Sổ tay thủy văn cầu đường - Dự báo quá trình diễn biến lòng sông part 2 potx

cong có chiều dài lớn, bán kính cong bé, tạo thành hình nút thắt với eo sông hẹp, thì gọi là vòng sông. Hình 6-4a thể hiện một đoạn sông uốn khúc, hình 6-4b thể hiện một vòng sông. Hình 6-4: a) Đoạn sông Hồng từ Hà Nội đến Hng Yên; b) Vòng sông Hữu Chung trên sông Luộc. Chú ý rằng, sự phân loại trên thích hợp trong điều kiện vận động hoàn toàn tự do của dòng sông, không bị cỡng bức tự nhiên hoặc nhân tạo. Đối với một đoạn sông, loại hình sông có thể chuyển đổi khi có sự thay đổi lớn của các điều kiện ảnh hởng. Sự chuyển đổi diễn ra theo một quá trình và có thể theo một chu kỳ nào đó. 6.2.2. Các yếu tố trên mặt cắt ngang Mặt cắt ngang lòng sông đợc tạo thành do kết quả của quá trình tác động tơng hỗ giữa dòng nớc và lòng dẫn với các điều kiện địa hình, địa chất của nó, chịu ảnh hởng rất lớn của hình dạng và cấu trúc thung lũng sông. a. ở vùng rừng núi Nơi dòng chảy tạo lòng sông bằng tác dụng chủ yếu là cắt gọt, xâm thực địa hình nguyên sinh, thì mặt cắt ngang thờng có hình dạng chữ V hoặc chữ U phát triển không hoàn toàn nh hình 6-5 thể hiện. Hình 6-5: Mặt cắt ngang lòng sông miền núi Trong trờng hợp này, hai bờ sông thờng dốc, mặt dốc thẳng hoặc cong. ở nơi có địa chất phân tầng và tính năng chống xói khác nhau, xuất hiện mặt cắt ngang dạng bậc thang, giữa có đáy và bờ không có ranh giới rõ rệt. Mặt cắt ngang lòng sông miền núi có mặt nớc hẹp, giữa các mùa nớc lòng sông thờng không có phân giới địa hình. Trong một số đoạn có bãi bên bằng cuội, sỏi. Mực nớc mùa kiệt thờng ngang với cao trình đỉnh bãi cuội, sỏi đó. Tỷ lệ chiều rộng và chiều sâu trong mặt cắt ngang sông vùng núi thờng nhỏ xa 100, có chỗ chỉ 10 20. Tỷ lệ đó, ở nơi thung lũng hẹp thờng giảm nhỏ khi mực nớc lên cao, ở những nơi khác không thay đổi nhiều, khi mực nớc lên xuống. b. ở vùng đồng bằng trầm tích Mặt cắt ngang thung lũng sông thờng có độ dốc thoải, dốc và đáy khó phân biệt, chỉ nhận thấy phân giới ở những vùng hẹp. Các yếu tố mặt cắt ngang dòng sông đồng bằng đợc thể hiện trên hình 6-6. Đặc điểm rõ nhất của mặt cắt ngang sông đồng bằng là có thềm bãi sông rộng, chỉ bị ngập trong mùa lũ. Trong thời gian nớc lũ tràn bãi, bùn cát bồi lắng tập trung ở dải gần bờ, nên mặt bãi có độ dốc ngang: sát bờ địa thế cao nh một tuyến đê tự nhiên, càng xa mặt bãi càng thấp, hình thành vùng ao hồ, đầm lầy. Trên mặt cắt ngang lòng sông đồng bằng có thể nhận biết các cấp bậc lòng sông mùa nớc. Cao trình mép bãi bên ngang với mực nớc mùa kiệt; cao trình thềm bãi sông ngang với mực nớc mùa trung (ứng với lu lợng tạo lòng); mùa lũ, mực nớc cao hơn mặt bãi sông, nếu có đê, dòng nớc chảy giữa hai tuyến đê. Phần lòng sông dới mực nớc mùa kiệt gọi là lòng sông mùa kiệt, phần lòng sông giữa mực nớc kiệt và cao trình mặt bãi sông gọi là lòng sông mùa nớc trung, phần lòng sông trên mặt bãi sông gọi là lòng sông mùa lũ. Chú ý rằng, mặt cắt ngang đợc xác định vuông góc với phơng dòng chảy, nhìn từ thợng lu về hạ lu. Vì vậy, ở những đoạn sông phân lạch, mặt cắt ngang có thể không cùng nằm trên một đờng thẳng mà trên một đờng gẫy khúc. Mặt cắt ngang đợc vẽ trên cơ sở những số liệu đo đạc định kỳ tại các mặt cắt cố định hoặc từ các bình đồ có điểm đo đủ dày, tỷ lệ 1:5000 hoặc lớn hơn. Mặt cắt ngang lòng sông thờng có hình dạng phức tạp, độ sâu biến đổi nhiều trên phơng ngang. Độ sâu trung bình mặt cắt dới một mực nớc nào đó 1.2.3 - Mực nớc mùa lũ, mùa trung, mùa kiệt; 4 - Dốc thung lũng dạng bậc trầm tích; 5 - Phân giới giữa dốc thung lũng và bãi sông; 6 - Bãi sông; 7 - Bãi bên; 8 - Mép bờ ; 9 - Đê; 10 - Tầng trầm tích; 11 - Đá gốc. Hình 6 - 6: Mặt cắt ngang sông đồng bằng đợc tính bằng tỷ số giữa diện tích mặt cắt ớt và chiều rộng mặt nớc hợp lý. ở những đoạn sông rộng và nông, độ sâu trung bình thờng đợc dùng để thay thế cho bán kính thủy lực trong tính toán gần đúng. 6.2.3. Các yếu tố trên mặt bằng Mặt bằng lòng sông đợc thể hiện trên các bình đồ khảo sát theo các tỷ lệ quy định, đợc xác định bằng các đờng đồng mức địa hình (theo một hệ thống cao đạc chuẩn), trên nớc và dới nớc. Trong bình đồ để nghiên cứu lòng sông, đờng đồng mức có độ chênh cao lớn nhất là 1 m. Các yếu tố trên mặt bằng của lòng sông bao gồm: Đờng trũng, trục động lực, chiều dài, hệ số uốn khúc, bán kính cong các khối bồi lắng và lạch sâu. a. Đờng trũng là đờng cong trơn thuận, đi qua các điểm thấp nhất của đáy sông theo lạch chính. b. Trục động lực là đờng cong nối các điểm có lu tốc trung bình thủy trực lớn nhất qua các mặt cắt, thờng đợc coi là gần đúng theo đờng có lu tốc mặt lớn nhất. Trục động lực thờng bám sát đờng trũng, nhng có những nơi tách rời nhau, vì ngoài yếu tố độ sâu, lu tốc còn phụ thuộc độ dốc và hệ số nhám. Các mùa nớc khác nhau có trục động lực khác nhau, có khi lệch xa nhau khá xa, thậm chí gần vuông góc với nhau. c. Chiều dài của đoạn sông thờng đợc tính theo đờng trũng (trong mùa lũ thờng tính theo chiều dài tuyến đê). d. Tỷ số giữa chiều dài của đoạn sông và chiều dài đoạn thẳng nối trực tiếp hai điểm đầu và cuối của đoạn sông gọi là hệ số uốn khúc. Trong một khúc cong, hệ số uốn khúc lớn hơn 3 đợc gọi là vòng sông. e. Bán kính cong có ý nghĩa trong đờng thủy là bán kính cong của đờng tim lạch tầu, thờng đợc thay bằng bán kính cong đờng trũng tại đỉnh cong. Khi nghiên cứu quan hệ hình thái lòng sông, bán kính cong thờng đo theo trục hình học lòng sông, tức là đờng chia đôi chiều rộng mặt nớc ngang thềm bãi sông. f. Phần lòng sông thấp hơn độ sâu trung bình mặt cắt toàn đoạn thì gọi là lạch sâu. Trên bình đồ thờng đợc nhận ra bởi các đờng đồng mức khép kín có mật độ dày. Trên các sơ đồ, khu vực lạch sâu thờng đợc gạch chéo. Trên cùng một mặt cắt ngang có thể có nhiều lạch sâu, nhng chỉ có một lạch sâu nằm trên đờng trũng, gọi là lạch sâu chính. Lạch sâu chính không nhất thiết là lạch có độ sâu lớn nhất. Trong các trờng hợp nh trong hình 6-7 thể hiện, các đoạn lạch sâu không nằm trên đờng trũng gọi là lạch thừa hoặc lạch cụt. 2 4 1 3 1- Doi cát; 2- Bãi bên; 3- Bãi giữa; 4- Ngỡng cạn. Hình 6-8: Doi cát 1 2 1 1 2 1 - Lạch sâu chính; 2 - Lạch thừa. Hình 6-7: Lạch sâu chính và lạch thừa g. Các khối bồi lắng liền một phía bờ, cao trình thấp, ít có thực vật sinh trởng gọi là bãi bên. Hầu hết bãi bên có đờng viền ngoài cong thoải nh hình lỡi trai. Khi bãi bên có phần ngoài nhỏ hẹp kéo dài song song với bờ, nhng không liền bờ nh trong hình 3-8 thể hiện thì gọi là doi cát. h. Các khối bồi lắng giữa hai lạch sâu và không liền bờ gọi là bãi giữa. Bãi giữa có cao trình thấp, ngang với cao trình bãi bên không có thực vật sinh trởng thì gọi là bãi giữa non. Bãi giữa có cao trình ngang với bãi tràn hai bên bờ, có thực vật sinh trởng gọi là bãi đảo. i. Các khối bồi lắng nối liền hai bờ, hoặc nối liền một bờ và bãi giữa, hoặc nối liền hai bãi bên, ngăn cách hai lạch sâu thợng, hạ lu, gọi là ngỡng cạn. Ngỡng cạn có nhiều loại, sẽ đợc thảo luận chi tiết ở các phần sau. Trong sơ đồ, các khối bồi lắng đợc biểu thị bằng vùng các dấu chấm nhỏ. 6.2.4. Các yếu tố trên mặt cắt dọc Mặt cắt dọc lòng sông đợc vẽ theo đờng trũng. Đờng đáy sông vẽ chi tiết thì rất phức tạp, cao trình biến đổi trong một biên độ rất lớn, có khi hàng chục mét, vực sâu đỉnh cạn xen kẽ nhau theo hình răng ca không đều. Nếu vẽ mặt cắt dọc lòng sông từ nguồn đến cửa, đáy sông trung bình có dạng một đờng cong lõm nh hình 6 - 9 thể hiện. Độ dốc dọc đáy sông ở vùng đầu nguồn rất lớn và giảm dần về hạ du. Do đó, sông thợng du (vùng I) quá trình xói sâu chiếm u thế, sông vùng hạ du (vùng III) quá trình bồi đắp chiếm u thế, sông vùng trung du (vùng II), tơng đối ổn định. Z(m) 0 1 l 0 z 2 MN mùa lũ MN mùa kiệt Mực nớc mùa lũ Mực nớc mùa kiệt . trầm tích; 5 - Phân giới giữa dốc thung lũng và bãi sông; 6 - Bãi sông; 7 - Bãi bên; 8 - Mép bờ ; 9 - Đê; 10 - Tầng trầm tích; 11 - Đá gốc. Hình 6 - 6: Mặt cắt ngang sông đồng bằng . 6-7 thể hiện, các đoạn lạch sâu không nằm trên đờng trũng gọi là lạch thừa hoặc lạch cụt. 2 4 1 3 1- Doi cát; 2- Bãi bên; 3- Bãi giữa; 4- Ngỡng cạn. Hình 6-8 : Doi cát 1 2 1 1 2 1 -. kiệt, phần lòng sông giữa mực nớc kiệt và cao trình mặt bãi sông gọi là lòng sông mùa nớc trung, phần lòng sông trên mặt bãi sông gọi là lòng sông mùa lũ. Chú ý rằng, mặt