Tên tác giả: Nguyễn Thanh Hải. Tên Luận án: "Nghiên cứu xác định sơ đồ kết cấu hợp lý hạ lưu công trình cột nước thấp vùng triều đồng bằng sông Cửu Long". Chuyên ngành: Xây dựng công trình  Thủy. Mã số: 62 58 40 01. Đơn vị đào tạo sau đại học: Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam

NỘI DUNG BẢN TRÍCH YẾU

1. Mục đích và đối tượng nghiên cứu của luận án

Mục đích: Xác định sơ đồ kết cấu hợp lý hạ lưu công trình cột nước thấp vùng triều ĐBSCL để hỗ trợ công tác thiết kế, công tác nghiên cứu được dễ dàng, thuận lợi. Góp phần phát triển cống vùng triều ĐBSCL ngày càng đa dạng, thích nghi với yêu cầu của từng vùng và bền vững.

Đối tượng: Công trình cột nước thấp cống vùng triều ĐBSCL

2. Các phương pháp nghiên cứu đã sử dụng

Phương pháp nghiên cứu là kết hợp giữa khảo cứu thực tế, nghiên cứu lý thuyết với nghiên cứu thực nghiệm.

Công bố, trao đổi thông tin khoa học liên quan nhằm tranh thủ các ý kiến đóng góp của các nhà khoa học, đồng nghiệp.

3. Các kết quả chính và kết luận

Những điểm mới khoa học của luận án:

1. Đánh giá ảnh hưởng của yếu tố không ổn định đến khả năng tháo nước của công trình, xác định được yếu tố cơ bản liên quan, trên cơ sở đó lựa chọn phạm vi khống chế mực nước trong mô hình vừa đủ để ảnh hưởng đến lưu lượng là nhỏ, có thể bỏ qua được.

2. Xác định được tổ hợp mực nước có lưu lượng lớn nhất {H; h_h; Q_max} để sử dụng tính toán trong sơ đồ kết cấu hợp lý hạ lưu công trình.

3. Phân loại công trình cột nước thấp vùng triều ĐBSCL theo điều kiện làm việc và đặc điểm tiêu năng phòng xói, thành 3 loại cơ bản: cống có 01 khoang cửa, cống có 02 khoang cửa và cống có số cửa ³ 03 cửa.

4. Thiết lập được phương trình thực nghiệm biểu thị mối quan hệ giữa các yếu tố công trình, yếu tố dòng chảy và yếu tố địa chất nền lòng dẫn với nhau, từ đó có thể dựa vào một số những thông số đã có {H, h_h, B_c, [V]_cpx ...} để tính toán xác định thông số tiêu năng phòng xói cần tìm như chiều dài sân sau, chiều rộng và chiều sâu hố  phòng xói ...

5. Xác định được sơ đồ kết cấu hợp lý hạ lưu cho 3 loại công trình, bao gồm cống 01 khoang cửa; cống 02 khoang cửa và cống  ³ 03 khoang cửa (Hình 3.8; 3.9; 3.10).

Ý nghĩa khoa học:

Nội dung của luận án là mới không trùng lặp với các luận án cùng hướng đã bảo vệ và các công trình của các tác giả khác đã đăng tải, số liệu thực nghiệm trung thực và có giá trị.

Tổng kết và phát triển các nghiên cứu về cấu trúc dòng chảy và biện pháp ổn định phòng xói hạ lưu công trình cột nước thấp vùng triều ĐBSCL, đưa ra các công thức tính toán kết cấu tiêu năng phòng xói cho các loại cống cột nước thấp (cống 01 khoang cửa, cống 02 khoang cửa và cống ³ 03 khoang cửa).

Ý nghĩa thực tiễn:

Có ý nghĩa thực tiễn rất lớn cho vùng ảnh hưởng triều nói chung và ĐBSCL nói riêng để đảm bảo cho công trình làm việc ổn định, tăng khả năng chuyển nước, giảm thiểu kinh phí duy tu sửa chữa,.

Có khả năng ứng dụng trong công tác tư vấn thiết kế và thí nghiệm mô hình thủy lực (tính toán nhanh, độ tin cậy cao, giảm nhiều công sức và kinh phí tính toán, thi nghiệm mô hình thủy lực).

Các mục tiêu đạt được:

- Xác định được sơ đồ kết cấu hợp lý hạ lưu cống vùng triều ĐBSCL.

- Góp phần nâng cao cơ sở khoa học, tính thực tiễn trong công tác nghiên cứu và tư vấn thiết kế cống vùng triều ĐBSCL.

Kết luận:

Kết quả đạt được của luận án: Thực tiễn quá trình phát triển, xây dựng cống ở ĐBSCL cho thấy lựa chọn giải pháp tiêu năng phòng xói hợp lý cũng còn tồn tại và khó khăn. Kế thừa những kết quả liên quan đã công bố, phân tích, đánh giá xác định vấn đề còn tồn tại chưa được giải quyết: (i) chưa tổng quát hóa được sơ đồ hợp lý bộ phận tiêu năng phòng xói; (ii) chưa có hướng dẫn tính thông số kết cấu tiêu năng phòng xói. Kết quả của luận án đã giúp cho công tác nghiên cứu ứng dụng thực tế được dễ dàng, thuận lợi hơn và mang lại ý nghĩa khoa học, thực tiễn cao, góp phần làm phong phú hơn về giải pháp công trình nhằm nâng cao tính bền vững và phù hợp với đặc điểm của vùng ĐBSCL, kết quả này cũng được nêu trong mục “điểm mới khoa học của luận án”.

Những tồn tại và phạm vi ứng dụng: Phạm vi ứng dụng sơ đồ kết cấu hợp lý là công trình có cột nước thấp thuộc vùng ảnh hưởng triều ĐBSCL.

Hướng nghiên cứu tiếp: (1) Cần phải tiếp tục nghiên cứu tiếp để xác định sơ đồ kết cấu hợp lý cho công trình có cột nước cao vùng ảnh hưởng triều ĐBSCL. (2) Nghiên cứu xác định qui luật tác động của động lực dòng chảy vào cánh cửa van trục đứng lệch trục.

Kiến nghị: Kết quả nghiên cứu của luận án có thể được áp dụng trong việc thiết kế sơ bộ hay trong việc xác định nội dung/sêry thí nghiệm trong mô hình thủy lực cống. Cần phải có thêm thời gian để ứng dụng thử nghiệm, trên cơ sở kết quả ứng dụng thực tiễn sẽ đánh giá độ tin cậy, tính chính xác của sơ đồ kết cấu trên, nếu phù hợp với tiêu chuẩn, qui định hiện hành mới áp dụng sơ đồ kết cấu cho công tác thiết kế ở những bước sau. Đối với công trình trong vùng có chế độ thủy lực, địa chất nền móng phức tạp khác thường, khi thiết kế cần phải phối hợp với thí nghiệm thủy lực.

Summary of  Ph.D Dissertation

Author:                     NGUYEN THANH HAI

Supervisor:              Assoc. Prof. TANG DUC THANG

Thesis Title: “Determination of Reasonable Sketch of Downstream Structure for Low Head Hydraulic Works in Tidal Area in Mekong River Delta”

Research Field: Hydraulic Construction              Code: 62 5 8 40 01

Institution: Vietnam Academy for Water Resources (VAWR)

CONTENT OF SUMMARY

1. Aim and Objective of the Thesis

Aim of the Thesis: Determination of the reasonable sketch of downstream structure for low head hydraulic works in tidal areas in Mekong River Delta (MRD) in order to assist the designing work and research work. With this support, the designing work and research work processes will be easier and more convenient. This result contributes the development of increasingly diverse and adapted tidal barriers in MRD.   

Thesis Objectives: Low head hydraulic works in tidal areas in Mekong River Delta (Tidal barrier).

2. Methodology

Combination of the research on the field, theory research and experimental research.

Public announcement, exchange of related scientific information to get suggestions and comments from colleges and scientist community.

3. Main  Results and Conclusion

Scientific Contributions1. Assessing the impact of unstable factors to the discharge capacity of barrier. Identify the involved basic factors. Base on these factors, choose the suitable range for controlling the water level in physical models. This range is just enough that the influence to discharge is small, can be ignored.          

2. Identify the water level combination which have maximal discharge {H; h_h; Q_max} for calculating in the reasonable sketch of  downstream structure.

3. Classify low head works in the tidal area in MRD according to working conditions into three types: 01 span barrier, 02 spans barrier and  ³ 03 spans  barrier.

4. Establish the experimental equations that represent relationships between hydraulic work factor,  flow factor and geological factor. From which designers based on a number of parameters {H, h_h, B_c, [V]_cpx ...} to calculate parameters of erosion protection like width and length of scour hole, length of transition area,....

5. Determine the reasonable sketch of downstream structure for 3 types of barriers including 01 span barrier, 02 spans barrier and  ³ 03 spans  barrier (Picture 3.8; 3.9; 3.10)      

Scientific Signification

The content of Ph.D thesis is new and does not overlap with thesis defended in the same direction and research works of other authors publisched. Experimental data are honest and valuable.

Summarized and developed researches of the flow structure and downstream scour for low head hydraulic works in tidal areal in MRD. Proposed the experimental equations to calculate the sketch of downstream structure for 3 types of barriers including 01 span barrier, 02 spans barrier and  ³ 03 spans  barrier.

Practical Signification

This research has large practical signification for tidal affect area and MRD in general to ensure stability for the hydraulic works and minimize the maintenance and repair cost, also increase the water transfer capacity.

Possible application for design consultancy and physical modeling.

Achieved objectives

-  Determination the reasonable sketch of downstream structure for tidal barrier in Mekong River Delta;

-  Contribution for improving the scientific basis, practice in scientific research and design consultancy of tidal barrier in Mekong River Delta.

Conclusion:

Ph.D thesis conclusions

Practical developments and construction processes of tidal barriers in MRD shơw exitsting difficulties for choosing the reasonable anti-scour hole solution, especcialy (i) not generalize the reasonable sketch of anti-scour hole structure, and (ii) not have guidance for calculating the parameters of anti-scour hole structure. By solving the above mentioned problems, the thesis help the practical applications easier and more convinient and bring the hightly scientific and practical signification. These results also contribute to enrich the hydraulic work solution to improve the sustainability and accordance with the characteristics of MRD. Detail of this results are shown in part “The new scientific results of thesis”.

The existing  problems and scope of application

The scope of application is low head hydraulic works in tidal areas in MRD.

Future Works

- Continue the reseach on determination of the reasonable sketch of downstream structure for high head hydraulic works in tidal area in MRD.

- Determinate flow hydrodynamic impact to the barrier gate.

Recommendations

The thesis results can be applied for prelimirary design step or for the identification of experiment series in physical modelling. It is necessary to have more time for testing application. Based on the application result, the reability, precision of the sketch will be evaluated. If appropriated for the code and regulation, the sketch will be applied in next design steps. For the hydraulic work placed in the areas that have complicated hydraulic regime and uncommon geological foundation, it needs to coordinate design with hydraulic experiments.