Bài giảng: Tính toán thủy văn vùng sông ảnh hưởng thủy triều doc

Khái niệm Thủy triều là hiện tượng sóng của nước biển dưới tác động của các lực gây ra bởi mặt trăng, mặt trời và các hành tinh khác lên các chất điểm nước trên đại dương.. Sự chuyển độn

Trang 1

Chương 6: Tính toán thủy văn

vùng sông ảnh hưởng thủy

triều

GV: PHẠM THÀNH HƯNG-ĐHBK ĐN

Trang 2

Chương 6:

6.1 Khái niệm chung về thủy triều

1 Hiện tượng thủy triều

2 Phân loại thủy triều

3 Nguyên nhân sinh ra thủy triều

4 Đặc trưng của thủy triều

6.2 Tính toán mực nước thủy triều thiết kế

1 Tính toán mực nước triều khi có số liệu thực đo

2 Tính toán mực nước triều thiết kế theo phương pháp Mariutin

6.3 Tính toán dạng triều thiết kế

Trang 3

6.1 Khái niệm chung về thủy triều

6.1.1 Khái niệm

Thủy triều là hiện tượng sóng của nước biển dưới tác động của các lực gây ra bởi mặt trăng, mặt trời và các hành tinh khác lên các chất điểm nước trên đại dương.

Dưới tác động của các lực, nước trên đại dương dâng lên tạo thành các sóng nước di chuyển trên đại dương, tạo thành sự chuyển động tương đối giữa trái đất, mặt trăng, mặt trời và các hành tinh khác

Sự chuyển động của mặt trăng xung quanh trái đất và của hệ thống

mặt trăng – trái đất xung quanh mặt trời có tính chu kỳ, kéo theo sự xuất

hiện có chu kỳ của sóng nước trên đại dương

Các sóng nước tạo ra do hiện tượng trên gọi là sóng triều

Trang 5

6.1.2 Các đặc trưng cơ bản của thủy triều

Mực nước triều: là cao trình mực nước biển hoặc sông

có ảnh hưởng thủy triều so với mặt chuẩn tại một vị trí

quan trắc nào đó, thường ký hiệu là Z

Quá trình mực nước triều: là đồ thị của quá trình thay đổimực nước triều theo thời gian t, được ký hiệu là Z(t)

Trang 7

Thời kỳ liên tục dZ/dt > 0: pha triều lên

Thời kỳ liên tục dZ/dt <0: pha triều xuống

Đỉnh triều là điểm chuyển tiếp giữa pha triều lên và phatriều xuống

Chân triều là điểm chuyển tiếp giữa pha triều xuống và

pha triều lên

Tại đỉnh và chân triều dZ/dt=0

6.1.2 Các đặc trưng cơ bản của

thủy triều (tiếp)

Trang 8

6.1.2 Các đặc trưng cơ bản của

thủy triều (tiếp)

Mực nước đỉnh triều và chân triều là mực nước tương

ứng với đỉnh và chân triều

Biên độ triều là chênh lệch mực nước giữa đỉnh triều so với chân triều kế tiếp

Chu kỳ triều là khoảng thời gian giữa 2 đỉnh triều đặc

trưng kế tiếp nhau K/h: T

Trang 9

6.1.3 Phân loại thủy triều theo chu kỳ

Bán nhật triều đều: Trong một ngày mặt trăng (24 giờ 50 phút) có hai lần triều lên và hai lần triều xuống, đỉnh và

chân triều của hai lần đó xấp xỉ bằng nhau, chu kỳ triềugần bằng 12 giờ 25 phút

Nhật triều đều: Trong một ngày mặt trăng có một lần

triều lên và một lần triều xuống, chu kỳ triều xấp xỉ 24 giờ

50 phút

Trang 10

6.1.3 Phân loại thủy triều theo

Nhật triều không đều: trong chu kỳ nửa tháng, số ngày

nhật triều không quá 7 ngày, những ngày còn lại là bánnhật triều

Trang 11

6.1.4.Nguyên nhân sinh ra thủy

với khoảng cách Mặt trăng và Trái đất Vì vậy, lực gây

triều của Mặt trời chỉ xấp xỉ 46% lực gây triều của Mặt

trăng.

Trang 12

Lực gây triều của Mặt trăng

(hoặc Mặt trời)

Trang 13

Triều cường

non (ngày sóc) và trăng tròn (ngày vọng), Mặt

trời, Mặt trăng và Trái đất nằm trên một đường

thẳng Khi đó lực gây triều tổng hợp là lớn nhất: biên độ triều lớn nhất, chân triều thấp còn đỉnh

triều cao Đây là thời kỳ triều cường.

Trang 14

Triều kém

vị trí Mặt trăng và Mặt trời vuông góc với nhau

qua tâm của Trái đất Do vậy, tại một điểm quan trắc trên Trái đất, khi Mặt trăng có lực gây triều

lớn nhất thì Mặt trời lại có lực gây triều nhỏ nhất

và ngược lại Kết quả, mực nước triều dao động

ít, đó là những ngày triều kém trong tháng

Trang 15

Vịnh Fundy, Canada là một nơi ghi nhận được là có

triều thay đổi nhiều nhất thế giới: 16m

Trang 16

6.2 Tính toán các đặc trưng mực

nước triều thiết kế

Phương pháp phân tích điều hòa

Phương pháp thống kê xác suất

Phương pháp mô hình toán

Trang 17

a) Tính toán mực nước triều thiết kế trong trường

hợp có nhiều tài liệu thực đo

tính toán: mực nước đỉnh triều, chân triều, hày

mực nước bình quân trong thời đoạn T

toán xác định các đặc trưng thủy văn khác

Trang 18

* Vấn đề chọn mốc cốt khi vẽ

đường tần suất mực nước

lớn đến sai số của đường tần suất

Trang 19

a Z

1i n

1 i

1

2 1

1 1

2 2 2

2

1 1

i

i n

i

n

a Z

a

Z n

Z

Z n

1 3

1 1

3 1 1

3 1

1

3 2 1

3 2 2

2

) 3 (

) 3

n

i

i n

i

i n

n

a Z

n

Z Z

σ

Trang 20

* Vấn đề chọn mốc cốt khi vẽ đường

tần suất mực nước (tiếp)

lại Điều này dẫn đến sai số khi xây dựng đường tần suất.

1 1

1 2

2

a Z

Z Z

a Z

Z a

Z Z

C

+

= +

=

Trang 21

thống và xác định đặc trưng mực nước thiết kế

Sau đó sẽ chuyển giá trị mực nước tính toán về

aZ

ZC

aZ

Φ+

1

1 1

1

Trang 22

đường tần suất nhỏ.

a Z

Z 1 p = 2 p −

Trang 23

b) Tính toán mực nước triều thiết kế

trong trường hợp có ít tài liệu

Phương pháp phân tích tương quan:

Xây dựng quan hệ tương quan mực nước cùng thời gian giữa 2 tuyến đo

Vẽ đường tần suất mực nước của trạm tương tự và xác định

mực nước thiết kế của trạm tương tự

Theo quan hệ tương quan đã xây dựng, xác định mực nước

thiết kế của trạm nghiên cứu

Phương pháp mô hình toán: sử dụng mô hình dòng

không ổn định để diễn toán mực nước trên hệ thống

sông

Trang 24

c) Tính toán mực nước triều thiết kế

trong trường hợp không có tài liệu

liệu đo đạc ở tuyến trên và tuyến dưới Điều kiện: tuyến tính toán có khoảng cách không lớn đến

các tuyến có tài liệu, nhập lưu khu giữa nhỏ, điều kiện địa hình lòng sông biến đổi đều.

Trang 25

6.3 Xác định đường quá trình

mực nước triều thiết kế

Trang 26

a) Trường hợp có đủ tài liệu đo

đạc

Xác định thời đoạn tính toán T

VD: đối với bài toán tiêu úng từ đồng ra sông, thời đoạn T có thể

là 3 ngày, 5 ngày, 7 ngày hoặc 15 ngày.

Tính giá trị bình quân của mực nước đặc trưng trong thờiđoạn T

Tương ứng với n năm quan trắc sẽ xác định được n giá trị

m i

Trang 27

a) Trường hợp có đủ tài liệu đo

đạc (tiếp)

triều (quá trình triều) điển hình, với điều kiện

dạng triều điển hình phải bất lợi và có trị số bình quân của mực nước đặc trưng gần bằng giá trị

mực nước bình quân thiết kế trong thời đoạn tính toán T

đường quá trình triều thiết kế

Trang 28

VD: tính toán quá trình triều thiết kế cho bài toán

tiêu thoát nước cho thời đoạn T = 5 ngày

Lựa chọn đường quá trình triều điển hình

Trang 29

VD: tính toán quá trình triều thiết kế cho bài toán

tiêu thoát nước cho thời đoạn T = 5 ngày

Đường quá trình triều tháng 5/2000 tại trạm Ba Lạt

Trang 30

b) Trường hợp có ít tài liệu đo đạc

kế thời đoạn T của trạm tương tự

thiết kế thời đoạn T của trạm tính toán

trạm tính toán

trình mực nước triều thiết kế Cách làm tương tự như trường

hợp có nhiều tài liệu

Trang 31

c) Trường hợp không có tài liệu đo đạc

Sử dụng mô hình thủy lực dòng không ổn định trong sôngthiên nhiên

Thiết lập sơ đồ mạng sông

Lựa chọn thời đoạn tính toán

Xác định quá trình lưu lượng tại các nút biên trên ứng với thời

đoạn đã chọn

Xác định quá trình mực nước triều tại các biên dưới ứng với thời đoạn đã chọn

Xác định và kiểm định bộ thông số mô hình

Mô phỏng phương án thiết kế:

Biên trên là quá trình lưu lượng thiết kế

Kết quả biên dưới chính là đường quá trình mực nước triều thiết kế

Định dạng
Số trang	31
Dung lượng	208,5 KB