Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 11419:2016 Luồng tàu biển-Yêu cầu thiết kế

  • Thuộc tính
  • Nội dung
  • Tiêu chuẩn liên quan
  • Lược đồ
  • Tải về
Mục lục Đặt mua toàn văn TCVN
Lưu
Theo dõi văn bản

Đây là tiện ích dành cho thành viên đăng ký phần mềm.

Quý khách vui lòng Đăng nhập tài khoản LuatVietnam và đăng ký sử dụng Phần mềm tra cứu văn bản.

Báo lỗi
  • Báo lỗi
  • Gửi liên kết tới Email
  • Chia sẻ:
  • Chế độ xem: Sáng | Tối
  • Thay đổi cỡ chữ:
    17
Ghi chú

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 11419:2016

Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 11419:2016 Luồng tàu biển-Yêu cầu thiết kế
Số hiệu:TCVN 11419:2016Loại văn bản:Tiêu chuẩn Việt Nam
Cơ quan ban hành: Bộ Khoa học và Công nghệLĩnh vực: Công nghiệp, Giao thông
Năm ban hành:2016Hiệu lực:
Người ký:Tình trạng hiệu lực:
Đã biết

Vui lòng đăng nhập tài khoản gói Tiêu chuẩn hoặc Nâng cao để xem Tình trạng hiệu lực. Nếu chưa có tài khoản Quý khách đăng ký tại đây!

Tình trạng hiệu lực: Đã biết
Ghi chú
Ghi chú: Thêm ghi chú cá nhân cho văn bản bạn đang xem.
Hiệu lực: Đã biết
Tình trạng: Đã biết

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 11419:2016

LUỒNG TÀU BIỂN - YÊU CẦU THIẾT KẾ

Marine navigation channel - Design requirement

Lời nói đầu

TCVN 11419:2016 do Cục Hàng hải Việt Nam biên soạn, Bộ Giao thông vận tải đề ngh, Tng cục Tiêu chuẩn Đo lường Cht lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công b.

 

LUỒNG TÀU BIỂN - YÊU CẦU THIT K

Marine navigation channel - Design requirement

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định yêu cầu thiết kế các luồng tàu biển vào các cảng biển, luồng trên biển hở và các cng nằm trong vùng chịu ảnh hưởng của thủy triều.

2. Thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu

2.1. Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chun này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

2.1.1. Luồng tàu biển (Marine Navigation Channel)

Luồng tàu biển là một tuyến luồng hàng hải cho phép tàu biển đi lại thuận lợi và an toàn.

2.1.2. Suất bảo đảm chạy tàu (Frequency Guarantee of Shipping)

Sut bảo đảm chạy tàu là đại lượng được đo bằng tỷ số giữa số ngày có thể chạy tàu được trong một năm và tổng số ngày trong năm dưới một độ sâu chạy tàu quy định, thường biu thị dưới dạng tỷ lệ phần trăm (%).

2.1.3. Mực nước chạy tàu (Design water level)

Mực nước chạy tàu là mực nước mà khi chạy tàu ở mực nước đó trở lên tàu có thể hành hải an toàn.

2.1.4. Tốc độ tới hạn (Speed limited)

Tốc độ tới hạn là tốc độ tối đa cho phép tàu hành hải trên luồng.

2.1.5. Cao độ đáy chạy tàu (Nautica depth)

Cao độ đáy chạy tàu là cao độ được tính toán bng mực nước chạy tàu trừ đi chiều sâu thiết kế của luồng. Cao độ đáy chạy tàu là cao độ mà đặc trưng vật lý của đáy đạt đến tiêu chuẩn giới hạn quá nơi mà tiếp xúc của đáy tàu gây ra thiệt hại hoặc ảnh hưởng không thể chấp nhận v điều khiển và hoạt động hàng hải.

2.1.6. Số Froude (Froude Number)

Số Froude là đại lượng không thử nguyên đặc tng cho tương quan giữa tác động của lực quán tính và trọng lực đối với dòng chảy. Đối với tàu biển, số Froude được xác định bằng công thức sau:

(1)

Trong đó: v: Tốc độ của tàu, (m/s).

g: Gia tốc trọng trường, (m/s2).

L: Chiu dài của tàu tại đường mặt nước, (m).

2.1.7. Gió/dòng chảy thịnh hành (Dominant wind/current)

Gió hoặc dòng chảy thường xuyên xuất hiện trong dãy số liu đo đạc v dòng chảy và gió trong nhiều năm. Dòng chảy thịnh hành bao gồm cả dòng chảy thủy triều và dòng chảy do sóng, gió gây ra.

2.1.8. Hệ số béo, CB (Block coefficient)

Là tỷ số giữa thể tích chiếm nước V (thể tích phn chìm dưới nước của tàu) và thể tích hình hộp chữ nhật ngoại tiếp thể tích V.

(2)

Hệ số béo của một số tàu trong Phụ lục A.

2.2. Ký hiệu

Tỷ số giữa diện tích chn gió của phần mạn tàu phía trên mực nước và chắn nước phía dưới mực nước.

B

Chiều rộng tính toán của tàu (m).

h

Độ sâu nước (m)

D

Lượng giãn nước (t).

H

Chiu cao phần mạn tàu phía trên mặt nước (m).

HCT

Chiều sâu chạy tàu của luồng (m).

Ho

Chiều sâu thiết kế của luồng (m)

HT

Chiều sâu nước ở hai bên thành bờ luồng của luồng có mặt cắt không đy đ (m).

Hs

Chiều cao của sóng có nghĩa (m).

Lpp

Chiu dài tàu giữa hai đường vuông góc (m).

Loa

Chiều dài lớn nht của tàu (m).

m

H số mái dc thiết kế của luồng.

P

Trọng tải của tàu thiết kế (tấn hoặc là DWT);

Q

Lượng hàng yêu cầu qua luồng vận chuyển trong năm (tấn);

QT

Lưu lượng tàu qua luồng trung bình trong một ngày đêm (tàu/ngày-đêm).

R

Bán kính cong ở đoạn luồng cong (m).

T

Mớn nước đầy tải của tàu tính toán (m).

Tn = 365

Số ngày trong năm (ngày);

Vmax

Tốc độ chạy tàu lớn nhất (m/s).

Vth

Trị số tc độ tới hạn của tàu (m/s)

V'th

Tr số tốc độ tới hạn của tàu ở vùng nước nông (m/s)

V"th

Trị số tốc độ tới hạn của tàu ở luồng có mặt cắt đầy đủ (m/s)

Vdc

Vận tốc của dòng chảy (m/s).

vω

Vận tc gió tính toán (m/s).

Vq

Hình chiếu của véc tơ vận tốc dòng chảy lên phương vuông góc với trục luồng (m/s).

W' (W")

Chiều rộng luồng tàu biển (m).

WBM

Chiu rộng cơ bản đ tàu hoạt động (m).

Wi

Chiều rộng dự phòng trong điu kiện khó khăn do các tác động của gió, dòng chảy (m).

WP

Chiều rộng an toàn giữa hai tàu (m).

WBr

Khoảng cách biên luồng v phía "đ" (m).

WBg

Khoảng cách biên luồng v phía "xanh" (m).

Tng dự phòng chiu sâu chạy tàu (z0 + z1 + z2 + z3).

z0

Chiều sâu dự phòng do sự nghiêng lch của tàu do cht hàng không cân đối hoặc do bẻ lái đột ngột (m).

z1

Chiều sâu dự phòng chạy tàu nh nht, cần thiết để đảm bảo lái được tàu (m).

z2

Chiu sâu dự phòng do sóng (m).

z3

Chiều sâu dự phòng do thay đổi mớn nước của tàu đang chạy trong vùng nước tĩnh so với khi đứng yên (m).

z4

Dự phòng chiều sâu cho sa bồi (m).

ΔB

Dự phòng chiều rộng cho sa bồi mái dốc luồng đào (m).

ΔT

Giá trị điều chỉnh mn nước của tàu tính toán (m).

χ

Góc chuyn tiếp giữa đoạn cong mở rộng và đoạn luồng thẳng (độ).

β

Góc nghiêng ngang của tàu do gió (độ)

βđh

Góc nghiêng ngang động học (độ)

αdc

Góc lệch của tàu do dòng chảy so với trục dọc luồng (độ)

φg

Vĩ độ địa lý (độ)

αdc

Góc giữa hướng dòng chảy và trục dọc ca đoạn luồng (góc lệch của dòng chảy) (độ)

Λ

Hệ số phụ thuộc vào góc chuyển hướng của đoạn luồng và tỷ số giữa vận tốc dòng chảy và vận tốc tàu Vdc/Vmax.

ULCC

Ultra large crude carrier - Tàu chở siêu lớn khoảng 300.000-550.000DWT

VLCC

Very large crude carrier - Tàu chở rt lớn khoảng 200.000-299.990DWT

3. Nguyên tắc chung

3.1. Trong công tác quy hoạch và thiết kế luồng tàu biển, để bảo đảm chạy tàu an toàn và điều khiển tàu dễ dàng cn xem xét các điều kiện địa hình, khí tượng-thy hải văn, điu kiện thủy động lực và sự phù hợp với các công trình có liên quan.

3.2. Công tác quy hoạch tuyến luồng cần phù hợp với quy hoạch tng thể của khu vực, vùng,... để làm căn cứ quy hoạch cụ th.

3.3. Để có một luồng tàu biển thuận lợi cho tàu đi lại cần thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Tuyến luồng gn nhu thẳng.

- Chiều rộng đủ và chiều sâu phù hợp đ tàu hoạt động an toàn có xét đến ảnh hưởng của hình dạng bờ luồng, địa hình đáy biển và sóng do tàu gây ra.

- Các điều kiện khí tượng, thủy hải văn trên biển, đặc biệt gió và dòng triều nm trong giới hạn cho phép bảo đảm chạy tàu an toàn.

- Bố trí đủ số lượng phao tiêu báo hiu, đảm bảo an toàn hàng hải.

3.4. Khi mở luồng tàu biển cn phân tích hành trình của các tàu ra vào cng, tham khảo các cng tương tự. Ngoài ra, cần xem xét tình trạng bố trí phao tiêu, báo hiu và hệ thống kiểm tra giao thông hàng hải trong cảng, khong cách từ các khu nước lân cận đến cảng, phương pháp phân chia luồng tàu đã dùng cho cảng, góc của luồng dẫn vào cảng, và điều kiện cập cảng.

3.5. Đối với các luồng tàu biển thiết kế mới, có tầm quan trọng cao, khi đi qua các vùng đa hình có hạn chế v các yếu tố hình học, khi xác định tuyến luồng cn kiểm tra tính toán bằng mô hình toán hoặc mô hình tàu ảo hoặc mô hình vật lý.

3.6. Đối với vùng nước dùng chủ yếu đ chạy tàu cần có biện pháp tránh neo tàu hoặc quay tàu trong vùng nước này ngay cả khi không định danh là luồng tàu.

3.7. Khi thiết kế luồng tàu biển cần thu thập, phân tích và đánh giá các yếu tố tim tàng có thể tác động lên luồng tàu biển bao gm:

- Đặc trưng của loại tàu thiết kế;

- Lưu lượng tàu lưu thông trên luồng;

- Điều kiện thời tiết;

- Chế độ dòng chảy;

- Đặc điểm của gió và sóng;

- Các điu kiện ràng buộc của luồng tàu bin;

- Mực nước;

- Các yếu tố khai thác;

- Đặc điểm nn đt;

- Đặc điểm bùn cát và chế độ vận chuyển bùn cát;

- Cht lượng nước dọc theo tuyến luồng tàu biển;

- DỊch vụ hỗ trợ trên luồng;

- Số liệu v luồng đã có:

- Các yếu t đặc biệt quan tâm khác.

3.8. Các yếu t v khí tượng lấy theo tài liệu quan trắc của trạm trên bờ, ít nht trong 12 năm (nên là 20 năm):

- Các bảng tần sut và hoa gió theo 8 hướng hoặc 16 hướng la bàn cho từng tháng, mùa vận tải và cả năm; trong đó tốc độ gió được tính đi ở độ cao 10m trên mặt biển là vận tốc trung bình trong khoảng thời gian 3 giây b vượt trung bình một lần trong vòng 20 năm và phân theo từng cp cách nhau khoảng 2-3m/s.

- Các bản ghi thời gian gió thổi trung bình và dài nht (tính bằng giờ) theo các hướng la bàn và cấp gió với phân khoảng tốc độ đã quy đnh.

- Bảng ghi tổng thời gian (tính bằng giờ) với tầm nhìn xa khác nhau, cứ cách 2 cp một, cho từng tháng, mùa vận tải, toàn năm.

3.9. Các yếu tố v thủy văn:

- Mực nước theo quan trắc từng giờ ít nhất trong 3 năm.

- Đường tần suất bảo đảm các loại mực nước.

- Đ thị dao động mực nước trong tháng đặc trưng (theo các quan trắc hàng giờ).

- Bảng ghi hướng và tốc độ các ng thủy triều lên xuống (nên lấy tùy thuộc vào chiều cao triều lên) và những thay đổi nếu có của các dòng này do các hiện tượng dồn ra trào vào.

3.10. Về lưu lượng tàu và tàu:

- Thành phần cụ thể của lưu lượng tàu, số liệu và nơi xếp d hàng cho tàu trong cảng, hệ số không đều của lưu lượng tàu tính theo ngày và tháng.

- Kích thước các tàu lớn nht (với các mn nước được phân khoảng 2-3m từ lớn nhất đến nhỏ nht) hiện đang ra vào cảng hoặc trong tương lai.

- Những yêu cầu có liên quan đến chế độ chạy tàu trên luồng trong thời gian một ngày đêm, khi tầm nhìn xa xu, những yêu cầu đặc biệt.

3.11. Các chỉ tiêu kinh tế:

- V tàu vận tải, giá thành tính toán của các tàu theo thành phn dự kiến của lưu lượng tàu, thời gian tính toán khai thác (tính bằng ngày đêm) và giá thành chi phí cho một ngày đêm đi với các tàu này khi chạy và khi đậu.

- V cảng, số liệu v tổng hợp các chi phí của cảng do phải chờ tàu.

- Về đội tàu nạo vét

4. Phân loại và phân cấp luồng tàu biển

4.1. Lung có mặt cắt không b giới hạn: là các luồng tự nhiên hoặc nạo vét một phn ở khu vực nước có độ rộng lớn, để giới hạn khu vực luồng thường bố trí các biển báo phạm vi, các phao giới hạn biên hoặc các đèn biển (Hình 1.a).

4.2. Luồng có mặt cắt bị giới hạn một phần: là các luồng được nạo vét sâu hơn so với khu vực nước xung quanh, được giới hạn bởi hệ thống phao báo hiệu (Hình 1.b). Loại luồng này được hình thành chủ yếu do nạo vét với mặt ct ngang là kết hợp giữa luồng không b giới hạn và bị giới hạn hoàn toàn như trên Hình 1c.

Hình 1. Các dạng mặt ct ngang chính của luồng tàu biển

Chú thích: h - độ sâu nước (m); hT và h0 - tương ứng khoảng cách từ đáy luồng đến độ sâu tự nhiên của luồng bên trái và bên phải; W - chiu rộng luồng (m); Weff - chiều rộng luồng có hiệu (m).

4.3. Luồng có mặt cắt b hạn chế hoàn toàn: là luồng có chiều dày nạo vét và phạm vi nạo vét vượt trên mực nước chạy tàu hay còn gọi là luồng nhân tạo (Hình 1.c).

4.4. Phân loại theo chế độ chạy tàu

4.4.1. Lung một làn là luồng chỉ có một làn chạy tàu cho phép chạy tàu ra hoặc vào, luồng một làn thường được bố trí các v trí tránh tàu.

4.4.1. Luồng hai làn là lung có hai làn chạy tàu cho phép chạy tàu đồng thời theo hai chiều ngược nhau.

4.5. Phân cấp luồng tàu biển

Căn cứ vào độ sâu luồng hàng hải được phân thành 5 cấp như Bảng 1.

Bảng 1: Phân cấp luồng biển

 

Cấp công trình

Đặc bit

1

2

3

4

Luồng ở cửa biển, cửa vịnh h, trên bin

HCT 20

16HCT < 20

14HCT < 16

8 HCT < 14

HCT < 8

Luồng trong vịnh kín, đầm phá, luồng đào cho tàu biển

HCT 17

14HCT < 17

12HCT < 14

7HCT < 12

HCT < 7

Chú thích: HCT là chiều sâu chạy tàu (m)

5. Kích thước tính toán của tàu, mực nước tính toán, chế độ lưu thông trong luồng tàu biển

5.1. Kích thước tính toán của tàu

Tùy thuộc vào yêu cầu v thiết kế của cảng, lượng hàng và độ sâu nước của luồng vào cảng mà lựa chọn tàu thiết kế hợp lý dựa trên cơ sở phân tích và dự báo đội tàu. Các thông số cơ bn của tàu thiết kế bao gồm (Hình 2):

T - Mớn nước đầy tải của tàu tính toán, (m);

B - Chiu rộng tính toán của tàu, (m);

Loa - Chiu dài lớn nhất của tàu, (m);

Lw - Chiều dài tàu ứng với đường mép nước khi đầy tải (m);

Lpp - Chiều dài giữa hai đường vuông góc của tàu (m).

Trong đó đường vuông góc mũi vuông góc với đường mặt nước đi qua mép trước trụ sóng mũi hay n gọi là đường vuông góc trước; đường vuông góc lái vuông góc với đường mặt nước đi qua mép sau trụ đỡ bánh lái hoặc tâm cuống lát nếu không có trụ đỡ bánh lái hay còn gọi là đường vuông góc sau;

A = Aq/Al - Tỷ s giữa diện tích chn gió của phần mạn tàu phía trên mực nước và chắn nước phía dưới mực nước.

Kích thước của tàu thiết kế có thể tham khảo trong phụ lục A.

Hình 2. Các kích thước cơ bản của tàu

5.2. Mực nước chạy tàu

5.2.1. Mực nước chạy tàu được xác định dựa vào luận chứng kinh tế - kỹ thuật trong đó tổng chi phí đối với luồng tàu (bao gồm đầu tư cơ bản và duy tu sửa chữa thường xuyên) cộng với chi phí tổn thất cho đội tàu và cng do phải chờ đợi khi qua luồng là tối ưu.

Phương pháp xác định mực nước chạy tàu tham khảo theo chỉ dẫn ở phụ lục B.

5.2.2. Mực nước chạy tàu và chiều sâu luồng phi lấy ứng với “0" độ sâu dùng trên các bản đồ đo sâu của vùng biển theo hệ cao độ Hải đồ khu vực.

5.2.3. Khi la chọn mực nước chạy tàu cần xét đến tính hấp dn của luồng và khả năng thu hút các tàu lớn của luồng trong tương lai.

5.2.4. Tùy thuộc vào đoạn luồng phải nạo vét và mật độ tàu qua luồng mà lựa chọn mực nước chạy tàu sao cho sự tồn tại mực nước đó đảm bảo đủ thời gian cho tàu hành hải qua kênh an toàn.

5.2.5. Đối với các cảng cá ở vùng cửa sông ven biển, các khu neo đậu tránh trú bão, để đảm bảo khai thác trong mọi tình huống, mực nước chạy tàu có thể xác định dựa trên cơ sở đường biểu diễn nhiều năm của tần suất mực nước ngày trong suốt mùa vận tải, được ly theo Bảng 2 tùy thuộc vào hiệu số giữa mc nước tần suất 50% (H50%) và mực nước thấp nhất quan trắc được (Hmin).

Bảng 2. Tr số tần suất mực nước chạy tàu

H50% - Hmin (cm)

Tần suất mực nước chạy tàu (%)

35

70

150

140

Hmin

99

98

97

Chú thích:

1. Đối với các đoạn luồng khác nhau ở cửa sông mực nước chạy tài phải được xác đnh có xét đến độ dốc mặt nước trên sông.

2. Đường biểu diễn tn suất mực nước hàng ngày đối với vùng có thủy triều được v theo các s liu quan trắc hàng giờ trên cơ sở quan trắc dao động mực nước ít nht là 3 năm.

3. Khi hiệu s mực nước lớn hơn các trị số nêu trong Bng 2 hoặc khi số lượng tàu qua cng tương đối ít (trong mấy ngày đêm mới có một tàu) thì mực nước tính toán được xác định trên cơ sở tính toán kinh tế kỹ thuật - bằng cách so sánh các chi phí nạo vét, các chi phí cho tàu và cng do phải chờ đợi hoặc phi chuyển tàu đi cảng khác vì không đủ chiều sâu nước trên luồng, mực nước tối ưu là mực nước ứng với tng các chi phí kể trên sẽ bé nhất.

5.3. Chế độ chạy tàu trên luồng

5.3.1 Luồng một làn khi trị s thời gian được tính theo lý thuyết LK/Vmax bé hơn tr số thời gian trung bình giữa các chuyến chạy tàu đến luồng (theo cả hai hướng) trong tháng có lưu lượng tàu ln nhất, tức là:

(2)

Trong đó: LK - Chiều dài luồng (km);

Vmax - Tốc độ tàu chạy lớn nhất (km/giờ);

QT - Lưu lượng tàu qua luồng trung bình trong một ngày đêm (tàu/ngày-đêm) được xác định như sau:

(3)

Trong đó: Q - Lượng hàng yêu cầu qua luồng vận chuyển trong năm (tn);

P - Trọng tải của tàu thiết kế (tấn);

Tn = 365 s ngày trong năm (ngày);

Kd - h số không đu của lượng hàng, lấy bằng 1,5.

Xác định khả năng thông qua của luồng tham kho Phụ lục C.

5.3.2. Luồng hai làn khi tr s thời gian được tính theo lý thuyết LK/Vmax lớn hơn trị số thời gian trung bình giữa các chuyến chạy tàu đến luồng (theo cả hai hướng) trong tháng có lưu lượng tàu lớn nhất, tức là:

(4)

Với điều kiện là nếu các chi phí thêm đ nạo vét mở rộng luồng s bé hơn các chi phí cho tàu và cảng vì tàu phải chờ đợi qua luồng một làn.

5.3.3. Nếu điều kiện (4) không thỏa mãn thì cần kiểm tra tính hợp lý về mặt kinh phí nếu làm luồng chạy tàu một làn với các trạm tránh tàu trên luồng. Số trạm tránh tàu phải có ít nhất một trạm trên một đoạn luồng dài Δ t.Vmax.

5.3.4. Phương pháp xác định lưu lượng tàu qua luồng trung bình một ngày đêm quy định trong Phụ lục C. Khi xác định lưu lượng tàu qua luồng trung bình một ngày đêm ch xét những tàu có mớn nước cho phép đi trong phạm vi luồng.

5.3.5. Tốc độ tàu chạy lớn nhất trên luồng phụ thuộc vào hình dạng và diện tích mặt cắt ngang luồng. Trong mọi trường hợp tốc độ cho phép của tàu không được ln hơn 0,9 ln tốc độ tới hạn Vth đặc tính cho mỗi mặt ct của luồng và không được nhỏ hơn tốc độ làm cho tàu bắt đầu không lái được (khi không có số liệu thì cn lấy tốc độ này bng 2-3 hải /h).

5.3.6. Trị số tốc độ tới hạn ở vùng nước nông (V'th) và ở luồng không giới hạn (V"th) xác định theo các Bảng 3 và 4. Theo Bảng 3 sẽ xác định được tốc độ tới hạn đối với trường hợp tính toán khi cho trước chiều sâu thiết kế của luồng Ho, Bảng 4 dùng để xác định tốc độ tới hạn khi cho trước độ dự tr chiều sâu dưới sống đáy tàu.

Tc độ tới hạn (Vth) trên luồng có mặt cắt không bị giới hạn xác định theo công thức;

(5)

5.3.7. Tốc độ tính toán Vmax của tàu được quy định ở Điều 5.3.5. Có xét đến điều kiện tự nhiên và điều kiện chạy tàu, xét đến sự cn thiết đảm bảo an toàn chạy tàu và đảm bảo chiều rộng, dài quay trở có thể bé nht, đồng thời cũng bo đm được trạng thái ổn định của đất ở mái dốc luồng đào.

5.3.8. Trên các luồng mà hiệu quả rút ngắn thời gian do tăng tốc độ chạy tàu có thể ảnh hưởng nhiều đến giá thành vn chuyn hàng hóa thì tốc độ ti ưu là tốc độ tương ứng với tổng chi phí nh nht v nạo vét và chi phí tính đổi của tàu trong thi gian qua lại trên luồng.

6. Thiết kế luồng tàu biển

6.1. Bố trí tuyến luồng tàu biển

6.1.1. Tuyến luồng ra vào cảng phải được lựa chọn phải thỏa mãn các yêu cầu dưới đây;

a. Chi phí cho công tác xây dựng, khai thác và duy tu luồng là tối ưu.

b. Bảo đảm an toàn và thuận tiện cho tàu đi trên luồng và vào cảng.

c. Bảo đảm có thể bố trí tổng th công trình chắn sóng ở cảng một cách thuận lợi.

d. Có xét đến khả năng phát triển trong tương lai của các cảng.

e. Tuyến luồng ít gây ảnh hưởng đến môi trường khu vực.

6.1.2. Để đảm bảo chi phí xây dựng, khai thác và duy tu luồng tối ưu, yêu cầu đề ra khi chọn tuyến luồng như sau:

a. Phải chọn hướng tuyến luồng sao cho ảnh hưởng của dòng chảy, sóng và vận chuyn bùn cát là ít nhất và bảo đảm sao cho luồng bị bồi lấp là nhỏ nhất.

b. Bảo đảm khả năng chọn phương thức nạo vét thuận tiện nht và thuận lợi trong công tác chuyên ch và x thải đất nạo vét.

c. Có thể bố trí xả thải đt tại nơi tương đi gn luồng nhưng không có kh năng gây sa bi trở lại vào luồng.

 

 

Bảng 3. Tốc độ tới hạn tương ứng với chiều sâu thiết kế Ho

Chiều rộng đáy luồng Bo (m)

Góc nghiêng mái dốc theo phương ngang, (độ)

Tr số tốc độ tới hạn tương ứng với chiều sâu thiết kế Ho (m)

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

 

Đối với luồng không hạn chế:

50

14

3,7

3,8

3,8

3,8

3,9

3,9

3,9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

3,8

4,1

4,1

4,3

4,5

4,5

4,7

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

5

3,9

4,3

4,4

4,6

4,8

5,0

5,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

14

4,3

4,5

4,5

4,7

4,9

5,0

5,0

5,0

5,0

5,1

5,2

5,3

5,3

5,3

 

 

 

 

 

 

7

4,5

4,8

4,8

5,0

5,3

5,4

5,5

5,5

5,5

5,6

5,7

5,7

5,8

5,8

-

-

-

-

-

-

5

4,6

4,9

5,1

5,5

5,7

5,8

6,1

6,1

6,1

6,1

6,1

6,1

6,2

6,2

 

 

 

 

 

 

150

14

4,6

5,1

5,1

5,2

5,6

5,7

5,8

5,8

5,8

5,9

6,0

6,0

6,0

6,2

6,3

6,3

5,3

 

 

 

7

4,6

5,1

5,3

5,4

5,7

5,9

6,1

6,2

6,2

6,2

6,2

6,3

6,4

6,4

6,5

6,7

6,7

-

-

-

5

4,6

5,1

5,5

5,6

6,0

6,1

6,4

6,5

6,5

6,7

6,7

6,8

6,8

6,8

6,8

6,8

7,0

 

 

 

200

14

4,6

5,1

5,5

5,7

5,9

6,2

6,4

6,4

6,4

6,4

6,4

6,5

6,6

6,8

6,9

7,0

7,0

7,0

7,1

7,1

7

4,6

5,1

5,6

5,8

6,0

6,4

6,4

6,5

6,6

6,7

6,8

6,9

7,1

7,3

7,4

7,5

7,6

7,7

7,8

7,9

5

4,6

5,1

5,6

5,9

6,2

6,5

6,6

6,7

6,9

7,0

7,2

7,3

7,5

7,6

7,8

8,0

8,0

8,2

8,3

8,4

250

14

4,6

5,1

5,6

6,0

6,3

6,5

6,6

6,7

6,7

6,8

6,9

6,9

7,0

7,2

7,4

7,5

7,6

7,6

7,6

7,6

7

4,6

5,1

5,6

6,1

5,4

6,6

6,7

6,8

7,0

7,1

7,3

7,3

7,5

7,6

7,8

7,9

8,0

8,1

8,3

8,4

5

4,6

5,1

5,6

6,1

6,5

6,8

6,9

7,0

7,2

7,3

7,5

7,6

7,8

8,0

8,2

8,4

8,4

8,6

8,8

8,8

 

Đối với vùng nước nông:

 

 

4,6

5,2

5,7

6,1

6,6

7,0

7,3

7,7

8,0

8,4

8,7

9,0

9,3

9,6

9,8

10,1

10,4

10,6

10,9

11,1

Chú thích: Các tr s trung gian xác đnh bằng ni suy.

                                             

 

Bảng 4. Tốc độ giới hạn phụ thuộc vào trị số độ dự trữ chiều sâu dưới sống đáy tàu

Chiều rộng đáy luồng

Bo (m)

Độ dự trữ chiều sâu dưới sng đáy tàu (m)

Trị số tốc độ tới hạn Vth (m/s) tương ứng với mớn nước của tàu T (m)

Khi

T<7,0m

Khi T≥7,0m

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

50

1,0

1,5

3,7/4,6

3,8/5,1

3,8/5,6

3,8/6,1

3,9/6,7

3,9/7,1

3,9/7,4

3,9/7,6

3,9/8,2

-

-

-

2,0

3,0

4,4/5,1

4,3/5,6

4,3/6,1

4,3/6,5

4,7/7,8

4,6/7,6

4,6/8,0

4,6/8,3

4,6/8,6

-

-

-

3,0

4,5

4,7/5,6

4,9/6,1

4,8/6,5

4,7/6,9

5,1/7,6

5,0/8,0

5,0/8,3

5,0/8,6

4,9/8,9

-

-

-

100

1,0

1,5

4,3/4,6

4,5/5,1

4,6/5,6

4,7/6,1

4,9/6,7

5,0/7,1

5,0/7,4

5,0/7,8

5,0/8,2

5,1/8,4

5,1/7,7

5,1/9,0

2,0

3,0

5,1/5,1

5,2/5,6

5,3/6,1

5,3/6,5

5,7/7,3

5,7/7,6

5,7/8,0

5,6/8,3

5,6/8,6

5,6/8,9

5,6/9,2

5,5/9,5

3,0

4,5

5,6/5,6

5,8/6,1

5,5/6,5

5,6/6,9

6,2/7,6

6,1/8,0

6,1/8,3

6,0/8,6

6,0/8,9

6,0/9,2

5,9/9,5

5,9/9,8

150

1,0

1,5

-

-

5,1/5,6

5,2/6,1

5,6/6,7

5,7/7,1

5,8/7,4

5,8/7,8

5,8/8,2

5,8/8,4

5,8/8,7

5,8/9,0

2,0

3,0

-

-

5,7/6,1

5,8/6,5

6,4/7,3

6,5/7,6

6,4/8,0

6,3/9,3

6,4/8,6

6,4/8,9

6,4/9,2

6,3/9,5

3,0

4.5

-

-

6,3/6,5

6,3/6,9

6,9/7,6

6,8/8,0

6,9/8,3

6,9/8,6

6,8/8,9

6,7/9,2

6,7/9,5

6,6/9,8

Chú thích:

1. Trong tỷ số, tử số là tốc độ tới hạn trên luồng có mặt ct đầy đủ với mái nghiêng 1:4, mẫu s là tốc độ tới hạn ở vùng nưc nông.

2. Các trị số trung gian xác định bằng nội suy.

 

 

6.1.3. Để bảo đảm điều kiện an toàn và thuận tin cho tàu đi trên luồng hoặc t luồng vào các cng, cn thỏa mãn các yêu cầu sau:

a. Tuyến luồng phải cố gắng là đường thng, trưng hợp cần tạo những chỗ cong ngoặt thì góc tạo bởi hai tim tuyến luồng phải là góc nhọn (xem thêm Điều 6.1.8) và bán kính cong lớn nhất.

b. Hướng của tuyến bố trí sao cho góc lệch giữa tuyến lung và hưng gió, hướng sóng chính là bé nhất.

c. Tại đoạn tiếp giáp giữa luồng dẫn với ca cảng và từ cửa cảng trở vào một đoạn ít nhất bằng chiều dài đường hãm của tàu tính toán, không được bố trí đoạn cong và phương tuyến luồng tại đoạn này phải gần trùng hoặc trùng với trục tim của cửa vào cảng.

d) Chiều dài đường hãm tính toán được kiểm chứng bằng mô hình mô phng chạy tàu dựa vào điều kiện môi trường, tốc độ chạy tàu thực tế, quá trình ra vào của tàu và có sự hỗ trợ của tàu kéo.

- Trong thiết kế sơ bộ, chiều dài đường hãm của tàu < 50.000 DWT có thể lấy bằng 3L với tàu không tải và 8L với tàu đầy tải, với L là chiều dài tàu thiết kế.

- Khi vào khu nước cảng không được che chắn sóng gió, chiều dài đường hãm được tính t đim đầu của vùng nước bảo vệ đến trung tâm của vũng quay tàu.

e. Có thể đặt nhng cột báo hiệu, các mc tiêu theo trục tim luồng sao cho các cột báo này có thể trông thấy được từ tàu và không b chập lên các công trình hoặc cây cối cao hơn chúng.

6.1.4. Đi với luồng thiết kế ở khu vực cửa sông và bãi ngoài cửa sông, nên đảm bảo những yêu cầu bổ sung sau đây:

a. Trước cũng như sau khi xây dựng luồng, bảo đm lưu lượng nước và phù sa trong nhánh sông được chọn ổn đnh.

b. Sử dụng ít nht các biện pháp ổn định luồng tàu và bảo vệ bờ.

c. Hướng tuyến luồng b trí trùng với hướng dòng chảy từ sông ra và dòng triều rút chủ đạo.

6.1.5. Khi phân tích các chi phí ước tính cn phải xét đến:

a. Thể tích đất phải nạo vét khi xây dựng luồng.

b. Thể tích đất nạo vét duy tu luồng phụ thuộc sự bi lắng của luồng ứng với các phương án tuyến luồng khác nhau;

c. Hiệu suất của các thiết b nạo vét ứng với các loại đt;

d. Sự phụ thuộc của bề rộng luồng vào sơ đồ bố trí các biển báo ca các đoạn chính.

6.1.6. Chiều dài luồng được xác định căn cứ vào hướng của luồng, địa hình tự nhiên của đáy và chiều sâu tuyến đường thủy tính toán;

6.1.7. Tuyến luồng cần phải đặt sao cho việc xây dựng luồng và khai thác thỏa mãn những yêu cu của các cơ quan bảo vệ môi trưng.

6.1.8. Khi trên luồng có các đoạn cong, góc tạo bởi các đường tim tuyến luồng tại đoạn cong nên càng nhỏ càng tốt.

- Khi xác định góc tạo bởi các đường tim tuyến luồng tàu biển tại đoạn cong ca luồng cần xem xét đường kính quay tàu, tc độ tàu chạy, tỷ số giữa mớn nước tàu và độ sâu nước, số lượng phao tiêu báo hiệu được bố trí,...

- Khi hướng gió hoặc dòng triều gần vuông góc với đường tim luồng tàu biển, việc điu khiển tàu chịu tác động nhiều của gió và dòng triu. Vì vậy cần xem xét các tác động này khi gió và dòng triều lớn.

- Góc tạo bởi các tim tuyến luồng tàu biển tại đoạn cong không nên lớn hơn khoảng 30°. Khi góc ln hơn 30° đường tim luồng tại đoạn cong cần tạo thành một cung tròn có bán kính cong lớn hơn khoảng 4L (L là chiều dài lớn nht của tàu tính toán). Chiều rộng luồng tại đoạn cong như thế nên lấy bằng hoặc lớn hơn chiều rộng yêu cầu trừ trường hợp tàu tính toán có tính năng quay trở tốt.

- Tại đoạn cong của luồng 2 chiều có góc giao là 30° hoặc lớn hơn và chiều rộng luồng bằng chiều dài lớn nhất của tàu tính toán (L) thì cần gia tăng chiều rộng luồng tại đoạn cong có cắt góc như sơ đ trong Hình 3.

Hình 3. Gia tăng chiều rộng tại đoạn cong

6.1.9. Chiều dài đoạn luồng thẳng ni giữa hai khúc luồng cong ngược chiều được ly tối thiểu bng 5L với L là chiều dài lớn nht của tàu thiết kế (Hình 4). Khi gặp điu kiện khó khăn v đa hình, địa vật thì chiều dài đoạn luồng thẳng nối giữa hai khúc luồng cong ngược chiều được xác định thông qua mô phỏng chạy tàu.

6.1.10. Chiều dài đoạn luồng thng nối giữa hai khúc luồng cong cùng chiều ti thiểu bằng 3L.

Hình 4. Đoạn thẳng chuyển tiếp giữa hai khúc cong

6.1.11. Bán kính cong của luồng (Hình 4) phụ thuộc vào tỷ số độ sâu nước và mớn nước (h/T), góc của bánh lái, góc ngoặt tạo bởi giữa tim hai tuyến lung, chiều dài và chiều rộng tàu. Bán kính cong được xác định theo công thức sau:

(6)

Trong đó, KR chỉ số quay trở của tàu, có thể xác định theo Bảng 5; δR là góc của bánh lái (độ).

Bảng 5: Bán kính cong và chỉ số quay trở của tàu KR (với δR = 20° và d/T = 1,2)

TT

Loại tàu

KR

R

1

Tàu chở hàng

0,58

5Loa

2

Tàu chở hàng loại nhỏ

0,47

6Loa

3

Tàu container (trước Panamax)

0,42

7Loa

4

Tàu container (Panamax)

0,52

6Loa

5

Tàu chở hàng rời loại rất lớn (VLBC)

0,52

6Loa

6

Tàu chở hàng rời loại lớn (LBC-Panamax)

0,49

6Loa

7

Tàu ch hàng rời loại nhỏ

0,62

5Loa

8

Tàu chở dầu rt lớn (VLCC)

0,62

5Loa

9

Tàu chở dầu loại nhỏ

0,60

5Loa

10

Tàu LNG

0,75

4Loa

11

Tàu chở hàng đông lạnh

0,63

5Loa

12

Tàu khách (2 trục 2 chân vịt)

0,66

4Loa

13

Phà (2 trc 1 chân vịt)

0,55

5Loa

6.1.12. Khi xây dựng cu qua luồng tàu biển cần bảo đảm đủ khẩu độ tĩnh không. Khi xác định khẩu độ tĩnh không cần xem xét các điểm sau:

(a) Khi xác đnh tĩnh không cần căn cứ vào các yếu tố sau:

- Chiều cao cột tàu, độ chúi của tàu, mớn nước không tải của tàu.

- Mực nước triều và chiều cao sóng.

- Kỹ năng điều khiển tàu của lái tàu.

(b) Tĩnh không (Air Draught Cearance - ADC) (Hình 5) được xác định theo công thức sau:

ADC = 0,05Hst không nhỏ hơn 2,0m.

(7)

Trong đó, Hst là chiều cao từ mực nước chạy tàu cao nhất đến đỉnh cao nhất của tàu thiết kế trong trạng thái không tải (m). Giá trị Hst được tính toán thông qua chiều cao toàn bộ của tàu Hkt theo công thức sau

Hst = Hkt - TFL

(8)

Trong đó, TFL là mớn nước không tải, ly bằng J.T, với J là hệ số mớn nước, lấy từ 0,5 đến 1,0 ứng với từng loại tàu. Các giá trị này được chọn căn cứ vào loại tàu như trong bng A5 đến A12 của Phụ lục A.

(c) Khi xác định khu độ cần lưu ý đến 3 yếu tố sau: Hướng gió thịnh hành, dòng triều và sự thay đổi của dòng triều do các trụ cầu gây ra; Tốc độ, tính năng điều khiển và tính năng dừng tàu và Kỹ năng điều khin tàu của lái tàu.

Hình 5. Cách xác định tĩnh không

6.2. Chiều rộng luồng tàu biển

6.2.1. Chiều rộng thiết kế của luồng một hoặc hai làn (Hình 6) được xác định tương ứng theo các công thức sau:

Chi rộng đáy W’ của luồng tàu tuyến thẳng một làn được tính theo công thc:

W' = WBM + ΣWi + WBR + WBG

(9)

Chiều rộng đáy luồng hai làn theo công thức:

W" = 2WBM + 2ΣWi + WBR + WBG + WP

(10)

Trong đó: WBM - Chiều rộng cơ bản để tàu hoạt động, lấy theo Bng 6.

Wi - Chiều rộng dự phòng trong điều kiện khó khăn do các tác động của gió, dòng chảy, ly theo Bng 7.

WP - Chiều rộng an toàn giữa hai tàu ly theo Bng 8. Đối với các luồng tàu có mật độ hơn 3 tàu thiết kế trong một ngày thì chiều rộng này có thể tăng cường thêm 0,5B.

WBR và WBG - Lần lượt là khoảng cách biên luồng về phía "đỏ" và "xanh" ly theo các chỉ dẫn trong Bảng 9.

Bảng 6: Chiều rộng cơ bản đ tàu hoạt động WBM

Khả năng điều khiển tàu

Tốt

Trung bình

Kém

WBM

1,3B

1,5B

1,8B

Bảng 7: Chiều rộng dự phòng trong điều kiện khó khăn do các tác động của gió, dòng chảy

Trường hp

Tốc độ tàu (m/s)

Chiều rộng ΣWi

Luồng phía ngoài (vùng nước h)

Lung phía trong (vùng nước được che chắn)

a. Không gió và dòng chảy

Vvess > 6,173

0,1 B

 

4,116 ≤ Vvess < 6,177

0,0

 

2,572 ≤ Vvess < 4,116

0,0

b. Có gió ngang thịnh hành (m/s)

 

 

 

- Nh Vgió < 7.716 (

nhanh

0,1B

 

vừa

0,2 B

 

chậm

0,3 B

- Trung bình 7.716 ≤ Vg < 16.977

nhanh

0,3 B

(Beaufort 4 ÷ Beaufort 7)

vừa

0,4 B

 

chậm

0,6 B

- Mạnh 16.977 ≤ Vg < 24,694

nhanh

0,5 B

(Beaufort 7 ÷ Beaufort 9)

vừa

0,7 B

 

chậm

1,1 B

c. Có dòng ngang thnh hành (m/s)

 

 

 

- Không đáng k Vgió < 0,1

mọi cp

0,0

0,0

- Gió nhỏ 0,1 ≤ Vgió < 0,257

nhanh

0,2 B

0,1B

 

vừa

0,25 B

0,2B

 

chậm

0,3 B

0,3B

- Gió vừa 0,257 ≤ Vgió < 0,772

nhanh

0,5 B

0,4B

 

vừa

0,7 B

0,6B

 

chậm

1,0 B

0,8B

- Gió mạnh 0,772 ≤ Vgió <  1,029

nhanh

1,0 B

-

 

vừa

1,2 B

-

 

chậm

1,6 B

-

d. Có dòng chảy theo phương dọc thịnh hành (m/s)

 

 

 

- Gió nh Vgió < 0,772

mọi cp

0,0

- G vừa 0,772 ≤ Vgió < 1,543

nhanh

0,0

 

vừa

0,1 B

 

chậm

0,2 B

- Gió mạnh Vgió ≥ 1,543

nhanh

0,1 B

 

vừa

0,2 B

 

chậm

0,4 B

e. Chiều cao sóng có ý nghĩa Hs

 

 

 

- Hs 1

mọi cp

0,0

0,0

- 1 < Hs < 3

mọi cấp

≈ 0,5 B

 

- Hs3

mọi cấp

≈ 1,0 B

 

f. Có các thiết b trợ giúp hàng hải

 

 

 

- Rất tốt

 

0,0

- Tốt

 

0,2B

- Trung bình

 

0,4B

g. Bề mặt đáy

 

 

Nếu chiều sâu ≥ 1,5T

 

0,0

Nếu chiều sâu < 1,5T, khi đó:

 

 

+ nhn và mềm

 

0,1B

+ nhẵn hoặc dốc và cứng

 

0,2B

h. Chiều sâu của luồng tàu

1,5T

0,0

h 1,5T

0,0B

 

1,25T≤h<1,5T

0,1B

1,15T≤ h<1,5T

0,2B

 

H < 1,25T

0,2B

H < 1,15T

0,4B

           

Bảng 8: Chiều rộng dự phòng giữa 2 làn tàu WP

Giá trị của WP

Luồng phía ngoài
(vùng nước h)

Luồng phía trong
(vùng nước được che chắn)

Nhanh: Vs ≥ 6,173 m/s (12knots)

2,0B

1,8B

Trung bình: 4,116 ≤ Vs < 6,173 m/s

1,6B

1,4B

Chậm: 2,572 ≤ Vs < 4,116 m/s

1,2B

1,0B

Bảng 9: Chiều rộng dự phòng giữa dải hoạt động của tàu mái dốc luồng

Giá trị của WBG và WBR

Tốc độ tàu

Luồng phía ngoài (vùng nước hở)

Luồng phía trong (vùng nước được che chn)

Luồng dốc thoải (mái dốc 1:10 hoặc thoải hơn)

Nhanh

0,2B

0,2B

Trung bình

0,1B

0,18

Chậm

0,0B

0,0B

Luồng vũng nước nông và mái dốc thoải

Nhanh

0,7B

0,7B

Trung bình

0,5B

0,5B

Chậm

0,3B

0,3B

Luồng mái dốc lớn và có gia c bờ

Nhanh

1,3B

1,3B

Trung bình

1,0B

1,0B

Chậm

0,5B

0,5B

Hình 6. Sơ đồ tính toán các thông số của luồng

6.2.2. Giá trị m rộng luồng trên đoạn cong Δbk được xác định phụ thuộc vào quan hệ giữa bán kính cong của luồng R và chiều dài tính toán của tàu L theo Bảng 10. Δbk được đặt ở cạnh ngoài của đường cong và vuông góc với hướng di chuyển của tàu (Hình 7).

Hình 7. Sơ đồ mở rộng đoạn luồng chuyn tiếp

Bng 10: Giá trị m rộng luồng trên đoạn cong Δbk

R/L

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Δbk / L

0,19

0,15

0,13

0,11

0,10

0,08

0,08

0,07

0,06

Chú thích: Không khuyến khích áp dụng khi R < 4,5L.

6.2.3. Khi trong vùng chịu tác dụng của dòng chảy thường xuyên, việc mở rộng luồng ở đoạn chuyển hướng, cần tăng thêm một ợng Δbdc, được tính theo công thức:

Δbdc = L.L.|sinαdc|

(11)

Trong đó:

αdc - Góc giữa hướng dòng chảy và trục dọc của đoạn luồng, độ (góc lệch của dòng chảy);

Λ - Hệ số phụ thuộc vào góc chuyển hưng của đoạn luồng ψ và tỷ số giữa vận tốc dòng chảy và vận tốc tàu Vdc/Vmax, được xác định từ Bng 11.

Δbdc được tính toán đối với điểm đầu và đim cuối của đoạn luồng.

Góc χ chuyển tiếp giữa đoạn cong mở rộng và đoạn luồng thẳng không được lớn quá 15o (Hình 7).

Việc nắn thẳng các đoạn cong cần thực hiện theo cách sao cho vùng xoay theo lý thuyết không bi giảm đi.

6.2.4. Đối với các luồng tàu biển có tầm quan trọng cao, các chuẩn tắc luồng được xác định ở trên cần được kiểm chứng lại bằng mô hình toán mô phng chạy tàu hoặc mô hình tàu ảo hoặc mô hình vật lý.

Bảng 11: Quan h giữa h s Λ với góc chuyển hướng của luồng ψ

Hệ số Λ với góc chuyn hướng của luồng ψ, độ.

30

45

60

75

90

0,50

1,30

1,96

2,61

3,26

3,92

0,40

1,04

1,57

2,09

2,61

3,13

0,30

0,78

1,17

1,57

1,96

2,35

0,20

0,52

0,78

1,04

1,30

1,57

0,17

0,44

0,67

0,89

1,11

1,33

0,13

0,34

0,51

0,68

0,85

1,02

0,10

0,26

0,39

0,52

0,65

0,78

0,07

0,18

0,27

0,36

0,46

0,55

0,05

0,13

0,20

0,26

0,33

0,39

0,03

0,08

0,12

0,16

0,20

0,23

6.3. Chiều sâu luồng tàu biển

Chiều sâu chạy tàu th hiện trên Hình 8 được tính toán theo công thức sau:

HCT = T + Σ độ sâu dự phòng

(12)

Trong đó: T - Mớn nước của tàu tính toán, (m);

Σ độ sâu dự phòng (m), như thể hiện trên Hình 8 gm ảnh hưởng của 3 yếu t chính:

(1) Ảnh hưởng mực nước;

(2) Ảnh hưởng của tàu thiết kế;

(3) Ảnh hưởng của đáy biển.

6.3.1. Ảnh hưởng của mực nước bao gồm hệ cao độ, mực nước chạy tàu, mực nước thủy triều.

(1) Hệ cao độ khuyến nghị sử dụng hệ cao độ Hải đồ. Tuy nhn, cn chỉ rõ độ chênh lệch giữa cao độ Hải đồ và cao độ Lục địa.

(2) Mực nước chạy tàu được lựa chọn căn cứ vào Điều 5.2.

(3) Mực nước thủy triều xác định căn cứ vào từng khu vực cụ th, phương pháp xác đnh tuân theo các tiêu chun hiện hành của Nhà nước.

6.3.2. Ảnh hưởng của tàu thiết kế bao gm mn nước của tàu thiết kế, tổng độ sâu dự trữ yêu cu cho chạy tàu. Tng độ sâu dự trữ yêu cầu chạy tàu bao gồm các yếu tố ảnh hưởng dưới đây.

Hình 8. Sơ đ xác định chiều sâu luồng

(1) Dự trữ cho phép do sự không chắc chn của mn nước của tàu do ảnh hưởng của sóng, mật độ của nước, do tải trọng trên tàu không đều, do tàu b hư hỏng,...

(2) Dự trữ do sự thay đổi của mật độ của nước ngọt và nước mặn. Khi độ mặn từ 2-3‰ mớn nước của tàu ở vùng nước ngọt Tfw và vùng nước mặn Tsw là hàm của hệ s béo CB và hệ số diện tích phẳng của nước CWP như sau:

Tfw = (1 + 0,25CB/CWP)Tsw ≈ 1,02 ÷ 1,025 Tsw

(13)

Trong đó, CWP được xác định như sau: CWP = AWP/(LppB)

(14)

Ngoài ra, Barrass (1979) đ ngh sử dụng công thức: CWP ≈ (2CB + 1)/3

(15)

(3) Dự tr xét đến ảnh hưởng của độ chìm, sự xoay, lắc của tàu và do hàng hóa không đồng đều gây ra (Squat) được xác định bằng các công thức kinh nghiệm hoặc từ mô phỏng số.

PIANC (2014) khuyến nghị sử dụng 7 phương pháp. Tuy nhiên, phương pháp kinh nghiệm của Barrass3 (2004) và Romisch (1989) được khuyến nghị để tính toán độ dự trữ này cho cả 2 phía của mũi và lái của tàu. Trong tiêu chuẩn này khuyến nghị sử dụng phương pháp của Barrass3.

Barrass3 (2004) đã đề xuất công thức tính toán độ dự trữ Squat như sau:

(16)

Trong đó, Vk vn tốc của tàu (m/s);

K là hệ số không thứ nguyên xác định như sau: K = 5,74S0,76

(17)

S là hệ số giới hạn ly như sau:

- Với luồng không bị hạn chế, vùng nước hở, láy S = 0,10. Với K=1 thì mu số trong công thức (16) là 100;

- Với luồng bi hạn chế, ly S = 0,25. Với K=2 thì mẫu số là 50.

Barrass3 còn đề xuất công thc tính toán d trữ do tàu chìm phía mũi hay phía lái Soe,B3, độ dự trữ do thân tàu b chìm Sm,B3 và độ dự trữ do tàu xoay động lực St,B3 như sau:

Soe,B3 = KoeSMax,B3

Sm,B3 = KmSMax,B3

St,B3 = KtSMax,B3

(18)

Các hệ số được xác định:

Koe =[1 - 40(0,7 - CB)2]

Km =[1 - 20(0,7 - CB)2]

Kt = 40(0,7 - CB)2

(19)

(4) Dự trữ xét đến ảnh hưởng động lực của đuôi tàu do gió làm quay tàu ZWR được tính toán như sau:

(20)

Trong đó:

B là chiều rộng tàu thiết kế (m);

ΦWR là góc xoay động lc (độ), được xác định thông qua 2 thành phần là góc xoay động lực do gió ΦW và do tàu quay vòng ΦR: ΦWR = ΦW + ΦR

Góc xoay động lực do gió ΦW

(21)

Trong đó,  là chiều cao tâm định khuynh lấy theo Bảng 12; gw = gρw là trọng lượng riêng của nước biển (10,06kN/m3), ρw là dung trọng của nước biển (1,025kg/m3).

- Mô men gây xoay do gió Mw được tính toán như sau:

Mw = IwFWy

(22)

Trong đó: T là mớn nước của tàu thiết kế (m);

Iw là cánh tay dòn được tính toán như sau:

(23)

là chiều cao tâm của lực do gió so với sống tàu (m);

- Lực ngang do gió Fwy được tính toán như sau:

(24)

Trong đó:

AV,L là diện tích chắn gió (m2); VWR là lốc độ gió tương đối (m/s).

Bng 12. Chiều cao định khuynh đối với các loại tàu

Loại tàu

Tàu chở hàng rời

Loại lớn (>150.000DWT)

0,30 + 0,40

Panamax

0,25 + 0,30

Post-Panamax

0,50 + 0640

Tàu Container

Panamax

0.05 + 0,10

 

Post-Panamax

0,10 + 0,15

Tàu chở ô tô

Panamax

0,10 + 0,15

Tàu dầu

Spherical/Moss LNG

0,25 + 0,35

 

Prismatic/Membrane LNG

0,20 + 0,30

 

VLCC

0,30 + 0,40

CWy là hệ số lực gió là hàm số của góc hướng gió tương đối  θWR ở trọng tâm của tàu. Hệ s này được xác định bằng công thức hi quy dựa vào thí nghiệm hm gió. Yamano và Saito (1997) đ xuất sử dụng công thức sau:

(25)

Ba hệ số hi quy CYn với n = 1, 2, 3 tính như sau:

 với n = 1, 2, 3

(26)

Trong đó: AV,F là diện tích chắn gió theo phương vuông góc với hướng gió (m2);

XL là khoảng cách giữa đường vuông góc phía mũi và tâm của AV,F (m).

Bảng 13. Giới thiệu hệ số diện tích chắn gió để tính toán din tích chn gió AV,F và Av,L đi với 8 loại tàu theo công thức dưới đây:

Y = αXβ

(27)

Trong đó: Y = AV,F hoặc AV,L và X = DWT hoặc GT phụ thuộc vào loại tàu, a và b được xác định dựa vào Y. Các hệ số này dựa vào tính toán xác sut độ tin cậy 95% bởi Akakura và Takahashi (1998) đối với điều kiện tàu đầy tải t LIoyd’s (1995.6).

Bảng 13. H số diện tích chn gió ứng với các loại tàu

Loại tàu

X

AV,F

AV,L

 

 

α

β

α

β

Tàu chở hàng

DWT

0,592

0,666

3,213

0,616

Tàu hàng rời

DWT

8,787

0,370

16,518

0,425

Tàu Container

DWT

1,369

0,609

2,614

0,703

Tàu dầu

DWT

2,946

0,474

3,598

0,558

Tàu Ro-Ro

DWT

10,697

0,435

28,411

0,464

Tàu khách

GT

8,842

0,426

3,888

0,680

Phà

GT

5,340

0,473

3,666

0,674

Tàu chở GAS

GT

2,649

0,553

5,074

0,613

Bảng 14. Các h s CYn0 đến CYn4 với n = 1, 2,3 th hiện trong

n

CYn0

CYn1

CYn2

CYn3

CYn4

1

0,5090

4,904

0

0

0,022

2

0,0208

0,230

-0,075

0

0

3

0,3570

0,943

0

0,0381

0

Góc xoay do tàu quay vòng ΦR

Thông thường, mức độ xoay của tàu là hàm số của độ lệch đuôi tàu. Ngay sau khi đuôi tàu bị lệch, tàu bị lắc nh về phía trước do mô men xoay. Quá trình xoay tàu nhanh chóng đi hướng do lực ly tâm và sau đó đạt đến đỉnh hoặc góc xoay lớn nhất Φmax trong một thời gian ngắn nht. Cuối cùng tàu đạt đến trạng thái xoay ổn định với góc xoay của tàu Φc được xác định như sau:

(28)

Trong đó: lR là cánh tay đòn do tàu xoay vòng (m),

 là chiều cao của trọng tâm tàu tính từ sng tàu (m);

UC là vận tốc xoay vòng của tàu (m/s);

R là bán kính cong của luồng tàu. được xác định theo công thc (6) và Bảng 5.

 được xác định như sau:

(29)

Trong đó,  là chiều cao của tâm ni tính từ sống tàu (m);

 là khoảng cách giữa tâm nổi và tâm định khuynh (m).

 được xác định như sau:

(30)

Cuối cùng  được tính toán theo công thức:

(31)

Trong đó, lT là mô men quán tính của diện tích nổi (m4)

(5) Dự trữ xét đến ảnh hưởng của sóng được xác định theo phương pháp lượng giác, trong đó gi thiết rằng chiều dài tàu Lpp hoặc chiều rộng tàu B bng một na chiều dài sóng λ. Tổng độ sâu dự trữ do sóng Zmax,1 được xác định như sau:

Zmax,1 = (1,2Hmax)p ≈ 2Hs

(32)

Trong đó, (Hmax)p là chiều cao sóng lớn nhất ứng với xác suất vượt quá pHs là chiều cao sóng có ý nghĩa.

Zmax,1 bao gm 50% độ dự trữ do lắc ngang ZΦ và 50% do tàu b nhồi lên hụp xuống

Độ dự trữ đo lc ngang với góc xoay lớn nhất Φ = 5 độ được tính toán theo công thức:

ZΦ = 0,5BsinΦ = 0,044B

(33)

Độ dự trữ do tàu bị nhồi lên hụp xuống với góc xoay lớn nhất θ = 1 độ được tính toán theo công thức:

Zθ = 0,5Lppsinθ = 0,0087Lpp

(34)

Tổng dự trữ độ sâu do sóng được xác định: Zmax,1 = Zf + Zq

(35)

(6) Dự tr an toàn ly không nhỏ hơn 0,5m, nhưng có thể tăng lên 1,0m khi tàu có khả năng chạm đáy cao, đặc biệt là đáy luồng là đá.

Góc xoay do tàu quay vòng ΦR được tính toán theo công thức dưới đây:

ΦR = Φmax = CΦC

(36)

Với hệ số C phụ thuộc vào biên độ của góc xoay của đuôi tàu, C = 1,3 - 1,7 với góc xoay từ 10 - 20°.

6.3.3. Ảnh hưởng do đáy biển gồm các yếu tố sau:

(1) Dự trữ cho phép do sự không chắc chn của đáy biển do các thiết bị đo đạc độ sâu hồi âm. Các sai số của thiết bị đo sâu phải được xem xét. Khuyến ngh độ dự trữ tối thiểu là 0,1 m.

(2) Dự trữ cho phép giữa 2 ln nạo vét do quá trình bồi lắng hoặc sa bi xuất hin. Độ dự trữ này còn được gọi như "Độ sâu duy tu". Khuyến nghị độ dự trữ tối thiểu giữa 2 ln nạo vét là 0,2m hoặc 1% độ sâu luồng.

(3) Dự tr do sai số của nạo vét được khuyến nghị áp dụng từ 0,2m đến 0,5m phụ thuộc vào đáy và thiết bị nạo vét. Ngoài ra, cần tham kho các tiêu chuẩn hiện hành v thi công và nghiệm thu công tác nạo vét.

(4) Đối với đáy luồng hoặc bể cảng là bùn phải xem xét đến lớp bùn lỏng dưới đáy biển, xem Điều 6.4.3

6.4. Cao độ đáy chạy tàu

6.4.1. Đáy chạy tàu là cao độ mà đặc tính vật lý của đáy đạt đến một tu chuẩn tới hạn quá nơi tiếp xúc với đáy tàu gây ra hoặc thiệt hại mà ảnh hưởng không thể chp nhận v điều kin và hoạt động hành hải.

6.4.2. Cao độ đáy chạy tàu theo h cao độ Hải đồ được tính toán theo công thức sau:

CĐĐCT = MNCT - H0

(37)

Trong đó, MNCT là mực nước chạy tàu và H0 là chiều sâu thiết kế luồng tàu.

6.4.3. Đi với đáy bùn cần xem xét đặc tính và ảnh hưởng của lớp bùn lng đến sự an toàn và sự vận hành của tàu. Cao độ chạy tàu khi có lớp bùn lỏng là cao độ của bùn lỏng nơi không th thực hiện việc hành hi của tàu. Đ có cơ sở xác định chính xác cao độ đáy chạy tàu xem xét bổ sung các nghiên cứu, khảo sát đo đạc đặc tng của bùn lỏng bng các thiết b chuyên dụng và mô hình nghiên cứu phù hợp.

6.5. Mái dốc luồng

6.5.1. Trong thiết kế sơ bộ có thể lựa chọn h số mái dốc luồng thiết kế theo Bng 15, tùy thuộc vào loại đất và trạng thái đất nơi đào luồng.

Bảng 15: Hệ s của mái dốc luồng, m

Loại đt và trạng thái đất

Trị số mái dốc luồng, m

Bùn, sét, sét pha cát trạng thái chảy

20 - 30

Bùn, sét, sét pha cát, do chảy

15 - 20

Bùn ln vc

10 - 15

Bùn do loại cát pha sét, cát pha bụi

7 - 10

Cát ri

7 - 9

Cát chặt trung bình

5 - 7

Cát chặt

3 - 5

Đá vôi, v sò lẫn bùn

4 - 5

Sét và cát pha sét, do mm

3 - 4

Sét và cát pha sét, dẻo

2 - 3

Sét và sét pha cát, do cứng

1 - 2

Chú thích:

- Khi có luồng tương tự đáng tin cậy hoặc đối với luồng hiện có thì hệ số mái dốc ly theo các số liệu thực đo.

- Đi với tng loại đt thì tr số các hệ s mái dốc nhỏ dùng cho các đoạn luồng gần b (có chiu sâu nước ở thành bờ luồng bé), còn tr số lớn dùng cho các đoạn luồng ngoài biển (có chiu sâu nước ở thành bờ luồng lớn).

6.5.2. Mái dốc thiết kế của lung tàu được tính toán lựa chọn dựa vào kiểm tra n đnh của mái dốc của luồng tàu khi có yêu cu của Chủ đầu tư.

6.5.3. Hệ số mái dốc của luồng đào m1 cho các luồng có mặt ct bị giới hạn được ly ứng với mái dốc luồng sau khi đã được nạo vét và được xác định như sau:

m1 = a.m

(38)

Trong đó:

m - Hệ số mái dốc luồng thiết kế.

a - Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu thiết kế của luồng đào, ly theo Bảng 16.

Bng 16: H s a

Chiu sâu thiết kế của luồng đào ho (m)

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

a

2,00

1,93

1,88

1,79

1,71

1,64

1,57

1,50

6.6. Độ tĩnh lặng của luồng tàu biển

6.6.1. Trong quy hoạch và thiết kế luồng tàu biển, độ tĩnh lặng thích hợp của luồng phải được xác định có xét đến việc chạy tàu an toàn, sự có mặt của hoa tiêu trên tàu và việc sử dụng tàu lai dắt.

6.6.2. Tác động của sóng đối với các tàu nhỏ là tương đối lớn khi tàu chạy trong điều kiện ngược hoặc cùng chiều với sóng tới. Tác động của sóng đi với tàu to là tương đối lớn khi tàu chạy trong điều kin cùng chiều với sóng ti. Luồng cần được thiết kế sao cho chu kỳ sóng không trùng với chu k lắc ngang tự do của tàu và tàu không phải chu sóng có chiều dài sóng bằng hoặc xấp xỉ chiều dài lớn nht của tàu. Hơn nữa, nếu một tàu lớn phải chạy với tốc độ nh trong điều kiện cùng chiều với sóng tới trong một khu nước sát cửa cảng thì tốc độ tàu tương quan với tốc độ sóng có thể s nhỏ đi và làm tàu chệch hướng nhiu. Vì vậy nên tránh xây dựng tuyến luồng ở khu vực cửa cảng lệch với hướng sóng tới theo một góc ≤ 45°.

6.6.3. Khi sử dụng các biện pháp để bảo đảm độ tĩnh lặng yêu cầu cho luồng tàu biển, cần xem xét tác động của sóng chạy dọc, sóng phản xạ, sống truyền từ đê chn sóng và tường kè cảng ngoài tác động của sóng tới.

7. Vũng quay tàu

7.1. Nguyên tắc chung

Trong công tác quy hoạch và thiết kế vũng quay tàu cần xem xét các yếu tố điều kiện khí tượng, các tác động ca sóng, gió và các công trình liên quan, đ việc điều khin quay tàu được thuận tiện và đảm bảo an toàn.

7.2. Vị trí và diện tích vũng quay tàu

7.2.1. Vị trí

Vũng quay tàu thường được đặt tại các vị trí cuối luồng (theo chiều từ biển vào cửa cảng, cửa sông và sông), gần với đầu thượng lưu của luồng, thượng lưu của một nhóm cảng hoặc bến dọc trên một luồng, hoặc tại lối vào một luồng phụ với các công trình cập tàu, tại nơi ít b nh hưởng bởi sóng và dòng chảy, cho phép tàu thiết kế tự quay trở hoặc quay trở thuận tiện với sự h trợ của các tàu lai dắt.

7.2.2. Kích thước khu nước vũng quay tàu

Khi xác định kích thước khu nước vũng quay tàu bằng mũi tàu, cn xem xét phương pháp quay mũi thích hợp, tính năng quay mũi tàu, sơ đ bố trí các công trình cập tàu và luồng tàu, và các điều kin khí tưng biển.

a) Kích thước chuẩn của khu nước vũng quay tàu như sau:

- Quay mũi không có trợ giúp của tàu lai dắt là khu nước có dạng hình tròn có đường kính 4Loa.

- Quay mũi có dùng tàu lai dắt là khu nước có dạng hình tròn có đường kính 2Loa.

b) Đối với tàu nhỏ (<10.000DWT), khi kích thước chuẩn trên không th đáp ứng được do điều kiện địa hình thì có thể giảm kích thước khu nước quay tàu đến mức độ sau bằng cách lợi dụng neo cập tàu, gió, hoặc dòng triều.

- Quay mũi tàu không có trợ giúp của tàu lai dắt là khu nước có dạng hình tròn có đường kính 3Loa.

- Quay mũi tàu có dùng tàu lai dắt là khu nước có dạng hình tròn có đường kính 1,6Loa.

c) Khi điều kiện giao thông cho phép, vũng quay tàu sử dụng luồng dẫn như một phn của kích thước vũng. Hình dạng của vũng thường là hình thang hoặc hình thang kéo dài trùng với cạnh biên dài ca luồng theo hướng dòng chảy thịnh hành (Hình 9). Cạnh biên ngn của vũng ly tối thiểu bng 1,5 lần (phụ thuộc vào dòng chảy) chiều dài tàu Loa. Cả hai đầu của cạnh biên ngn sẽ vát một góc 45° hoặc nhỏ hơn đ nối chuyn tiếp với cạnh biên của luồng, phụ thuộc vào các xu hướng nước nông cục bộ.

Hình 9. Vũng quay tàu kéo dài trên luồng tàu biển

d) Trong trường hợp mà kích thước tiêu chuẩn không th đáp ứng được do đa hình hạn chế nhưng có thể sử dụng vùng nước lân cận, thì kích thước vũng quay tàu có th ly nhỏ hơn kích thước tiêu chuẩn với điều kiện là kích thước nhỏ hơn này được xem như đáp ứng đủ các yêu cầu v an toàn. Kích thước vũng quay tàu nhỏ này phải có đường kính tối thiu bằng 1,2 ln chiều dài tàu Loa và bt buộc sử dụng tàu lai dắt (Hình 10).

Hình 10. Vũng quay tàu có đường kính tối thiểu

7.3. Độ sâu vũng quay tàu

Chiều sâu của một vũng quay tàu thường được ly bằng với chiều sâu của luồng dẫn hoặc vũng nước thích hợp cạnh đó. Chiều sâu của vũng quay vòng phi bao gồm độ sâu nạo vét hàng năm và độ dự phòng duy tu do sa bồi. Trong một số trường hợp khai thác mà trong đó các tàu thiết kế s quay trở trong trạng thái không hàng, vũng quay tàu có th thiết kế với mớn nước nhỏ hơn đ giảm thiểu chi phí đầu tư.

7.4. Độ tĩnh lặng của vũng quay tàu

Đối với các khu nước nằm trước các công trình cp tàu và sử dụng đ neo cp tàu hoặc quay tàu, độ lặng của một mực nước đã được chỉ rõ cn đạt được 97,5% hoặc lớn hơn số ngày trong năm trừ những trường hợp mà việc sử dụng các công trình cập tàu hoặc vùng trước các công trình cập tàu được xếp loại sử dụng đặc biệt.

Chiều cao sóng giới hạn cho bốc xếp hàng đối với khu nước trước các công trình cập tàu cần được xác định một cách thích hợp có xét đến loại, c, và đặc trưng bốc xếp hàng của tàu. Các tr số nêu trong Bảng 17 được dùng cho mục đích này.

Bảng 17. Chiều cao sóng giới hạn cho bc xếp hàng

C tàu

H1/3 giới hạn cho bốc xếp hàng (m)

Tàu nhỏ < 500GT

0,30

Tàu trung bình và tàu ln từ 500 GT đến 50.000 GT

0,50

Tàu rất lớn > 50.000 GT

0,70 ~ 1,60

Chú thích: Chiều cao sóng giới hn và vn tc gió đối với chỗ trú tàu trong cảng nên được xác đnh mt cách thích hợp có xét đến cng hướng ra biển hở hay biển nội địa, loại và cỡ tàu, và phương pháp cập tàu được sử dụng (ví dụ cp tàu ở bến, cp tàu bằng phao, neo tàu).

8. Báo hiệu luồng tàu biển

Báo hiệu luồng tàu cn được thiết lập đ ch dẫn cho tàu biển định hướng, các phương tiện hoạt động trên luồng/luồng được an toàn, thuận lợi và xác định v trí của tàu thuyền.

9. Công trình chống sa bồi luồng tàu

9.1. Nguyên tắc chung

9.1.1. Tùy thuộc vào các yếu tố thủy động lực, mức độ diễn biến của luồng tàu biển, các yếu tố tác động và cường độ sa bồi từng mùa, từng năm mà có các biện pháp chống sa bồi cụ thể. Có thể sử dụng các giải pháp phi công trình như nạo vét, bẫy cát hoặc giải pháp công trình như: Đê hướng dòng, đê ngăn cát hoặc đê ngăn cát giảm sóng,...

9.1.2. Nguyên tắc chung lựa chọn giải pháp chng sa bồi là:

- Kinh phí xây dựng là tối ưu;

- Phát huy tt nht hiệu quả của lợi dụng đa mục tiêu của h thống;

- Chi phí cho quản lý khai thác vận hành là ít nhất;

9.2. Giải pháp phi công trình

9.2.1. Chống sa bi luồng tàu biển bằng các giải pháp phi công trình là sử dụng các biện pháp giảm thiểu sa bồi có đặc trưng thân thiện với môi trưng mà không sử dụng các công trình như đê chắn sóng, đê hưng dòng, đê ngăn cát - gim sóng.

9.2.2. Giải pháp Bẫy - hút cát được sử dụng để chuyển hướng vận chuyển bùn cát đi ra khỏi luồng tàu theo 2 cách sau:

- Ngăn chặn bùn cát chuyển động vào luồng bằng cách dùng hệ thống thiết bị chuyển vật liệu gây sa bồi luồng tàu biển một cách liên tục hoặc ngắt quãng.

- Dùng hệ thống bơm thủy lực kết hợp đường ống hút ln tục hoặc ngắt quãng bùn cát tới một bãi chứa được thiết kế trước hoặc một bãi biển vùng lân cận. Vị trí hệ thống này thường ở thượng lưu của dòng bùn cát dọc bờ, trước đê ngăn cát giảm sóng, đê hướng dòng.

9.2.3. Thiết kế mở rộng luồng tàu biển tại một s nơi có cường độ sa bồi lớn (Hình 11). Việc mở rộng luồng ngoài chống sa bồi còn có mục tiêu giảm thiểu chi phí duy tu, giảm chu kỳ tái nạo vét.

9.2.4. Căn cứ vào cưng độ sa bồi của luồng, trong quá trình thiết kế tăng độ sâu dự phòng sa bồi. Việc tăng độ sâu dự phòng sa bồi cũng có mục tiêu giảm thiu chi phí duy tu, gim chu k tái nạo vét.

Hình 11. Giải pháp chống sa bồi bằng cách m rộng luồng tàu biển

9.3. Giải pháp công trình

9.3.1. Chống sa bồi luồng tàu biển bằng các giải pháp công trình có thể bao gồm: đê chn sóng, đê hướng dòng, đê ngăn cát - giảm sóng.

9.3.2. Đê chắn sóng được sử dụng để bảo v b cảng và chng bồi lp luồng vào cảng. Căn cứ vào từng khu vực cảng cụ thể, điều kiện khí tượng, thy hi văn và bùn cát đ b trí quy hoạch tuyến đê chắn sóng. Có thể sử dụng các dạng bố trí như hình 12a đến hình 12f.

a) Các b cảng có hai tuyến đê chắn sóng từ b vươn ra tạo thành hai cánh cung khép gần kín vùng nước của bể cảng (Hình 12a, 12b, 12c, 12e). Hướng sóng chủ yếu A được che chắn hoàn toàn, các hướng sóng khác có thể gây khó khăn cho b cảng sẽ được che chắn bởi tuyến đê thứ 2.

Hình 12. Các dạng b trí quy hoạch đê chắn sóng

b) Trưng hợp này hướng sóng chủ đạo A có tần sut xuất hiện lớn, mặt khác diện tích hữu hiệu của bể cảng bị hạn chế, rt khó xây dựng các tuyến bến nhô đ cập tàu. Có thể xây dựng một tuyến đê như hình 12.f.

c) Bể cảng có diện tích lớn, tàu bè ra vào nhiu có th b trí hai tuyến đê từ bờ vươn ra và một tuyến đê song song với b tạo ra 2 cửa cng (Hình 12.d).

d) Trường hợp khu vực cảng sóng lớn có th b trí cả vũng quay tàu, khu chuyển tải trong bể cảng. Khi đó tuyến đê cần bố trí đ ôm trọn các khu vực trên (Hình 13).

Hình 13. Đê chn sóng tạo ra b cảng có các khu riêng biệt

9.3.3. Đê hướng dòng thường được sử dụng để ổn định luồng cửa sông, cửa vịnh. Khi quy hoạch đê hướng dòng cn xem xét để thỏa mãn các yêu cầu sau:

a) Đưa dòng chảy sông tiếp tục chảy dọc theo đê, mang bùn cát đy ra vùng ngoài biển xa hơn để cồn cát chắn cửa không ảnh hưởng đến luồng lạch.

b) Ngăn chặn dòng bùn cát dọc bờ, không cho chúng đi vào luồng tàu, đúng như chức năng của đê ngăn cát.

c) Bo đảm sự n định của cửa sông, để ổn định bờ và không cho luồng lạch dao động trên mặt bằng.

9.3.4. Đ ngăn cát - giảm sóng có chc năng của đê ngăn cát là chặn ngang dòng bùn cát do dòng ven mang đi dọc bờ, không cho chúng đi vào luồng cửa sông, mà bồi lắng trước đê hoặc dẫn chúng đi ra phía ngoài biển sâu không ảnh hưởng đến luồng cửa sông. Khi quy hoạch đê ngăn cát - giảm sóng cần xem xét đ thỏa mãn các yêu cầu sau:

a) Đối với loại hình cửa sông mà luồng tàu b bi lấp chủ yếu do bùn cát dòng ven mang tới, có th b trí đê ngăn cát ở một phía hoặc cả hai phía.

b) Tuyến đê có thể được chia ra đoạn làm nhiệm vụ ngăn cát, đoạn làm nhim vụ chắn sóng hoặc kết hp cả hai chức năng trên cùng một tuyến.

c) Chiều dài đê phải vươn ra khỏi bên ngoài dải sóng v, hoặc nơi đáy biển tự nhiên thấp hơn đáy luồng tàu thiết kế.

d) Khi b trí đê ngăn cát, phải xét đến ảnh hưng của mặt bằng địa hình đến chuyển động bùn cát dọc bờ.

e) Khoảng cách từ đê tới luồng cần xét đến ảnh hưởng của khu nước vật sau đê đến ổn định của luồng tàu.

f) Đê ngăn cát thường được bố trí có một đoạn gốc với cao trình thấp, để bùn cát có thể tràn qua và lắng đọng vào một khu vực có thể thanh thải định kỳ. Đoạn đê thp này vừa có th lưu thông dòng chảy, không tạo ra khu nước vật lớn như khi toàn bộ dòng chảy phải vòng qua đầu mũi đê.

9.3.5. Đối với luồng thuộc cửa sông, có thể ứng dụng các dạng bố trí công trình theo các sơ đồ như Hình 14 đ n định luồng và giảm thiểu sa bồi:

a. Khi chuyển động bùn cát, sóng, dòng chy ven và các yếu tố thủy động lực khác theo một hướng chủ đạo còn hướng kia rt yếu thì có thể bố trí một tuyến đê ngăn chặn vận chuyn bùn cát ven bờ chủ đạo, giảm thiểu hoàn toàn hoặc một phần lượng bùn cát bi lấp cửa sông và luồng tàu như thể hiện trên Hình 14a.

Hình 14. Các dạng bố trí tuyến c