BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

TĂNG XUÂN THỌ

NGHIÊN CỨU SÓNG TRÀN QUA TƯỜNG BIỂN MẶT CONG
CÓ MŨI HẮT SÓNG, ÁP DỤNG CHO CÁC KHU ĐÔ THỊ,
DU LỊCH VÙNG DUYÊN HẢI BẮC BỘ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, NĂM 2023


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

TĂNG XUÂN THỌ

NGHIÊN CỨU SÓNG TRÀN QUA TƯỜNG BIỂN MẶT CONG
CÓ MŨI HẮT SÓNG, ÁP DỤNG CHO CÁC KHU ĐÔ THỊ,
DU LỊCH VÙNG DUYÊN HẢI BẮC BỘ

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình biển
Mã số: 958.02.03

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

1. PGS. TS. TRẦN THANH TÙNG

2. GS. TS. PHẠM NGỌC QUÝ

HÀ NỘI, NĂM 2023


LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết quả
nghiên cứu và các kết luận trong luận án là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một
nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực
hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.
Tác giả luận án

Tăng Xuân Thọ

i


LỜI CÁM ƠN
Lời đầu tiên tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TS Phạm Ngọc Quý và
PGS.TS Trần Thanh Tùng và đã tận tình hướng dẫn, định hướng cũng như tạo điều kiện
thuận lợi nhất cho NCS trong suốt quá trình thực hiện luận án.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn Ban Giám hiệu nhà trường, Phịng Đào tạo, Phịng Thí
nghiệm thủy lực tổng hợp trường Đại học Thủy lợi; các cơ quan, các nhà khoa học, các
đồng nghiệp và xin bày tỏ lòng biết ơn đến Ban chủ nhiệm đề tài cấp Bộ Xây dựng
“Nghiên cứu chế tạo cấu kiện tường biển có mũi hắt sóng phục vụ xây dựng cơng trình
bảo vệ bờ đảo và bờ các khu đô thị, và khu du lịch ven biển”, Mã số TĐ145-17 đã cung
cấp số liệu và giúp đỡ NCS để có thể hồn thành nhiệm vụ này.
Tác giả cũng xin được chân thành cảm ơn các thầy cơ trong Bộ mơn Cơng trình biển và
đường thủy, Khoa Cơng trình, Trường Đại học Thủy lợi, đặc biệt là GS.TS Thiều Quang
Tuấn, PGS.TS. Lê Hải Trung, TS. Lê Tuấn Hải. Các thầy cô đã tạo điều kiện, giúp đỡ

NCS về mặt chun mơn cũng như đóng góp những ý kiến quý báu để để NCS thực hiện
và hồn thành chương trình nghiên cứu của mình.
Đặc biệt, NCS gửi lời cảm ơn tới gia đình, người thân, bạn bè và đồng nghiệp đã hỗ trợ,
động viên để tác giả duy trì nghị lực, sức khỏe, chia sẻ gánh vác cơng việc của gia đình,
cơ quan trong suốt q trình nghiên cứu để tác giả hồn thành luận án.

ii


MỤC LỤC
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH.....................................................................................vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU .............................................................................................x
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................................xi
DANH MỤC KÝ HIỆU ............................................................................................... xii
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................... 5
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................. 5
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu .................................................... 6
4.1. Cách tiếp cận ..................................................................................................6
4.2. Phương pháp nghiên cứu................................................................................6
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ...................................................................... 6
5.1. Ý nghĩa khoa học ...........................................................................................6
5.2. Ý nghĩa thực tiễn ............................................................................................6
6. Những đóng góp mới của luận án ................................................................. 7
7. Cấu trúc của luận án ..................................................................................... 7
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU SÓNG TRÀN QUA TƯỜNG
BIỂN

8
1.1 Tổng quan về sóng tràn ................................................................................ 8
1.1.1 Khái niệm chung về sóng tràn và lưu lượng sóng tràn trung bình .................8
1.1.2 Lưu lượng sóng tràn cho phép .......................................................................8
1.1.3 Các tham số chi phối sóng tràn ......................................................................9
1.2 Các nghiên cứu về sóng tràn qua tường biển trên thế giới và Việt Nam ...... 10
1.2.1 Nghiên cứu sóng tràn qua tường biển ở nước ngồi ....................................11
1.2.2 Nghiên cứu sóng tràn qua đê biển, tường biển ở Việt Nam ........................23
1.3 Hiện trạng tường biển và hư hỏng tường biển ở vùng duyên hải Bắc Bộ .... 26
1.4 Kết luận chương 1 ...................................................................................... 31
CHƯƠNG 2

CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM NGHIÊN CỨU

SÓNG TRÀN QUA TƯỜNG BIỂN CÓ MŨI HẮT SÓNG TRÊN MƠ HÌNH VẬT LÝ
33
iii


2.1 Cơ sở khoa học nghiên cứu sóng tràn qua tường biển mặt cong, có mũi hắt
sóng .................................................................................................................. 33
2.1.1 Lựa chọn phương pháp nghiên cứu sóng tràn qua tường biển mặt cong, có
mũi hắt sóng ..........................................................................................................33
2.1.2 Thiết kế nghiên cứu ......................................................................................34
2.2 Cơ sở lý thuyết chung về mơ hình vật lý..................................................... 36
2.2.1 Tương tự về hình học ...................................................................................36
2.2.2 Tương tự về động học ..................................................................................36
2.2.3 Tương tự về động lực học ............................................................................36
2.2.4 Lý thuyết phi thứ nguyên .............................................................................37
2.3 Thiết kế thí nghiệm nghiên cứu sóng tràn qua tường biển trên mơ hình vật lý

máng sóng......................................................................................................... 39
2.3.1 Điều kiện biên và địa hình bãi biển phục vụ thiết kế thí nghiệm ................39
2.3.2 Điều kiện về thiết bị thí nghiệm ...................................................................39
2.3.3 Lựa chọn tỉ lệ mơ hình .................................................................................40
2.3.4 Phân tích phi thứ ngun .............................................................................41
2.3.5 Xây dựng mơ hình tường biển và bố trí thí nghiệm .....................................44
2.3.6 Các tham số đo đạc và tính tốn ..................................................................48
2.3.7 Trình tự thí nghiệm ......................................................................................49
2.3.8 Các kịch bản thí nghiệm...............................................................................51
2.4 Phân tích ảnh hưởng của tỉ lệ mơ hình và điều kiện phịng thí nghiệm ........ 54
2.5 Kết luận chương 2 ...................................................................................... 56
CHƯƠNG 3
SÓNG TRÀN QUA TƯỜNG BIỂN MẶT CONG CÓ MŨI HẮT
SÓNG ĐẶT TRÊN BỆ MÁI NGHIÊNG .....................................................................57
3.1 Ảnh hưởng của mũi hắt sóng và hình dạng mặt tường đến lưu lượng sóng tràn
57
3.1.1 Ảnh hưởng của mũi hắt sóng đến lưu lượng tràn ........................................57
3.1.2 Ảnh hưởng của hình dạng mặt tường đến lưu lượng tràn ............................61
3.2 Phân tích tương tác sóng - tường biển biển mặt cong có mũi hắt sóng bằng hệ
thống video - camera......................................................................................... 62
3.2.1 Q trình tương tác sóng - tường .................................................................63
3.2.2 Phân tích sóng tràn qua tường biển mặt cong bằng hệ thống video - camera
67
3.2.3 Kết quả phân tích tương tác sóng - tường biển ............................................71

iv


3.3 Xây dựng công thức thực nghiệm xác định hệ số chiết giảm sóng tràn do ảnh
hưởng của tường mặt cong có mũi hắt sóng ...................................................... 80

3.3.1 Lựa chọn dạng công thức thực nghiệm ........................................................80
3.3.2 Xây dựng công thức thực nghiệm ................................................................81
3.4 Kết luận chương 3 ...................................................................................... 89
CHƯƠNG 4

ĐỀ XUẤT MẶT CẮT NGANG TƯỜNG BIỂN PHÙ HỢP CHO KHU

DU LỊCH ĐỒ SƠN, THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG .......................................................92
4.1 Lựa chọn địa điểm ứng dụng kết quả nghiên cứu ........................................ 92
4.1.1 Vị trí địa lý ...................................................................................................92
4.1.2 Điều kiện tự nhiên ........................................................................................93
4.2 Hiện trạng tường biển ................................................................................. 94
4.2.1 Hiện trạng kết cấu tường biển tại khu du lịch Đồ Sơn, Hải Phòng..............94
4.2.2 Hiện trạng sóng tràn qua một số đoạn tường biển tại Đồ Sơn .....................97
4.2.3 Đánh giá mức độ ảnh hưởng của sóng tràn tới hư hỏng tường biển tại Đồ Sơn
101
4.3 Ứng dụng kết quả nghiên cứu ................................................................... 104
4.3.1 Xác định cao trình đỉnh tường ...................................................................105
4.3.2 Đề xuất bố trí mặt cắt ngang tường biển ....................................................108
4.3.3 Đề xuất quy trình nâng cấp, cải tạo tường biển .........................................110
4.4 Kết luận chương 4 .................................................................................... 112
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .....................................................................................113
I. Kết quả đạt được của luận án ....................................................................... 113
II. Những đóng góp mới của luận án ............................................................... 115
III. Tồn tại và hướng phát triển ....................................................................... 115
IV. Kiến nghị .................................................................................................. 116
DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ ............................................................117
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................118
PHỤ LỤC ....................................................................................................................123


v


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 0.1 Các dạng mặt cắt ngang tường biển .................................................................1
Hình 0.2 Sơ họa sóng tràn qua (a) tường biển thẳng đứng khơng mũi hắt sóng; (b) tường
biển thẳng đứng có mũi hắt sóng; (c) tường biển mặt cong có mũi hắt sóng .................2
Hình 0.3 Hiện tượng xói chân tường biển do cộng hưởng sóng phản xạ ........................3
Hình 0.4 Một số cơng trình tường biển ở vùng duyên hải Bắc Bộ, Việt Nam ................3
Hình 0.5 Minh họa mặt cắt ngang tường biển mặt cong, có mũi hắt sóng trên mái nghiêng
.........................................................................................................................................4
Hình 1.1 Sóng tràn qua tường biển ..................................................................................8
Hình 1.2 Sơ đồ bố trí thùng đo sóng tràn trên đỉnh tường biển ở Samphire Hoe (Pullen
và cộng sự 2008)............................................................................................................12
Hình 1.3 Hình dạng tường thẳng đứng trên mái nghiêng ..............................................16
Hình 1.4 Sơ đồ tường có mũi hắt trên mái nghiêng (trái) và định nghĩa các tham số của
tường đỉnh (phải) theo EurOtop (2018) .........................................................................16
Hình 1.5 Kích thước tường mặt cong có mũi hắt sóng do Berkeley-Thorn và Roberts
(1981) đề xuất ................................................................................................................18
Hình 1.6 Mơ hình thí nghiệm đê phá sóng tường đứng mặt cắt hỗn hợp của Franco và
nnk (1994)......................................................................................................................18
Hình 1.7 Định nghĩa các tham số tính tốn sóng tràn cho tường đứng đơn giản có mũi
hắt sóng (EurOtop – 2018) ............................................................................................19
Hình 1.8 Sóng tràn qua các dạng mặt cắt tường biển khác nhau - Veale và nnk (2012)
.......................................................................................................................................20
Hình 1.9 Mặt cắt ngang tường biển được thí nghiệm trong nghiên cứu của Talia
Schoonees (2014) ..........................................................................................................21
Hình 1.10 Tổng hợp các dạng mặt cắt ngang tường biển được thí nghiệm trong Đề tài
KHCN Bộ Xây Dựng, 2019 - Mã số TĐ 145-17...........................................................26
Hình 1.11 Tường biển bảo vệ bờ tại đảo Trần, huyện Cơ Tơ, tỉnh Quảng Ninh ..........27

Hình 1.12 Cơng trình bảo vệ bờ biển trước chùa Cái Bầu, Quảng Ninh ......................27
Hình 1.13 Tường biển bảo vệ Nhà máy ô tô Vinfast trên đảo Cát Hải .........................28
Hình 1.14 Tường biển khu du lịch Đồ Sơn, Hải Phịng ................................................29
Hình 1.15 Sóng tràn, sóng bắn qua đỉnh tường biển diễn ra thường xuyên ở Đồ Sơn, Hải
Phịng trong các đợt gió mùa Đơng Bắc mạnh ..............................................................29
Hình 1.16 Các khối đá bị sóng đẩy lên mặt đường sau các đợt bão, gió mùa Đơng Bắc
mạnh tại Đồ Sơn, Hải Phòng .........................................................................................30

vi


Hình 2.1 Sơ đồ các bước nghiên cứu sóng tràn qua tường biển bằng mơ hình vật lý của
luận án............................................................................................................................35
Hình 2.2 Máng sóng Hà Lan được sử dụng để thực hiện thí nghiệm tường biển .........40
Hình 2.3 Sơ đồ bố trí các hạng mục cơng trình và đầu đo sóng ....................................45
Hình 2.4 Kích thước bệ mái nghiêng bằng gỗ (đơn vị: mm) ........................................45
Hình 2.5 Các MCN tường biển được thí nghiệm (trái), mơ hình tường biển bằng nhựa
mica (phải) .....................................................................................................................46
Hình 2.6 Kích thước tường biển mặt cong có mũi hắt sóng được thí nghiệm ..............46
Hình 2.7 Bố trí mơ hình tường biển trong máng sóng ..................................................47
Hình 2.8 Hệ thống máy tính thu số liệu sóng và máy quay ghi lại tương tác sóng với
cơng trình .......................................................................................................................50
Hình 2.9 Hiệu chỉnh đầu đo bằng phần mềm HR-DAQ ...............................................50
Hình 2.10 Sự biến thiên chiều cao sóng từ nước sâu vào nước nơng của một kịch bản
sóng đều .........................................................................................................................54
Hình 3.1 So sánh lưu lượng tràn qua tường biển mặt đứng có mũi hắt (TM1) và khơng
có mũi hắt (TK1) ...........................................................................................................58
Hình 3.2 So sánh lưu lượng tràn qua tường biển mặt nghiêng có mũi hắt (TM2) và khơng
có mũi hắt (TK2) ...........................................................................................................58
Hình 3.3 So sánh lưu lượng tràn qua tường biển mặt cong có mũi hắt (TM3) và khơng

có mũi hắt (TK3) ...........................................................................................................59
Hình 3.4 Hình ảnh thí nghiệm sóng tràn qua tường mặt đứng khơng có (trái) và có mũi
hắt sóng (phải) ...............................................................................................................60
Hình 3.5 Hình ảnh thí nghiệm sóng tràn qua tường mặt nghiêng khơng có (trái) và có
mũi hắt sóng (phải) ........................................................................................................60
Hình 3.6 Hình ảnh thí nghiệm sóng tràn qua tường mặt cong khơng có (trái) và có mũi
hắt sóng (phải) ...............................................................................................................60
Hình 3.7 So sánh lưu lượng tràn của cả từng dạng mặt cắt ngang tường, trường hợp có
mũi hắt ...........................................................................................................................62
Hình 3.8 Giai đoạn 1, lưỡi sóng tiếp xúc với mái nghiêng và bắt đầu leo trên mái nghiêng
.......................................................................................................................................64
Hình 3.9 Giai đoạn 1, sóng khơng vỡ, lưỡi sóng tiếp tục di chuyển trên mái nghiêng .64
Hình 3.10 Giai đoạn 2, sóng va vào thân tường và đã xuất hiện sóng bắn ...................65
Hình 3.11 Giai đoạn 2, lưỡi sóng tiếp xúc với thân tường và uốn cong theo hình dạng
của mặt cong ..................................................................................................................65
Hình 3.12 Giai đoạn 2, nước lấp đầy mặt cong dưới mũi hắt sóng ...............................65

vii


Hình 3.13 Giai đoạn 2, sóng tiếp xúc với thân tường và uốn cong theo hình dạng của
mặt tường và mũi hắt sóng bắn ngược lại phía biển......................................................65
Hình 3.14 Giai đoạn 3, sóng bắn đạt chiều cao lớn nhất ...............................................66
Hình 3.15 Giai đoạn 3, dịng chảy sóng tràn qua đỉnh tường được hình thành .............66
Hình 3.16 Giai đoạn 4, sóng bắt đầu rút về phía biển ...................................................67
Hình 3.17 Giai đoạn 4, sóng rút hồn tồn về phía biển ...............................................67
Hình 3.18 Giao diện Grabit trên Matlab ........................................................................69
Hình 3.19 Xử lý tăng chất lượng ảnh sóng tràn từ video camera..................................69
Hình 3.20 Gán điểm tham chiếu cho hình ảnh sóng tràn từ video camera ...................69
Hình 3.21 Trích xuất dữ liệu sóng bắn từ ảnh video camera ........................................70

Hình 3.22 Trích xuất đường mặt nước sóng tràn từ ảnh video camera .........................70
Hình 3.23 Thời điểm dịng tràn bắt đầu hình thành trên đỉnh tường biển .....................71
Hình 3.24 Thời điểm dịng tràn qua khỏi đỉnh tường biển ............................................71
Hình 3.25 Phạm vi lưỡi sóng hình thành khi sóng tương tác với tường, kịch bản
Re_D70H13T18.............................................................................................................71
Hình 3.26 Chiều cao đỉnh lưỡi sóng lớn nhất kịch bản Re_D70H13T18 .....................71
Hình 3.27 Tổng hợp chiều cao đỉnh lưỡi sóng lớn nhất của các kịch bản sóng đều .....72
Hình 3.28 Đường mực nước sóng tràn kịch bản Re_D70H13T18 ...............................73
Hình 3.29 Chiều dày lớp nước tràn lớn nhất trong kịch bản Re_D70H13T18 .............73
Hình 3.30 Chiều dày lớp nước tràn lớn nhất trong nhóm các kịch bản sóng đều .........74
Hình 3.31 Tương quan giữa chiều cao đỉnh lưỡi sóng tương đối và chiều cao lưu khơng
tương đối ........................................................................................................................77
Hình 3.32 Tương quan giữa chiều cao lưu khơng tương đối và độ đốc đỉnh sóng tương
đối ..................................................................................................................................77
Hình 3.33 Tương quan giữa chiều cao lưu không tương đối và độ dốc lớp tràn tương đối
.......................................................................................................................................78
Hình 3.34 Tương quan giữa chiều cao đỉnh lưỡi sóng tương và thời gian duy trì dịng
tràn đỉnh tường biển tương đối ......................................................................................78
Hình 3.35 Tương quan giữa lưu lượng tràn tương đối và thời gian duy trì dịng tràn đỉnh
tường biển tương đối .....................................................................................................79
Hình 3.36 Sơ đồ tính tốn sóng tràn qua tường biển mặt cong, có mũi hắt sóng .........81
Hình 3.37 So sánh số liệu đo đạc sóng tràn với trường hợp đê có cùng cao trình và khơng
có tường đỉnh (đê có hệ số mái trước m = 2) ................................................................82
Hình 3.38 Sự biến đổi của hệ số chiết giảm  v* với chiều cao tường tương đối hw / Rc
.......................................................................................................................................84

viii


Hình 3.39 Hệ số  v* tính từ thí nghiệm có xu thế nghịch biến với độ dốc sóng sm −1,0 ..84

Hình 3.40 Quan hệ  v* với chiều cao tường tương đối hw / Rc sm−1,0 ..........................85
Hình 3.41 Quan hệ  v* với chiều cao tường tương đối  = hw / Rc sm−1,0 ....................87
Hình 3.42 So sánh kết quả tính tốn lưu lượng sóng tràn phi thứ ngun giữa đo đạc và
tính tốn .........................................................................................................................87
Hình 3.43 Số liệu sóng tràn so sánh với EurOtop-2018 sau khi đã xét tới hệ số chiết
giảm sóng tràn do tường mặt cong có mũi hắt sóng  v* ................................................88
Hình 4.1 Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu áp dụng kết cấu tường biển mặt cong, có mũi
hắt sóng tại khu du lịch Đồ Sơn, thành phố Hải Phịng ................................................92
Hình 4.2 Hoa gió tại trạm Hịn Dấu (2000 - 2021) .......................................................94
Hình 4.3 Các đoạn tường biển tại bán đảo Đồ Sơn và các mặt cắt ngang điển hình. ...95
Hình 4.4 Mặt cắt ngang đoạn tường biển số 5, khu du lịch Đồ Sơn, Hải Phịng ..........96
Hình 4.5 Kết cấu mũi hắt sóng đoạn tường biển số 3, khu du lịch Đồ Sơn, Hải Phịng
.......................................................................................................................................97
Hình 4.6 Mặt cắt ngang đoạn tường biển số 3, khu du lịch Đồ Sơn, Hải Phịng ..........97
Hình 4.7 Vị trí các mặt cắt ngang được đo đạc dọc theo tuyến tường biển khu du lịch
Đồ Sơn ...........................................................................................................................98
Hình 4.8 Đường tần suất mực nước tổng hợp tại điểm MC10 [6] ................................99
Hình 4.9 Lưu lượng sóng tràn trung bình qua một số mặt cắt tường biển tại Đồ Sơn 102
Hình 4.10 Hiện trạng vị trí ứng dụng thiết kế kết quả nghiên cứu ..............................105
Hình 4.11 Mặt cắt ngang tường biển đề xuất áp dụng cho KDL Đồ Sơn ...................110

ix


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Các tham số chi phối đến sóng tràn qua đê/tường biển ...................................9
Bảng 1.2 Hệ số chiết giảm sóng tràn  s cho đê tường đứng (Franco và Franco (1999))
.......................................................................................................................................19
Bảng 2.1 Tỉ lệ của một số tham số cơ bản theo tiêu chuẩn Froude ...............................37
Bảng 2.2 Hiệu ứng tỉ lệ và các giới hạn quan trọng (EurOtop 2018)............................41

Bảng 2.3 Các tham số chi phối cơ bản trong thí nghiệm sóng tràn qua tường biển .....42
Bảng 2.4 Ma trận thứ nguyên cơ bản ............................................................................42
Bảng 2.5 Đặc điểm của các dạng mặt cắt ngang tường biển được thí nghiệm .............46
Bảng 2.6 Vị trí và mục đích của các đầu đo sóng .........................................................46
Bảng 2.7 Các tham số đo đạc và tính tốn của thí nghiệm............................................48
Bảng 2.8 Các kịch bản thí nghiệm cho nhóm TN 1 – sóng tràn qua các dạng mặt cắt
ngang tường biển khác nhau ..........................................................................................51
Bảng 2.9 Các kịch bản thí nghiệm cho nhóm TN 2 – sóng tràn qua tường mặt cong có
mũi hắt sóng...................................................................................................................52
Bảng 3.1 Các kịch bản thí nghiệm sóng đều .................................................................68
Bảng 3.2 Chiều cao đỉnh lưỡi sóng lớn nhất ( S max ) của các kịch bản sóng đều ...........72
Bảng 3.3 Chiều dày lớn nước tràn lớn nhất ...................................................................74
Bảng 3.4 Thời gian duy trì dịng chảy tràn trên đỉnh tường biển ..................................75
Bảng 3.5 Tham số sóng tràn tương đối qua tường biển ................................................76
Bảng 4.1 MNTK và tham số sóng tại nước sâu ứng với các giá trị tần suất thiết kế ..100
Bảng 4.2 Kết quả tham số sóng trước chân cơng trình của các đoạn tường biển tương
ứng với các tần suất khác nhau ....................................................................................100
Bảng 4.3 Lưu lượng tràn trung bình qua một số đoạn tường biển tại Đồ Sơn ............101
Bảng 4.4 Mức độ tác động của lưu lượng tràn qua tường biển [6] .............................101
Bảng 4.5 Mức độ ảnh hưởng của lưu lượng tràn sau khi tính tốn .............................103
Bảng 4.6 Tính tốn lựa chọn chiều cao tường biển .....................................................108

x


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Giải thích


2D/3D

2-dimensional/3-dimensional

BNN&PTNT

Bộ nơng nghiệp và Phát triển nông thôn

HR-DAQ

Data Acquisition and Analysis Software

KDL

Khu du lịch

KHCN

Khoa học công nghệ

KTM

Ký hiệu không thỏa mãn điều kiện

MC

Mặt cắt

MCN


Mặt cắt ngang

MNTK

Mực nước thiết kế

NCS

Nghiên cứu sinh

nnk

Những người khác

NLSW

Non-Linear Shallow Water – Phương trình phi tuyến nước nơng

PL

Phụ lục

PT

Phương trình

QĐ

Quyết định


RANS

Reynolds Averaged Navier Stokes – Mơ hình tốn họ RANS

STT

Số thứ tự

TCTL

Tiêu chuẩn thủy lợi

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TH

Trường hợp

TK (1, 2, 3)

Ký hiệu tường khơng có mũi hắt

TN

Thí nghiệm

TM


Ký hiệu thỏa mãn điều kiện

TM (1, 2, 3)

Ký hiệu tường có mũi hắt

TT

Thơng tư

VOF

Volume Of Fluid – Mặt thống

WG

Wave gauge

xi


DANH MỤC KÝ HIỆU
Ký hiệu
a'

Đơn vị
m
-

a


Giải thích
Chiều cao an tồn dự phịng trong cơng thức tính cao trình
đỉnh đê/tường biển (đổi ký hiệu)
Hệ số trung bình trong cơng thức sóng tràn qua tường biển
mặt cong có mũi hắt sóng

aM m

-

Gia tốc tại điểm bất kỳ tương ứng của mơ hình

an

-

n các đại lượng biến đổi độc lập

aNm

-

Gia tốc tại điểm bất kỳ của ngun hình

A

m2

Aq


Ar

-

-

Tham số diện tích
Đại lượng đặc trưng cho chiều cao lưu khơng trong cơng
thức tính lưu lượng sóng tràn qua tường biển mặt cong có
mũi hắt sóng
Đại lượng đặc trưng cho lưu lượng sóng tràn trong cơng
thức tính lưu lượng sóng tràn qua tường biển mặt cong có
mũi hắt sóng

m

Độ dâng cao của mực nước biển do ảnh hưởng của biến đổi
khí hậu tồn cầu trong cơng thức tính cao trình đỉnh
đê/tường biển (đổi)

b

-

Hệ số trung bình trong cơng thức sóng tràn qua tường biển
mặt cong có mũi hắt sóng

Bb


m

Bề rộng cơ đê

c

-

Hệ số trung bình trong cơng thức sóng tràn qua tường biển
mặt cong có mũi hắt sóng

d

m

Độ sâu nước trước tường đứng phía trên thềm cơ

D

m

Độ sâu nước thí nghiệm trong máng sóng

fMn

-

Lực tác dụng tại điểm bất kỳ tương ứng của mơ hình

f Nn


-

Lực tác dụng tại điểm bất kỳ của nguyên hình

Fr

-

Số Reynol

g

m/s2

h

m

Độ sâu nước trước chân cơng trình

htr

m

Chiều dày lớp nước tràn trung bình

b

'


Gia tốc trọng trường

xii


Ký hiệu

Đơn vị

Giải thích

hw

m

Chiều cao tường

Hđ

m

Tổng chiều cao cơng trình

H m0

m

Chiều cao sóng mơ men 0 tại chân cơng trình


H m 0,0

m

Chiều cao sóng mơ men 0 ở nước sâu

H rms

m

Chiều cao sóng quân phương

Hs

m

Chiều cao sóng ý nghĩa tại chân cơng trình

H s ,0

m

Chiều cao sóng ý nghĩa ở nước sâu

kbn

-

Hệ số chiết giảm do mũi hắt sóng


Kr

-

Hệ số phản xạ

lM n

-

Độ dài tuyến tính tương tứng của mơ hình

lNn

-

Độ dài tuyến tính của ngun hình

L0

m

Chiều dài sóng ở nước sâu xác định theo chu kỳ đỉnh phổ
sóng

Lm

m

Chiều dài sóng xác định theo chu kỳ phổ sóng trung bình

Tm

Lm −1,0

m

Chiều dài sóng xác định theo chu kỳ đặc trưng phổ sóng
Tm −1,0

m

-

Hệ số mái đê

n

-

Các đại lượng biến đổi độc lập được chọn ở phương trình

PTK

%

Tần suất thiết kế

q

m3/s/m hoặc

Lưu lượng sóng tràn trung bình đơn vị
l/s/m

qref

m3/s/m hoặc Lưu lượng sóng tràn trong trường hợp đê khơng có tường
l/s/m
cong

qw

m3/s/m hoặc Lưu lượng sóng tràn trường hợp đê có tường cong có mũi
l/s/m
hắt sóng

Q

-

Lưu lượng sóng tràn phi thứ nguyên

r

-

Các đại lượng (số biến) cơ bản

Rc

m


Chiều cao lưu không của đỉnh đê/tường so với mực nước
tính tốn

Re

-

Lực ma sát

xiii


Ký hiệu

Đơn vị

Giải thích

Ru 2%

m

Chiều cao sóng leo 2% (ứng với 2% con sóng vượt qua
mức này ở trên mái đê khơng tràn)

s0

-


Độ dốc sóng ở nước sâu xác định theo chu kỳ sóng đỉnh
phổ Tp

sm −1,0

-

Độ dốc sóng biểu kiến xác định theo chu kỳ đặc trưng phổ
sóng Tm −1,0

sm

-

Độ dốc sóng xác định theo chu kỳ phổ trung bình Tm

S max

m

Chiều cao đỉnh lưỡi sóng lớn nhất

t

s

Tham số thời gian hoặc thời gian thí nghiệm

Tm


s

Chu kỳ đỉnh phổ trung bình

Tm −1,0

s

Chu kỳ đặc trưng phổ sóng

ttr

s

Thời gian duy trì dịng chảy sóng tràn trên đỉnh

Tp

s

Chu kỳ đỉnh phổ sóng

U Mn

-

Vận tốc tại điểm bất kỳ tương ứng của mơ hình

U Nn


-

Vận tốc tại điểm bất kỳ của ngun hình

v

m/s

V

l hoặc m

Tham số lưu tốc
3

Tổng thể tích sóng tràn đo được

We

-

Sức căng bề mặt

Z MNTK

m

Cao trình mực nước thiết kế

Zt


m

Cao trình đỉnh tường biển



(º)

Độ dốc của mái đê phía biển

w

(º)

Góc nghiêng của tường đỉnh trên đê



(º)

Góc sóng tới

b

-

Hệ số chiết giảm sóng tràn do cơ đê

 bn


-

Hệ số chiết giảm sóng tràn do mũi hắt sóng ở tường đỉnh

f

-

Hệ số chiết giảm sóng tràn do độ nhám mái

s

-

Độ dài ngắn của đỉnh sóng

 s 0,bn

-

Hệ số chiết giảm sóng tràn do độ dốc sóng và mũi hắt
sóng ở tường đỉnh

xiv


Ký hiệu

Đơn vị


Giải thích

v

-

Hệ số chiết giảm sóng tràn do tường đỉnh trên đê

 v*

-

Hệ số chiết giảm sóng tràn do tường cong có mũi hắt sóng



-

Hệ số chiết giảm sóng tràn do góc sóng tới xiên góc



-

Hàm số của chiều cao tường và tính chất tương tác sóng
với tường




(º)

λ

-

Tỉ lệ mơ hình

a

-

Hệ số tương tự của gia tốc

f

-

Hệ số tương tự về lực

F

-

Hệ số tương tự Froude

l

-


u

-

Hệ số tương tự của vận tốc

Пj

-

Các biến không thứ nguyên, j = 1 ÷ (n - r)



-

Hệ số sóng vỡ Iribarren (chỉ số tương tự sóng vỡ)

r

Góc ở mũi hắt sóng

Hệ số tỉ lệ độ dài hay cịn gọi là tỉ xích độ dài, tỉ xích hình
học

xv


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài

Việt Nam hiện có khoảng 405 đơ thị trải dài trên hơn 3.200 km bờ biển và dự kiến đến
năm 2025, sẽ có thêm khoảng 130 thành phố dự kiến sẽ được xây dựng [1]. Cùng với
tốc độ đơ thị hóa nhanh chóng, việc xây dựng các cơng trình bảo vệ bờ biển ở các thành
phố, khu đô thị, khu du lịch ven biển là 1 xu thế tất yếu trong bối cảnh các tác động của
biến đổi khí hậu và thiên tai ở vùng ven biển ngày càng trở nên rõ rệt.
Do quỹ đất tại các khu đô thị, khu du lịch ven biển thường hạn hẹp, không phù hợp để
xây dựng đê biển với mặt cắt ngang hình thang. Mặt khác, đê biển cũng không phù hợp
với yêu cầu về thẩm mỹ tại những khu vực này. Thay vào đó, tường biển sẽ được lựa
chọn làm cơng trình bảo vệ cho toàn bộ kết cấu hạ tầng và dân sinh kinh tế của khu vực.
Hiện nay phần lớn các khu đô thị, du lịch ven biển ở vùng duyên hải Bắc Bộ nước ta
đều đang được bảo vệ bằng tường biển do những ưu điểm về cảnh quan và mặt bằng so
với đê biển truyền thống.
Tường biển là một dạng công trình bảo vệ bờ biển với chức năng bảo vệ và ổn định
đường bờ cũng như toàn bộ khu vực phía sau cơng trình trước tác động của sóng, nước
dâng và các tác động bất lợi khác từ phía biển. Tường biển thường được thiết kế để tạo
cảnh quan hài hịa giữa biển và đất liền, góp phần khai thác hiệu quả những giá trị của
các khu đô thị, du lịch ven biển. Nhìn chung, tường biển có mặt cắt ngang khá phong
phú nhưng có thể chia thành 03 dạng cơ bản bao gồm: dạng thẳng đứng (Hình 0.1a),
dạng bậc thang (Hình 0.1b) và dạng mặt cong (Hình 0.1c) [2].

Hình 0.1 Các dạng mặt cắt ngang tường biển

1


Hầu hết tường biển tại các khu đô thị, khu du lịch ven biển ở vùng duyên hải Bắc Bộ
đều được xây dựng, tu bổ qua nhiều thời kỳ khác nhau. Vì vậy, tường biển tại nhiều khu
vực thường xuyên bị hư hỏng do một số hạn chế về kỹ thuật, gây ảnh hưởng đáng kể tới
kết cấu hạ tầng và dân sinh kinh tế của các khu đô thị, du lịch ven biển.
Mặt khác, hiện nay các cơng trình ven biển đang phải chịu ảnh hưởng trực tiếp của biến

đổi khí hậu và nước biển dâng, dẫn đến nguy cơ sóng tràn qua cơng trình ngày càng lớn
hơn. Về lý thuyết, có thể sử dụng biện pháp gia tăng cao trình đỉnh của cơng trình hiện
có để giảm sóng tràn. Tuy nhiên, việc nâng cao trình đỉnh tường biển có thể gây cản trở
tầm nhìn ra phía biển, ảnh hưởng tới cảnh quan chung của khu vực.
Một trong những giải pháp giảm sóng tràn nhưng khơng làm gia tăng cao trình đỉnh
tường được đề xuất là thiết kế tường biển có mũi hắt sóng (Hình 0.2b), đặc biệt có thể
kết hợp với mặt cong để giảm lưu lượng sóng tràn (Hình 0.2c). Mặt cong ở thân tường
và mũi hắt sóng có tác dụng hướng dịng chảy ra khỏi khu vực được bảo vệ. Khi sóng
tới đập vào thân tường, mặt cong và mũi hắt sóng của tường sẽ hướng dịng nước ra
phía biển.

Hình 0.2 Sơ họa sóng tràn qua (a) tường biển thẳng đứng khơng mũi hắt sóng;
(b) tường biển thẳng đứng có mũi hắt sóng; (c) tường biển mặt cong có mũi hắt sóng
Tuy vậy, khi làm mũi hắt sóng thì áp lực nước lên thân tường và mũi hắt sóng sẽ lớn
hơn so với trường hợp tường thẳng đứng [3] tiềm ẩn nguy cơ mất ổn định trượt ngang
và gia tăng hiện tượng xói bãi trước sát chân tường (Hình 0.3).

2


Hình 0.3 Hiện tượng xói chân tường biển do cộng hưởng sóng phản xạ
Để khắc phục hiện tượng mất ổn định và xói chân tường nêu trên, hiện nay một số mặt
cắt ngang tường biển hỗn hợp ở nước ta được nghiên cứu đề xuất với kết cấu bao gồm
một khối tường biển bằng bê tông trọng lực đặt trên một bệ mái nghiêng.
Tường biển đặt trên bệ mái nghiêng hoàn toàn khác với kết cấu tường đỉnh đặt trên đê
biển. Các kết cấu tường đỉnh đặt trên đê biển thường có chiều cao giới hạn trong khoảng
0,8 ÷ 1,2 m. Trong khi đó, tường biển đặt trên bệ mái nghiêng có chiều cao trong khoảng
từ 1,5 ÷ 3,0 m, lớn hơn nhiều so với tường đỉnh đặt trên đê biển (Hình 0.4). Mặt cắt
ngang kết cấu tường biển mặt cong có mũi hắt sóng, đặt trên bệ mái nghiêng thường
được áp dụng để bảo vệ các khu du lịch, đô thị ven biển ở nước ta được minh họa trong

Hình 0.5.

Hình 0.4 Một số cơng trình tường biển ở vùng duyên hải Bắc Bộ, Việt Nam

3


Hình 0.5 Minh họa mặt cắt ngang tường biển mặt cong, có mũi hắt sóng trên mái
nghiêng
Kết cấu tường biển mặt cong có mũi hắt sóng, đặt trên bệ mái nghiêng còn được sử dụng
để nâng cấp, thay thế các tuyến đê biển đã có, nhằm tiết kiệm quỹ đất và tạo cảnh quan
cho các khu đô thị, khu du lịch ven biển. Theo Hình 0.5, kết cấu tường biển này bao
gồm các bộ phận chính như sau:
(1) Kết cấu đất đắp và đường giao thơng phía sau tường.
(2) Khối tường biển trọng lực bằng bê tông với mặt cắt ngang dạng tường mặt cong có
mũi hắt sóng, chiều cao có thể từ 1,5 ÷ 3m.
(3) Kè mái nghiêng nối tiếp chân tường với độ dốc từ 1:2,0 ÷ 1:3,0. Độ dốc này thường
lớn so với mái đê biển nhằm tiết kiệm quỹ đất tại các khu du lịch và giảm sóng leo lên
mặt tường biển. Mái kè có tác dụng chống xói lở cho khu vực chân tường, đồng thời
đóng vai trị như một bệ phản áp phía biển, giảm nguy cơ trượt ngang cho tường biển,
tăng tính ổn định cho cơng trình.
(4) Kết cấu chân khay bảo vệ chân cơng trình (có thể kết hợp bố trí các kết cấu bê tông
kiểu răng lược nhằm tiêu tán bớt năng lượng của sóng lên cơng trình).
Nhìn chung, nhiều cơng trình tường biển dạng mặt đứng ở nước ta hiện nay cơ bản mới
đáp ứng được một số yêu cầu về cảnh quan và tiết kiệm quỹ đất nhưng khả năng chống
sóng tràn, sóng bắn cịn rất hạn chế.

4



Hiện vẫn cịn nhiều tuyến cơng trình tường biển ở các khu đô thị, khu du lịch ven biển
chưa được tu bổ, nâng cấp. Một số cơng trình đã được đầu tư, nâng cấp với kết cấu tường
mặt cong có mũi hắt sóng nhưng phần lớn các cơng trình này chưa tính tốn cụ thể được
lưu lượng tràn qua tường biển (một số cơng trình cịn được thiết kế theo kinh nghiệm)
nên hiệu quả chống tràn còn khá thấp.
Thời gian vừa qua, hầu hết các cơng trình đê/tường biển ở nước ta đã áp dụng các tiêu
chuẩn thiết kế như: “14 TCN 130-2002 - Hướng dẫn thiết kế đê biển”, “TCVN 9901:
2014 - Yêu cầu thiết kế đê biển”; một số cơng trình đã vận dụng các tiêu chuẩn và hướng
dẫn của nước ngồi (TAW-2002, Eurotop-2017, EurOtop-2018) trong việc tính toán
thiết kế. Tuy nhiên, kết cấu tường biển mặt cong có mũi hắt sóng, đặt trên bệ mái nghiêng
cho tới nay vẫn chưa có nghiên cứu và chỉ dẫn kỹ thuật cụ thể. Do vậy, nghiên cứu ảnh
hưởng của tường biển mặt cong có mũi hắt sóng, đặt trên bệ mái nghiêng đến sóng tràn
qua đỉnh tường có ý nghĩa khoa học và thực tiễn, có thể sử dụng làm cơ sở xây dựng
hướng dẫn tính tốn sóng tràn qua dạng kết cấu tường biển này nhằm tăng độ tin cậy
cho cơng trình, đảm bảo u cầu khai thác hiệu quả các khu đô thị, du lịch ven biển với
quỹ đất hạn hẹp, đặc biệt là trong điều kiện biến đổi khí hậu và thiên tai ở vùng ven biển
xuất hiện ngày càng nhiều.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Đánh giá ảnh hưởng của tường biển mặt cong có mũi hắt sóng, đặt trên bệ mái
nghiêng đến sóng tràn qua tường biển từ kết quả nghiên cứu trên mơ hình vật lý máng
sóng.
- Đề xuất được 01 mặt cắt ngang tường biển phù hợp cho khu đô thị, khu du lịch vùng
duyên hải Bắc Bộ và áp dụng cho khu du lịch Đồ Sơn, thành phố Hải Phòng.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: sóng tràn qua tường biển mặt cong có mũi hắt sóng, đặt trên
bệ mái nghiêng, trong điều kiện sóng khơng vỡ.
- Phạm vi nghiên cứu: bờ biển tại các khu đô thị, khu du lịch ven biển vùng duyên hải
Bắc Bộ.

5



4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
4.1. Cách tiếp cận
Tổng hợp, phân tích các kết quả nghiên cứu hiện có ở trong và ngồi nước về sóng tràn
nói chung và sóng tràn qua tường biển nói riêng; nghiên cứu các cơng trình tường biển
đã và đang xây dựng ở vùng duyên hải Bắc Bộ. Phân tích đánh giá về các hư hỏng
thường gặp của tường biển tại khu vực nghiên cứu, nghiên cứu ảnh hưởng của tường
biển mặt cong đối với sóng tràn qua tường biển, từ đó đề xuất hình dạng mặt cắt ngang
tường biển và tính tốn cao trình đỉnh tường biển phù hợp với khu vực nghiên cứu.
4.2. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu tổng quan: phân tích, thống kê, kế thừa có chọn lọc các tài
liệu, các cơng trình nghiên cứu có liên quan mật thiết với luận án, từ đó tìm ra những
vấn đề khoa học mà các nghiên cứu trước chưa được đề cập một cách đầy đủ.
- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: thực hiện các thí nghiệm mơ hình vật lý nghiên
cứu sóng tràn qua tường biển mặt cong, có mũi hắt sóng.
- Phương pháp khảo sát, điều tra và đo đạc thực địa tại vùng nghiên cứu.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
5.1. Ý nghĩa khoa học
Hiện nay ở nước ta chưa có nhiều nghiên cứu về tương tác của sóng với tường biển dạng
mặt cong, đặc biệt là ảnh hưởng của tường mặt cong có mũi hắt sóng đặt trên bệ mái
nghiêng đến khả năng chiết giảm sóng tràn qua tường biển. Do vậy, việc nghiên cứu ảnh
hưởng của tường biển mặt cong có mũi hắt sóng, đặt trên bệ mái nghiêng đến sóng tràn
sẽ góp phần nâng cao mức độ tin cậy trong tính tốn sóng tràn qua tường biển. Nghiên
cứu này có ý nghĩa về mặt khoa học trong việc bố trí, tính toán thiết kế tường biển phù
hợp cho bờ biển các khu đô thị, khu du lịch vùng duyên hải Bắc Bộ nước ta.
5.2. Ý nghĩa thực tiễn
Qua khảo sát về hiện trạng tường biển tại các khu đô thị, khu du lịch ven biển Bắc Bộ
cho thấy hiện tượng tường biển bị hư hỏng do sóng tràn tại khu vực này khá phổ biến,
đặc biệt trong điều kiện bão, áp thấp nhiệt đới hoặc trong các đợt gió mùa Đơng Bắc

mạnh. Hàng năm, các địa phương đều phải đầu tư nhiều kinh phí để tu bổ, xây dựng lại

6


các cơng trình này. Mặt khác, nhiều khu đơ thị, khu du lịch ven biển nước ta hiện nay
đang có nhu cầu nâng cấp, cải tạo các tường biển cũ hiện có thành tường biển mặt cong
có mũi hắt sóng, đặt trên bệ mái nghiêng. Tuy nhiên đến nay, vẫn chưa có các chỉ dẫn
kỹ thuật liên quan tới việc xây dựng tường biển mặt cong có mũi hắt sóng, dẫn đến
những khó khăn khi tính tốn thiết kế cho dạng cơng trình này. Do vậy, việc nghiên cứu
ảnh hưởng của tường biển mặt cong có mũi hắt sóng, đặt trên bệ mái nghiêng đến sóng
tràn qua cơng trình có ý nghĩa thực tiễn. Các kết quả nghiên cứu trong luận án có thể sử
dụng làm cơ sở để xây dựng các chỉ dẫn kỹ thuật, phục vụ tính tốn thiết kế tường biển
cho các khu đô thị, khu du lịch ven biển có điều kiện tương tự.
6. Những đóng góp mới của luận án
- Đã làm sáng tỏ được các tham số chi phối tới lưu lượng sóng tràn qua tường biển như
hình dạng mặt tường và mũi hắt sóng, chiều cao tường tương đối, chiều cao lưu khơng
tương đối và chu kỳ sóng.
- Phát triển được cơng thức thực nghiệm xác định hệ số chiết giảm sóng tràn (3-10)
tích hợp vào cơng thức sóng tràn qua tường biển của EurOtop-2018 để tính tốn lưu
lượng sóng tràn cho dạng tường biển mặt cong có mũi hắt sóng đặt trên bệ mái
nghiêng, áp dụng tính tốn cao trình đỉnh cho tường biển mặt cong có mũi hắt sóng
ở quận Đồ Sơn, thành phố Hải Phịng.
7. Cấu trúc của luận án
Ngồi các phần mở đầu, phần kết luận và kiến nghị, luận án được trình bày trong 4
chương, bao gồm:
Chương 1: Tổng quan về nghiên cứu sóng tràn qua tường biển.
Chương 2: Cơ sở khoa học và thiết kế thí nghiệm nghiên cứu sóng tràn qua tường biển
có mũi hắt sóng trên mơ hình vật lý.
Chương 3: Sóng tràn qua tường biển mặt cong có mũi hắt sóng đặt trên bệ mái nghiêng.

Chương 4: Đề xuất mặt cắt ngang tường biển phù hợp cho khu du lịch Đồ Sơn, thành
phố Hải Phòng.

7


CHƯƠNG 1
TƯỜNG BIỂN

TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU SÓNG TRÀN QUA

1.1 Tổng quan về sóng tràn
1.1.1 Khái niệm chung về sóng tràn và lưu lượng sóng tràn trung bình
Sóng tràn là hiện tượng nước bị đẩy tràn qua đỉnh của đê/tường biển do động năng của
sóng trong khi đỉnh cơng trình vẫn cịn cao hơn mực nước biển. Khi sóng leo vượt q
đỉnh đê/tường biển thì sẽ sinh ra sóng tràn (Hình 1.1), do vậy sóng tràn thường có mối
liên hệ mật thiết với sóng leo [4].

Hình 1.1 Sóng tràn qua tường biển
Sóng tràn có thể xảy ra ở hai trường hợp khác nhau. Trường hợp tràn đầu tiên được gọi
là dòng “tràn xanh” hay còn gọi là “thuần tràn” xảy ra khi sóng đủ cao để nước bám sát
vào mái cơng trình và chảy tràn thành dịng qua đỉnh của cơng trình ven biển. Loại tràn
thứ hai là “sóng bắn”, xảy ra khi sóng va đập vào cơng trình và bắn qua đỉnh của cơng
trình. Nước bắn qua tường do động lượng của chính bản thân chúng hoặc tác động của
gió (EurOtop, 2007) [4].
Lượng sóng tràn được lấy trung bình trong một đơn vị thời gian được gọi là lưu lượng
sóng tràn trung bình q . Lưu lượng sóng tràn trung bình thường được lấy trên một mét
chiều dài cơng trình và được đo bằng l/s/m hoặc m3/s/m.
1.1.2 Lưu lượng sóng tràn cho phép
Lượng sóng tràn cho phép là một trong những tham số quan trọng khi thiết kế đê/tường

biển. Đại lượng này được đưa ra dựa trên việc đánh giá các tác động của sóng tràn đến
bản thân cơng trình và đối tượng được cơng trình bảo vệ [5].

8