Xác định chiều rộng đê tường đứng rỗng dạng ngập đáp ứng hiệu quả chiết giảm sóng đơn dùng mô hình số và phương trình hồi quy bậc hai
Email:
khoipv.ctt@vimaru.edu.vn
Từ khóa:
Đê tường đứng rỗng, đê ngập, sóng đơn, sóng truyền, mô hình Flow-3D, hồi quy bậc hai
Tóm tắt
Dưới ảnh hưởng ngày càng lớn của biến đổi khí hậu, hàng loạt các bờ biển, bãi biển, hải đảo bị xói lở nghiêm trọng. Đê chắn sóng rỗng dạng ngập được sử dụng để giảm sóng tới một cách chủ động từ xa mà vẫn đảm bảo mỹ quan, không che chắn đối với các hoạt động tắm biển, du lịch. Tuy nhiên, do kết cấu đê rỗng và đỉnh ngập dưới mực nước tĩnh nên hiệu quả giảm sóng là không cao. Nghiên cứu này đề xuất biện pháp tăng bề rộng đê và chỉ dẫn cách thực hành tính toán xác định bề rộng đê tường đứng rỗng dạng ngập đáp ứng hiệu quả chiết giảm sóng đơn tới. Mô hình số Flow-3D được sử dụng để mô phỏng và xác định hệ số truyền sóng với 48 kịch bản khác nhau về chiều cao đê, bề rộng đê và chiều cao sóng đơn tới. Kết quả cho thấy sự phù hợp về hệ số truyền sóng đối với các trường hợp chiều cao đê và bề rộng đê ngập tăng dần. Các điểm quan hệ bề rộng đê - hệ số truyền sóng được sử dụng để thiết lập các đường hồi quy bậc hai. Hệ số truyền sóng và hệ thống đồ thị các đường hồi quy bậc hai được sử dụng để chỉ dẫn thực hành tính toán bề rộng đê tường đứng rỗng dạng ngập đáp ứng hiệu quả chiết giảm sóng đơnTài liệu tham khảo
[1]. Y. Fujii, K. Satake, Tsunami Source of the 2004 Sumatra–Andaman Earthquake Inferred from Tide Gauge and Satellite Data, Bulletin of the Seismological Society of America, 97 (2007) 192–207. https://doi.org/10.1785/0120050613
[2]. Y. Liu, H. Li, Analysis of wave performance through pile–rock breakwaters, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part M: Journal of Engineering for the Maritime, 228 (2014) 284–292.
[3]. D. R. Tappin, S. T Grilli, J. C. Harris, R. J. Geller, T.Masterlark, J. T. Kirby, F. Shi, G. Ma, K. K. S. Thingbaijam, P. M. Mai, Did a submarine landslide contribute to the 2011 Tohoku tsunami?, Marine Geology, 357 (2014) 344–361. https://doi.org/10.1016/j.margeo.2014.09.043
[4]. S. T. Grilli, C. O’Reilly, J. C. Harris, T. T. Bakhsh, B. Tehranirad, S. Banihashemi, J. T. Kirby, C. D. P. Baxter, T. Eggeling, G. Ma, F. Shi, Modeling of SMF tsunami hazard along the upper US East Coast: detailed impact around Ocean City, MD, Nat Hazards, 76 (2015) 705–746. https://doi.org/10.1007/s11069-014-1522-8
[5]. N.-M. Nguyen, Duong Do Van, Tu Le Duy, Nhat Truong Pham, Thanh Duc Dang, Ahad Hasan Tanim, David Wright, Phong Nguyen Thanh, Duong Tran Anh, The Influence of Crest Width and Working States on Wave Transmission of Pile–Rock Breakwaters in the Coastal Mekong Delta, JMSE, 10 (2022) 1762-1783. https://doi.org/10.3390/jmse10111762
[6]. N.-M. Nguyen, Duong Do Van, Duy Tu Le, San Dinh Cong, Le Thanh Chuong, Thuan Duong Hai, Thanh Cong Nguyen, David Wright, Ahad Hasan Tanim, Nhat Truong Pham, Phong Nguyen Thanh, Duong Tran Anh, Experimental and numerical modeling of pile-rock breakwater gap arrangement for optimal coastal erosion protection in deltaic coasts, Ocean Engineering, 280 (2023) 1-22. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2023.114625
[7]. T. Q. Tuan, H. Oumeraci, A numerical model of wave overtopping on seadikes, Coastal Engineering, 57 (2010) 757–772. https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2010.04.007
[8]. M. Tonelli, M. Petti, Numerical simulation of wave overtopping at coastal dikes and low-crested structures by means of a shock-capturing Boussinesq model, Coastal Engineering, 79 (2013) 75–88. https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2013.04.007
[9]. S. D. Finis, Numerical and laboratory analysis of post-overtopping wave impacts on a storm wall for a dike-promenade structure, Coastal Engineering, 155 (2020) 1-13. https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2019.103598
[10] . L. Wang, Q. Jiang, C. Zhang, Numerical simulation of solitary waves overtopping on a sloping sea dike using a particle method, Wave Motion, 95 (2020) 1-21. https://doi.org/10.1016/j.wavemoti.2020.102535
[11]. T. Thieu Quang, L. Mai Trong, Monsoon wave transmission at bamboo fences protecting mangroves in the lower mekong delta, Applied Ocean Research, 101 (2020) 1-14. https://doi.org/10.1016/j.apor.2020.102259
[12] . C. Mai Van, A. Ngo, T. Mai, H. T. Dao, Bamboo Fences as a Nature-Based Measure for Coastal Wetland Protection in Vietnam, Front. Mar. Sci., 8 (2021) 1-9. https://doi.org/10.3389/fmars.2021.756597
[13]. Hai Van Dang, Hyoungsu Park, Sungwon Shin, Tori Tomiczek, Daniel T. Cox, Eunju Lee, Dayeon Lee, Pedro Lomonaco, Physical model comparison of gray and green mitigation alternatives for flooding and wave force reduction in an idealized urban coastal environment, Coastal Engineering, 184 (2023) 1-23. https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2023.104339
[14]. E. Pradjoko, I. Bachtiar, N. Matalatta, G. Sugihartono, The Submerged Breakwater as Prototype of Coastal Protection in Gili Trawangan, Lombok, Indonesia, Procedia Engineering, 125 (2015) 284–290. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.11.041
[15]. Tiếng T. V., Khánh N. V., Dung N. P., Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê chắn sóng rỗng bằng phương pháp mô phỏng số, Xây dựng, 68 (2021) 68–75
[16]. V. N. Vu, V. K. Pham, Numerical simulation of wave overtopping of a vertical porous detached breakwater, GEOMATE, 23 (2022) 1-9. https://doi.org/10.21660/2022.98.3447
[17]. V. K. Pham, Lựa chọn chiều cao đáp ứng hiệu quả tiêu tán sóng đơn của đê chắn sóng tường đứng kết cấu rỗng, Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải, 73 (2023) 47–51
[18]. T. Albers, D. C. San, K. Schmitt, Shoreline Management Guidelines: Coastal Protection in the Lower Mekong Delta, Project Report GIZ Soc Trang Coastal Zone Management, Vietnam, 2013.
[19] . H. T. Dao, B. Hofland, T. Suzuki, M. J. F. Stive, T. Mai, L. X. Tuan, Numerical and small-scale physical modelling of wave transmission by wooden fences, Journal of Coastal and Hydraulic Structures, 1 (2021) 1-21. https://doi.org/10.48438/JCHS.2021.0004
[20]. T. Dao, M. J. F. Stive, B. Hofland, T. Mai, Wave Damping due to Wooden Fences along Mangrove Coasts, Journal of Coastal Research, 34 (2018) 1317-1327. https://doi.org/10.2112/JCOASTRES-D-18-00015.1
[21]. T. Mai, H. T. Dao, T. T. A. Ngo, H. H. Pham, Y. Liu, Effect analysis of wooden fence width on wave transmission by SWASH model, IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 1294 (2023) 1-10. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1294/1/012026
[22]. E. Zhao, Y. Dong, Y. Tang, X. Xia, Performance of submerged semi-circular breakwater under solitary wave in consideration of porous media, Ocean Engineering, 223 (2021) 1-19. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2021.108573
[23]. Y.-T. Wu, C.-L. Yeh, S.-C. Hsiao, Three-dimensional numerical simulation on the interaction of solitary waves and porous breakwaters, Coastal Engineering, 85 (2014) 12–29. https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2013.12.003.
[24]. S.-C. Hsiao, K.-C. Hu, H.-H. Hwung, Extended Boussinesq Equations for Water-Wave Propagation in Porous Media, J. Eng. Mech., 136 (2010) 625–640. https://doi.org/10.1061/(ASCE)EM.1943-7889.0000098.
[25]. V. N. Vu, C. Lee, T.-H. Jung, Extended Boussinesq equations for waves in porous media, Coastal Engineering, 139 (2018) 85–97. https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2018.04.023.
[26] . V. N. Vu, M. Kazolea, V. K. Pham, C. Lee, A hybrid FV/FD scheme for a novel conservative form of extended Boussinesq equations for waves in porous media, Ocean Engineering, 269 (2023) 1-9. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2022.113491.
[27]. P. Văn Khôi, V. Văn Nghi, Mô hình dòng chảy ba chiều: lý thuyết, kiểm chuẩn và ứng dụng mô phỏng đập tràn kiểu xi phông, Tạp chí Khoa học công nghệ Hàng hải, 67 (2021) 73–77.
[28]. Khôi P. V., Nghi V. V., Nghiên cứu ứng dụng mô hình dòng chảy ba chiều mô phỏng hiệu quả tiêu tán sóng đơn cho đê chắn sóng tường đứng kết cấu rỗng, Tạp chí Giao thông vận tải, 3/2023 (2023) 116–118.
[29]. Tuấn Đ. V., Khôi P. V., Nghiên cứu sóng phản xạ lên đê tường đứng có buồng tiêu sóng, Tạp chí Giao thông vận tải, 732 (2023) 70–73.
[30]. S. Ergun, Fluid flow through packed columns, Chemical Engineering Progress, 48 (1952) 89–94.
[31]. F. H. Harlow, Turbulence Transport Equations, Phys. Fluids, 10 (1967) 2323–2332. https://doi.org/10.1063/1.1762039.
[32]. Khánh Đ. X., Nga L. T. T., Hùng H. V., Ứng dụng phần mềm Flow-3D tính toán vận tốc và áp suất trên đập tràn thực dụng mặt cắt hình cong, Khoa học kỹ thuật Thủy lợi và Môi trường, 61 (2018) 99–106.
[33] . Hiền L. T. T., Đức D. H., Đăng Đ. H., Phú N. Đ., Nghiên cứu dòng chảy qua tràn xả lũ Tà Rục - Khánh Hòa bằng mô hình dòng rối kết hợp trộn khí, Khoa học kỹ thuật Thủy lợi và Môi trường, 70 (2020) 25–32.
[34] . J. McCowan, On the solitary wave, The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, 32 (1891) 45–58. https://doi.org/10.1080/14786449108621390.
[35]. G. Tripepi, F. Casella, F. Aristodemo, P. Filianoti, The solitary wave run-up on sloped beaches protected by submerged rigid breakwaters, Ocean Engineering, 282 (2023) 115003-115024. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2023.115003.
[2]. Y. Liu, H. Li, Analysis of wave performance through pile–rock breakwaters, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part M: Journal of Engineering for the Maritime, 228 (2014) 284–292.
[3]. D. R. Tappin, S. T Grilli, J. C. Harris, R. J. Geller, T.Masterlark, J. T. Kirby, F. Shi, G. Ma, K. K. S. Thingbaijam, P. M. Mai, Did a submarine landslide contribute to the 2011 Tohoku tsunami?, Marine Geology, 357 (2014) 344–361. https://doi.org/10.1016/j.margeo.2014.09.043
[4]. S. T. Grilli, C. O’Reilly, J. C. Harris, T. T. Bakhsh, B. Tehranirad, S. Banihashemi, J. T. Kirby, C. D. P. Baxter, T. Eggeling, G. Ma, F. Shi, Modeling of SMF tsunami hazard along the upper US East Coast: detailed impact around Ocean City, MD, Nat Hazards, 76 (2015) 705–746. https://doi.org/10.1007/s11069-014-1522-8
[5]. N.-M. Nguyen, Duong Do Van, Tu Le Duy, Nhat Truong Pham, Thanh Duc Dang, Ahad Hasan Tanim, David Wright, Phong Nguyen Thanh, Duong Tran Anh, The Influence of Crest Width and Working States on Wave Transmission of Pile–Rock Breakwaters in the Coastal Mekong Delta, JMSE, 10 (2022) 1762-1783. https://doi.org/10.3390/jmse10111762
[6]. N.-M. Nguyen, Duong Do Van, Duy Tu Le, San Dinh Cong, Le Thanh Chuong, Thuan Duong Hai, Thanh Cong Nguyen, David Wright, Ahad Hasan Tanim, Nhat Truong Pham, Phong Nguyen Thanh, Duong Tran Anh, Experimental and numerical modeling of pile-rock breakwater gap arrangement for optimal coastal erosion protection in deltaic coasts, Ocean Engineering, 280 (2023) 1-22. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2023.114625
[7]. T. Q. Tuan, H. Oumeraci, A numerical model of wave overtopping on seadikes, Coastal Engineering, 57 (2010) 757–772. https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2010.04.007
[8]. M. Tonelli, M. Petti, Numerical simulation of wave overtopping at coastal dikes and low-crested structures by means of a shock-capturing Boussinesq model, Coastal Engineering, 79 (2013) 75–88. https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2013.04.007
[9]. S. D. Finis, Numerical and laboratory analysis of post-overtopping wave impacts on a storm wall for a dike-promenade structure, Coastal Engineering, 155 (2020) 1-13. https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2019.103598
[10] . L. Wang, Q. Jiang, C. Zhang, Numerical simulation of solitary waves overtopping on a sloping sea dike using a particle method, Wave Motion, 95 (2020) 1-21. https://doi.org/10.1016/j.wavemoti.2020.102535
[11]. T. Thieu Quang, L. Mai Trong, Monsoon wave transmission at bamboo fences protecting mangroves in the lower mekong delta, Applied Ocean Research, 101 (2020) 1-14. https://doi.org/10.1016/j.apor.2020.102259
[12] . C. Mai Van, A. Ngo, T. Mai, H. T. Dao, Bamboo Fences as a Nature-Based Measure for Coastal Wetland Protection in Vietnam, Front. Mar. Sci., 8 (2021) 1-9. https://doi.org/10.3389/fmars.2021.756597
[13]. Hai Van Dang, Hyoungsu Park, Sungwon Shin, Tori Tomiczek, Daniel T. Cox, Eunju Lee, Dayeon Lee, Pedro Lomonaco, Physical model comparison of gray and green mitigation alternatives for flooding and wave force reduction in an idealized urban coastal environment, Coastal Engineering, 184 (2023) 1-23. https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2023.104339
[14]. E. Pradjoko, I. Bachtiar, N. Matalatta, G. Sugihartono, The Submerged Breakwater as Prototype of Coastal Protection in Gili Trawangan, Lombok, Indonesia, Procedia Engineering, 125 (2015) 284–290. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.11.041
[15]. Tiếng T. V., Khánh N. V., Dung N. P., Nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của kết cấu đê chắn sóng rỗng bằng phương pháp mô phỏng số, Xây dựng, 68 (2021) 68–75
[16]. V. N. Vu, V. K. Pham, Numerical simulation of wave overtopping of a vertical porous detached breakwater, GEOMATE, 23 (2022) 1-9. https://doi.org/10.21660/2022.98.3447
[17]. V. K. Pham, Lựa chọn chiều cao đáp ứng hiệu quả tiêu tán sóng đơn của đê chắn sóng tường đứng kết cấu rỗng, Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải, 73 (2023) 47–51
[18]. T. Albers, D. C. San, K. Schmitt, Shoreline Management Guidelines: Coastal Protection in the Lower Mekong Delta, Project Report GIZ Soc Trang Coastal Zone Management, Vietnam, 2013.
[19] . H. T. Dao, B. Hofland, T. Suzuki, M. J. F. Stive, T. Mai, L. X. Tuan, Numerical and small-scale physical modelling of wave transmission by wooden fences, Journal of Coastal and Hydraulic Structures, 1 (2021) 1-21. https://doi.org/10.48438/JCHS.2021.0004
[20]. T. Dao, M. J. F. Stive, B. Hofland, T. Mai, Wave Damping due to Wooden Fences along Mangrove Coasts, Journal of Coastal Research, 34 (2018) 1317-1327. https://doi.org/10.2112/JCOASTRES-D-18-00015.1
[21]. T. Mai, H. T. Dao, T. T. A. Ngo, H. H. Pham, Y. Liu, Effect analysis of wooden fence width on wave transmission by SWASH model, IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 1294 (2023) 1-10. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1294/1/012026
[22]. E. Zhao, Y. Dong, Y. Tang, X. Xia, Performance of submerged semi-circular breakwater under solitary wave in consideration of porous media, Ocean Engineering, 223 (2021) 1-19. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2021.108573
[23]. Y.-T. Wu, C.-L. Yeh, S.-C. Hsiao, Three-dimensional numerical simulation on the interaction of solitary waves and porous breakwaters, Coastal Engineering, 85 (2014) 12–29. https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2013.12.003.
[24]. S.-C. Hsiao, K.-C. Hu, H.-H. Hwung, Extended Boussinesq Equations for Water-Wave Propagation in Porous Media, J. Eng. Mech., 136 (2010) 625–640. https://doi.org/10.1061/(ASCE)EM.1943-7889.0000098.
[25]. V. N. Vu, C. Lee, T.-H. Jung, Extended Boussinesq equations for waves in porous media, Coastal Engineering, 139 (2018) 85–97. https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2018.04.023.
[26] . V. N. Vu, M. Kazolea, V. K. Pham, C. Lee, A hybrid FV/FD scheme for a novel conservative form of extended Boussinesq equations for waves in porous media, Ocean Engineering, 269 (2023) 1-9. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2022.113491.
[27]. P. Văn Khôi, V. Văn Nghi, Mô hình dòng chảy ba chiều: lý thuyết, kiểm chuẩn và ứng dụng mô phỏng đập tràn kiểu xi phông, Tạp chí Khoa học công nghệ Hàng hải, 67 (2021) 73–77.
[28]. Khôi P. V., Nghi V. V., Nghiên cứu ứng dụng mô hình dòng chảy ba chiều mô phỏng hiệu quả tiêu tán sóng đơn cho đê chắn sóng tường đứng kết cấu rỗng, Tạp chí Giao thông vận tải, 3/2023 (2023) 116–118.
[29]. Tuấn Đ. V., Khôi P. V., Nghiên cứu sóng phản xạ lên đê tường đứng có buồng tiêu sóng, Tạp chí Giao thông vận tải, 732 (2023) 70–73.
[30]. S. Ergun, Fluid flow through packed columns, Chemical Engineering Progress, 48 (1952) 89–94.
[31]. F. H. Harlow, Turbulence Transport Equations, Phys. Fluids, 10 (1967) 2323–2332. https://doi.org/10.1063/1.1762039.
[32]. Khánh Đ. X., Nga L. T. T., Hùng H. V., Ứng dụng phần mềm Flow-3D tính toán vận tốc và áp suất trên đập tràn thực dụng mặt cắt hình cong, Khoa học kỹ thuật Thủy lợi và Môi trường, 61 (2018) 99–106.
[33] . Hiền L. T. T., Đức D. H., Đăng Đ. H., Phú N. Đ., Nghiên cứu dòng chảy qua tràn xả lũ Tà Rục - Khánh Hòa bằng mô hình dòng rối kết hợp trộn khí, Khoa học kỹ thuật Thủy lợi và Môi trường, 70 (2020) 25–32.
[34] . J. McCowan, On the solitary wave, The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, 32 (1891) 45–58. https://doi.org/10.1080/14786449108621390.
[35]. G. Tripepi, F. Casella, F. Aristodemo, P. Filianoti, The solitary wave run-up on sloped beaches protected by submerged rigid breakwaters, Ocean Engineering, 282 (2023) 115003-115024. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2023.115003.
Tải xuống
Chưa có dữ liệu thống kê
Nhận bài
01/11/2023
Nhận bài sửa
03/03/2024
Chấp nhận đăng
10/04/2024
Xuất bản
15/04/2024
Chuyên mục
Công trình khoa học
Kiểu trích dẫn
Phạm Văn, K. (1713114000). Xác định chiều rộng đê tường đứng rỗng dạng ngập đáp ứng hiệu quả chiết giảm sóng đơn dùng mô hình số và phương trình hồi quy bậc hai. Tạp Chí Khoa Học Giao Thông Vận Tải, 75(3), 1463-1476. https://doi.org/10.47869/tcsj.75.3.12
Số lần xem tóm tắt
5
Số lần xem bài báo
4
