Trong những năm gần đây, đã có một số nghiên cứu về các công trình đê chắn sóng dạng nổi (gọi tắt là ĐCS nổi) nhằm xác định khả năng tiêu sóng và tính ứng dụng của các công trình này trong điều kiện của Việt Nam. Tuy nhiên, các nghiên cứu này tập trung vào đánh giá việc sử dụng thùng chìm có buồng tiêu sóng hoặc sà lan nổi nhằm bảo vệ khu tránh trú bão cho tàu thuyền. Bên cạnh đó, các nghiên cứu này đa số mới chỉ dừng lại ở mức kiểm định tính năng tiêu giảm sóng của của các dạng công trình chắn sóng nổi mà chưa làm rõ được nhiều vấn đề thực tiễn quan trọng khác, như: hình dạng, kích thước phù hợp của kết cấu nổi; đặc tính vật liệu chế tạo và kết cấu neo giữ; công nghệ chế tạo và thi công lắp đặt, … phù hợp nhất cho kết cấu nổi trong điều kiện của Việt Nam. Như vậy, có thể khẳng định rằng cho đến nay ở Việt Nam chưa có những công trình nghiên cứu về ĐCS nổi một cách đầy đủ, bài bản nhằm phục vụ cho việc phát triển hệ thống các cảng biển trong nước.

 

Vì thế, nhóm nghiên cứu của PGS. TS. Nguyễn Thanh Sơn tại Trường Đại học Hàng hải Việt Nam đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu giải pháp ứng dụng và chế tạo mô hình đê chắn sóng nổi bằng các khối hộp bê tông rỗng liên kết mềm cho các cảng biển Việt Nam” trong thời gian từ năm 2021 đến năm 2022.

Đề tài hướng đến mục tiêu nghiên cứu đánh giá tổng quan cho hệ thống cảng biển có ĐCS tại Việt Nam nhằm đánh giá ưu, nhược điểm của hệ thống cảng biển này. Tiếp theo, nghiên cứu đặc điểm hoạt động và khả năng tiêu sóng của ĐCS nổi dạng khối hộp rỗng sử dụng liên kết mềm. Từ đó, đưa ra các phân tích trạng thái ứng suất – biến dạng của chúng để tìm được dạng hợp lý cả về mặt tiêu sóng và mặt kết cấu trong điều kiện khu vực nghiên cứu. Nhờ đó, đề xuất giải pháp kết cấu ĐCS nổi để bảo vệ khu nước của cảng thuộc vùng biển Hải Phòng, Quảng Ninh.

Nội dung chính của đề tài là nghiên cứu hiệu quả giảm sóng của hai dang đê chắn sóng nổi hình hộp và đê chắn sóng nổi dạng Pi. Kết quả phân tích hai mô hình này bằng phương pháp số cho thấy hệ số lan truyền sóng Kt của hai dạng đê chắn sóng này lần lượt là Kt=0,61 đối với đê chắn sóng dạng hộp và Kt=0,5 đối với đê chắn sóng nổi dạng Pi. Kết quả phân tích cho thấy hai dạng đê chắn sóng nổi có hiệu quả giảm sóng từ 40% đến khoảng 50%.

Mặt khác, 2 dạng đê chắn sóng nổi này được nghiên cứu bằng mô hình vật lý với tỷ lệ thu nhỏ về mặt hình học là 20. Phòng thí nghiệm trong điểm quốc gia Thủy Lợi đã tiến hành chế tạo mô hình vật lý của hai dạng đê chắn sóng nổi bằng thép để đảm bảo rằng mô mình sẽ không bị phá hủy trong quá trình thí nghiệm nhưng vẫn đảm bảo các thông số hình học như chiều cao, mớn nước và khoảng từ mặt nước đến mặt trên của đê. Kết quả thí nghiệm mô hình do Phòng thí nghiệm Thủy lợi thể hiện hệ số Kt đối với đê chắn sóng dạng hộp là 0,66, tương tự hệ số Kt đối với đê dạng Pi là 0,57.

Kết quả nghiên cứu cho thấy đê chắn sóng dạng hộp được xây dựng bằng bê tông cốt thép có thể giảm chiều cao sóng khoảng 43%. Dạng đê chắn sóng này được cố định tại vị trí bằng phương pháp neo, có thể xây dựng tại những vị trí có độ sâu nước lớn, dễ tháo dời di chuyển và phù hợp với khu nước sâu giảm thiểu tác hại đến môi trường. Do đó, với nhu cầu xây cảng nước sâu, việc xây dựng đê chắn sóng nổi là phù hợp.

Tuy nhiên, trong điều kiện biên triều ở nước ta lớn, mức dao động triều từ 3 đến 4m nên độ dạt của đê chắn sóng cần được xem xét trong quá trình thiết kế. Đê chắn sóng nổi dạng hộp được xây dựng trên bờ, sau đó kéo nổi đến vị trí xây dựng. Do đó, để ứng dụng trong thực tế, cần chọn mặt bằng sản xuất gần với vị trí xây dựng công trình, tận dụng được vật liệu địa phương, giảm chi phí kéo nổi.

Kết quả đề tài này sẽ góp phần giải quyết bài toán kinh tế - kỹ thuật phức tạp trong việc xây dựng và phát triển hệ thống cảng biển ở khu vực Hải Phòng, Quảng Ninh và có thể mở rộng để giải quyết vấn đề tương tự tại các khu vực quy hoạch hệ thống cảng biển khác trong cả nước.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu (Mã số 21375/2022) tại Cục Thông tin, Thống kê.

N.P.D (NASTIS)