Tài liệu Chương VII: Dòng chảy bùn cát và vấn đề bồi lắng xói lở ở các công trình trên sông docx

112 Chổồng VII: DOèNG CHAY BUèN CAẽT VAè VN ệ BệI LếNG XOẽI L CAẽC CNG TRầNH TRN SNG I. KHAẽI NIM CHUNG Trón lổu vổỷc sọng, bóử mỷt lổu vổỷc thổồỡng xuyón chởu taùc õọỹng cuớa thión nhión (khờ hỏỷu, õởa hỗnh õởa maỷo ) vaỡ con ngổồỡi (khai phaù õỏỳt õai, khai thaùc rổỡng ) nón bóử mỷt bở baỡo moỡn. Saớn phỏứm cuớa quaù trỗnh naỡy (õỏỳt bở baỡo moỡn) mọỹt phỏửn giổợ laỷi ồớ sổồỡn dọỳc, mọỹt phỏửn õổồỹc doỡng nổồùc mang õi vaỡo sọng suọỳi taỷo thaỡnh doỡng chaớy buỡn caùt. Theo hỗnh thổùc vỏỷn õọỹng cuớa buỡn caùt, ngổồỡi ta chia ra 2 loaỷi: - Buỡn caùt lồ lổợng, laỡ buỡn caùt cuọỳn theo doỡng nổồùc ồớ traỷng thaùi lồ lổợng. - Buỡn caùt õaùy laỡ loaỷi buỡn caùt ln chuyóứn ồớ õaùy doỡng sọng. Doỡng buỡn caùt trón sọng thay õọứi theo khọng gian vaỡ thồỡi gian. Giổợa doỡng chaớy cuớ a nổồùc vaỡ doỡng buỡn caùt coù quan hóỷ chỷt cheớ vồùi nhau. Vaỡo muỡa luợ Q lồùn thỗ buỡn caùt nhióửu, vaỡo muỡa khọ Q nhoớ buỡn caùt laỷi ờt. Buỡn caùt laỡm cho õaùy sọng cao dỏửn lón vaỡ cổớa sọng lỏỳn dỏửn ra bióứn. Doỡng buỡn caùt coù taùc õọỹng rỏỳt lồùn õóỳn õồỡi sọỳng con sọng. Chóỳ õọỹ bọỳi lừng xoùi lồớ vaỡ bióỳn õọứi doỡng sọng laỡ kóỳt quaớ cuớa doỡng chaớy buỡn caùt. Trong vióỷc xỏy dổỷng caùc cọng trỗnh thuyớ lồỹi (họử nổồùc), giao thọng, cỏỳp nổồùc coù quan hóỷ troỹng vióỷc tờnh toaùn buỡn caùt. Buỡn caùt lión quan chỷt cheớ õóỳn tuọứi thoỹ họử chổùa, õóỳn giao thọng thuyớ, õóỳn cỏỳp nổồù c sinh hoaỷt (saỷch), õóỳn nổồùc tổồùi (phuỡ sa). 113 Theo thọỳng kó doỡng buỡn caùt tng theo sổỷ tng cuớa Qsọng, khi lổu lổồỹng sọng õaỷt 3 2 Qmax, thỗ doỡng chaớy buỡn caùt ọứn õởnh. Trón cuỡng mọỹt mỷt buỡn caùt phỏn bọỳ khọng õóửu, lổồỹng buỡn caùt tng theo chióửu sỏu vaỡ tng dỏửn tổỡ bồỡ ra giổợa sọng. II. GIAẽ TRậ C TRặNG CUA BUèN CAẽT 1. Lổồỹng ngỏỷm caùt : Lổồỹng ngỏỷm caùt laỡ khọỳi lổồỹng ngỏỷm caùt trong õồn vở thóứ tờch; Kyù hióỷu = ồn vở = kg/m 3 hoỷc g/m 3 2. Lổu lổồỹng buỡn caùt R (kg/s): Lổu lổồỹng buỡn caùt laỡ khọỳi lổồỹng buỡn caùt chuyóứn qua mỷt cừt sọng trong õồn vở thồỡi gian laỡ giỏy. Kyù hióỷu = R ồn vở = kg/s Lổu lổồỹng buỡn caùt R coù thóứ xaùc õởnh tổỡ lổồỹng ngỏỷm caùt vaỡ lổu lổồỹng doỡng chaớy Q. R = .Q (kg/s) Trong õoù: - Lổồỹng ngỏỷm caùt (kg/m 3 ) Q - Lổu lổồỹng doỡng sọng (m 3 /s) 3. Khọỳi lổồỹng buỡn caùt P (T/nm): Khọỳi lổồỹng buỡn caùt chuyóứn qua mỷt cừt sọng trong 1 nm laỡ P (T/nm) P = R x Tnm = R 10 10x53,31 3 6 (T/nm) 114 4. Thóứ tờch buỡn caùt G (m 3 /nm): G = P - khọỳi lổồỹng rióng cuớa buỡn caùt (T/nm) 5. Modun buỡn caùt Moc (T/nm/km 2 ): Modun buỡn caùt laỡ khọỳi lổồỹng buỡn caùt trung bỗnh trón õồn vở dióỷn tờch lổu vổỷc, chaớy qua mỷt cừt sọng trong 1 nm, M OC = F P (T/km 2 /nm). Ngổồỡi ta coỡn goỹi Mc laỡ hóỷ sọỳ xỏm thổỷc III. TấNH TOAẽN BUèN CAẽT KHI COẽ U TAèI LIU QUAN TRếC: Trong hỗnh thổùc vỏỷn õọỹng cuớa buỡn caùt coù 2 loaỷi: - Buỡn caùt lồ lổợng. - Buỡn caùt õaùy Trong tờnh toaùn buỡn caùt, ngổồỡi ta khọng duỡng õóỳn õổồỡng tỏửn suỏỳt buỡn caùt, maỡ chố tờnh lổu lổồỹng buỡn caùt bỗnh quỏn nhióửu nm. 1. Lổu lổồỹng buỡn caùt bỗnh quỏn nhióửu nm R 0 : Khi coù taỡi lióỷu quan trừc thỗ ngổồỡi ta tờnh lổu lổồỹng buỡn caùt bỗnh quỏn nhióửu nm R o theo cọng thổùc bỗnh quỏn: = i R n 1 R i - Lổồỹng buỡn caùt cuớa nm thổù i (kg/s) n - Sọỳ nm quan trừc 2. Lổồỹng ngỏỷm caùt bỗnh quỏn nhióửu nm : o = o o Q R 1000 (g/m 3 ) R o - Lổu lổồỹng buỡn caùt bỗnh quỏn nhióửu nm (kg/s) Q o - Lổu lổồỹng bỗnh quỏn nhióửu nm (m 3 /s) - Lổồỹng ngỏỷm caùt bỗnh quỏn nhióửu nm (g/m 3 ) 115 ồớ Haỡ Nọỹi P o = 585 g/m 3 max = 6970 g/m 3 (31/7/66) min = 10,7 g/m 3 (26/5/58) 3. Khọỳi lổồỹng buỡn caùt chuyóứn qua mỷt cừt cổớa ra: Ta goỹi Po - Khọỳi lổồỹng buỡn caùt (T/nm) P o = o .Q o .Tnm = ( 3 o 10 ) x Q o x 31,536 x 10 6 (kg/nm) P o = 31,536 x o x Q o (T/nm) o - Lổồỹng ngỏỷm caùt (g/m 3 ) Q o - Lổu lổồỹng (m 3 /s) Tnm = 31,536 x 10 6 giỏy 4. Thóứ tờch buỡn caùt chuyóứn qua mỷt cừt cổớa ra: Go = o P (m 3 /nm) Po - Khọỳi lổồỹng buỡn caùt (T/nm) o - Khọỳi lổồỹng rióng buỡn caùt (T/m 3 ) Hoỷc G o = nmo xT R G o = 3 6 o 10 1 x 10x536,31x R G o = Ro10x536,31 6 (m 3 /nm) R o - Lổu lổồỹng buỡn caùt bỗnh quỏn nhióửu nm (kg/s) T o - 31,536x10 6 sec/nm - Khọỳi lổồỹng rióng cuớa buỡn caùt (T/m 3 ) 116 ọỳi vồùi phuỡ sa ặ = 0,5 ữ 0,7 T/m 3 ọỳi vồùi õỏỳt caùt Lồùp bọửi lừng neùn chỷt III. TấNH TOAẽN BUèN CAẽT KHI KHNG COẽ TAèI LIU QUAN TRếC Khi khọng coù taỡi lióỷu quan trừc thỗ duỡng caùc phổồng phaùp sau: 1. Duỡng baớn õọử õụng trở (g/m 3 ): Tổỡ o ta xaùc õởnh P o P o = o x Q o x T nm P o = 31,536 x o x Q o (T/nm) G o = o P (m 3 /nm) 2. Duỡng baớn õọử phỏn vuỡng buỡn caùt hay mổồỹn lổu vổỷc tổồng tổỷ: Phổồng phaùp naỡy ờt duỡng vỗ thổồỡng khọng chờnh xaùc 3. Cọng thổùc kinh nghióỷm xaùc õởnh buỡn caùt lồ lổợng: Mọỹt trong nhổợng cọng thổùc thổồỡng duỡng laỡ cọng thổùc POLIAKOV Po = 10 4 JK o - Lổồỹng ngỏỷm caùt bỗnh quỏn J - ọỹ dọỳc bỗnh quỏn cuớa doỡng sọng - Hóỷ sọỳ xỏm thổỷc lỏỳy tổỡ baớn õọử phỏn vuỡng K - Hóỷ sọỳ hióỷu chốnh õióửu kióỷn laỡm vióỷc K = K 1 .K 2 .K 3 = 1,0 ữ 1,5 117 Hóỷ sọỳ hióỷu chốnh mỷt cừt lổu vổỷc K 1 Hỗnh daỷng mỷt cừt lổu vổỷc K 1 Mỷt cừt sổồỡn dọỳc hỗnh loợm Mỷt cừt sổồỡn dọỳc phụng Mỷt cừt sổồỡn dọỳc lọửi 0,5 1,0 1,5 Hóỷ sọỳ hióỷu chốnh theo lồùp phuớ thổỷc vỏỷt K 2 Tỏửng phuớ thổỷc vỏỷt K 2 Hai bón sọng laỡ õọửng coớ Mọỹt bón sọng laỡ õọửng coớ Hai bón sọng laỡ rổỡng rỏỷm Mọỹt bón sọng laỡ rổỡng rỏỷm Hai bón laỡ rổỡng thổa Mọỹt bón laỡ rổỡng thổa Hai bón sọng laỡ õỏỳt hoang 0,5 1,0 0,7 1,4 0,9 0,8 2,5 Hóỷ sọỳ hióỷu chốnh nham thaỷch K 3 Tỗnh hỗnh nham thaỷch K 3 aù Seùt vaỡ caùt ỏỳt vaỡng 0,5 1,0 1,5 Hóỷ sọỳ xỏm thổỷc: Xoùi moỡn maỷnh = 8 - 6 Xoùi moỡn vổỡa = 6 - 4 Xoùi moỡn ờt = 2 - 1 118 4. Xạc âënh bn cạt âạy: Bn cạt âạy So tênh theo bn cạt lå lỉỵng Ro So = β . Ro (kg/s) β - T lãû bn cạt âạy so våïi bn cạt lå lỉỵng β = 0,05 ÷ 0,10 (vng âäưng bàòng); β = 0,1 ÷ 0,3 (vng nụi) IV. NH HỈÅÍNG CA CÄNG TRÇNH THU LÅÜI ÂÄÚI VÅÏI DNG CHY BN CẠT 1. Khại niãûm chung: Do xáy dỉûng cäng trçnh trãn säng nãn lm cho dng chy thay âäøi tỉì âọ sinh ra bäưi làõng hồûc xọi låí åí cäng trçnh - Bäưi làõng häư chỉïa (thỉåìng lm âáûp) - Xọi låí åí båì kho nỉåïc - Xọi låí dng säng hả lỉu âáûp ngàn nỉåïc - Xọi låí bäưi làõng gáưn cäng trçnh láúy nỉåïc 2. Bäưi làõng bn cạt åí thỉåüng lỉu âáûp (häư chỉïa nỉåïc): Sau khi xáy dỉûng âáûp, mỉûc nỉåïc dáng cao lm cho lỉu täúc gim nh dáùn âãún sỉû làõng âng ca bn cạt trong kho nỉåïc. Âãø tênh toạn tøi th cäng trçnh ta xạc âënh bn cạt bäưi làõng trong 1 nàm Khäúi lỉåüng bn cạt P (lå lỉỵng) P o = ρ o .Q o .T nàm P = 31,536 ρ o Q o (T/nàm) P o - Hm lỉåüng bn cạt bçnh qn nàm (g/m 3 ) Q o - Lỉu lỉåüng bçnh qn nàm (m 3 /s) T nàm - 31,536 x 10 6 giáy 119 - Thóứ tờch buỡn caùt bọửi lừng trong 1 nm G 0 G 0 = o P (m 3 /nm) Buỡn caùt õaùy õổồỹc tờnh theo buỡn caùt lồ lổợng S o = o .R o 3. Xoùi lồớ ồớ haỷ lổu õỏỷp: - Do họử chổùa giổợ nổồùc laỷi nón lổu tọỳc giaớm laỡm buỡn caùt õổồỹc lừng õoỹng trong họử, nổồùc trong họử chổa xaớ vóử haỷ lổu mang buỡn caùt ờt, õóứ khọi phuỷc laỷi khaớ nng mang buỡn caùt, doỡng nổồùc gỏy ra xoùi lồớ mọỹt caùch phọứ bióứn ồớ haỷ lổu õỏỷp. Sổỷ xoùi lồớ ồớ haỷ lổu õỏỷp chố coù thóứ dổỡng laỷi, sau khi lổu tọỳc bở giaớm xuọỳng bũng lổu tọỳc khồới õọỹng buỡn caùt ồớ doỡng sọng. 4. Xoùi lồớ ồớ bồỡ kho nổồùc" Kho nổồùc trổợ nổồùc thỗ bồỡ kho nổồùc luỡi dỏửn vaỡo phờa sau laỡm aớnh hổồớng õóỳn cọng trỗnh ven sọng (õó, õỏỳt õai canh taùc, laỡng maỷc, giao thọng). ỏỳt ven bồỡ õoù bở xoùi lồớ vaỡ lừng õoỹng laỷi laỡm cho dung tờch hổợu ờch cuớa họử giaớm xuọỳng. Caùc nhỏn tọỳ gỏy xoùi lồớ bồỡ kho nổồùc laỡ: - Soùng gioù - Cỏỳu taỷo õởa chỏỳt - Nổồùc mổa - Lồùp phuớ thổỷc vỏỷt - Nổồùc ngỏỷm - ởa hỗnh õởa maỷo Trong caùc yóỳu tọỳ trón thỗ sọỳng laỡ yóỳu tọỳ quyóỳt õởnh nhỏỳt õọỳi vồùi sổỷ dióựn bióỳn bồỡ kho nổồùc. 120 5. Aớnh hổồớng cuớa cổớa lỏỳy nổồùc õọỳi vồùi sổỷ dióựn bióỳn doỡng sọng: a. ọỳi vồùi cọng trỗnh lỏỳy nổồùc khọng õỏỷp: Qua cọỳng lỏỳy nổồùc õỏửu kónh, nổồùc tổỡ sọng chaớy vaỡo kónh. Nóỳu lổu lổồỹng sọng lồùn thỗ lổu lổồỹng coù thóứ lỏỳy vaỡo kónh cuợng lồùn vaỡ ngổồỹc laỷi. Cổớa lỏỳy nổồùc nón bọỳ trờ vaỡo bồỡ loợm vỗ ồớ õoù chuớ lổu chaỷy saùt bồỡ õọỹ sỏu lồùn nón lổu lổồỹng lỏỳy vaỡo kónh cuợng lồùn. Taỷi cuớa lỏỳy nổồùc, mọỹt bón bọửi mọỹt bón xoùi, trổồùc cọỳng lỏỳy nổồùc thỗ mọỹt bón xoùi mọỹt bón bọửi. b. Cọng trỗnh lỏỳy nổồùc coù õỏỷp: Cọng trỗnh lỏỳy nổồùc coù õỏỷp, mổỷc nổồùc trong sọng õổồỹc ọứn õởnh vaỡ lổu lổồỹng lỏỳy vaỡo kónh coù thóứ khọỳng chóỳ mọỹt caùch chuớ õọỹng. Khi khọng coù yóu cỏửu duỡng nổồùc, thỗ cổớa lỏỳy nổồùc thổồỡng õổồỹc õoùng kờn õóứ traùnh xoùi lồớ vaỡ bọửi lừng trong kónh. V. ANH HặNG CUA CNG TRầNH GIAO THNG (CệU) I VẽI Sặ DIN BIN DOèNG SNG 1. Sổỷ xoùi lồớ bọửi lừng cỏửu giao thọng: Cọng trỗnh giao thọng trón sọng laỡ cỏửu ọ tọ vaỡ cỏửu õổồỡng sừt Do caùc truỷ cỏửu thu heỷp doỡng chaớy laỡm cho doỡng sọng bióỳn õọứi so vồùi sọng thión nhión sinh ra xoùi lồớ, bọửi lỏỳp ồớ vuỡng sọng xỏy dổỷng cỏửu. + thổồỹng bón cỏửu do mọỳ caớn trồớ, nón doỡng chaớy ổù laỷi, dỏng cao laỡm lổu lổồỹng õồn vở giaớm nhoớ, lổu tọỳc doỡng chaớy bở giaớm, nón buỡn caùt bọửi lừng laỷi. + Taỷi vở trờ truỡ cỏửu vaỡ mọỳ cỏửu doỡng chaớy bở caùc cọng trỗnh baớo vóỷ ồớ õỏửu cỏửu caớn trồớ nón lổu lổồỹng õồn vở tng, lổu tọỳc tng theo gỏy ra hióỷn tổồỹng xoùi lồớ. 121 + haỷ lổu cỏửu doỡng chaớy mồớ rọỹng laỡm lổu lổồỹng õồỹn vở giaớm, lổu tọỳc giaớm sinh ra bọửi lừng Sổỷ xoùi lồớ theo chióửu rọỹng cuớa sọng noùi chung tổồng õọỳi nhoớ. Chióửu sỏu cuớa mỷt cừt nồi coù cỏửu bióỳn õọứi mang tờnh chỏỳt chu kyỡ laỡm cho bồỡ sọng ồớ 2 õỏửu cỏửu cuợng bở xoùi lồớ mang tờnh chỏỳt chu kyỡ. 2. Xoùi lồớ cuỷc bọỹ ồớ chỏn truỷ cỏửu: a. Nguyón nhỏn xoùi lồớ truỷ cỏửu: - Do doỡng chaớy quanh truỷ cỏửu thay õọứi õọỹt ngọỹt - Doỡng chaớy gỷp truỷ cỏửu bở dỏng lón vaỡ uọỳn quanh thaỡnh hỗnh lng truỷ laỡm cho v vaỡ q tng lón vaỡ hổồùng doỡng chaớy thay õọứi gỏy ra xoùi nhanh vaỡ xoùi sỏu. Bióứu õọử lổu tọỳc ồớ thổồỹng lổu cỏửu b. Quaù trỗnh xoùi ồớ truỷ cỏửu: Chia laỡm 3 giai õoaỷn - Giai õoaỷn hỗnh thaỡnh họử xoùi: Họử xoùi khọng phaới trổồùc truỷ maỡ ồớ vở trờ 2 bón truỷ. õoù doỡng chaớy thay õọứi õọỹt ngọỹt. Sau õoù lan dỏửn vóử thổồỹng lổu vaỡ 2 bón truỷ cỏửu 2d d d Xoùi Xoùi [...]... thiãøu âàût mọng MNTL âm h âx - Cao trçnh âạy säng sáu khi xọi ∆K - Chiãưu sáu mọng càõm vo âáút hch ∆H - Chiãưu sáu dỉû trỉỵ âm = hmax âx âx - ( ∆K + ∆H) ∆Η ∆Κ 124 âm Chỉång VIII: TÇNH TOẠN HÇNH THU VÀN VNG NH HỈÅÍNG THU TRIÃƯU I KHẠI NIÃÛM CHUNG VÃƯ THU TRIÃƯU 1 Hiãûn tỉåüng thu triãưu: Mỉûc nỉåïc biãøn lãn xúng theo mäüt chu k nháút âënh ta gi l thu triãưu Chu k thu triãưu åí mäùi nåi cọ khạc nhau... 2 cại/km - Cáưu låïn: Lng säng cọ chãú âäü bn cạt diãùn biãún phỉïc tảp sinh ra xọi, låí bäưi làõng åí vng xáy dỉûng cáưu 2 Nhiãûm vủ cå bn ca cáưu cäúng: - Phủc vủ täút váûn ti trãn âỉåìng, bo âm xe chảy våïi máût âäü, täúc âäü thiãút kãú - Bo âm cáưu lm viãûc an ton våïi lỉu lỉåüng l thiãút kãú Qp - Cáưu phi bo âm u cáưu kinh tãú k thût trong tênh toạn + Xạc âënh mỉûc nỉåïc l, mỉûc nỉåïc thäng thuưn, . thổồỡng xuyón chởu taùc õọỹng cuớa thión nhión (khờ hỏỷu, õởa hỗnh õởa maỷo ) vaỡ con ngổồỡi (khai phaù õỏỳt õai, khai thaùc rổỡng ) nón bóử mỷt bở baỡo moỡn taỷo õởa chỏỳt - Nổồùc mổa - Lồùp phuớ thổỷc vỏỷt - Nổồùc ngỏỷm - ởa hỗnh õởa maỷo Trong caùc yóỳu tọỳ trón thỗ sọỳng laỡ yóỳu tọỳ quyóỳt õởnh nhỏỳt