Xác định chiều cao sóng trong tính toán thiết kế đê biển từ quảng ninh đến quảng nam

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI VIỆT NAM









BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI

“XÁC ĐỊNH CHIỀU CAO SÓNG TRONG TÍNH TOÁN
THIẾT KẾ ĐÊ BIỂN TỪ QUẢNG NINH
ĐẾN QUẢNG NAM”


CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: TS. NGUYỄN KHẮC NGHĨA








7820
26/3/2010

Hà Nội tháng 6 năm 2009


BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI VIỆT NAM





BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI

“XÁC ĐỊNH CHIỀU CAO SÓNG TRONG TÍNH TOÁN
THIẾT KẾ ĐÊ BIỂN TỪ QUẢNG NINH
ĐẾN QUẢNG NAM”

CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: TS. NGUYỄN KHẮC NGHĨA

Những người tham gia thực hiện:
1. TS. Nguyễn Khắc Nghĩa 7. TS. Trần Văn Sung
2. PGS. TS. Trịnh Việt An 8. ThS. Nguyễn Tuấn Kỳ
3. GS.TSKH. Phan Nguyên Hồng 9. KS. Doãn Tiến Hà
4. TS. Nguyễn Minh Huấn 10. KS. Nguyễn Huy Thắng
5. PGS. TS. Nguyễn Mạnh Hùng 11. ThS. Nguyễn Khắc Minh
6. PGS. TS. Đỗ Văn Đệ 12. ThS. Mai Cao Trí

Hà Nội tháng 6 năm 2009


i
MỤC LỤC


Trang
PHẦN A: THÔNG TIN CHUNG VỀ ĐỀ TÀI

I. Lời nói đầu
1
II. Mục tiêu của đề tài
1
III. Nội dung thực hiện đề tài
2
IV. Cách tiếp cận
2
V. Phương pháp nghiên cứu:
3
VI. Kinh phí và tiến độ thực hiện đề tài
3
VII. Thống kê danh mục sản phẩm của đề tài (tính đến tháng 6/2009)
4
PHẦN B: BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

Chương I
TỔNG QUAN CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ SÓNG VEN BỜ ĐÃ CÓ
TRƯỚC ĐÂY TRONG DẢI VEN BIỂN NGHIÊN CỨU


I.1. Tổng quan các qui phạm, hướng dẫn tính sóng thiết kế
10
I.1.1. Tổng quan các phương pháp tính sóng gió trên biển.
10
I.1.2. Đặc điểm và điều kiện ứng dụng của một số chương trình
tính toán tiêu biểu:
11
I.1.3. Các phương pháp tính sóng trong quy phạm (sổ tay) các nước
tiên tiến trên thế giới.
13
I.1.4. Các qui phạm, hướng dẫn tính toán sóng thiết kế trong nước
23
I.1.5. Nội dung bổ sung cho qui phạm tính sóng thiết kế hiện hành
(14 TCN 130-2002):
25
I.2. Tổng quan về các kết quả nghiên cứu về giảm sóng do rừng ngập
mặn và công trình phá sóng gây bồi bãi biển.
26
I.2.1. Các kết quả nghiên cứu về giảm sóng do rừng ngập mặn
26
I.2.2. Các kết quả nghiên cứu về công trình phá sóng gây bồi bãi
biển.
31

I.3. Lựa chọn các phương pháp nghiên cứu xác định mức độ giảm,
phá sóng của công trình phù hợp.
37



ii
Chương II
KẾT QUẢ ĐO ĐẠC ĐỊA HÌNH, THỦY HẢI VĂN BÃI BIỂN CÓ RỪNG
NGẬP MẶN TẠI TIỀN HẢI - THÁI BÌNH PHỤC VỤ KIỂM ĐỊNH MÔ
HÌNH TÍNH TOÁN SỰ GIẢM SÓNG QUA RỪNG NGẬP MẶN

II.1. Nội dung đo đạc khảo sát
39
II.1.1. Đo lần 1 (thời kỳ gió mùa Đông Bắc, tháng 11-12/2007) bao
gồm các hạng mục sau
39
II.1.2. Đo lần 2 (thời kỳ cuối gió mùa Đông Bắc, tháng 3-4/2008)
bao gồm các hạng mục sau:
40
II.2. Thiết bị , kỹ thuật đo đạc
42
II.3. Biện pháp kỹ thuật thực hiện đo đạc
42
II.3.1. Đo đạc thủy hải văn
42
II.3.2. Đo đạc địa hình
43
II.4. kết quả đo đạc khảo sát địa hình, thủy hải văn khu vực nghiên cứu
của đề tài

43
IV.4.1. Đợt đo đạc tháng 11-12/2007
43
IV.4.2. Đợt đo đạc tháng 3-4/2008
45
II.5. Sử dụng tài liệu khảo sát
46

Chương III
XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ THỐNG KÊ SÓNG CHO CÁC VÙNG
ĐẶC TRƯNG TRONG DẢI VEN BIỂN NGHIÊN CỨU.


III.1. Tổng quan chung phân bố thống kê sóng ven bờ và ảnh hưởng của
chúng đến ổn định của bãi biển
47
III.1.1. Một số khái niệm sóng thống kê
47
III.1.2. Các phân bố sóng thống kê
49
III.2. Xác định các tham số sóng thống kê theo số liệu quan trắc đã có
51
III.2.1. Phương pháp phân tích, xây dựng cơ sở dữ liệu
51
III.2.2. Kết quả phân tích thống kê theo phương pháp sóng đơn.
52
III.3. Quan hệ giữa ảnh hưởng của các đặc trưng thống kê sóng ven bờ
đến ổn định của bãi biển
54
III.3.1. Nhận xét chung.

54
III.3.2. Quan hệ giữa các tham số thống kê sóng và cân bằng mặt cắt bãi
và chỉ số xói, bồi bãi biển.
55
III.3.3. Một số nhận xét:
57

iii
III.4. Xác định các phân vùng đặc trưng cho dải bờ biển khu vực nghiên
cứu
57
III.4.1. Các chỉ tiêu phân vùng
57
III.4.2. Đặc điểm địa hình địa mạo khu vực Quảng Ninh - Quảng
Nam:
58
III.4.3. Phân vùng dải bờ biển của khu vực nghiên cứu chi tiết cho
khu vực Quảng Ninh - Quảng Nam:
62

Chương IV
XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ SÓNG TRONG ĐIỀU KIỆN GIÓ MẠNH
TRONG GIÓ MÙA, BÃO TẠI VÙNG NƯỚC SÂU VÀ VEN BỜ VÀ BỔ
SUNG HOÀN THIỆN HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN SÓNG THIẾT KẾ.


IV.1. Quy trình xác định các tham số sóng phục vụ thiết kế công
trình biển

63

IV.1.1. Luận cứ khoa học, qui trình xác định các tham số sóng
phục vụ thiết kế công trình ven biển.

63
IV.1.2. Quy trình xác định các tham số sóng phục vụ thiết kế công
trình biển
66
IV.2. Xác định các tham số sóng vùng nước sâu
69
IV.2.1. Thống kê bão, xây dựng phương pháp tính gió vùng tâm bão
theo các tham số bão, xây dựng phương pháp tính gió nền cho toàn vùng
biển Đông
69
IV.2.2. Xây dựng lưới tính cho toàn vùng biển Đông, thiết lập các tham
số vật lý của mô hình SWAN, hiệu chỉnh và kiểm định mô hình
74
IV.3. Xác định các tham số sóng vùng nước sâu với các chu kỳ lặp khác
nhau
84
IV.3.1. Tính sóng cực đại trong các cơn bão thống kê cho các vùng tính
sóng chi tiết ven bờ:
84
IV.3.2. Tính sóng cực đại cho các vùng tính sóng chi tiết ven bờ sử dụng
các cơn bão mô phỏ
ng theo phương pháp Monte Carlo:
89
IV.3.3. Tính sóng cực đại với các chu kỳ lặp khác nhau cho các vùng
tính sóng chi tiết ven bờ sử dụng các cơn bão thống kê và mô phỏng
theo phương pháp Monte Carlo:
97

IV.4. Xác định các tham số sóng vùng ven bờ
98
IV.4.1. Thiết lập lưới tính sóng chi tiết cho các vùng ven bờ. 98
IV.4.2. Tính toán trường sóng ven bờ theo phương pháp tính lan truyền
sóng từ vùng nước sâu vào với các chu kỳ lặp khác nhau sử dụng mô
hình STWAVE
100
IV.4.3. Tính toán trường sóng ven bờ theo phương pháp tính lan truyền 105

iv
sóng từ vùng nước sâu vào với các chu kỳ lặp khác nhau sử dụng mô
hình SWAN-1D
IV.4.4. Tính toán trường sóng ven bờ theo phương pháp tính trực tiếp từ
các yếu tố tạo sóng đối với các vùng biển được che chắn
117
IV.5. Một số kết luận về nội dung: Xác định các tham số sóng trong điều
kiện gió mạnh phục vụ thiết kế đê biển
119

Chương V
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ GIẢM SÓNG VÀ CÁC
CHỈ TIÊU THIẾT KẾ RNM VÀ CÔNG TRÌNH GIẢM PHÁ SÓNG BẰNG
PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH TƯƠNG TÁC GIỮA CHÚNG
VÀ SÓNG TRÊN MÔ HÌNH SỐ


V.1. Xác định mức độ giảm sóng và các chỉ tiêu thiết kế RNM bằng
phương pháp mô phỏng quá trình tương tác giữa chúng và sóng trên mô
hình số.
121

V.1.1. Cơ sở khoa học của phương pháp mô phỏng 121
V.1.2. Đặc điểm khu vực nghiên cứu và các số liệu đầu vào 123
V.1.3. Các kết quả tính toán sóng trên bãi có rừng ngập mặn 124
V.2. Xác định mức độ giảm sóng và các chỉ tiêu thiết kế của công trình
phá sóng bằng phương pháp mô phỏng quá trình tương tác giữa chúng
và sóng trên mô hình s
ố.
134
V.2.1. Cơ sở toán học của mô hình tính toán lan truyền sóng vùng ven
bờ PMS
134
V.2.2. Kết quả tính toán tương sóng và công trình phá sóng gây bồi. 136

Chương VI
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ GIẢM SÓNG VÀ CÁC
CHỈ TIÊU THIẾT KẾ RỪNG NGẬP MẶN VÀ CÔNG TRÌNH GIẢM PHÁ
SÓNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH TƯƠNG TÁC
GIỮA CHÚNG VÀ SÓNG TRÊN MÔ HÌNH VẬT LÝ


VI.1. Sơ lược lý thuyết mô hình sóng
154
VI.1.1. Vấn đề chính thái và biến thái 154
VI.1.2. Phương trình hằng số tương tự 155
VI.2. Giới thiệu về các mô hình công trình
159
VI.2.1. Các loại công trình bờ biển 159
VI.2.2. Mục đích và yêu cầu của các mô hình công trình 160
VI.3. Mục tiêu, nội dung thí nghiệm 161
VI.3.1. Mục tiêu nghiên cứu 161

v
VI.3.2. Nội dung thí nghiệm 162
VI.4. Mô phỏng tương tự các giá trị trên mô hình, chọn tỉ lệ mô hình
163
VI.4.1. Chọn tỉ lệ mô hình 163
VI.4.2. Các điều kiện biên về số liệu địa hình, thủy hải văn 163
VI.5. Hệ thống thiết bị thí nghiệm và kiểm định mô hình
166
VI.5.1. Chuẩn bị thiết bị đo đạc 166
VI.5.2. Kiểm định thiết bị, mô hình 167
VI.6. Phân tích kết quả thí nghiệm trêm mô hình sóng
170
VI.6.1. Xác định hệ số
và các tham số quan hệ giảm sóng khi bãi có
rừng ngập mặn
170
VI.6.2. Kết quả thí nghiệm và hiệu quả giảm sóng của công trình phá
sóng gây bồi
179

Chương VII
KIẾN NGHỊ BỔ SUNG HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
ĐÊ BIỂN, CÁC GIẢI PHÁP KHCN LÀM GIẢM SÓNG
NHẰM BẢO VỆ, ỔN ĐỊNH BÃI VÀ ĐÊ BIỂN


VII.1. Kết quả tính toán xác định các tham số sóng ven bờ, bổ sung
hướng dẫn tính toán thiết kế đê biển.
187

VII.1.1. Giới thiêu chung kết quả tính toán xác định các tham số sóng
ven bờ và bổ sung hướng dẫn tính toán sóng trong Hướng dẫn thiết kế
đê biển
187
VII.1.2. Giới thiệu chi tiết các bảng tra 188
VII.2. Kiến nghị chiều rộng tối thiểu và các kích thước thiết kế rừng cây
chắn sóng trên bãi trước đê biển, b
ổ xung hướng dẫn tính toán thiết kế
công trình đê biển.
191
VII.2.1. Cơ sở khoa học (sinh học, động lực học) thiết kế rừng ngập mặn
chống sóng trong khu vực bãi triều trước đê.
191
VII.2.2. Kiến nghị các kích thước thiết kế rừng cây chắn sóng trên bãi
trước đê biển, bổ sung hướng dẫn tính toán thiết kế công trình đê biển.
193
VII.3. đề xuất giải pháp khcn làm giảm và ch
ống được phá hoại của sóng
lớn bằng rnm và các biện pháp công trình giảm, phá sóng trên bãi trước
đê biển
194
VII.3.1. Các giải pháp thiết kế, nuôi trồng bảo vệ RNM giảm sóng 194
VII.3.2. Các giải pháp KHCN làm giảm phá sóng bằng công trình trên
bãi trước đê biển.
199
KẾT LUẬN 206
TÀI LIỆU THAM KHẢO 208
PHỤ LỤC A, B, C

vi

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Trang
Bảng A.1. Danh mục tài liệu
2
Bảng A.2. Danh mục chi tiết các chuyên đề khoa học
4
Bảng A.3. Danh mục các sản phẩm KHCN
8
Bảng 1.1. Đà gió ứng với tốc độ gió cho trước
18
Bảng 1.2. Đặc điểm thảm cây bần chua ở bờ xã Vĩnh Quang
31
Bảng 3.1: Bảng thống kê phân tích phổ cho khu vực ven biển Hải Hậu -
Nam Định (Số liệu 1975
÷
2001- Nguyễn Khắc Nghĩa - Viện KHTL)
55
Bảng 3.2: Bảng thống kê phân tích phổ cho khu vực ven bờ Cảnh Dương -
Quảng Bình. (Số liệu 1992
÷
1995 - Nguyễn Khắc Nghĩa - Viện KHTL)
55
Bảng 3.3: Tính toán chỉ số xói bãi N
0

a) Bãi biển Hải Hậu - Nam Định.
b) Bãi biển Cảnh Dương - Quảng Bình
56
Bảng 4.1. Bảng so sánh khả năng ứng dụng của các mô hình tính sóng

65
Bảng 4.2a. Số liệu sóng sử dụng trong hiệu chỉnh và kiểm chứng mô hình
sóng trong bão
75
Bảng 4.2b. Số liệu sóng sử dụng trong kiểm chứng mô hình sóng trong gió
mùa và trong các điều kiện thời tiết khác
75
Bảng 4.3. Sai số tính toán của độ cao sóng (m) trong các cơn bão
81
B
ảng 4.4 . Kết quả so sánh độ cao sóng tính toán và thực đo tại khu vực ven
bờ biển Hải Hậu, Nam Định [11].
82
Bảng 4.5. Kết quả tính sóng cực đại trong các cơn bão đổ bộ vào vùng ven
bờ Quảng Ninh thống kê 1945 - 2007
85
Bảng 4.6. Kết quả tính sóng cực đại trong các cơn bão đổ bộ vào vùng ven
bờ Hải Phòng – Ninh Bình thời gian thống kê 1945 - 2007
86
Bảng 4.7. Kết quả tính sóng cực đại trong các cơn bão đổ bộ vào vùng ven
bờ Thanh Hóa – Hà T
ĩnh thời gian thống kê 1945 - 2007
87
Bảng 4.8. Kết quả tính sóng cực đại trong các cơn bão đổ bộ vào vùng ven
bờ Quảng Bình – Thừa Thiên Huế thời gian thống kê 1945 - 2007
88
Bảng 4.9. Kết quả tính sóng cực đại trong các cơn bão đổ bộ vào vùng ven
bờ Quảng Nam - Đà Nẵng thời gian thống kê 1945 - 2007
88
Bảng 4.10. Kết quả tính sóng cực đại trong các cơn bão đổ bộ vào vùng ven

bờ Quảng Ninh – theo số liệu bão mô phỏng với thời gian 300 n
ăm
89
Bảng 4.11. Kết quả tính sóng cực đại trong các cơn bão đổ bộ vào vùng ven
bờ Hải Phòng – Ninh Bình theo số liệu bão mô phỏng với thời gian 300 năm
91
Bảng 4.12. Kết quả tính sóng cực đại trong các cơn bão đổ bộ vào vùng ven
93

vii
bờ Thanh Hóa – Hà Tĩnh theo số liệu bão mô phỏng với thời gian 300 năm
Bảng 4.13. Kết quả tính sóng cực đại trong các cơn bão đổ bộ vào vùng ven
bờ Quảng Bình – Thừa Thiên Huế theo số liệu bão mô phỏng với thời gian
300 năm
95
Bảng 4.14. Kết quả tính sóng cực đại trong các cơn bão đổ bộ vào vùng ven
bờ Quảng Nam - Đà Nẵng theo số liệu bão mô phỏng với thời gian 300 năm
96
Bảng 4.15. Kế
t quả tính các tham số sóng vùng nước sâu cho các vùng tính
sóng chi tiết ven bờ từ Quảng Ninh đến Quảng Nam.
98
Bảng 4.16. Các tham số của lưới tính sóng chi tiết vùng ven bờ từ Quảng
Ninh đến Quảng Nam.(
∆
X =
∆
Y = 200m)
100
Bảng 4.17. Các mặt cắt tính sóng vùng 1 - khoảng cách từ bờ và độ sâu [m]

107
Bảng 4.18. Các mặt cắt tính sóng vùng 2- khoảng cách từ bờ và độ sâu [m]
109
Bảng 4.19. Các mặt cắt tính sóng vùng 3- khoảng cách từ bờ và độ sâu [m]
110
Bảng 4.20. Các mặt cắt tính sóng vùng 4- khoảng cách từ bờ [m] và độ sâu
[m]
112
Bảng 4.21-1. Các mặt cắt tính sóng vùng 5- khoảng cách từ bờ và độ sâu
[m]
114
Bảng 4.21-2. Các mặt cắt tính sóng vùng 5- khoảng cách từ bờ
và độ sâu
[m]
115
Bảng 4.22. Hiệu chỉnh thủy triều và nước dâng [cm]
116
Bảng 5.1. Các đặc điểm của cây ngập mặn được đưa vào tính toán
124
Bảng 5.2: Các thông số sóng và mực nước được đưa vào tính toán
(các thông số này được tính theo kịch bản khi có bão cấp 9 và12)
124
Bảng 5.3. Đặc điểm rừng cây ngập mặn khu vực đo đạc, khảo sát
125
Bảng 5.4. Các đặc điểm thủy động lực
126
Bảng 5.5. Hệ số suy giảm sóng do rừng ngập mặn lớn nhất theo độ
cao cây và điều kiện biên sóng, mực nước
128
Bảng 5.6. hệ số suy giảm sóng - mực nước tổng cộng 3,5m sóng cấp 9

131
Bảng 5.7. hệ số suy giảm sóng - mực nước tổng cộng 4,0m sóng cấp 12
132
Bảng 5.8: Các thông số sóng và mực nước được đưa vào tính toán
137
Bảng 6.1. Các giá trị tỷ lệ mô hình – nguyên hình
163
Bảng 6.2: Các cấp mực nước và sóng thí nghiệm
164
Bảng 6.3: Các giá trị thiết kế mô hình
165
Bảng 6.4. Các tham số cây RNM đưa vào thí nghiệm
166
Bảng 6.5. Chiều cao tường ngầm phá sóng và các mực nước thí
nghiệm
166
Bảng 6.6: Kết quả thí nghiệm truyền sóng trường hợp bãi không có
172

viii
RNM
Bảng 6.7: Kết quả thí nghiệm hệ số giảm sóng trường hợp bãi có
RNM rộng 80m, cây cao 2m, mật độ 0.5 cây/m2 .
172
Bảng 6.8: Kết quả thí nghiệm hệ số giảm sóng trường hợp bãi có
RNM rộng 80m, cây cao 2m, mật độ 1 cây/m2 .
173
Bảng 6.9: Kết quả thí nghiệm hệ số giảm sóng trường hợp bãi có
RNM rộng 80m, cây cao 4m, mật độ 0.5 cây/m2.
173

Bảng 6.10: Kết quả thí nghiệm hệ số giảm sóng trường hợp bãi có
RNM rộng 80m, cây cao 4 m, mật độ 1 cây/m2

173
Bảng 6.11: Kết quả thí nghiệm hệ số giảm sóng với RNM có bề rộng
B = 80m và tổ hợp mực nước - chiều cao sóng khác nhau
Hệ số giảm sóng K
t
= h
st
/ h
si
178
Bảng 6.11: Kết quả thí nghiệm hệ số giảm sóng với RNM có bề rộng
B = 120m và tổ hợp mực nước - chiều cao sóng khác nhau
Hệ số giảm sóng K
t
= h
st
/ h
si
178
Bảng 6.12: Kết quả thí nghiệm hệ số giảm sóng với RNM có bề rộng B
= 180m và tổ hợp mực nước - chiều cao sóng khác nhau
Hệ số giảm sóng K
t
= h
st
/ h
si

178
Bảng 6.14. Trường hợp thí nghiệm với đê ngầm làm bằng bản gỗ có B
min với các độ cao tường ngầm khác nhau
180
Bảng 6.15. Số liệu mực nước và chiều cao tường ngầm qua các thí
nghiệm
182
Bảng 6.16. Kết quả thí nghiệm hệ số giảm sóng khi bãi có tường ngầm
phá sóng với các cao trình khác nhau
182
Bảng 6.17. Tổng hợp các thông số sóng truyền qua tường ngầm chiều
rộng B= 5m
183
Bảng6.18. Tổng hợp các thông số sóng truyền qua tường ngầm chiều
rộng B= 5m
183
Bảng 6.19. Hệ số giảm sóng trước và sau khi có mỏ hàn chữ T
185
Bảng 6.20. Hệ số giảm sóng trước và sau khi có mỏ hàn chữ T
186
Bảng 7.1. Tọa độ của các mặt cắt tại vùng 1
188
Bảng 7.2. Tọa độ của các mặt cắt tại vùng 2
188
Bảng 7.3. Tọa độ của các mặt cắt tại vùng 3
188
Bảng 7.4. Tọa độ của các mặt cắt tại vùng 4
188
Bảng 7.5. Tọa độ của các mặt cắt tại vùng 5
188

Bảng 7.6. Tóm tắt kinh nghiệm chọn một số loại cây ngập mặn chính trồ
ng
ở một số địa điểm
196

ix
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Trang
Hình 1.1. Khu vực nghiên cứu dọc bờ biển xã Vinh Quang.
30
Hình 1.2. Cấu trúc thẳng đứng của bần chua (Sonneratia caseolaris):
(a) Mặt cắt ngang của cây và rễ hô hấp của bần;
(b) Mặt cắt ngang phóng đại của rễ hô hấp.
31
Hình 2.1. Sơ đồ bố trí đo đạc khảo sát địa hình, Thủy văn khu vực ven
biển Tiền Hải - Thái bình
41
Hình 3.1. Sơ đồ chỉnh lý, phân tích giản đồ đo sóng
52
Hình 4.1. Trường gió nền trong bão (loại 1) VICENT– 0h/17/09/2005
71
Hình 4.2. Trường gió nền trong bão (loại 1) VICENT– 12h/17/09/2005
71
Hình 4.3. Trường gió chi tiết trong bão (loại 1) VICENT– 0h/17/09/2005
72
Hình 4.4. Trường gió chi tiết trong bão (loại 1) VICENT– 12h/17/09/2005
72
Hình 4.5. Trường gió nền trong bão (loại 2) DAMREY– 0h/24/09/2005
72

Hình 4.6. Trường gió nền trong bão (loại 2) DAMREY– 0h/25/09/2005
73
Hình 4.7. Trường gió chi tiết trong bão (loại 2) DAMREY– 0h/24/09/2005 73
Hình 4.8. Trường gió chi tiết trong bão (loại 2) DAMREY– 0h/25/09/2005
73
Hình 4.9. Lưới tính sóng vùng nước sâu cho toàn khu vực biển Đông
(Các điểm dọc bờ biển là các điểm triết xuấ
t kết quả tính sóng)
74
Hình 4.10. Đường đi của bão Muifa và vị trí giàn khoan MSP1
76
Hình 4.11. Độ cao sóng (a) và chu kỳ sóng (b) tại giàn khoan MSP1 tính
theo các tham số vật lý khác nhau: Janssen1: CDS1=4.5 ; Delta=0.5 ;
Friction Jonswap 0.038 QUADRUPL AGROW 0.0015 - Janssen2:
CDS1=4.5 ; Delta=0.5 ; Friction Jonswap 0.067 QUADRUPL AGROW
0.0015 - Komen1: CDS2=0.000236 ; stpm=0.00302 ; Friction Jonswap
0.038 QUADRUPL AGROW 0.0015 - Komen2: CDS2=0.000236 ;
stpm=0.00302 ; Friction Jonswap 0.067 QUADRUPL AGROW 0.0015
77
Hình 4.12. Biến trình độ cao sóng tính toán theo thời gian với các hệ số tiêu
tán năng lượng Komen khác nhau và độ cao sóng thực đo tại giàn khoan
MSP1 từ 0h ngày 18/11 đến 0h ngày 25/11: Komen 1a: CDS2=0.000236 ;
stpm=0.00302 ; QUADRUPL AGROW 0.15 ; Friction Jonswap 0.038 -
Komen1-1.0: CDS2=0.0001 ; stpm=0.00302 ;QUADRUPL AGROW
0.0015 ; Friction Jonswap 0.038 - Komen1: CDS2=0.000236 ;
stpm=0.00302 ; QUADRUPL AGROW 0.0015 ; Friction Jonswap 0.038 -
Komen2: CDS2=0.000236 ; stpm=0.00302 ; QUADRUPL AGROW 0.0015
; Friction Jonswap 0.067
77
Hình 4.13. Đường đi của bão Frankie và vị trí trạm phao VN01A, so sánh

độ cao sóng tính toán và thực đo trong bão Frankie
78

x
Hình 4.14. Đường đi bão Linda và vị trí trạm phao Hua-Hin, so sánh độ cao
sóng tính toán và đo đạc trong bão Linda
78
Hình 4.15. Đường đi của bão Wukong và vị trí của trạm phao 4001, so sánh
độ cao sóng tính toán và đo đạc trong bão Wukong.
79
Hình 4.16. Đường đi của bão Ling Ling
79
Hình 4.17. Quỹ đạo vệ tinh, so sánh độ cao sóng tính toán và đo đạc trong
bão Ling Ling tại 18giờ 08/11/2001
80
Hình 4.18. Đường đi của bão Imbudo
80
Hình 4.19. Quỹ đạo vệ tinh, so sánh độ cao sóng tính toán và đo đạc
trong bão Imbudo tại 12 giờ 23/07/2003
80
Hình 4.20. So sánh độ cao sóng tính toán và đo đạc từ tháng 1
đến tháng
3/2002 tại MSP-1
81
Hình 4.21. Quỹ đạo vệ tinh, so sánh độ cao sóng tính toán và đo đạc tại
9giờ 01/01/2002
82
Hình 4.22. Quỹ đạo vệ tinh, so sánh độ cao sóng tính toán và đo đạc tại 4
giờ 06/01/2003
82

Hình 4.23. So sánh độ cao sóng tính toán và đo đạc từ tháng 7 đến tháng
9/2002 tại MSP-1
83
Hình 4.24. Quỹ đạo vệ tinh, so sánh độ cao sóng tính toán và đo đạc
tại 18 giờ 01/07/2002
83
Hình 4.25. Quỹ đạo vệ tinh, so sánh độ cao sóng tính toán và đo đạc
tại 1 giờ 24/07/2002
84
Hình 4.26. Các lưới tính lan truyề
n sóng từ vùng nước sâu vào vùng ven bờ
100
Hình 4.27. Phân bố độ cao sóng hữu hiệu với chu kỳ lặp 100 năm một lần
cho vùng ven bờ Quảng Ninh
101
Hình 4.28. Phân bố độ cao sóng hữu hiệu với chu kỳ lặp 100 năm một lần
dọc theo mặt cắt từ bờ ra khơi (xem hình 4) cho vùng ven bờ Quảng Ninh
101
Hình 4.29. Phân bố độ cao sóng hữu hiệu với chu kỳ lặp 100 năm một lần
cho vùng ven bờ Hải Phòng – Ninh Bình
102
Hình 4.30. Phân bố độ cao sóng hữu hiệu với chu kỳ lặp 100 năm một lần
dọc theo mặt cắt từ bờ ra khơi (xem hình 4.29) cho vùng ven bờ Hải Phòng
– Ninh Bình
102
Hình 4.31. Phân bố độ cao sóng hữu hiệu với chu kỳ lặp 100 năm một lần
cho vùng ven bờ Thanh Hóa – Hà Tĩnh
103
Hình 4.32. Phân bố độ cao sóng hữu hiệu với chu kỳ lặp 100 năm một lần
dọc theo mặt cắt từ bờ ra kh

ơi (xem hình 31) cho vùng ven bờ Hải Phòng –
Ninh Bình
103
Hình 4.33. Phân bố độ cao sóng hữu hiệu với chu kỳ lặp 100 năm một lần
cho vùng ven bờ Quảng Bình – Thừa Thiên Huế
104

xi
Hình 4.34. Phân bố độ cao sóng hữu hiệu với chu kỳ lặp 100 năm một lần
dọc theo mặt cắt từ bờ ra khơi (xem hình 33 ) cho vùng ven bờ Quảng Bình
– Thừa Thiên Huế
104
Hình 4.35. Phân bố độ cao sóng hữu hiệu với chu kỳ lặp 100 năm một lần
cho vùng ven bờ Quảng Nam - Đà Nẵng
105
Hình 4.36. Phân bố độ cao sóng hữu hiệu với chu kỳ lặp 100 năm một lần
dọc theo mặ
t cắt từ bờ ra khơi (xem hình 4.35) cho vùng ven bờ Quảng Nam
- Đà Nẵng
105
Hình 4.37. Các mặt cắt tính sóng dọc theo bờ biển từ Quảng Ninh đến
Quảng Nam
106
Hình 5.1. Các phân vùng tiêu tán năng lượng của vùng thực vật ngập
nước
122
Hình 5.2. Khu vực nghiên cứu thử nghiệm RNM
123
H
ình 5.3. Sơ đồ bố trí các trạm khảo sát hải văn tại Tiền Hải - Thái

Bình
124
Hình 5.4. Giá trị độ lệch BIAS của độ cao sóng tính toán và thực đo
với các giá trị khác nhau của hệ số kéo Cd
125
Hình 5.5. Kết quả tính trường hợp mực nước 3,5m; độ cao sóng
2,01m; chu kỳ 6,7s, đường kính thân cây 5cm; mật độ tương đương
11cành/m
2
; cây cao 2,5m
126
Hình 5.6. Biểu đồ theo mặt cắt hệ số suy giảm sóng theo khoảng cách
x 10m từ mép rừng theo chiều sóng lan truyền với mực nước tổng cộng
3,5m và các độ cao của cây khác nhau
127
Hình 5.7. Kết quả tính trường hợp mực nước 4,0m; độ cao sóng 2,7m;
chu kỳ 10s, đường kính thân cây 5cm; mật độ tương đương 11cành/m
2
;
cây cao 3,0m
127
Hình 5.8. Biểu đồ theo mặt cắt hệ số suy giảm sóng theo khoảng cách
x 10m theo chiều sóng lan truyền với mực nước tổng cộng 4m và các
độ cao của cây
128
Hình 5.9. Biểu đồ đánh giá mức độ biến động của hệ số suy giảm sóng
khi mật độ tương đương của rừng ngập mặn biến đổi từ 2 cành/m2 đến
25cành/m
2
129

Hình 5.10. Biểu đồ đánh giá mức độ biến động của hệ số suy giảm
sóng theo khoảng cách từ mép rừng theo phương truyền sóng

129
Hình 5.12 : Bản đồ khu vực Hải Hậu Nam Định với phương án
công trình bảo vệ bờ I
137
Hình 5.13 : Bản đồ khu vực Hải Hậu Nam Định với phương án II
công trình bảo vệ bờ
138
Hình 5.14 : Trường độ sâu trên lưới tính 5mx5m khu vực Hải Hậu
139

xii
Nam Định với phương án công trình bảo vệ bờ I gồm 08 kè chữ T và
03 đê ngầm.
Hình 5.15 : Trường độ sâu trên lưới tính 5mx5m khu vực Hải Hậu
Nam Định với phương án công trình bảo vệ bờ II gồm 07 kè chữ T và
02 đê ngầm.
140
Hình 5.16a: Trường sóng tính tóan bão cấp 9 với độ cao sóng 2.01m,
chu kỳ 6.7s lan truyền trên nền mực nước tổng hợp 2.7m vào khu vực
Hải Hậu với phương án công trình I
142
Hình 5.16b: Trường sóng tính tóan bão cấp 9 với độ cao sóng 2.01m,
chu kỳ 6.7s lan truyền trên nền mực nước tổng hợp 2.7m vào khu vực
Hải Hậu với phương án công trình I (Khu vực trích xuất số liệu kè D4,
đê ngầm N1, đê ngầm N2, kè D5).
143
Hình 5.17a: Trường sóng tính tóan bão cấp 9 với độ cao sóng 2.01m,

chu kỳ 6.7s lan truyền trên nền mực nước tổng hợp 3.5m vào khu vực
Hải Hậu với phương án công trình I
144
Hình 5.17b: Trường sóng tính tóan bão cấp 9 với độ cao sóng 2.01m,
chu kỳ 6.7s lan truyền trên nền mực nước tổng hợp 3.5m vào khu vực
Hải Hậu PA I (Khu vực trích xuất số liệu kè D4, đê ngầm N1, đê ngầm
N2, kè D5).
145
Hình 5.18a: Trường sóng tính tóan bão cấp 12 với độ cao sóng 2.7m,
chu kỳ 10s lan truyền trên nền mực nước tổng hợp 3.2m vào khu vực
Hải Hậu với phương án công trình I
146
Hình 5.18b: Trường sóng tính tóan bão cấp 12 với độ cao sóng 2.7m,
chu kỳ 10s lan truyền trên nền mực nước tổng hợp 3.2m vào khu vực
Hải Hậu với phương án công trình I (Khu vực trích xuất số liệu kè D4,
đê ngầm N1, đê ngầm N2, kè D5).
147
Hình 5.19a: Trường sóng tính tóan bão cấp 12 với độ cao sóng 2.7m,
chu kỳ 10s lan truyền trên nền mực nước tổng hợp 4.0m vào khu vực
Hải Hậu với PAI
148
Hình 5.19b: Trường sóng tính tóan bão cấp 12 với độ cao sóng 2.7m,
chu kỳ 10s lan truyền trên nền mực nước tổng hợp 4.0m vào khu vực
Hải Hậu với PAI (Khu vực trích xuất số liệu kè D4, đê ngầm N1, đê
ngầm N2, kè D5).
149
Hình 5.20: Trường sóng tính tóan các cấp bão 9 với độ cao sóng
2.01m, chu kỳ 6.7s lan truyền trên nền mực nước tổng hợp 2.7m,
3.5m, 3.2m và 4.0m vào khu vực Hải Hậu địa hình đáy tự nhiên không
có công trình.

150
Hình 5.21: Trường sóng tính tóan cấp 12 với độ cao sóng 2.7m, chu kỳ
10s lan truyền trên nền mực nước tổng hợp 2.7m, 3.5m, 3.2m và 4.0m
vào khu vực Hải Hậu địa hình đáy tự nhiên không có công trình.
151

xiii
Hình 6.1. Khúc xạ sóng

158
Hình 6.2. Hiện tượng nhiễu xạ sóng tại đê nhô đơn
158
Hình 6.3. Mặt cắt bãi biển khu vực Hải Hậu - Nam Định
164
Hình 6.4. Bố trí rừng ngập mặn
165
Hình 6.5. Thiết lập mô hình thí nghiệm cho trường hợp bề dày rừng:
4m (Mô hình_MH) tương đương 80m (Nguyên hình_NH)
167
Hình 6.6. Phổ sóng đưa vào kiểm định
169
Hình 6.7. Phổ sóng tự nhiên tại Hải Hậu - Nam Định
169
Hình 6.8. So sánh phổ sóng kiểm định và phổ sóng thực đo tại Hải
Hậu
170
Hình 6.9. Phân bố trường vận tốc sóng truyền theo phương ngang qua
rừng cây: a) vùng nước nông, b) vùng nước sâu chuyển tiếp.
171
Hình 6.10. Cơ chế tiêu tán năng lượng sóng qua rừng ngập mặn

171
Hình 6.11. Đường quan hệ giữa hệ số giảm sóng Kt và mật độ, chiều
cao cây tại các cấp mực nước khác nhau, trường hợp chiều cao sóng
cấp 9 ( hs = 2m)

174
Hình 6.12. Đường quan hệ giữa hệ số giảm sóng Kt và mật độ, chiều
cao cây tại các mực nước khác nhau, trường hợp chiều cao sóng cấp
12 ( hs = 2.7m)
174
Hình 6.13. Biến động chiều cao sóng qua bãi khi có và không có RNM
Trường hợp chiều cao sóng MH - hs=0.135m (NH - hs =2.7m - Bão
cấp 12)
175
Hình 6.14. Đường quan hệ giữa hệ số giảm sóng Kt và mật độ, chiều
cao cây tại các cấp mực nước khác nhau, trường hợp B = 120m, hs =
2.0m
176
Hình 6.15. Đường quan hệ giữa hệ số giảm sóng Kt và mật độ, chiều
cao cây tại các cấp mực nước khác nhau, trường hợp B = 120m, hs =
2.7m
176
Hình 6.16 . Đường quan hệ giữa hệ số giảm sóng Kt và mật độ, chiều
cao cây tại các cấp mực nước khác nhau, trường hợp B = 180m, hs =
2.0m
177
Hình 6.17 . Đường quan hệ giữa hệ số giảm sóng Kt và mật độ, chiều
cao cây tại các cấp mực nước khác nhau, trường hợp B = 180m, hs =
2.7m
177

Hình 6.18. Sự truyền sóng qua tường ngầm
179
Hình 6.19. Quan hệ giữa K
t
và d/H
t
tại các mực nước thí nghiệm
181
Hình 6.20. Quan hệ giữa K
t
và tỷ số R
c
/H
si
184

xiv
Hình 6.21. Quan hệ giữa K
t
và biểu thức bề rộng tường B/L
184
Hình 6.22. Sự truyền sóng qua đầu kè ngang chữ T
185
Hình 7.1. Kết quả tra bảng theo phụ lục B tại các mặt cắt 9 - Cát Hải;
10 - Đồ Sơn và 12 - Thái Bình
189
Hình 7.2. RNM với cây gỗ rắn chắc ở Cần Giờ, tp Hồ Chí Minh
191
Hình 7.3. Hệ thống rễ trên mặt đất của một số loài CNM có tác dụng cản
sóng và giữ đất bồi (¶nh: Phan Nguyªn Hång)

192
Hình 7.4. Rừng trang trồng ở Bằng La, Đồ Sơn, Hải Phòng
192
Hình.7.5. Bãi treo (Dean vµ Dalrymple, 1993)
201
Hình 7.6. Sơ đồ hệ thố
ng tường giảm sóng 201
Hình 7.7. Phục hồi bãi với các mỏ hàn dạng chữ T
204
Hình 7.8. Đê bao ngăn ô
205
Hình 7.9: Hệ thống công trình chữ T 205
Hình 7.10. Hệ thống công trình phức hợp
206


1
PHẦN A: THÔNG TIN CHUNG VỀ ĐỀ TÀI

I. Lời nói đầu
Nước ta có bờ biển dài hơn 3000km với chế độ thủy văn, động lực, địa chất, địa
mạo rất phức tạp cùng với hoạt động thường xuyên của bão, lũ luôn đe dọa, nên việc
xây dựng, củng cố, nâng cấp hệ thống đê biển bảo vệ an toàn cho các vùng ven biển là
nhiệm vụ vô cùng cấp bách. Để xây dựng được hệ thống
đê biển kiên cố, an toàn và tối
ưu về mặt kinh tế đòi hỏi phải có những nghiên cứu chuẩn xác về điều kiện tự nhiên
cho từng khu vực, trong đó đặc biệt quan trọng là những tham số sóng ven bờ liên
quan đến việc thiết kế và đảm bảo sự bền vững của hệ thống đê biển. Từ những nhu
cầu thực tế bức xúc trên, Bộ Nông nghi
ệp và Phát triển Nông thôn đã xây dựng

Chương trình Khoa học công nghệ nhằm xây dựng, củng cố và nâng cấp đê biển cho
vùng ven bờ nước ta trong giai đoạn đến 2010. Đề tài “Xác định chiều cao sóng trong
tính toán thiết kế đê biển từ Quảng Ninh đến Quảng Nam” do Viện Khoa học Thủy lợi
Việt Nam thực hiện là một trong những đề tài thuộc Chương trình Khoa học và Công
nghệ nói trên.
Xuất phát từ nhiệ
m vụ trước mắt của việc xây dựng, bảo vệ đê biển và phát triển
kinh tế biển có thể thấy nhu cầu nghiên cứu tính toán sóng thiết kế có độ chuẩn xác và
tin cậy cao và tác dụng của rừng cây chắn sóng và các công trình phá, giảm sóng trên
bãi biển trước đê là một vấn đề rất bức xúc, có ý nghĩa to lớn về kinh tế. Các kết quả
đạt được của việc thực hiện đề tài s
ẽ kịp thời phục vụ kế hoạch, lựa chọn các giải pháp
kỹ thuật bảo vệ đê kè biển góp phần phát huy hiệu quả đầu tư sắp tới của Chương trình
nâng cấp đê biển.
Trung tâm nghiên cứu Động lực Cửa sông Ven biển & Hải đảo thuộc Viện Khoa
học Thủy lợi Việt Nam là đơn vị đã có nhiều năm nghiên cứu về độ
ng lực cửa sông
ven biển và công trình bảo vệ bờ biển, đã tích lũy khá nhiều kinh nghiệm nghiên cứu
khoa học trong lĩnh vực này. Trong quá trình thực hiện, đề tài cũng đã cũng tham khảo
nhiều tài liệu quốc tế mới về các vấn đề liên quan và cũng nhận được sự tư vấn khoa
học, giúp đỡ trong việc triển khai nhiều hạng mục phức tạp của Đề tài từ các chuyên
gia Hà Lan, Nhật Bản thông qua Dự án hỗ trợ kỹ thuật của trường TUDELF (Hà Lan):
Gerrit J. Schiereck, TS. Foekje Buijs, TS. Sasia van Vuren, Bob Maaskant và
Tomohiro Suzuki trong phần nghiên cứu tính toán sóng trong bão và đặc biệt về
nghiên cứu tính toán truyền sóng qua rừng ngập mặn, xác định chiều cao sóng phục vụ
tính toán thiết kế đê biển. Nhân đây, chúng tôi xin bày tỏ lời cảm ơn về sự hợp tác hữu
nghị này.
II. Mục tiêu của đề tài
- Đưa ra được phương pháp xác định chiều cao sóng đảm b
ảo tính chính xác, đơn

giản, phù hợp với điều kiện tự nhiên của từng phần bờ biển trong dải bờ biển từ Quảng
Ninh đến Quảng Nam.

2
- Nâng cấp, hoàn thiện tiêu chuẩn tính toán sóng phục vụ công tác thiết kế bảo vệ
và nâng cấp đê biển. Xây dựng được Hướng dẫn áp dụng.
- Đề xuất được các tiêu chuẩn xác định kích thước, mật độ tối ưu của các loại
rừng cây chắn sóng khác nhau và tiêu chuẩn lựa chọn loại hình công trình giảm sóng
trước đê.
III. Nội dung thực hiện đề tài
Chương I: Tổng quan các kết quả nghiên c
ứu về sóng ven bờ đã có trước đây
trong dải ven biển nghiên cứu
Chương II: Kết quả đo đạc địa hình, thủy hải văn bãi biển có rừng ngập mặn
Tiền Hải - Thái Bình phục vụ kiểm định mô hình tính toán sự giảm sóng qua rừng
ngập mặn.
Chương III: Xác định các tham số thống kê sóng cho các vùng đặc trưng trong
dải ven biển nghiên cứu.
Chương IV: Xác đị
nh các tham số sóng trong điều kiện gió mạnh trong gió mùa,
bão tại vùng nước sâu và ven bờ và bổ sung hoàn thiện hướng dẫn tính toán sóng thiết
kế.
Chương V: Kết quả nghiên cứu xác định mức độ giảm sóng và các chỉ tiêu thiết
kế RNM và công trình giảm phá sóng bằng phương pháp mô phỏng quá trình tương
tác giữa chúng và sóng trên mô hình số.
Chương VI: Kết quả nghiên cứu xác định mức độ giảm sóng và các chỉ tiêu thiết
kế RNM và công trình giảm phá sóng bằng phươ
ng pháp mô phỏng quá trình tương
tác giữa chúng và sóng trên mô hình thí nghiệm vật lý.
Chương VII: Kiến nghị bổ sung hướng dẫn tính toán thiết kế đê biển, các giải

pháp KHCN nhằm bảo vệ, ổn định bãi và đê biển.
IV. Cách tiếp cận
- Dựa vào đặc điểm điều kiện tự nhiên của phân vùng dải ven biển, chế độ sóng
ven bờ theo mùa và cực trị trong gió mùa, bão và nhu cầu hoàn chỉnh hướng dẫn tính
toán sóng phục vụ công tác thiết kế đê, kè biển và các công trình khai thác vùng cửa
sông, ven biển.
- Tiếp cận kế thừa các kinh nghiệm, các tài liệu và kết quả nghiên cứu về sóng
ven bờ đã có trước đây trong khu vực bờ biển từ Quảng Ninh đế
n Quảng Nam bao
gồm: bộ số liệu quan trắc sóng ven bờ, biến động địa hình bãi, các kết quả nghiên cứu
đã được ứng dụng để xây dựng đê, kè biển trong nước và thành tựu KHCN hiện đại
trên thế giới.
- Tiếp cận hệ thống và tổng hợp phân tích đánh giá hạn chế của các qui phạm
tính sóng hiện hành và điều kiện khó khăn về số liệu cơ bản
ở nước ta đi đến phương
pháp thực hiện của các tác giả đề tài sẽ theo hướng xây dựng hệ thống thông tin dữ
liệu về sóng (WIS) tính các tham số chế độ của trường sóng vùng nước sâu và trường
gió đã được tính sẵn cho từng vùng biển và từ đó được sử dụng làm bộ số liệu đầu vào

3
dùng để phục vụ các công trình biển vùng ven bờ và sát bờ trong đó có xây dựng đê
biển.Đánh giá hiệu quả, xây dựng chỉ tiêu thiết kế của RNM và các loại hình công
trình chủ động phá, giảm sóng trên bãi trước đê biển dưới tác động của hệ thống tổng
hợp nhiều yếu tố liên quan ràng buộc như: địa hình, thổ nhưỡng, chế độ thủy thạch
động lực ven bờ khu vực và ho
ạt động của cộng đồng cư dân ven biển.
V. Phương pháp nghiên cứu:
- Tổng hợp, kế thừa các kết quả nghiên cứu trước đây trong lĩnh vực sóng ven
bờ. Dùng phương pháp thống kê, phân tích số liệu thực đo trên cơ sở khai thác tối đa
các nguồn số liệu thực đo sóng ven bờ của các cơ quan nghiên cứu trong nước và

nguồn số liệu sóng ngoài khơi của một số tổ chức khí tượng quốc tế.
- Sử dụng phương pháp khảo sát b
ằng hệ thống máy đo sóng, địa hình thế hệ
mới hiện đại nhằm đo đạc các tham số đặc trưng năng lượng sóng ứng với các kiểu
rừng ngập mặn với các điều kiện gió khác nhau tại địa điểm lựa chọn tại Tiền Hải-
Thái Bình trên phục vụ xây dựng điều kiện biên và kiểm chứng các bài toán mô phỏng
bằng mô hình toán và vật lý.
- Nhi
ều kỹ thuật hiện đại đã được sử dụng trong khuôn khổ đề tài: Sử dụng
phương pháp mô phỏng trên mô hình vật lý, các mô hình tính sóng họ MIKE để mô
phỏng tuơng tác giữa RNM, công trình và sóng. Mô tả được hiện tượng tiêu tán năng
lượng sóng
sử dụng tham số ma sát đáy và công thức của Dalrymple (1984) là phương pháp
xấp xỉ quá trình tiêu tán năng lượng sóng do thực vật thích hợp nhất để tích hợp vào mô hình
tính sóng hiện đại SWAN(Thế hệ 3)
dùng để tính toán nghiên cứu sự suy giảm sóng khi
truyền qua rừng ngập mặn
.Mô hình SWAN cung được sử dụng để tính toán sóng lập bảng
tra các tham số sóng thiết kế công trình ven biển.
hiện đại tính để tính toán tương tác giữa
sóng và công trình.
- Sử dụng tài liệu phân tích viễn thám & GIS phân tích diễn biến quá trình biến
động của RNM và bờ biển.
VI. Kinh phí và tiến độ thực hiện đề tài
- Kinh phí thực hiện đề tài: 2.550 triệu đồng
Trong đó: - Từ nguồn vốn SNKH: 1.200 triệu đồng;
- Từ nguồn vốn XDCB: 1.350 triệu đồng
- Thời gian thực hiện: từ 5/2007 đến 1/2009 (gia hạn đến 6/2009)
VII. Thống kê danh mục sản phẩm của đề tài (tính đến tháng 6/2009):
Bảng A.1. Danh mục tài liệu

TT Tên tài liệu Số lượng
1 Báo cáo tổng kết đề tài 01
2 Báo cáo tóm tắt tổng kết đề tài 01
3 Báo cáo thống kê 01
4 Các chuyên đề khoa học 79
5 Báo cáo phân tích khoa học 07
6 Bài báo đăng tạp chí khoa học 02

4
Bảng A.2. Danh mục chi tiết các chuyên đề khoa học
Thứ tự Tên tài liệu Ghi chú
PHẦN VỐN XDCB: THỰC HIỆN NĂM 2007
Chuyên đề 1 Tổng quan các qui phạm, hướng dẫn tính toán sóng thiết kế
ngoài nước
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 2 Tổng quan các qui phạm, hướng dẫn tính toán sóng thiết kế
trong nước
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 3 Lựa chọn các phương pháp, nội dung nâng cấp hoàn thiện
hướng dẫn tính toán sóng thiết kế phù hợp
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 4 Tổng quan thực trạng rừng cây ngập mặn Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 5 Tổng quan thực trạng các công trình giảm sóng gây bồi Hoàn thành theo
đề cương
PHẦN VỐN XDCB: THỰC HIỆN NĂM 2008-2009
Chuyên đề 6 Tổng quan các kết quả nghiên cứu về giảm sóng do rừng

ngập mặn và công trình giảm sóng gây bồi bảo vệ đê kè
biển đã có trước đây trong dải ven biển nghiên cứu
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 7 Lựa chọn các phương pháp nghiên cứu xác định mức độ
giảm, phá sóng của công trình trong các điều kiện sóng gió
khác nhau
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 8 Xây dựng lưới tính lan truyền sóng vào vùng ven bờ cho
vùng Quảng Ninh – Hải Phòng.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 9 Xây dựng lưới tính lan truyền sóng vào vùng ven bờ cho
vùng Hải Phòng - Ninh Bình
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 10 Xây dựng lưới tính lan truyền sóng vào vùng ven bờ cho
vùng Thanh Nghệ Tĩnh
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 11 Xây dựng lưới tính lan truyền sóng vào vùng ven bờ cho
vùng Bình Trị Thiên
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 12 Xây dựng lưới tính lan truyền sóng vào vùng ven bờ cho
vùng Quảng Nam Đà Nẵng.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 13 Thiết lập các tham số vật lý của mô hình tính toán trường

sóng, tính tóan hiệu chỉnh trường sóng cho các trường hợp
đã lựa chọn.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 14 Kiểm chứng kết quả tính lan truyền sóng vào vùng ven bờ
cho vùng Quảng Ninh - Hải Phòng.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 15 Kiểm chứng kết quả tính lan truyền sóng vào vùng ven bờ
cho vùng Hải Phòng - Ninh Bình.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 16 Kiểm chứng kết quả tính lan truyền sóng vào vùng ven bờ
cho vùng Thanh Nghệ Tĩnh.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 17 Kiểm chứng kết quả tính lan truyền sóng vào vùng ven bờ
cho vùng Bình Trị Thiên.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 18 Kiểm chứng kết quả tính lan truyền sóng vào vùng ven bờ
cho vùng Quảng Nam - Đà Nẵng.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 19 Xác định các tham số sóng vùng nước sâu khu vực Quảng
Ninh - Hải Phòng với các chu kỳ lặp khác nhau bằng
phương pháp thống kê cực trị.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 20 Xác định các tham số sóng vùng nước sâu khu vực Hải

Phòng - Ninh Bình với các chu kỳ lặp khác nhau bằng
phương pháp thống kê cực trị.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 21 Xác định các tham số sóng vùng nước sâu khu vực Thanh Hoàn thành theo

5
Thứ tự Tên tài liệu Ghi chú
Hóa - Hà Tĩnh với các chu kỳ lặp khác nhau bằng phương
pháp thống kê cực trị.
đề cương
Chuyên đề 22 Xác định các tham số sóng vùng nước sâu khu vực Quảng
Bình - Thừa Thiên Huế với các chu kỳ lặp khác nhau bằng
phương pháp thống kê cực trị.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 23 Xác định các tham số sóng vùng nước sâu khu vực Quảng
Nam - Đà Nẵng với các chu kỳ lặp khác nhau bằng phương
pháp thống kê cực trị.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 24 Thiết lập bảng kết quả tính sóng theo tốc độ gió, đà sóng,
thời gian gió thổi đối với các vùng biển được che chắn có
đà sóng hạn chế.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 25 Thiết lập lưới tính sóng truyền từ vùng nước sâu vào bờ
cho mô hình tính toán lan truyền sóng đối với phân vùng
Quảng Ninh - Hải Phòng.
Hoàn thành theo

đề cương
Chuyên đề 26 Thiết lập lưới tính sóng truyền từ vùng nước sâu vào bờ
cho mô hình tính toán lan truyền sóng đối với phân vùng
Hải Phòng - Ninh Bình.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 27 Thiết lập lưới tính sóng truyền từ vùng nước sâu vào bờ
cho mô hình tính toán lan truyền sóng đối với phân vùng
Thanh Nghệ Tĩnh
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 28 Thiết lập lưới tính sóng truyền từ vùng nước sâu vào bờ
cho mô hình tính toán lan truyền sóng đối với phân vùng
Bình Trị Thiên.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 29 Thiết lập lưới tính sóng truyền từ vùng nước sâu vào bờ
cho mô hình tính toán lan truyền sóng đối với phân vùng
Quảng Nam Đà Nẵng.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 30 Thiết lập các đặc điểm vật lý của mô hình tính tóan lan
truyền sóng.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 31 Tính toán hiệu chỉnh và kiểm định trường sóng lan truyền
cho vùng bờ bị che chắn Quảng Ninh - Hải Phòng.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 32 Tính toán hiệu chỉnh và kiểm định trường sóng lan truyền

cho vùng bờ Hải Phòng - Ninh Bình.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 33 Tính toán hiệu chỉnh và kiểm định trường sóng lan truyền
cho vùng bờ Thanh Nghệ Tĩnh.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 34 Tính toán hiệu chỉnh và kiểm định trường sóng lan truyền
cho vùng bờ Bình Trị Thiên.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 35 Tính toán hiệu chỉnh và kiểm định trường sóng lan truyền
cho vùng bờ Quảng Nam - Đà Nẵng.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 36 Đề xuất giải pháp, các chỉ tiêu thiết kế rừng ngập mặn
chống sóng bảo vệ đê biển phù hợp với điều kiện tự nhiên
chung và đặc thù của các phân vùng nghiên cứu.
Hoàn thành theo
đề cương
PHẦN VỐN SNKH: THỰC HIỆN NĂM 2008-2009
Chuyên đề 37 Thống kê, phân tích các đặc trưng năng lượng sóng ven bờ
theo phương pháp sóng đơn cho vùng Bắc Bộ
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 38 Thống kê, phân tích các đặc trưng năng lượng sóng ven bờ
theo phương pháp sóng đơn cho vùng Bắc Trung Bộ.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 39 Thống kê, phân tích các đặc trưng năng lượng sóng ven bờ

theo phương pháp sóng đơn cho vùng TrungTrung Bộ
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 40 Phân tích các đặc trưng năng lượng sóng ven bờ theo
phương pháp phổ cho khu vực Bắc Bộ
Hoàn thành theo
đề cương

6
Thứ tự Tên tài liệu Ghi chú
Chuyên đề 41 Phân tích các đặc trưng năng lượng sóng ven bờ theo
phương pháp phổ cho khu vực Bắc Trung Bộ
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 42 Quy luật diễn biến bãi khu vực nghiên cứu bằng phương
pháp phân tích thống kê theo mùa, năm và các hình thái
thời tiết đặc biệt
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 43 Quan hệ giữa ảnh hưởng của các đặc trưng thống kê sóng
ven bờ đến ổn định của bãi biển
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 44 Lựa chọn các phương pháp tính toán lan truyền sóng từ
vùng nước sâu vào khu vực công trình đê biển.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 45 Đà gió cho vùng nước hẹp bị che chắn: chi tiết hóa tính
tóan đà tương đương.
Hoàn thành theo

đề cương
Chuyên đề 46 Điều chỉnh giá trị đà gió cực đại theo vận tốc gió. Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 47 Hướng dẫn phương pháp tính toán sóng nước sâu theo biểu
đồ.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 48 Tính tóan bổ sung, thành lập các bảng tính sẵn từ B-7-1
đến B-7-12 các mức tốc độ gió 30, 40, 50 m/s cho các vùng
biển đưược che chắn có đà sóng hạn chế (khu vực các vùng
ven bờ Quảng Ninh, các cửa sông bị che khuất đối với
trường sóng vùng khơi)
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 49 Thiết lập bảng tra tính sẵn các tham số sóng nước sâu theo
tọa độ địa lý và các tham số sóng nước nông theo các phân
vùng phân vùng 2: Bắc Bộ
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 50 Thiết lập bảng tra tính sẵn các tham số sóng nước sâu theo
tọa độ địa lý và các tham số sóng nước nông theo các phân
vùng phân vùng 3: Thanh Nghệ Tĩnh
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 51 Thiết lập bảng tra tính sẵn các tham số sóng nước sâu theo
tọa độ địa lý và các tham số sóng nước nông theo các phân
vùng phân vùng 4: Bình Trị Thiên
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 52 Thiết lập bảng tra tính sẵn các tham số sóng nước sâu theo

tọa độ địa lý và các tham số sóng nước nông theo các phân
vùng phân vùng 5: Quảng Nam - Đà Nẵng
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 53 Xây dựng chỉ dẫn sử dụng phương pháp tính tóan các yếu
tố sóng nước sâu, lan truyền sóng vào vùng nước nông và
sóng trong bão bằng các mô hình số trị cho một số vùng đê
trọng yếu và có địa hình đáy biển ven bờ phức tạp, một số
vùng cửa sông: Đối với vùng đê trọng yếu và có địa hình
đáy biển ven bờ phức tạp.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 54 Xây dựng chỉ dẫn sử dụng phương pháp tính tóan các yếu
tố sóng nước sâu, lan truyền sóng vào vùng nước nông và
sóng trong bão bằng các mô hình số trị cho một số vùng đê
trọng yếu và có địa hình đáy biển ven bờ phức tạp, một số
vùng cửa sông: Đối với một số vùng cửa sông.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 55 Tính tóan sóng trong khu vực bị che chắn: Chiều cao sóng
nhiễu xạ, hệ số nhiễu xạ, chiều cao sóng nhiễu xạ có tính
đến phản xạ sóng từ công trình
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 56 Hướng dẫn quy trình tính sóng trong bão chung. Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 57 Hướng dẫn tính sóng trong bão bằng mô hình tóan Hoàn thành theo
đề cương

7

Thứ tự Tên tài liệu Ghi chú
Chuyên đề 58 Xây dựng quy trình xác định các tham số sóng phục vụ
thiết kế đê, kè biển và các công trình khai thác vùng cửa
sông ven biển: các yêu cầu về số liệu
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 59 Xác định độ cao sóng nước sâu tương ứng (H’o) Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 60 Xác định độ cao sóng có ý nghĩa tại công trình (H1/3) Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 61 Xác định độ cao sóng cực trị tại chân công trình theo phân
bố cực trị Fisher - Tippet.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 62 Xác định giá trị độ cao sóng thiết kế tổng hợp không tính
đến tác động của dòng chảy.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 63 Sơ bộ đánh giá, phân loại Rừng ngập mặn và công trình
giảm sóng gây bồi bảo vệ đê kè biển hiện có thuộc dải ven
bờ biển nghiên cứu
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 64 Nghiên cứu xác định mức độ giảm sóng và các chỉ tiêu
thiết kế RNM và công trình giảm phá sóng bằng phương
pháp mô phỏng quá trình tương tác giữa chúng và sóng
trên mô hình số: Bãi có công trình phá sóng kết hợp với kè
ngang
Hoàn thành theo
đề cương

Chuyên đề 65 Tính toán tác dụng giảm sóng theo phương án: Bãi có rừng
ngập mặn
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 66 Tính toán bố trí hợp lý rừng ngập mặn và các công trình
giảm sóng trên bãi trước đê theo 3 PA bố trí
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 67 Tổng quan nghiên cứu xác định hệ số và các tham số quan
hệ giảm sóng khi bãi có rừng ngập mặn với chủng loại kích
thước khác nhau.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 68 Kết quả thí nghiệm xác định hệ số và các tham số quan hệ
giảm sóng khi bãi có rừng ngập mặn
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 69 Kết quả kiểm định và thí nghiệm nghiệm chứng mô hình
bố trí qui hoạch rừng ngập mặn
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 70 Thí nghiệm xác định các tham số quan hệ giảm sóng, bề
rộng tối thiểu của rừng ngập mặn với 03 Phương án qui
hoạch mặt bằng.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 71 Kết quả kiểm định và nghiệm chứng mô hình thí nghiệm
xác định hệ số giảm sóng khi bãi có công trình giảm, phá
sóng.
Hoàn thành theo

đề cương
Chuyên đề 72 Xác định hệ số và các tham số quan hệ giảm sóng khi bãi
có công trình giảm, phá sóng với độ cao khác nhau.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 73 Kết quả kiểm định và nghiệm chứng mô hình thí nghiệm
xác định hệ số giảm sóng khi bãi có công trình các dạng
công trình gây bồi giảm sóng.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 74 Xác định hệ số và các tham số quan hệ giảm sóng khi bãi
có công trìnhnh các dạng kè ngang gây bồi phá sóng với
kích thước khác nhau.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 75 Kiểm định và thí nghiệm nghiệm chứng mô hình thí
nghiệm xác định mức độ giảm sóng khi bãi có tổ hợp bố trí
công trình phá sóng phối hợp.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 76 Xác định mức độ giảm sóng khi bãi có tổ hợp bố trí công
trình phá sóng phối hợp.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 77 Xác lập luận cứ khoa học, xây dựng quy trình xác định các Hoàn thành theo

8
Thứ tự Tên tài liệu Ghi chú
tham số sóng phục vụ thiết kế công trình biển đề cương
Chuyên đề 78 Kiến nghị chiều rộng tối thiểu và các kích thước thiết kế

rừng cây chắn sóng trên bãi trước đê biển, bổ sung hướng
dẫn tính toán thiết kế đê biển.
Hoàn thành theo
đề cương
Chuyên đề 79 Đề xuất giải pháp KHCN làm giảm sóng ổn định và chống
được phá hoại của sóng lớn, bằng biện pháp nuôi trồng bảo
vệ rừng ngập mặn và các biện pháp công trình giảm, phá
sóng trên bãi trước đê biển.
Hoàn thành theo
đề cương
Bảng A.3. Danh mục các sản phẩm KHCN
TT Tên sản phẩm đăng ký Đăng
ký
Thực
hiện
Ghi chú
I Kết quả dạng II, III: Tiêu chuẩn, quy
trình, phương pháp, sơ đồ, số liệu, báo
cáo

1.1 - Phương pháp phân tích lựa chọn phân
vùng đặc trưng để áp dụng tính toán
sóng thiết kế
- Phương pháp tính toán sóng nước sâu
và lan truyền sóng trong điều kiện gió
mùa và bão
- Phương pháp tính toán tương tác giữa
sóng với RNM và công trình phá sóng
bằng mô hình số và vật lý
1 1 Hoàn chỉnh các nội

dung theo đề cương
1.2 - Bổ sung tiêu chuẩn tính sóng thiết kế:
Các bảng tra tham số sóng đưa vào
Hướng dẫn tính toán thiết kế đê biển.
- Bổ sung tiêu chuẩn thiết kế (kích
thước, bề rộng tối thiểu của RNM, )
1 1 Hoàn chỉnh các nội
dung theo đề cương
1.3 - Quy trình xác định các tham số sóng
phục vụ thiết kế đê biển và các công
trình khai thác vùng cửa sông ven biển.
1 1 Hoàn chỉnh các nội
dung theo đề cương
1.4 - Bảng số liệu kết quả tính toán các tham
số sóng.
- Bảng số liệu về kết quả phân tích và
tính toán trên mô hình số và thí nghiệm
vật lý về sóng.
1 1 Hoàn chỉnh các nội
dung theo đề cương
1.5 Các báo cáo phân tích
1 Báo cáo tổng quan các kết quả nghiên
cứu về sóng ven bờ đã có trước đây
trong dải ven biển từ Quảng Ninh đến
Quảng Nam
1 1 Hoàn chỉnh các nội
dung theo đề cương
2 Báo cáo kết quả đo đạc năng lượng sóng
và các đặc trưng sóng ứng với các kiểu
rừng ngập mặn và các điều kiện gió khác

nhau tai hiện trường.
1 1 Hoàn chỉnh các nội
dung theo đề cương
3 Báo cáo nghiên cứu qui luật và xác định 1 1 Hoàn chỉnh các nội

9
TT Tên sản phẩm đăng ký Đăng
ký
Thực
hiện
Ghi chú
các tham số thống kê sóng cho một số
vùng bờ biển đậc trưng trong dải ven
biển nghiên cứu.
dung theo đề cương
4 Báo cáo xác định các tham số sóng trong
điều kiện gió mạnh trong gió mùa, bão
tại vùng nước sâu và ven bờ. (Thực hiện
các quy trình tính sóng vùng nước sâu
theo các mô hình tính sóng hiện đại
thuộc thế hệ III).
1 1 Hoàn chỉnh các nội
dung theo đề cương
5 Báo cáo kết quả nghiên cứu xác định
mức độ giảm sóng và các chỉ tiêu thiết
kế RNM và công trình phá sóng bằng
phương pháp mô phỏng quá trình tương
tác giữa chúng và sóng trên mô hình số
1 1 Hoàn chỉnh các nội
dung theo đề cương

6 Báo cáo kết quả nghiên cứu xác định
mức độ giảm sóng và các chỉ tiêu thiết
kế RNM và công trình giảm phá sóng
bằng phương pháp mô phỏng quá trình
tương tác giữa chúng và sóng trên mô
hình thí nghiệm vật lý .
1 1 Hoàn chỉnh các nội
dung theo đề cương
7 Báo cáo nghiên cứu cơ sở khoa học về
thiết kế rừng ngập mặn chống sóng bảo
vệ đê biển.
1 1 Hoàn chỉnh các nội
dung theo đề cương
II
Dạng kết quả IV

2.1 Đăng 02 bài báo trên các tạp chí:
1.Calculation of the wave parameters for
sea dyke design and upgrading (Tạp chí
Cơ học VN)

2. Tính toán xác định mức độ giảm
sóng qua rừng ngập mặn (Tạp chí
PTNTĐ-Viện KHTLVN)
2 2
-Tạp chí Cơ học Việt
Nam số đặc biệt kỷ
niệm 30 năm thành
lập Viện Cơ học
(4/1979-4/2009)

-Tập san KHCN -
Viện KHTLVN
2.2 Tham gia hội nghị (có 02 Báo cáo khoa
học)
2
Tham gia đầy đủ các
hội nghị, hội thảo có
liên quan đến chương
trình đê biển