù chữ trong tỉnh

1.3.3 Giao thông

Giao thông trên toàn tỉnh Quảng Ngãi:

- Giao thông đối ngoại: rất thuận lợi, tiếp cận QL1A, đường sắt Bắc-Nam,

đường thuỷ có cảng nước sâu Dung Quất và đường không có sân bay Chu Lai

(Quảng Nam)

-Giao thông nội bộ khu kinh tế : có 2 trục chính cơ bản:

+ Trục Đông - Tây: Tuyến Dốc Sỏi - Cảng Dung Quất

+ Tuyến ngã ba Bình Long - ngã ba Cảng Dung Quất: được đấu nối với tuyến

Trà Bồng - Trà My, trở thành tuyến giao thông đối ngoại phía Tây - Nam quan

trọng của khu kinh tế Dung Quất Tuyến đường này đã được mở rộng và nâng cấp

theo dự án Trà My - Trà Bồng - Bình Long - Cảng Dung Quất

- Đường khu vực: mạng lưới đường khu dân cư phía Bắc Vạn Tường, các khu

tái định cư, khu công nghiệp phía Tây và phía Đông Dung Quất đã được xây dựng

với quy mô theo từng giai đoạn

- Giao thông thuỷ: hiện tại đã có 2 cảng nước sâu và 4 cảng chuyên dụng của

các nhà máy trong khu kinh tế Dung Quất đang được khai thác rất hiệu quả phục

vụ việc xuất – nhập hàng ra vào cảng

Trang 24

- Giao thông hàng không: Sân bay Chu Lai là sân bay cấp I theo tiêu chuẩn

ICAO, là sân bay khu vực, với diện tích 2.300ha, hiện còn đường băng chính dài

3.050,0 m, rộng 60,0 m và một đường băng phụ, chất lượng mặt băng tốt, hiện vừa

khai thác, vừa cải tạo Việc đưa vào khai thác và tăng số chuyến sẽ rất thuận lợi

cho sử dụng đường hàng không của khu kinh tế

Có thể nói, Dung Quất nằm ở một vị trí địa lý thuận lợi về giao thông đường

bộ, hàng hải cũng như hàng không Nằm bên Quốc lộ 1A, có tuyến đường sắt Bắc

– Nam, quốc lộ 24 nối với các tỉnh Tây Nguyên và các nước thuộc Tiểu vùng sông

Mê Kông (một trong 5 tuyến đường ngang của hệ thống đường xuyên Á chạy qua

Việt Nam: tuyến Dung Quất - Ngọc Hồi - Paksé - Upon)

Cảng nước sâu Dung Quất có độ sâu có thể tiếp nhận tàu hàng 50.000DWT

và các tàu dầu 150.000 DWT Cảng nằm ở trung tâm cả nước cách đường nội hải

30 km và tiếp cận các đường hàng hải quốc tế 190 km giao lưu với Hồng Kông,

Đài Loan, Viển Đông, Nhật Bản , Singapore, Philippine Về mặt địa lý, Dung Quất

có thể được xem là vị trí trung tâm điểm của Việt Nam và của Đông Nam Á

1.4 Hiện trạng các công trình trong khu vực nghiên cứu

1.4.1 Đê chắn sóng

Đê chắn sóng tại cảng Dung Quất nằm gần Nhà máy Lọc dầu Dung Quất,

giữa vịnh Việt Thanh và vịnh Dung Quất với diện tích khoảng 800 ha, trong đó có

gần một nửa diện tích là nằm trên bờ, phần còn lại nằm trên biển

Công trình đê chắn sóng này được xem là lớn nhất khu vực Đông Nam Á với

chiều dài gần 1,6 km, chân đê rộng từ 110 đến 125 m, mặt đê rộng 10 m, đỉnh đê ở

cao trình +10 m so với mặt nước biển Đơn vị thi công đã sử dụng 1,5 triệu m3 đá

các loại và 21.500 cục bê tông Accropode loại từ 2-12 m3

để xây dựng Công trình

do các nhà thầu Van Oord (Hà Lan) và Công ty Xây dựng Lũng Lô thi công trên

thiết kế của liên danh nhà thầu Tedi South, Apave và Sogreah (Pháp)

Đê chắn sóng Dung Quất có nhiệm vụ bảo vệ an toàn cho tàu chở dầu cập

cảng xuất sản phẩm tại vịnh Dung Quất hoạt động liên tục trong mọi điều kiện

thời tiết

Trang 25

Hình 1-4 Hiện trạng công trình khu vực nghiên cứu (nguồn google earth)

Theo quy hoạch, đê chắn cát sẽ được xây dựng ở phía tây cảng dài 1750 m

Dự án đê chắn cát cảng Dung Quất giai đoạn 1 có chiều dài 1024m, cao trình +4

m, khởi công từ tháng 9-2003 với tổng vốn đầu tư hơn 92 tỷ đồng, dự kiến sẽ hoàn

thành vào năm 2006 Ðến thời điểm tháng 6-2008, dự án mới chỉ hoàn thành

khoảng 60% khối lượng công việc Hiện nay vẫn đang tiếp tục triển khai giai đoạn

2 của dự án

1.4.2 Luồng vào cảng

Luồng vào cảng tổng hợp Dung Quất chia làm 2 đoạn:

Đoạn luồng ngoài từ phao số “0” đến điểm ngoặt có cao độ đáy khoảng

-14.0 m dài 1km, đi theo hướng Tây - Bắc có góc phương vị 132030’ - 228030’

- Đoạn thứ 2 từ điểm ngoặt vào đến khu bến tổng hợp dài khoảng 770 m , có

góc phương vị 96054’ - 228030’

Hai đoạn được nối bằng đoạn cong bán kính R = 1200 m > 4.5 Lt, chiều dài

đoạn cong 744 m

Luồng tàu vào cảng tổng hợp Dung Quất dài khoảng 3,5 km Đoạn ngoài từ

Km 0 đến Km 2.5 luồng khá sâu cao độ đáy -11  -15 m, đoạn từ Km 2,5 đến khu

bến tổng hợp cao độ đáy luồng chỉ đạt -6,0  -10 m (Hệ cao độ Hải Đồ), với cao

Trang 26

độ này luồng chỉ có thể đáp ứng cho tàu 5000  7000 DWT ra vào cảng Khu quay

trở tàu khá nông cao độ đáy chỉ đạt -4,0  -6,0 m Hiện tại luồng vào khu vực cảng

Dung Quất đã được bố trí 08 phao báo hiệu đường kính từ 2,6 m  2,85 m đảm

bảo an toàn cho tàu ra vào bến phục vụ nhà máy lọc dầu

Như vậy, luồng vào cảng Dung Quất có tính ưu việt: luồng tự nhiên sát biển

có chiều rộng và chiều sâu khá lớn, khả năng tiếp nhận tàu trong điều kiện hoàn

toàn tự nhiên không phụ thuộc vào chế độ triều và nạo vét Xét về quy mô và khả

năng tiếp nhận tàu cũng như khả năng khai thác của nó trong điều kiện tự nhiên

thì cảng Dung Quất có thể được xếp loại hàng đầu của các cảng lớn của Việt Nam

1.4.3 Cảng biển nước sâu Dung Quất

Cảng Dung Quất là cảng nước sâu đa chức năng lớn nhất Việt Nam, gồm khu

cảng dầu khí, khu cảng chuyên dụng, khu cảng tổng hợp (gồm hàng container,

hàng rời ) Có thể tiếp nhận tàu xuất sản phẩm dầu đến 50.000 DWT, tàu hàng

30.000-50.000 DWT Tổng diện tích khu cảng khoảng 1158 ha, gồm 458 ha mặt

nước hữu ích, 421 ha mặt bằng và kho bãi, sâu -19 m Được thiết kế có đê chắn

sóng dài 1,6 km, kè chắn cát ở phía Tây dài 1,75 km

Quy mô và quy hoạch mặt bằng cảng:

- Khu cảng Dầu khí (phục vụ hoạt động của nhà máy lọc dầu Dung Quất) 2

bến cho tàu xuất xăng và diesel, có trọng tải 20.000-25.000 DWT (giai đoạn I) và

đến 50.000 DWT 2 bến dự phòng (giai đoạn II) 4 bến cho tàu xuất xăng, diesel,

nhiên liệu phản lực, khí hóa lỏng và dầu F.O có trọng tải 3.000-5.000 DWT (giai

đoạn I) và đến 30.000 DWT (giai đoạn II) Bến số 1 cho tàu 10.000 DWT (hiện tại

đã có thể tiếp nhận tàu 15.000 DWT)

- Khu cảng tổng hợp được chia thành 2 phân khu cảng: Phân khu cảng tổng

hợp I: nằm ngay sau khu cảng dầu khí, có 1000 m đường bờ, chia thành 4 lô cho

các tàu trọng tải 10.000-50.000 DWT Trong giai đoạn năm 2005, đã xây dựng

một bến tổng hợp cho tàu có trọng tải đến 20.000 DWT Phân khu cảng tổng hợp

II: nằm ở phía nam vịnh Dung Quất, đang được phát triển tiếp Khu cảng

Container (trung chuyển Quốc tế) đã đi vào hoạt động

Trang 27

- Khu Cảng chuyên dụng nằm liền kề Phân khu cảng tổng hợp II, trước mắt

dành cho việc phát triển Khu liên hợp công nghiệp tàu thuỷ, nhà máy xi măng và

nhà máy cán thép Hiện tại đã xây dựng kè chắn cát và một cảng chuyên dùng với

trên 300m đường bờ để nhập vật tư nguyên liệu cho các nhà máy công nghiệp

nặng Đây là khu vực rộng khoảng 300 ha tại Khu công nghiệp phía Đông gắn với

Cảng; 200 ha tại KCN phía Tây gắn với sân bay Chu Lai, nằm trong Khu Dung

Quất và có cảng xuất, nhập hàng hoá riêng

Trang 28

Chương 2 TỔNG QUAN VỀ BỒI XÓI LUỒNG TÀU TRONG BỂ CẢNG

VÀ MÔ HÌNH TÍNH TOÁN

2.1 Tổng quan về bồi xói luồng tàu dưới ảnh hưởng của đê chắn sóng

2.1.1 Tổng quan về đê chắn sóng bể cảng [5]

2.1.1.1 Khu nước và bể cảng

Một cảng bất kỳ bao giờ cũng cấu tạo bởi 2 khu: khu nước và khu lãnh thổ

Tỷ lệ diện tích khu lãnh thổ với khu nước thông thường bằng từ 0,52 lần, đối với

cảng container thì tỷ lệ này còn lớn hơn

Khu nước của một cảng biển đặc trưng được diễn tả ở dưới gồm 3 vùng:

2 - BÓ c¶ng

3 - Vïng cöa s«ng

Hình 2-1 Khu nước - bể cảng của một cảng biển đặc trưng

Thông thường chỉ có vùng 1 và vùng 2, trường hợp cảng biển không tiếp cận

với cửa sông thì khuyết vùng 3 Trong trường hợp độ sâu tự nhiên vùng ngoài bể

cảng không đủ, phải nạo vét tuyến luồng vào để tạo thành một kênh biển hay kênh

dẫn tàu với đầy đủ các hệ thống báo hiệu hàng hải, tuân theo các tiêu chuẩn của

báo hiệu hàng hải quốc tế IALA

Tất cả các bể cảng có đê chắn sóng bảo vệ gọi là bể cảng nhân tạo Các tuyến

đê được chọn chủ yếu phụ thuộc vào hướng sóng tác dụng, sự vận chuyển của bùn

cát, phụ thuộc vào địa hình tự nhiên của khu đất và khu nước

Trang 29

Hình 2-2 Mặt bằng hai tuyến đê cắm vào bờ

2 1

Các tuyến đê chắn sóng có thể có chân nối liền với bờ nhưng cũng có thể

không nối với bờ tạo thành một tuyến đê đảo Việc tính toán đê đảo và đê có chân

nối liền với bờ tương tự như nhau và vai trò của chúng đều mang tính chất che chở

cho khu nước

2.1.1.2 Yêu cầu về che chắn sóng, ngăn cát cho bể cảng

Khi quy hoạch một bể cảng biển yên tĩnh về sóng và không bị lắng đọng bùn

cát, gắn liền với việc chọn các tuyến đê, thường phải tuân thủ các nguyên tắc sau:

1 Đủ diện tích hữu hiệu cho tàu đậu và thực hiện thuận lợi các thao tác của

tàu như: quay trở, neo đậu, bốc hàng

Trang 30

1

2

3 - Khu neo ®Ëu

2 - Khu chuyÓn t¶i

1 - Khu quay trë

Hình 2-4 Một bể cảng có các khu riêng biệt

2 Với mọi hướng sóng đều đảm bảo an toàn cho tàu neo đậu: theo kinh

nghiệm chiều cao sóng an toàn cho phép ở khu trước trước bến như sau:

Bảng 2-1 Chiều cao sóng an toàn cho phép trong bể cảng

Lượng choán nước của

tàu (1.000T)

Khi đầu sóng có các hướng

Chiều cao sóng h (m) an toàn cho phép theo tiêu chuẩn Nhật Bản được quy

định rõ ràng theo chiều cao sóng có ý nghĩa h1/3 :

Bảng 2-2 Chiều cao sóng an toàn cho phép tại mép bến khi làm hàng

3 Tuyến đê phải ngăn chặn hoặc giảm đến mức tối thiểu sự bồi lắng bùn cát,

cùng với yêu cầu chắn sóng, hệ thống đê của bể cảng biển phải ngăn sự di chuyển

của bùn cát do dòng ven hoặc do dòng chảy từ trong nội địa mang đến Giải pháp

hữu hiệu hơn cả là đẩy bùn cát ra xa bờ hoặc tạo thành bãi biển nhân tạo nhờ bùn

cát tích tụ phía ngoài đê

Trang 31

Hình 2-5 Tuyến đê chắn sóng đẩy bùn cát ra xa bờ

4 Xét đến khả năng mở rộng trong tương lai của hệ thống cảng

Trong tương lai, kinh tế có xu thế luôn phát triển kéo theo sự phát triển mở

rộng của hệ thống cảng, vì vậy khi quy hoạch một bể cảng mới cần có các giải

pháp mở rộng trong khoảng 20100 năm bằng cách:

- Kéo dài các tuyến đê chắn sóng - ngăn cát hiện tại;

- Xây dựng thêm các tuyến đê chắn sóng - ngăn cát mới tạo ra một bể cảng

mới;

5 Tạo điều kiện để tàu hành hải thuận lợi:

Để tàu hành hải thuận lợi thì yêu cầu về luồng tàu cần đảm bảo: chiều dài là

ngắn nhất; phao báo hiệu đơn giản; không bị bồi lấp hoặc bồi lấp ít

Năm yêu cầu trên đây là các định hướng cơ bản đồng thời cũng là các nguyên

tắc quy hoạch các tuyến đê chắn sóng cho một bể cảng biển

2.1.1.3 Phương án mặt bằng các tuyến đê chắn sóng

Hình dưới đây tổng kết các loại mặt bằng các tuyến đê chắn sóng có thể gặp

trong thực tế xây dựng bể cảng được tổng kết kinh nghiệm xây dựng bể cảng có đê

chắn sóng của khắp các châu lục

Quy ước: A là hướng sóng chủ yếu đi vào cửa cảng, B là đường bờ tự nhiên,

C là tuyến mép bến

Trang 32

d)

B

B C C

a) A

A

f) e)

c) b)

B B B C C A

A A

A

p) k)

B

A k)

A

B

q) B

l) A B

A m)

B B

g) A

Cửa cảng là vấn đề rất cốt lõi, ảnh hưởng trực tiếp tới tất cả các yêu cầu nêu

trên, cụ thể phải xem xét các vấn đề:

a Số lượng cửa cảng

Một bể cảng biển thương mại chỉ nên bố trí một cửa cảng, bất đắc dĩ mới bố

trí hai cửa

Một số dạng bể cảng có 2 cửa phổ biến:

Trang 33

a) Quân cảng và thương cảng; b) Thương cảng chỉ có một tuyến đê đảo;

c) Thương cảng được mở rộng với hai tầng cửa

Hình 2-7 Bể cảng có hai cửa cảng

b Hướng tàu ra vào

- Hướng tàu ra vào cửa cảng, đầu tiên không được song song với bờ vì tạo ra

diện tích hứng gió và sóng tối đa, làm tàu dễ bị chệch hướng khó lái

Hình 2-8 Sơ đồ hướng tàu vào cửa cảng

Góc  hợp bởi giữa hướng tàu vào và bờ phải thoả mãn   300 Ngoài ra

hướng tàu vào không được trùng với hướng sóng chính, khi trùng dễ bị va quệt





Trang 34

vào hai đầu đờ Gúc  giữa hướng súng chớnh và hướng tàu vào nờn lấy  = 300 

550

c Chiều rộng cửa cảng

Theo kinh nghiệm chiều rộng B của cửa cảng lấy bằng: B = (11,5)LT (LT là

chiều dài tàu thiết kế) Trường hợp tối thiểu: B  0,8LT

- Cú độ sõu cho tàu ra vào và thực hiện cỏc thao tỏc khỏc;

- Đẩy được nhiều bựn cỏt ra xa bờ

Đê Bắc N

Bể cảng

Cửa cảng Nhà đèn

Trang 35

Hình 2-10 Mặt cắt ngang luồng tàu điển hình

Luồng tàu được thiết kế đảm bảo chiều rộng đáy và chiều sâu đảm bảo cho

tàu hành hải an toàn trên luồng Tuy nhiên, luồng tàu sẽ bị bồi lấp hoặc xói mòn

mái dốc do 2 nguyên nhân chủ yếu:

- Do tác động dòng chảy thuần túy;

- Do tác động của cả dòng chảy và sóng;

Hiện tượng xói có thể dễ dàng hiểu là do dòng chảy và sóng tác động vào mái

dốc luồng làm bùn cát di chuyển đến nơi khác Nhưng khối lượng bùn cát mái dốc

luồng thường không lớn so với khối lượng bùn cát bồi lấp

Hơn thế nữa, hiện tượng bồi lấp sẽ ảnh hưởng đến độ sâu hành hải của tàu

vào bể cảng, cũng là vấn đề cấp thiết hiện nay với tất cả các luồng tàu tại Việt

Nam

Bùn cát bồi lấp luồng tàu được chia làm 2 loại:

- Bùn cát đáy: là bùn cát chuyển động sát đáy sông, hình thức chuyển động

có thể là lăn, trượt, nhảy cóc, vận tốc di chuyển khác với vận tốc dòng chảy;

- Bùn cát lơ lửng: là bùn cát chuyển động trong nước trong một thời gian dài,

có vận tốc di chuyển có thể coi bằng vận tốc dòng chảy;

2.1.2.2 Lưu lượng bùn cát đáy [4]

1 Công thức lưu lượng bùn cát như một hàm của lực kéo:

- Công thức của Sills:

d g qI q

s C

Trang 36

C C

015 , 0

) 1

3

0 2

1

U U d h

d U

U n q

Trang 37



3 Công thức tính lưu lượng bùn cát theo quan điểm xác suất:

- Công thức I của Anhstanh:

1

17 , 2

39 ,

*

* 0

2

1 1

2

1 1

B erf A

d

q s

(2 10)

Các hằng số được xác định bằng thực nghiệm: B*=0,07; A*=43,5; 0=1/2

Công thức của Anhstanh đại diện cho trường phái xác suất, trong đó có hệ số

thực nghiệm A* liên quan đến độ dốc Việc áp dụng các công thức Anhstanh đòi

Trang 38

hỏi phải biết độ dốc I trong khi xác định  do đó khi không có I sẽ không sử dụng

được do đó không được sử dụng rộng rãi, trong thực tế người ta thường sử dụng

công thức tính lưu lượng theo vận tốc

2.1.2.3 Lưu lượng bùn cát lơ lửng

Bùn cát lơ lửng là bùn cát chuyển động trong lòng chất chất lỏng trong một

thời gian dài Bùn cát lơ lửng được phân bố từ mặt nước đến đáy, mật độ tăng dần

tính từ mặt nước đến đáy (càng ở dưới sâu độ thô của các hạt càng lớn)

Có nhiều mô hình tính toán bùn cát lơ lửng, tuy nhiên lý thuyết được áp dụng

nhiều nhất là lý thuyết khuếch tán

1 Mật độ bùn cát theo lý thuyết cổ điển:

1

1 2

*

max 0

1 1

1 exp

) (

n n

C

H

z H

c z n

n u

u S

z H S

z S

z H S

Công thức này có tính đến độ nhám bề mặt đáy sông, nếu z0  0 thì công thức

Velikanov trở thành công thức của Rouse

Trang 39

c H z H

z Hu

u

1 1 7

, 15 ln

7 , 15 28

, 2

2

*

0 2

* 0

As

dz S

Hình 2-11 Sơ đồ tính lưu lượng bùn cát lơ lửng

Lưu lượng đơn vị trên một thuỷ trực được xác định theo công thức:

As

dz S

z

u(z) - lưu tốc phân bố theo chiều sâu

2.2 Tổng quan về mô hình tính toán

2.2.1 Một số mô hình tính toán bồi xói [3]

2.2.1.1 Mô hình SMS

Phần mềm SMS được một số cơ quan của Mỹ xây dựng Điển hình là: Trung

tâm Nghiên cứu và Phát triển Công trình thuộc quân đội Mỹ; Phòng Nghiên cứu

Đường thuỷ và Phòng Nghiên cứu Thuỷ động lực Phần mềm có thể tính toán

dòng chảy một chiều, hai chiều và ba chiều ổn định và không ổn định

Trang 40

SMS được áp dụng rộng rãi trên khắp thế giới với các mô đun khác nhau,

trong đó nổi bật là Mô đun HEC-RAS dùng để tính toán dòng chảy một chiều

trong sông và trong kênh hở

Mô hình HEC-RAS:

Mô hình toán thuỷ lực HEC-RAS (HEC- River Analysis System) của hiệp

hội các kỹ sư quân sự Mỹ xây dựng là mô hình mô phỏng thống sông

Các ứng dụng chính của mô hình:

- Có khả năng tính toán ngập lụt và vận chuyển bùn cát trong mạng lưới

sông cũng như bồi lấp hồ chứa;

- Mô phỏng xu thế dài hạn của hiện tượng bồi hoặc xói long sông;

- Tính toán bồi lắng hồ chứa;

- Tính toán khối lượng nạo vét và dự đoán ảnh hưởng của việc nạo vét đối với

tốc độ bồi lắng

- Mô phỏng tràn bãi vào các ô chứa trong đê hoặc bờ

2.2.1.2 Mô hình MIKE

MIKE là phần mềm được phát triển bởi Viện thủy lực Đan Mạch Bao

gồm các mô đun chính sau:

- MIKE 11 - mô hình 1 chiều cho sông và kênh;

- MIKE 21 - mô hình 2 chiều cho cửa sông, vùng nước ven bờ và biển;

- MIKE 3 - mô hình 3 chiều cho biển sâu, vùng cửa sông và vùng nước ven bờ;

- LITPACK - mô hình cho các quá trình ở vùng ven biển và động học đường bờ;

- MIKE SHE - mô hình cho nước ngầm và tài nguyên nước

2.2.1.3 Mô hình Delft-3D

Phần mềm Delft-3D là một hệ thống tổng hợp các mô đun thành phần của

Viện Thuỷ lực Delft – Hà Lan

Đặc trưng chính của Delft-3D là sử dụng chủ yếu để mô hình hoá các khu

vực ven bờ, trong sông và cửa sông Delft3D gao gồm một số các mô đun đã được

kiểm định và áp dụng tốt trong thực tế, mỗi mô đun có thể liên kết với các mô đun

khác thành một thể thống nhất

Định dạng
Số trang	101
Dung lượng	16,69 MB