Kỹ thuật biển ( dịch bởi Đinh Văn Ưu ) - Tập 2 Những vấn đề cảng và bờ biển - Phần 4 pps

11 N­íc d©ng sãng E.W Bijker, P.J Visser 11.1 Mô tả tượng Khi sóng vào bờ bị biến đổi tác động khúc xạ, nhiễu xạ, nước nông đổ Vì thành phần ứng suất xạ phụ thuộc trực tiếp vào tham số sóng, biễu thị biến đổi ứng suất xạ ảnh hưởng tổng cộng biến đổi Một ảnh hưởng đơn giản biến đổi ứng suất xạ biến đổi mực nước trung bình dọc theo hướng vuông góc bờ Hình 11.1 Phần tử nước ven bờ Hình 11.1 cho ta thấy đường phân bố với việc sóng vào từ phía trái đỉnh sóng song song với bờ (Xét trường hợp đặc biệt cho phép ta thu công thức toán học đơn giản mô tả dễ dàng tượng) Trong điều kiện thành phần SXX có giá trị lớn Sự biến đổi thành phần gây nên lực tổng lên phần tử nước thẳng đứng thể hình 11.1 ứng suất xạ tổng cân gradient áp suất xạ tạo độ nghiêng mặt nước tương tự lực Coriolis gây nên cân đà nêu phần trước Sự cân biến đổi ứng suất xạ độ nghiêng mặt biển dẫn đến phương trình vi phân bậc sau: dS XX dh'  g ( h  h' ) (10.01) dX dX đó: g gia tốc trọng trường, h độ sâu nước tương ứng điều kiện yên tĩnh điểm X, h biến đổi mực nước trung bình điểm X sóng gây nên, 60 SXX thành phần ứng suất ngang, X toạ độ ngang theo hướng lan truyền sóng, trường hợp này, vuông góc bờ, mật độ nước 11.2 Các lời giải phương trình vi phân Vậy thành phần ứng suất xạ SXX thay đổi sóng từ vùng sâu vào? Vì biến đổi có ý nghĩa đáng kể nên lấy đạo hàm SXX theo X Lấy đạo hàm trực tiếp phương trình 10.01 thường gặp khó khăn biến k, h E phụ thuộc vào toạ độ ngang X Battjes (1977) đà sử dụng cách tiếp cận đại số tìm lời giải cho 11.01 sau sãng ch­a ®ỉ h'   kH kE  g sinh 2kh sin kh (10.02) với k số sóng Phương trình 10.02 ®óng ®èi víi khu vùc ngoµi ®íi sãng ®ỉ Mùc nước tổng hợp biến đổi phía đới sóng đổ thu thay xấp xỉ nước nông điều kiện sóng đổ vào 10.02 h 'br   H br 16 hbr (11.03) số cho ta điều kiện biên đới sóng đổ Độ cao sóng độ sâu trung bình thường tỷ lệ với ®íi sãng ®ỉ H br  hbr (11.04) ảnh hưởng biến đổi h'br không đáng kể h'br V – c¸c c¸ch thøc tiÕn hành mang tính phổ biến Các ứng dụng quan trọng tìm thấy khu vực có ảnh hưởng sóng lên vận tốc dòng chảy cục đáy Ví dụ, ảnh hưởng sóng lên dòng chảy cửa sông rộng nghiên cứu theo cách tiếp cận Tác động sóng lên dòng triều biển nông hay vũng, vịnh đánh giá được, nhiên mức độ tin cậy cần rút qua kiểm tra trường hợp cụ thể Trong mục vừa qua xem xét đến thành phần ứng suất đáy theo hướng x - thể hình 15.3 Có thể gây ngạc nhiên việc giá trị trung bình ứng suất đáy theo h­íng y cịng cã thĨ kh¸c zero ChØ cã c¸c trường hợp góc tới số nguyên lần /2 vấn đề không đặt Nguyên nhân của xuất thành phần ứng suất theo y xuất phát từ việc lấy trung bình theo V2r Do thành phần vận tốc thể hình 15.3 không đối xứng quanh trục x (ngoại trừ trường hợp góc số nguyên lần /2), thành phần Vr ứng suất c w tương ứng bất đối xứng, thành phần ứng suất song song với trục y có giá trị trung bình khác zero Kết tượng hướng dòng chảy bị thay đổi so với hướng dòng không cã sãng Trong ®íi sãng ®ỉ gãc  th­êng nhỏ, ảnh hưởng nêu không đáng kể Ngoài đới sóng đổ, ví dụ, dòng chảy sông đổ vùng có sóng, có giá trị khác ảnh hưởng sóng lên hướng dòng chảy xuất Trong chương lực tác động tổng hợp nhằm mục đích tính toán dòng chảy dọc bê ®íi sãng ®ỉ 83 ... 11.05: h ''br  ? ?( )( 0 ,5 )( 5 , 2)  0,163 (1 1.1 4) 16 BiÕn ®ỉi mùc biĨn tổng cộng qua đới sóng đổ theo công thức 11.08 ®èi víi sãng ®ỉ dån: h''  ( )( 0 ,5 )( 5 , 2) 0,975 (1 1.1 5) Mực nước biển tuyệt đối... (1 5.3 9) H = h vµ 2? ?? 2? ??    ghT  gh k Phương trình 15.38 biến đổi dạng sau: r  ub  gh (1 5 .4 0) (1 5 .4 1) Thay biÓu thøc vào phương trình 15.37, ta có: cwx g h f wV 2C (1 5 .4 2) Phương trình 15. 42 . .. dẫn đến: sin = (1 5.3 2) hay th«ng th­êng sin  =  (1 5.3 3) Thay phương trình 15. 32 vào 15 .28 ta có: 81 cwx 2? ??  c T r   ub sin t ) dt    (? ?? V T /     T /4 (1 5.3 4) BiÓu thức tiếp