Độ sâu hàng hải và khả năng ứng dụng để nâng cao hiệu quả khai thác luồng chạy tàu tại Việt Nam

Bài viết giới thiệu một tiếp cận mới, ứng dụng độ sâu hàng hải, đã được một số nước trên thế giới phát triển, để không chỉ tăng hiệu quả khai thác luồng chạy tàu mà còn giảm chi phí nạo vét duy tu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Độ sâu hàng hải và khả năng ứng dụng để nâng cao hiệu quả khai thác luồng chạy tàu tại Việt NamCHÚC MỪNG NĂM MỚI 2019ĐỘ SÂU HÀNG HẢI VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG ĐỂ NÂNG CAO HIỆUQUẢ KHAI THÁC LUỒNG CHẠY TÀU TẠI VIỆT NAMNAUTICAL DEPTH AND ABILITY TO ADOPTING THE CONCEPT OFNAUTICAL DEPTH TO IMPROVE EXPLOITATION EFFICIENCY OF CHANNELSIN VIET NAMVŨ THỊ CHI, LÊ THỊ HƯƠNG GIANG, LÊ THỊ LỆKhoa Công trình, Trường Đại học Hàng hải Việt NamEmail liên hệ: chivt.ctt@vimaru.edu.vnTóm tắtBài viết giới thiệu một tiếp cận mới, ứng dụng độ sâu hàng hải, đã được một số nước trênthế giới phát triển, để không chỉ tăng hiệu quả khai thác luồng chạy tàu mà còn giảm chi phínạo vét duy tu.Từ khóa: Độ sâu hàng hải, luồng tàu, nạo vét cơ bản, nạo vét duy tu.AbstractThis article refers to a new approach, adopting of nautical depth, which has been developed byseveral ports in some advanced countries around the world, not only to improve exploitationefficiency of channel but also to reduce the cost of maintenance dredging.Keywords: Nautical depth, channel, capital dredging, maintenance dredging.1. Mở đầuTừ năm 1983, những nghiên cứu khoa học đã được tiến hành bởi các viện nghiên cứu ở Bỉ,Đức và Hà Lan về tác động và các đặc điểm của bùn lỏng bao gồm các đo đạc hiện trường và chạythử trên biển với tàu “Vlaanderen 18” ở Zeebrugge, kể cả các thí nghiệm trong phòng của trung tâmnghiên cứu thủy văn Flanders [4], [5]. Những kết quả nghiên cứu này cho phép kết luận rằng: bùncát dưới đáy luồng chạy tàu gồm hai trạng thái vật lý khác nhau trong cùng một cấu trúc, bùn lỏngở bên trên lớp bùn cứng. Bùn lỏng có thể chạy tàu còn bùn cứng thì không và giao diện giữa hai lớpđược đặc trưng bởi sự tăng lên đột ngột của các thông số lưu biến.Do vậy, cho phép phát triển một số chiến lược nạo vét mới là bỏ qua khối lượng bùn lỏng vàchỉ thanh thải khối lượng bùn cứng.Thí nghiệm với tỷ lệ thực được tiến hành ở Bỉ và Hà Lan đã đưa ra những kết luận chính là:đối với bùn lỏng có khối lượng riêng nhỏ hơn 1,2 T/m3 [2]:+ Phần trên của lớp bùn lỏng có thể hành trình được ngay cả khi thân tàu có một phần nằmtrong bùn;+ Trong tất cả các thí nghiệm chạy thử, những con tàu đã duy trì được đầy đủ khả năng điềuđộng khi hành trình trên bùn lỏng;+ Khoảng trống dưới đáy tàu là bùn lỏng không ảnh hưởng đến những phản ứng của máymóc khi điều động tàu;+ Khả năng tăng tốc được duy trì không đổi khi chạy thử với toàn bộ phần khoảng trống dướiđáy tàu vẫn nằm trong lớp bùn trên cùng;+ Khả năng ăn lái không thay đổi khi tàu chạy trong điều kiện một phần khoảng trống dướitrục dọc tàu nằm trong lớp bùn lỏng so với khi tàu chạy trong điều kiện bình thường;+ Sóng phát sinh tại mặt giao giữa bùn và nước được ghi nhận nhưng không xác định đượctác động nào trong khi tàu tăng tốc.Từ những thí nghiệm đó, người ta đưa ra kết luận rằng “Khối lượng riêng” hay “mật độ khốilượng” của bùn cát đáy luồng có thể là một thông số đáng tin cậy để xác định những độ sâu mà tàucó thể hành trình.2. Khái niệm độ sâu hàng hảiTheo PIANC 2014, thuật ngữ “Đáy hàng hải” được định nghĩa là cao độ mà ở đó những đặctính vật lý của đáy đạt đến một giới hạn mà nếu vượt quá nó thì việc tiếp xúc với đáy tàu sẽ gây rahỏng hóc hoặc các tác động không chấp nhận được đến khả năng điều khiểu và điều động tàu.Theo đó, thuật ngữ “Độ sâu hàng hải” được định nghĩa là: khoảng cách cục bộ tức thời vàthẳng đứng giữa “đáy hàng hải” và mặt nước tự do tĩnh.Tạp chí khoa học Công nghệ Hàng hảiSố 57 - 01/201951CHÚC MỪNG NĂM MỚI 2019Hình 1. So sánh giữa mặt cắt ngang khối lượng riêng của bùn đất và mặt cắt ngang tàuđể minh họa khái niệm “độ sâu hàng hải” [1]Hình 2. Độ sâu hàng hải và độ sâu đo hồi âm [1]Như vậy, thuật ngữ “Đáy luồng” và “Độ sâu luồng” có thể được thay thế bởi “Đáy hàng hải”và “Độ sâu hàng hải”.Ngày nay, nhiều cảng trên thế giới đã sử dụng các khái niệm này để xác định độ sâu choluồng vào cảng của họ [3].Bảng 1. Độ sâu hàng hải áp dụng tại một số nướcQuốc giaCảngKhối lượng riêng (T/m3)Hà LanRotterdam1,2Thái LanBangKok1,2BỉZeebrugge1,15Trung QuốcYangtze1,25Liang Yungang1,25 ÷ 1,3Tianjing Xingang1,2 ÷ 1,3AnhAvonmouth1,2Bristol1,2PhápDunkirk1,2Bordeaux1,2Nantes - Saint Nazaire1,2ĐứcEmden1,22 ÷ 1,243. Độ sâu hàng hải chủ độngBằng cách làm lỏng hóa bùn đồng thời ôxi hóa bùn đất đáy luồng (gọi là độ sâu hàng hải chủđộng), người ta có thể tạo ra độ sâu chạy tàu đủ sâu theo yêu cầu thay vì phải thực hiện công việcnạo vét duy tu, thậm chí là nạo vét cơ bản đối với những luồng chạy tàu thiếu bùn lỏng tự nhiên.Điển hình là Cảng Emden ở Đức: Trước năm 1990, để duy trì độ sâu cần thiết, cảng này cầnnạo vét 4 triệu tấn/năm với chi phí 12,5 triệu Euro. Nhưng kể từ sau năm 1990, sau khi thực hiệnviệc tạo “Độ sâu hàng hải chủ động” với chi phí 4,0 triệu Euro/năm, người ta đã không cần phải nạovét duy tu hàng năm nữa.Ở nước ta hiện nay, khối lượng nạo vét duy tu hàng năm yêu cầu ...