Nghiên cứu xác định đáy chạy tàu hợp lý trong trường hợp có bùn loãng tại một số luồng hàng hải ở Việt Nam
Hệ thống cảng biển Việt Nam được phân chia thành 06 nhóm cảng biển với 45 cảng
biển đang hoạt động trong đó: 02 cảng biển loại IA (cảng cửa ngõ quốc tế); 12 cảng
biển loại I (cảng tổng hợp đầu mối khu vực); 18 cảng biển loại II (cảng tổng hợp địa
phương) và 13 cảng biển loại III (cảng dầu khí ngoài khơi). Hiện nay, tổng số bến
cảng đang hoạt động là 286 bến cảng với khoảng 82,8 km dài cầu cảng, với tổng
công suất trên 550 triệu tấn/năm. Về luồng hàng hải, hiện cả nước có 45 luồng hàng
hải công cộng với tổng chiều dài là 1.105 km và 34 luồng hàng hải chuyên dùng,
chiều dài 159,2km.
Trừ số ít cảng nằm trong vịnh kín, hầu hết các cảng biển của Việt Nam đều được
xây dựng trong sông hoặc các cửa sông, do đó hầu hết các tuyến luồng hàng hải đều
gặp khó khăn trong việc duy trì độ sâu vì chịu ảnh hưởng của hiện tượng sa bồi do
phù sa từ thượng nguồn các dòng sông cũng như các hiện tượng bão, lũ, thủy hải
văn. Để duy trì chiều sâu hành hải trên các tuyến luồng, hàng năm Nhà nước phải
tiến hành nạo vét duy tu với kinh phí lớn nhưng cũng chỉ có thể thực hiện nạo vét
duy tu khoảng 15 - 20 tuyến luồng quan trọng với mức độ nạo vét hạn chế.
Tóm tắt nội dung tài liệu: Nghiên cứu xác định đáy chạy tàu hợp lý trong trường hợp có bùn loãng tại một số luồng hàng hải ở Việt Nam
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PT NÔNG THÔN VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI VIỆT NAM NGUYỄN ANH TUẤN NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH ĐÁY CHẠY TÀU HỢP LÝ TRONG TRƯỜNG HỢP CÓ BÙN LOÃNG TẠI MỘT SỐ LUỒNG HÀNG HẢI Ở VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THUỶ HÀ NỘI, NĂM 2020 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PT NÔNG THÔN VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI VIỆT NAM ĐỀ TÀI LUẬN ÁN NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH ĐÁY CHẠY TÀU HỢP LÝ TRONG TRƯỜNG HỢP CÓ BÙN LOÃNG TẠI MỘT SỐ LUỒNG HÀNG HẢI Ở VIỆT NAM CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THUỶ MÃ SỐ: 09-58-02-02 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN NGHIÊN CỨU SINH Cán bộ hướng dẫn 1 GS. TSKH Nguyễn Ngọc Huệ Nguyễn Anh Tuấn Cán bộ hướng dẫn 2 PGS. TS Nguyễn Khắc Nghĩa Hà Nội, 2020 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu đƣợc trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chƣa từng đƣợc bảo vệ ở bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan các thông tin trích dẫn trong luận án này đều đƣợc chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2020 Tác giả luận án Nguyễn Anh Tuấn ii LỜI CÁM ƠN Tác giả xin chân thành cám ơn Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam đã đào tạo, hƣớng dẫn và tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận án. Chân thành cảm ơn Cục Hàng hải Việt Nam và gia đình đã tạo điều kiện về thời gian và cơ hội tiếp cận, sử dụng nhiều nguồn số liệu phục vụ cho quá trình thực hiện luận án. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy hƣớng dẫn GS.TSKH. Nguyễn Ngọc Huệ và PGS.TS. Nguyễn Khắc Nghĩa đã tận tình hƣớng dẫn, định hƣớng giúp tác giả hoàn thành luận án này. iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN i LỜI CÁM ƠN ii DANH MỤC HÌNH VẼ vi DANH MỤC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT x MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ CHẠY TÀU TRONG LUỒNG CÓ BÙN LOÃNG 6 1.1. Tổng quan các nghiên cứu về bùn loãng 7 1.1.1. Các vấn đề nghiên cứu 8 1.1.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 8 1.2. Một số kết quả nghiên cứu trên thế giới 13 1.2.1. Nghiên cứu về bùn loãng 13 1.2.2. Nghiên cứu về đáy chạy tầu và độ sâu chạy tầu 18 1.2.3. Nghiên cứu về tính khả thi của chạy tầu trên bùn loãng 21 1.2.4. Các ứng dụng xử lý lớp bùn loãng 23 1.3. Kết quả nghiên cứu ở Việt Nam 27 1.3.1. Kết quả nghiên cứu ứng dụng tại luồng Nam Triệu, Hải Phòng 27 1.3.2. Kết quả nghiên cứu tại luồng Soài Rạp 28 1.3.3. Kết quả nghiên cứu tại luồng tầu nhà máy nhiệt điện Duyên Hải 29 1.3.4. Kết quả nghiên cứu tại luồng Sông Hậu 30 1.4. Phân tích chung các vấn đề nghiên cứu ở Việt Nam 31 1.5. Định hƣớng nghiên cứu của luận án 32 Kết luận chƣơng 1 34 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH LỚP BÙN LOÃNG VÀ ĐÁY CHẠY TẦU TRONG LUỒNG CÓ BÙN LOÃNG 36 2.1. Cơ sở lý thuyết của các vấn đề nghiên cứu 36 2.1.1. Cơ sở lý thuyết về chuyển động bùn dƣới tác động của các yếu tố động lực cửa sông ven biển 36 2.1.2. Cơ sở lý thuyết về phép phân tích Fourier 46 2.1.3. Cơ sở lý thuyết mô hình hồi quy đa biến 48 2.2. Cơ sở số liệu phục vụ cho nghiên cứu 50 2.2.1. Số liệu địa hình 50 2.2.2. Số liệu thủy hải văn, bùn cát 54 iv 2.2.3. Ảnh viễn thám 55 2.3. Các phƣơng pháp nghiên cứu sử dụng trong luận án 56 2.3.1. Phƣơng pháp khảo sát tại hiện trƣờng 56 2.3.2 Phƣơng pháp phân tích Fourier 58 2.3.3. Phƣơng pháp phân tích mô hình hồi quy đa biến xây dựng tƣơng quan giữa chiều dày lớp bùn loãng và một số yếu tố thủy hải văn, bùn cát 60 Kết luận chƣơng 2 64 CHƯƠNG 3: ĐIỀU KIỆN ÁP DỤNG CHẠY TẦU TRÊN BÙN LOÃNG, PHÂN TÍCH FOURIER VÀ MÔ HÌNH HỒI QUY ĐA BIẾN XÁC ĐỊNH QUY LUẬT SA BỒI VÀ CHIỀU DÀY LỚP BÙN LOÃNG 65 3.1. Kết quả nghiên cứu về điều kiện sử dụng công nghệ chạy tầu trên bùn loãng tại các luồng tầu biển ở Việt Nam 65 3.1.1. Điều kiện khai thác, vận tải 65 3.1.2. Điều kiện tự nhiên 67 3.1.3. Thực tế bùn loãng và cao trình đáy luồng tại một số luồng hàng hải 78 3.2. Xây dựng phƣơng trình xác định chiều dày lớp bùn loãng bằng mô hình hồi quy đa biến 81 3.2.1. Xác định các tham số đầu vào 81 3.2.2. Tính toán xây dựng công thức đặc trƣng xác định chiều dày lớp bùn loãng bằng mô hình hồi quy đa biến 90 3.3. Xây dựng mô hình tính toán biến động sa bồi luồng tầu theo tháng 99 3.3.1. Dữ liệu đầu vào 100 3.3.2. Chƣơng trình tự động hóa tính toán 100 3.3.3. Quy trình tính toán 102 3.3.4. Kết quả xây dựng hàm chiều dày sa bồi theo tháng cho luồng Bạch Đằng 102 Kết luận chƣơng 3 107 CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 109 4.1. Ứng dụng công thức đặc trƣng tính toán độ dày lớp bùn loãng xác định đáy chạy tầu và đáy nạo vét hợp lý trong trƣờng hợp có bùn loãng luồng Soài Rạp – Hiệp Phƣớc 109 4.1.1. Tính toán thử nghiệm dự báo chiều dày lớp bùn loãng 109 4.1.2. Xác định đáy chạy tầu và thiết kế đáy nạo vét 117 4.2. Xác định thời điểm nạo vét hợp lý theo tiêu chí về hiệu quả khai v thác luồng Bạch Đằng. 119 Kết luận chƣơng 4 123 KẾT LUẬN 124 DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 128 TÀI LIỆU THAM KHẢO 129 PHỤ LỤC vi DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Băng đo sâu ở các tần số 210 kHz và 33 kHz .. 7 Hình 1.2. Kết quả mô phỏng tƣơng tác sóng và bùn loãng .......... 12 Hình 1.3. Tính chất lƣu biến của bùn loãng ......... 16 Hình 1.4. Độ sâu luồng đƣợc đo bằng thiết bị hồi âm đa tần (h.vẽ minh họa). 19 Hình 1.5. Cảng Savannah và vùng lân cận, bẫy bùn cát và cửa ngăn triều . 26 Hình 1.6. Giải pháp công trình cửa sông Tapi: (a) phƣơng án kết hợp đê chìm hƣớng dòng dọc tuyến luồng; (b) phƣơng án đào bẫy bùn tại vũng quay tầu 27 Hình 1.7. Vị trí lấy mẫu bùn cát loãng trên tuyến luồng Soài Rạp .................. 29 Hình 1.8. Luồng tầu nhà máy nhiệt điện Duyên Hải 3 .. 30 Hình 2.1. Sơ đồ biến động của lớp bùn loãng ..... 37 Hình 2.2. Biểu đồ mô tả khởi động và bứt phá của bùn loãng 38 Hình 2.3. Biểu đồ quan hệ 40 Hình 2.4. Phân bố nồng độ khi sự kết bông đƣợc lựa chọn ..... 42 Hình 2.5. Tính toán tốc độ chìm lắng khi bị cản trở 43 Hình 2.6. Các quá trình trong vận chuyển bùn .... 44 Hình 2.7. Kỹ thuật đo sâu hồi âm (hình vẽ minh họa) . 57 Hình 2.8. Sơ đồ quá trình phân tích Fourier ... .... 59 Hình 2.9. Lƣợc đồ quy trình thiết lập phƣơng trình dự báo ............................. 62 Hình 3.1. Cao độ đáy luồng tại các tần số 33kHz và 200kHz – Đoạn luồng Lạch Huyện .... 79 Hình 3.2. Cao độ đáy luồng tại các tần số 33kHz và 200kHz – Đoạn luồng Soài Rạp .. 79 Hình 3.3. Cao độ đáy luồng tại các tần số 33kHz và 200kHz – Đoạn luồng Quan Chánh Bố ... 80 Hình 3.4. Cao độ đáy luồng tại các tần số 33kHz và 200kHz – Đoạn luồng Vũng Tầu Thị Vải ... 80 S Vw V gh be vii Hình 3.5. Bản đồ phân bố bùn lỏng toàn tuyến 2018 Hình 3.6. Bản đồ phân bố bùn lỏng (mặt cắt 30-42) năm 2016-2017... Hình 3.7. Bản đồ phân bố bùn lỏng (mặt cắt 30-42) năm 2018.... Hình 3.8. Lựa chọn khu vực lựa chọn tính toán ... 83 84 84 88 Hình 3.9. Xây dựng mô hình khu vực tính toán (a) địa hình lòng dẫn; (b) lƣới tính; (c) điều kiện biên .................................................................... 88 Hình 3.10. Kiểm định mực nƣớc, theo mực nƣớc theo số liệu thực đo .. 89 Hình 3.11. Kiểm định vận tốc dòng chảy ... 89 Hình 3.12. Kiểm định hƣớng dòng chảy ......... 90 Hình 3.13. Đồng bộ dữ liệu trên cùng một hệ thống lƣới trực giao ..... 91 Hình 3.14. Sơ đồ quá trình định dạng đồng bộ dữ liệu 92 Hình 3.15. Sơ đồ tính toán xây dựng hàm hồi quy đa biến 93 Hình 3.16. Sơ đồ rút gọn quy trình tính toán hồi quy đa biến 95 Hình 3.17. Scatter plot giữa giá trị thu đƣợc từ phƣơng trình hồi quy và giá trị quan trắc thực sử dụng 3 nhân tố dự báo 98 Hình 3.18. So sánh kết quả tính toán độ dày lớp bùn loãng bằng các hàm hồi quy 5 biến, 3 biến và 1 biến, luồng Soài Rạp 99 Hình 3.19. Sơ đồ thuật toán mô hình tính toán sa bồi tháng (SBThang) 100 Hình 3.20. Sơ đồ giản lƣợc quá trình tính toán 101 Hình 3.21. Biểu đồ độ dày sa bồi trung bình luồng Bạch Đằng... 102 Hình 3.22. So sánh kết quả dự báo sa bồi luồng Bạch Đằng với chuỗi trung bình tháng sử dụng các công thức BĐ1-BĐ3 và hàm hồi quy bậc 2 ... 105 Hình 3.23. Hình 3.20. So sánh lựa chọn các công thức theo hệ số tƣơng quan R 2... 105 Hình 4.1. Đoạn luồng lựa chọn tính toán thử nghiệm (Phao 49 đến phao 58 Luồng Soài Rạp) . 109 Hình 4.2. Trƣờng vận tốc tính toán trung bình năm (từ P49 đến P58) ... 110 Hình 4.3. Trƣờng hệ số kéo tính toán ..... 110 Hình 4.4. Trƣờng SPM (độ đục) trung bình đƣợc tính toán từ ảnh Landsat8... 111 Hình 4.5. Phân bố độ dày trung bình lớp bùn loãng 111 viii Hình 4.6. Độ dày lớp bùn loãng đoạn từ P54 đến đoạn P56 112 Hình 4.7. Độ dày lớp bùn loãng cho đoạn luồng từ phao 49 đến phao 54 112 Hình 4.8. Sơ đồ mật cắt dọc tuyến nghiên cứu thử nghiệm gồm 79 điểm ... 113 Hình 4.9. Biểu đồ tổng giá trị hcl khi tổ chức nạo vét vào các tháng khác nhau luồng Bạch Đằng ..... 122 ix DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Nguyên nhân hình thành bùn loãng .... 15 Bảng 1.2. Chỉ tiêu cơ lý của bùn ứng với từng loại bùn ...... 18 Bảng 1.3. Tiêu chí xác định độ sâu hành hải theo McAnally & cộng sự (2007) ............................................................................................................... 21 Bảng 1.4. Kết quả thí nghiệm xác định khối lƣợng riêng của bùn loãng theo độ sâu ở luồng Soài Rạp.................................................................................... Bảng 2.1. Tổng hợp số liệu địa hình 28 51 Bảng 2.2. Tổng hợp số liệu thủy hải văn, bùn cát......... 54 Bảng 2.3. Các cảnh ảnh sử dụng tính toán độ đục tại luồng Soài Rạp ........... 55 Bảng 3.1. Thông số kỹ thuật và nhu cầu khai thác cho các cỡ tầu lớn hơn thiết kế tại một số luồng hàng hải chính .......................................................... 65 Bảng 3.2. Phân vùng địa mạo động lực học hình thái ven biển Việt Nam và điều kiện xuất hiện bùn loãng .......................................................................... 72 Bảng 3.3. Cao trình đáy luồng đo hồi âm ứng với tần số 33kHz và 200kHz .. 78 Bảng 3.4. Các tham số trong mô hình hồi quy đa biến .... 81 Bảng 3.5. Bảng quy ƣớc các tham số trong mô hình hồi quy đa biến ..... 91 Bảng 3.6. Kết quả chạy mô hình hồi quy đa biến (11.237 mẫu) . 97 Bảng 3.7. Kết quả chạy chƣơng trình SBThang – luồng Bạch Đằng . 103 Bảng 3.8. Kết quả tính toán chiều dày sa bồi trung bình tháng tƣơng ứng với các hàm BĐ1, BĐ2, BĐ3.. 104 Bảng 4.1. Thông số mặt cắt dọc tuyến ............................................................. 114 Bảng 4.2. Diễn biến độ dày bùn loãng dự báo theo các đoạn .......................... 116 Bảng 4.3. Tính toán chiều sâu chạy tầu yêu cầu (h) 118 Bảng 4.4. Bảng tính toán cao độ đáy nạo vét luồng 118 Bảng 4.5. Kết quả tính toán giá trị Hcl và Hhd theo công thức tốc độ sa bồi trung bình tại luồng Bạch Đằng ....................................................................... 121 x DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ADCP: Thiết bị đo dòng chảy CĐĐCT: Cao độ đáy chạy tầu CPTu: (Cone Penetration Test) Thiết bị xuyên tĩnh điện tử DGPS: (Differential Global Positioning System) Hệ thống định vị toàn cầu vi sai DHI: (Denish Hydraulic Institute) Viện Thủy lực Đan Mạch EPS: (Extracellular pollymeric substances) Chất polyme dính ngoại bào IAPH: (International Association of Ports and Harbors) Hiệp hội Cảng biển quốc tế IHO: (International Hydrographic Organization) Tổ chức Thủy văn quốc tế MAE: Sai số trung bình tuyệt đối MIKE21FM: (Mike 21 Flow Model) Mô hình dòng chảy mặt 2D Mike 21 MIKE21MT: (Mike 21 Mud Transport) Mô hình tính toán vận chuyển bùn cát MNCT: Mực nƣớc chạy tầu NDTI: (Normalized Difference Turbidity Index) Chỉ số khác biệt độ đục PIANC: (World Association for Waterborne Transport Infrastructure) Hiệp hội Hạ tầng Giao thông đƣờng thủy thế giới SONAR: Thiết bị lắp đặt triên tầu biển để định vị vật thể bằng sóng âm. SSC: (Suspended Sediment Concentration) Nồng độ trầm tích lơ lửng TOA: (Top of Atmosphere) Trên bầu khí quyển TOC: (Total organic carbon) Hàm lƣợng các bon hữu cơ USACE: (United States Army Corps of Engineers) Liên đoàn kỹ sƣ quân đội Hoa Kỳ 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Hệ thống cảng biển Việt Nam được phân chia thành 06 nhóm cảng biển với 45 cảng biển đang hoạt động trong đó: 02 cảng biển loại IA (cảng cửa ngõ quốc tế); 12 cảng biển loại I (cảng tổng hợp đầu mối khu vực); 18 cảng biển loại II (cảng tổng hợp địa phương) và 13 cảng biển loại III (cảng dầu khí ngoài khơi). Hiện nay, tổng số bến cảng đang hoạt động là 286 bến cảng với khoảng 82,8 km dài cầu cảng, với tổng công suất trên 550 triệu tấn/năm. Về luồng hàng hải, hiện cả nước có 45 luồng hàng hải công cộng với tổng chiều dài là 1.105 km và 34 luồng hàng hải chuyên dùng, chiều dài 159,2km. Trừ số ít cảng nằm trong vịnh kín, hầu hết các cảng biển của Việt Nam đều được xây dựng trong sông hoặc các cửa sông, do đó hầu hết các tuyến luồng hàng hải đều gặp khó khăn trong việc duy trì độ sâu vì chịu ảnh hưởng của hiện tượng sa bồi do phù sa từ thượng nguồn các dòng sông cũng như các hiện tượng bão, lũ, thủy hải văn... Để duy trì chiều sâu hành hải trên các tuyến luồng, hàng năm Nhà nước phải tiến hành nạo vét duy tu với kinh phí lớn nhưng cũng chỉ có thể thực hiện nạo vét duy tu khoảng 15 - 20 tuyến luồng quan trọng với mức độ nạo vét hạn chế. Bên cạnh đó, các tuyến luồng sau khi nạo vét duy tu thường sa bồi trở lại khá nhanh, lớp sa bồi lại này phần lớn đều là lớp phù sa hạt mịn có nồng độ thấp (bùn loãng), thực chất vẫn có thể tận dụng để chạy tàu ở một mức độ nhất định. Trong thực tế khai thác trên nhiều tuyến luồng đã ghi nhận hiện tượng bùn loãng ở các mức độ khác nhau, nhiều khu vực hoa tiêu đã dựa trên kinh nghiệm để giảm chân hoa tiêu trong quá trình dẫn tàu lớn hành hải qua luồng. Tuy nhiên, việc giảm chân hoa tiêu vẫn dựa chủ yếu trên kinh nghiệm chưa có đầy đủ các cơ sở về khoa học kỹ thuật, pháp lý nên vẫn tiềm ẩn nhiều rủi ro. Bên cạnh đó, một yếu tố rất quan trọng để nâng cao hiệu quả nạo vét duy tu, hiệu quả khai thác luồng là xác định được chu kỳ nạo vét và thời điểm nạo vét thích hợp để đạt hiệu quả cao nhất về thời gian duy trì độ sâu chạy tàu, đặc biệt trong điều kiện hiện một số tuyến luồng tàu biển đang được khai thác với cỡ tàu lớn hơn so với 2 thiết kế ban đầu như ở một số tuyến luồng khu vực Sài Gòn - Vũng Tàu, Hải Phòng, Định An Cần Thơ... Tại các tuyến luồng đó, tàu lớn thường phải chuyển tải, giảm tải và đợi thủy triều, làm phát sinh chi phí, giảm hiệu quả khai thác. Việc tận dụng được một phần lớp bùn loãng mới hình thành ở đáy luồng để giảm độ sâu dự trữ dưới sống tàu, tăng cỡ tàu hoặc lượng hàng chuyên chở sẽ rất có ý nghĩa trong việc nâng cao hiệu quả khai thác luồng tàu. Vì các lý do trên, việc xem xét nghiên cứu xác định độ sâu đáy chạy tàu hợp l ... bờ trái bờ phải Sườn lên Đỉnh Sườn xuống Chân Vận tốc dòng chảy tại MC2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1 20 40 60 80 100 V ậ n t ố c d ò n g c h ả y ( m /s ) bờ trái bờ phải Sườn lên Đỉnh Vận tốc dòng chảy tại MC3 22 Hình 6.20. Biến thiên vận tốc dòng chảy qua MC4 6.3. Kết quả khôi phục trường động lực đầu vào cho mô hình hồi quy Kết quả thiết lập, hiệu chỉnh và kiểm định mô hình đã được trình bày tại chương 3 khi tính toán chỉ số Nash cho thấy chỉ số Nash > 0.9 đối với yếu tố mực nước và Nash > 0.80 đối với yếu tố dòng chảy. Hình 6.21. Trường dòng chảy đặc trưng pha triều lên và pha triều xuống tại khu vực cảng luồng Soài Rạp – Hiệp Phước 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1 20 40 60 80 100 V ậ n t ố c d ò n g c h ả y ( m /s ) bờ trái bờ phải Sườn lên Đỉnh Sườn xuống Chân Vận tốc dòng chảy tại MC4 23 Hình 6.22. Trường dòng chảy trung bình trong năm 2017 tại khu vực luồng Soài Rạp – Hiệp Phước Hình 6.23. Trường dòng chảy lớn nhất trong năm 2017 tại khu vực luồng Soài Rạp – Hiệp Phước 24 DANH MỤC HÌNH VẼ PHỤ LỤC 1 Hình 1.1. Phạm vi tính toán thử nghiệm trên mô hình số trị cho luồng Soài Rạp Hình 3.1. Vị trí các trạm đo lưu lượng trong các đề tài dự án khác Hình 4.1. Phạm vi mô hình 1D sông Hình 4.2. Phạm vi, lưới tính mô hình luồng Soài Rạp – Hiệp Phước Sài Gòn Hình 5.1. Vị trí hiệu chỉnh và kiểm định mực nước, lưu lượng trong mô hình MIKE11 hệ thống sông Sài Gòn – Đồng Nai ..12 Hình 5.2. Địa hình, lưới tính và sơ đồ biên cho mô hình chi tiết khu vực lựa chọn tính toán thử nghiệm 12 Hình 5.3. Vị trí các trạm có số liệu khảo sát phục vụ kiểm định mô hình chi tiết cho thời kỳ 2017 ..13 Hình 5.4. Kết quả kiểm định mực nước, theo mực nước tại trạm thủy văn Nhà Bè thời điểm từ 2/1/2017 đến 7/1/2017 .13 Hình 5.5. Kết quả kiểm định vận tốc dòng chảy từ ngày 2/1/2017 đến 7/1/2017 Hình 5.6. Kết quả kiểm định hướng dòng chảy từ ngày 2/1/2017 đến 7/1/2017 Hình 6.1. Sơ đồ vị trí trích xuất điểm Hình 6.2. Biến thiên mực nước tại các điểm từ P1 đến P4 Hình 6.3. Hoa dòng chảy tại điểm P1 Hình 6.4. Hoa dòng chảy tại điểm P2 Hình 6.5. Hoa dòng chảy tại điểm P3 Hình 6.6. Hoa dòng chảy tại điểm P4 Hình 6.7. Sơ đồ vị trí mặt cắt Hình 6.8. Biến thiên vận tốc dòng chảy qua MC1 Hình 6.9. Biến thiên vận tốc dòng chảy qua MC2 Hình 6.10. Biến thiên vận tốc dòng chảy qua MC3 Hình 6.11. Biến thiên vận tốc dòng chảy qua MC4 Hình 6.12. Biến thiên mực nước tại các điểm từ P1 đến P4 Hình 6.13. Hoa dòng chảy tại điểm P1 Hình 6.14. Hoa dòng chảy tại điểm P2 Hình 6.15. Hoa dòng chảy tại điểm P3 Hình 6.16. Hoa dòng chảy tại điểm P4 Hình 6.17. Biến thiên vận tốc dòng chảy qua MC1 25 Hình 6.18. Biến thiên vận tốc dòng chảy qua MC2 Hình 6.19. Biến thiên vận tốc dòng chảy qua MC3 Hình 6.20. Biến thiên vận tốc dòng chảy qua MC4 Hình 6.21. Trường dòng chảy đặc trưng pha triều lên và pha triều xuống tại khu vực cảng luồng Soài Rạp – Hiệp Phước Hình 6.22. Trường dòng chảy trung bình trong năm 2017 tại khu vực luồng Soài Rạp – Hiệp Phước Hình 6.23. Trường dòng chảy lớn nhất trong năm 2017 tại khu vực luồng Soài Rạp – Hiệp Phước DANH MỤC BẢNG BIỂU PHỤ LỤC 1 Bảng 3.1. Kết quả phân tích các mẫu trầm tích đáy khu vực dự án Bảng 6.1. Tọa điểm điểm trích xuất Bảng 6.2. Bảng tần suất vận tốc dòng chảy tại điểm P1 Bảng 6.3. Bảng tần suất dòng chảy tại điểm P2 Bảng 6.4. Bảng tần xuất dòng chảy tại điểm P3 Bảng 6.5. Bảng tần suất dòng chảy tại điểm P4 Bảng 6.6. Bảng tần suất dòng chảy tại điểm P1 Bảng 6.7. Bảng tần suất dòng chảy tại điểm P2 Bảng 6.8. Bảng tần suất dòng chảy tại điểm P3 Bảng 6.9. Bảng tần suất dòng chảy tại điểm P4 26 PHỤ LỤC 2 Chương trình SBThang.exe tính toán sa bồi I. Code chương trình Khai báo biến, đọc dữ liệu đầu vào và nôi suy dữ liệu real,dimension(1000000):: a,b,c,tb,phi,pho,ns real x,y ,z,max,min,gioihan1,giohan2 real t,m,D character*15 tenf,ketqua,hoi pi=3.141592654 m=0.0 D=0.0 print*,' +NHAP TEN FILE DAU VAO:' read*,tenf open(1,file=tenf,status='old') open(2,file='PS.TXT',status='unknown') i=1 15 read(1,*,end=16) tb(i) m=m+tb(i) i=i+1 goto 15 16 close(1) Phân tích tính toán các giá trị A, B, C trong hài cần phân tích n=i-1 m=m/n do i=1,n D=D+(tb(i)-m)**2 enddo D=D/n write(2,3) 'Trung binh =' ,m 3 format (a20,f8.4) write(2,4) 'Phuong sai =', D 4 format (a20,f8.1) write(2,5) 'Hai','T','A','B','C','Pha dau','Ty phuong sai %' 5 format (5x,a4,a8,3a16,a16,a20) do i=1,n/2 x=0.0 y=0.0 z=0.0 do j=1,n x=x+tb(j)*sin(2*pi*i*j/n) y=y+tb(j)*cos(2*pi*i*j/n) z=z+tb(j)*cos(pi*j) enddo a(i)=x/(n/2) b(i)=y/(n/2) if(i.eq.(n/2)) then a(i)=0.0 b(i)=z/n endif 27 c(i)=sqrt(a(i)**2 +b(i)**2) pho(i)=(c(i)**2/(D*2))*100 if (a(i).gt.0.0.and.b(i).gt.0.0) then phi(i)=n*atan(a(i)/b(i))/(2*i*pi) elseif (a(i).gt.0.0.and.b(i).lt.0.0) then phi(i)=n*(atan(a(i)/b(i))+(pi))/(2*i*pi) elseif (a(i).lt.0.0.and.b(i).lt.0.0) then phi(i)=n*(atan(a(i)/b(i))+pi)/(2*i*pi) elseif (a(i).lt.0.0.and.b(i).gt.0.0) then phi(i)=n*(atan(a(i)/b(i))+(2*pi))/(2*i*pi) elseif (a(i).eq.0.0) then phi(i)=n*(atan(a(i)/b(i))+pi)/(2*i*pi) endif t=n if (pho(i).gt.0.5) then write(2,6) i,t/i, a(i),b(i),c(i),phi(i),pho(i) endif enddo 6 format(3x,i5,2x,f8.3,5f16.2) Hoàn tất quá trình phân tích Fourie tính A, B, C hiển thị tham số xây dựng hàm lọc max=0. ;min=pho(1) do i=1,n/2 if(pho(i).ge.max) max=pho(i) if(pho(i).le.min) min=pho(i) enddo print*,' +NGOAI SUY SO LIEU(Y/N) ?' read*, hoi if(hoi.eq.'y') then print*, ' -Nhap so so lieu can ngoai suy :' read*, ng print*,' -Nhap gio han phuong sai biet :' print*,' PSMAX=',max print*,' PSMIN=',min read*, gioihan1,gioihan2 print*,' -Nhap hai can loc biet :' do i=1,n/2 if(pho(i).gt.gioihan2) print 30, i,pho(i) enddo Hoàn tất quá trình lọc, in kết quả dự báo 30 format(10x,i5,f10.2) read*, k1 print*,' n=',n print*, ' -Gioi han ko in :' ; read*, n1 open(10,file='Output.txt') write(10,11) 'BANG GIA TRI NGOAI SUY' ns=m do i=1,n+ng do j=1,n/2 if(pho(j).ge.gioihan1) then ns(i)=ns(i)+c(j)*cos(2*pi*j*(i-phi(j))/n) 28 endif enddo enddo do i=n1,n+ng write(10,13) ns(i)-c(k1)*cos(2*pi*k1*(i-phi(k1))/n) enddo endif 13 format (3x,f12.4) 11 format (10x, a21) Endprogram II. Giao diện chạy chương trình: Ảnh hình vẽ và tả bác bước chạy. Bước 1 – Nhập file đầu vào Bước 2 – Lựa chọn dự báo lại kết quả phân tích Bước 3 – Hiển thị thông số để xác định hàm lọc Bước 4 – Lựa chọn hàm lọc và ghi kết quả 29 PHỤ LỤC 3 Chương trình hồi quy đa biến xác định chiều dày bùn loãng (HQĐB) I. Code chương trình PROGRAM HQĐB PARAMETER (NMAX=20000,MMAX=20,NMmax=NMAX*MMAX) REAL X(NMAX,MMAX),X1(NMmax) INTEGER IDX(MMAX) Integer Mbien CHARACTER*20 FN,FIN,FN1 Character*8 Ten(MMAX) Common Ten WRITE(*,'(A)')' CHO TEN FILE SO LIEU: ' READ(*,*) FN WRITE(*,'(A)')' CHO TEN FILE KET QUA: ' READ(*,*) FIN OPEN(1,FILE=FN,Status='Old') Open(3,File=FIn,Status='unknown') Read(1,*) Mbien Read(1,*) (Idx(i),i=1,Mbien) Read(1,777) (Ten(i),i=1,Mbien) 777 format(40A8) I=1 5 READ(1,*,END=100)(X(I,J),J=1,Mbien) I=I+1 IF(I-NMax) 5,5,100 100 N=I-1 if(n.le.Mbien+2)goto 2110 L=0 DO 160 J=1,Mbien DO 160 I=1,N L=L+1 X1(L)=X(I,J) 160 CONTINUE WRITE(*,'(A)')' CHO HANG SO EPSILON: ' READ(*,*) PRC WRITE(*,*)' EPSILON = ',PRC CALL HQ(N,Mbien,1,PRC,X1,IDX) 2110 Continue END SUBROUTINE HQ(N,M,NS,PCT,X,IDX) PARAMETER(NMAX=1000,MMAX=20,NMmax=NMAX*MMAX) C DIMENSION X(NMmax),XBAR(MMAX),STD(MMAX),D(MMAX) DIMENSION B(MMAX),IDX(MMAX),L(MMAX) DIMENSION RX(NMmax),R(NMmax),NSTEP(5),ANS(11),T(MMAX) Character *8 Ten(40) Common Ten Write(3,500) Ten(1) 500 Format(//10X,' HOI QUI GIUA ',A,' VA CAC YEU TO') Write(3,501) (Ten(i),i=2,M) 501 Format(5X,40A) 30 WRITE(3,2) N,M 1 FORMAT(20X,'Hoi quy tung buoc') 2 FORMAT(20X,'Dung luong mau',I5/10X,'So bien',7X,I5) IO=1 CALL CORRE(N,M,IO,X,XBAR,STD,RX,R,B,D,T) WRITE (3,5) 5 FORMAT(/10X,'Ten bien',3x,'So TT bien',4X,'Trung binh', *4X,'Do lenh chuan') DO 105 I=1,M 105 WRITE(3,6) Ten(i),I,XBAR(I),STD(I) 6 FORMAT (10X,A,5x,I4,4X,F10.2,6X,F10.2) IF(NS)135,135,140 135 WRITE(3,9) 9 FORMAT(/20X,'So chon NS khong xac dinh. CHAM DUT cong viec') GOTO 200 140 CALL MSTR(RX,R,M,0,1) NSEL=1 GOTO 150 145 CALL MSTR(R,RX,M,1,0) 150 WRITE(3,10)NSEL 10 FORMAT(//10X,'Lan chon thu',I10) N35=0 DO 155 K=1,M IF (IDX(K))152,153,153 152 WRITE(3,11)K,NSEL 11 FORMAT(20X,'Chi so bien thu',I5,2X,'Am o lan chon thu',I5) GOTO 185 153 IF(IDX(K)-3)155,154,152 154 N35=N35+1 155 CONTINUE IF (N35-1)156,157,156 156 WRITE(3,12)NSEL 12 FORMAT(20X,'Lan chon thu',I4,2X,'So bien phu thuoc khac 1') GOTO 185 157 CALL STEP(M,N,RX,XBAR,IDX,PCT,NSTEP,ANS,L,B,STD,TT,D,IER) 185 IF(NSEL-NS)190,200,200 190 NSEL=NSEL+1 GOTO 145 200 CONTINUE return END SUBROUTINE CORRE(N,M,I0,X,XBAR,STD,RX,R,B,D,T) DIMENSION X(1),XBAR(1),STD(1),RX(1),R(1),B(1),D(1),T(1) DO 100 J=1,M B(J)=0. 100 T(J)=0. K=(M*M+M)/2 DO 102 I=1,K 102 R(I)=0. FN=N L=0 IF(I0)105,127,105 31 105 DO 108 J=1,M DO 107 I=1,N L=L+1 107 T(J)=T(J)+X(L) XBAR(J)=T(J) 108 T(J)=T(J)/FN DO 115 I=1,N JK=0 L=I-N DO 110 J=1,M L=L+N D(J)=X(L)-T(J) 110 B(J)=B(J)+D(J) DO 115 J=1,M DO 115 K=1,J JK=JK+1 115 R(JK)=R(JK)+D(J)*D(K) GOTO 205 127 IF(N-M)130,130,135 130 KK=N GOTO 137 135 KK=M 137 DO 140 I=1,KK CALL DATA(M,D) DO 140 J=1,M T(J)=T(J)+D(J) L=L+1 140 RX(L)=D(J) FRR=KK DO 150 J=1,M XBAR(J)=T(J) 150 T(J)=T(J)/FRR L=0 DO 180 I=1,KK JK=0 DO 170 J=1,M L=L+1 170 D(J)=RX(L)-T(J) DO 180 J=1,M B(J)=B(J)+D(J) DO 180 K=1,J JK=JK+1 180 R(JK)=R(JK)+D(J)*D(K) IF(N-KK) 205,205,185 185 KK=N-KK DO 200 I=1,KK JK=0 CALL DATA(M,D) DO 190 J=1,M XBAR(J)=XBAR(J)+D(J) D(J)=D(J)-T(J) 190 B(J)=B(J)+D(J) 32 DO 200 J=1,M DO 200 K=1,M JK=JK+1 200 R(JK)=R(JK)+D(J)*D(K) 205 JK=0 DO 210 J=1,M XBAR(J)=XBAR(J)/FN DO 210 K=1,J JK=JK+1 210 R(JK)=R(JK)-B(J)*B(K)/FN JK=0 DO 220 J=1,M JK=JK+J 220 STD(J)=SQRT(ABS(R(JK))) DO 230 J=1,M DO 230 K=J,M JK=J+(K*K-K)/2 L=M*(J-1)+K RX(L)=R(JK) L=M*(K-1)+J RX(L)=R(JK) IF(STD(J)-STD(K)) 225,222,225 222 R(JK)=1. GOTO 230 225 STD2=STD(J)*STD(K) R(JK)=R(JK)/STD2 C 225 R(JK)=R(JK)/(STD(J)*STD(K)) C WRITE(3,500) R(JK) C500 FORMAT(5X,F10.4) 230 CONTINUE FN=SQRT(FN-1.) DO 240 J=1,M 240 STD(J)=STD(J)/FN L=-M DO 250 I=1,M L=L+M+1 250 B(I)=RX(L) RETURN END SUBROUTINE DATA(M,D) RETURN END SUBROUTINE MSTR(A,R,N,MSA,MSR) DIMENSION A(1),R(1) DO 20 I=1,N DO 20 J=1,N IF(MSR)5,10,5 5 IF(I-J)10,10,20 10 CALL EXTERNAL LOC(I,J,IR,N,N,MSR) IF (IR)20,20,15 15 R(IR)=0 CALL EXTERNAL LOC(I,J,IA,N,N,MSA) 33 IF(IA)20,20,18 18 R(IR)=A(IA) 20 CONTINUE RETURN END SUBROUTINE EXTERNAL LOC(I,J,IR,N,M,MS) IX=I JX=J IF (MS-1)10,20,30 10 IRX=N*(JX-1)+IX GOTO 36 20 IF(IX-JX)22,24,24 22 IRX=IX+(JX*JX-JX)/2 GOTO 36 24 IRX=JX+(IX*IX-IX)/2 GOTO 36 30 IRX=0 IF(IX-JX)36,32,36 32 IRX=IX 36 IR=IRX RETURN END SUBROUTINE STEP(M,N,D,XBAR,IDX,PCT,NSTEP,ANS,L,B,S,T,LL,IER) DIMENSION D(1),XBAR(1),IDX(1),NSTEP(7),ANS(11),L(1),B(1),S(1) *,T(1),LL(1) IER=0 ONM=N-1 NFO=0 NSTEP(3)=0 ANS(3)=0 ANS(4)=0 NSTOP=0 DO 30 I=1,M LL(I)=1 IF(IDX(I))30,30,10 10 IF(IDX(I)-2)15,20,25 15 NFO=NFO+1 IDX(NFO)=I GOTO 30 20 NSTEP(3)=NSTEP(3)+1 LL(I)=-1 GOTO 30 25 MY=I NSTEP(1)=MY LY=M*(MY-1) LYP=LY+MY ANS(5)=D(LYP) 30 CONTINUE NSTEP(2)=NFO MX=M-NSTEP(3)-1 DO 140 NL=1,MX RD=0 34 IF(NL-NFO) 35,35,55 35 DO 50 I=1,NFO K=IDX(I) IF(LL(K))50,50,40 40 LYP=LY+K IP=M*(K-1)+K RE=D(LYP)**2/D(IP) IF(RD-RE) 45,50,50 45 RD=RE NEW=K 50 CONTINUE GOTO 75 55 DO 70 I=1,M IF(I-MY) 60,70,60 60 IF(LL(I))70,70,62 62 LYP=LY+I IP=M*(I-1)+I RE=D(LYP)**2/D(IP) IF(RD-RE) 64,70,70 64 RD=RE NEW=I 70 CONTINUE 75 IF(RD) 77,77,76 76 IF(ANS(5)-(ANS(3)+RD))77,77,78 77 IER=1 GOTO 150 78 RE=RD/ANS(5) IF(RE-PCT) 150,80,80 80 LL(NEW)=0 L(NL)=NEW ANS(1)=RD ANS(2)=RE ANS(3)=ANS(3)+RD ANS(4)=ANS(4)+RE NSTEP(4)=NL NSTEP(5)=NEW 85 ANS(6)=SQRT(ANS(4)) RD=NL RE=ONM-RD RE=(ANS(5)-ANS(3))/RE ANS(7)=(ANS(3)/RD)/RE C 90 ANS(8)=SQRT(RE) C C SUA LAI CAU LENH TREN BANG DOAN SAU C 90 IF(RE.GE.0.) THEN ANS(8)=SQRT(RE) ELSE ANS(8)=-999.0 STOP 'DUNG VI KHONG TINH TIEP DUOC !!!' END IF IP=M*(NEW-1)+NEW 35 RD=D(IP) LYP=NEW-M DO 100 J=1,M LYP=LYP+M IF(LL(J))100,94,97 94 IF(J-NEW) 96,98,96 96 IJ=M*(J-1)+J D(IJ)=D(IJ)+D(LYP)*D(LYP)/RD 97 D(LYP)=D(LYP)/RD GOTO 100 98 D(IP)=1/RD 100 CONTINUE LYP=LY+NEW B(NL)=D(LYP) IF(NL-1)112,112,105 105 ID=NL-1 DO 110 J=1,ID IJ=NL-J KK=L(IJ) LYP=LY+KK B(IJ)=D(LYP) DO 110 K=1,J IK=NL-K+1 MK=L(IK) LYP=M*(MK-1)+KK 110 B(IJ)=B(IJ)-D(LYP)*B(IK) 112 ANS(9)=XBAR(MY) DO 115 I=1,NL KK=L(I) ANS(9)=ANS(9)-B(I)*XBAR(KK) IJ=M*(KK-1)+KK 114 S(I)=ANS(8)*SQRT(D(IJ)) 115 T(I)=B(I)/S(I) IP=M*(NEW-1) DO 130 I=1,M IJ=I-M IK=NEW-M IP=IP+1 IF(LL(I)) 130,130,120 120 DO 126 J=1,M IJ=IJ+M IK=IK+M IF(LL(J)) 126,122,122 122 IF(J-NEW)124,126,124 124 D(IJ)=D(IJ)-D(IP)*D(IK) 126 CONTINUE D(IP)=D(IP)/(-RD) 130 CONTINUE RD=N-NSTEP(4) RD=ONM/RD 132 ANS(10)=SQRT(1-(1-ANS(6)**2)*RD) 134 IF(RD.GE.0) GOTO 905 36 ANS(11)=999. GOTO 906 905 ANS(11)=ANS(8)*SQRT(RD) 906 CONTINUE CALL INHQ(NSTEP,ANS,L,B,S,T,NSTOP) IF (NSTOP) 140,140,150 140 CONTINUE 150 RETURN END SUBROUTINE INHQ(NSTEP,ANS,L,B,S,TT,NSTOP) DIMENSION NSTEP(5),ANS(11),L(1),B(1),S(1),TT(1) Character *8 Ten(40) Common Ten WRITE (3,1)NSTEP(4) 1 FORMAT(5X,'Buoc thu ',I5) WRITE(3,4)ANS(6) 4 FORMAT(/5X,'He so T.quan boi',F10.5) WRITE(3,6)ANS(8) 6 FORMAT(5X,'Sai so chuan: ',F10.5) WRITE(3,7) 7 FORMAT(5X,'Bien thu',5X,'He so hoi quy') K=NSTEP(4) DO 20 I=1,K 20 WRITE(3,8)L(I),B(I) 8 FORMAT(5X,I7,6X,F10.5,10X,F15.5,10X,F10.5) WRITE(3,9)ANS(9) 9 FORMAT(5X,'He so tu do',F10.5/) RETURN END II. Một số hình ảnh minh họa chạy chương trình - - Bước 1 – Gọi chương trình, nhập tên file đầu vào 37 - - Bước 2 – Nhập tên file ghi số liệu đầu ra - Bước 3- Nhập các tham số phân tích Bước 4 – In kết quả phục vụ phân tích
File đính kèm:
- nghien_cuu_xac_dinh_day_chay_tau_hop_ly_trong_truong_hop_co.pdf
- Thesis summary_merged.pdf
- Tóm tắt luan an_merged.pdf
- Trich yeu - tieng anh.pdf
- Trich yeu luan an.pdf