20 Biến đổi bờ theo lý thuyết đường đơn E.W Bijker 20.1 Mở đầu Các chương trước đà lấy trọng tâm xác định dòng vận chuyển trầm tích vị trí định bờ biển Trong chương sử dụng kiến thức tốc độ vận chuyển trầm tích để dự báo biÕn ®ỉi cđa bê Nh ®· chØ tËp I, chương 28, có biến đổi vận chuyển trầm tích dọc bờ gây xói lở bồi tụ bờ Phương pháp trình bày mặt nguyên lý đà phát triển theo Pelnard - Considere (1954) Mặc dù phương pháp đà cũ phù hợp nhiều toán - có liên quan đến số giả thiết hạn chế - song lại số phương pháp thích hợp cho tính toán thủ công Vì phương pháp bảo tồn giá trị Mực trung bình Hình 20.1: Mặt cắt dọc bờ mặt cắt biểu trưng nó, vùng kê vạch Trắc ngang đặc trưng cho bờ giả thiết chuyển dịch ngang toàn độ cao độ sâu nã kÕt qu¶ cđa sù xãi lë hay båi lắng Do độ dốc bờ không thay đổi Sơ đồ bÃi bờ thể hình 26.1 minh hoạ tập Hình tái tạo lại cho đầy đủ Vùng nằm độ dịch ngang đường liền đường gạch có diện tích mặt cắt biểu trưng mặt cắt thực Trong thực tế, mặt cắt thường mở rộng thêm lượng khơi so với vùng sóng đổ bao trùm toàn dải ven bờ Thông thường, đáy mặt cắt xác định theo vị trí điểm mà độ dốc bờ gần 135 Có hai phương trình cần thiết để dự báo thay đổi bờ; phương trình chuyển động phương trình liên tục; Những phương trình thảo luận phần sau 20.2 Phương trình liên tục Xét đoạn bờ thay đổi bị xói mòn hay bồi đắp Nếu xét đoạn độ dài dx kho¶ng thêi gian dt, chóng ta nhËn thÊy r»ng ®êng bê ®· chun ®i mét kho¶ng dy y ®êng bờ vào thời điểm t+dt d Sx +dSx h đường bờ vào thời điểm t a mặt y(t+dt) y(t) b trắc ngang Hình 20.2 Tương quan phương trình liên tơc Tõ h×nh 20.2, chóng ta thÊy nÕu nh xÈy biến đổi bờ độ sâu h thì: Sxdt (Sx + dSx) dt = dx dy h (20.01) đó: h độ sâu nơi thay đổi diễn ra, Sx lượng vận chuyển cát dọc bờ vị trí x, Sx + dSx lượng vận chuyển cát dọc bờ vị trí x+ dx Phát biểu lời: hiệu lượng mang đến mang thể tích vật liệu lắng đọng Còng nh thÕ S dS x x dx x (20.02) vµ dy y dt t (20.03) Thay thÕ hai biểu thức tương quan cuối vào 20.01 sau giản lược ta thu được: 136 S x y h x t (20.04) phương trình liên tơc Mèi quan t©m thùc tÕ chđ u cđa chóng ta thay đổi đường bờ y Nếu đánh giá hàm thời gian, phụ thuộc gián tiếp vào t S x phương trình 20.04 xác định thay đổi bờ x tính tích phân Hạng thức cần thiết 20.04 xem xét phần sau 20.3 Phương trình chuyển động S x Vậy điều biến x đổi dọc bờ gây thay đổi Sx? Các biến quan trọng thay đổi dọc bờ ®é cao sãng vµ gãc tíi cđa sãng so víi đường bờ Trong số biến này, tự giới hạn vào thay đổi góc tới sóng; điều ngụ ý nhiễu xạ điều kiện sóng nước sâu không thay đổi dọc theo bờ Trong phần trước, để lại vấn đề đánh giá Trong phần 17.4 đà tiến hành khảo sát mối quan hệ thay đổi góc tới sóng so vời bờ dòng vận chuyển cát tổng cộng Sx đây, đà xem xét Sx nhiều giá trị khác góc tới sóng ®èi víi bê cè ®Þnh Chóng ta cịng ®· xem xét Sx lượng sóng cố định híng ®êng bê thay ®ỉi so víi sãng Nh vËy việc thay đổi chút phương S x trình vận chuyển cát xác định cách thực nghiệm (Điều đạt với công thức vận chuyển bùn cát ven bờ nào) Cũng vậy, giới hạn thay đổi góc tới sóng so với đường bờ với S x lượng nhỏ, giả thiết số S x = sx (20.05) Đây phương trình chuyển động mà chóng ta mong mn Chóng ta cã thĨ biÕn ®ỉi hàm đà biết S x S x theo hàm chưa biết dựa x theo quy tắc giây chuyền: S x S x x x (20.06) Như đà giả thiết nhỏ tương đương với - 2y x x Dấu âm nói lên việc y và: x (20.07) y tăng dẫn đến giảm x 137 Góc dùng không xác định cách riêng biệt, góc tới sóng độ sâu nước phía trước bờ Độ sâu tương ứng độ sâu chân phần bờ nơi xẩy biến đổi vận chuyển cát ven bờ Theo độ sâu tương ứng với độ sâu h hình 20.2 Chúng ta ®a gãc ’ nh ®· chØ ë h×nh 20.3, xác định so với đường bờ gốc (trục x) Tuy nhiên góc mà cần phương trình chuyển động góc đỉnh sóng độ sâu h đường bờ tức thời thời gian Như từ hình 20.3 xác định : y = (20.08) x hướng sóng độ sâu h y y x đường bờ vào thời điểm t đường bờ gốc Hình 20.3 Sơ đồ phẳng hướng sóng đường bờ Chú ý cần phải đo độ sâu h, trái với điều đà trình bày chương 17 dùng công thức CERC Điều ngầm giả thiết độ dốc bờ tiếp tục phía nước sâu, = Theo dịnh nghĩa tại, dùng tổng quát hơn; điều thoả mÃn chân độ dốc nằm cát phẳng Vậy độ cao sóng mà sử dụng để xác định vận chuyển cát bao nhiêu? (Độ cao sóng đưa vào công thức vận chuyển cát theo cách định) Tương tự góc tới sóng, việc đánh giá an toàn đánh giá độ cao sóng vùng có biến ®ỉi bê Sư dơng sè liƯu sãng níc s©u sÏ tạo kết không xác tượng sóng đổ xẩy bÃi ngầm khơi 20.4 Cách giải, điều kiện biên điều kiện ban đầu Phương trình 20.05 phương trình chuyển động phương trình 20.04 phương trình liên tục, kết hợp lại cách 20.05 20.07 vµo 20.06: 138 S x 2y s x x x (20.09) tiÕp theo, thÕ biĨu thøc nµy vào 20.04 tạo sx 2y x h y t biểu thức quy dạng chuẩn cách thay: s S a x h 'h (20.10) (20.11) ta thu kết cuối a 2y x y t (20.12) Phương trình 20.11 dẫn trực tiếp từ phương trình 20.05 Cả hai điều kiện ban đầu điều kiện biên cần thiết để giải phương trình 20.12 cho trường hợp cụ thể Một điều kiện ban đầu dạng đường bờ thời điểm t = 0, hai điều kiện biên dòng vận chuyển cát hàm thời gian hai địa điểm khác thường chọn trước Các điều kiện ban đầu điều kiện biên toán riêng, toán bồi đắp trước đê chắn sóng không thấm thấu (đối với cát) dẫn phần sau với lời giải ®êng bê thu ®ỵc 20.5 øng dơng cho hiƯn tỵng lắng đọng công trình chắn sóng Xây dựng đê chắn sóng bảo vệ kênh vào cảng tránh bị tác động sóng dẫn đến đảo lộn cân vận chuyển trầm tích bờ Hình 20.4 trình bày sơ đồ phác thảo đê chắn sóng Các đường bờ thời điểm t khác hình vẽ Điều kiện ban đầu hình đường bờ thời điểm t = Điều kiện biểu diễn sau: t = 0: y = tất x (20.13) Một điều kiện biên khác cách đê chắn sóng khoảng cách lớn x = -, vận chuyển cát giữ nguyên giá trị giá trị ban đầu bờ gốc x = -: Sx= S tất t (20.14) Điều kiện biên thứ áp đặt đê chắn sóng : không cho thẩm thấu cát qua đê Như x = 0: Sx= tất t > (20.15) 139 y sóng đê phá sóng x biến đổi đường bờ tiếp diễn đường bờ t =0 Hình 20.4: Sự bồi đắp đê chắn sóng gần bờ Đây điều kiện biên ci cïng, sư dơng 20.08 vµ cho r»ng Sx phơ thuộc vào ta có : x = 0: y ' tất t > x (20.16) Nói cách khác, bồi đắp bờ trình tiến triển biển luôn tạo góc trục x đê chắn sóng Lời giải cho phương trình 20.12 y φ' 4at u e u πθ π ®ã: u (20.17) x (20.18) 4at x khoảng cách dọc bờ - hình 20.4 e u du (20.19) u có dạng tích phân xác suất θ u u u e du e du π 0 θ 1 π u e u (20.20) du (20.21) Tham sè cuèi cïng nµy đánh giá theo bảng phân bố xác suất chuẩn Một số giá trị e u -u dẫn bảng 20.1 Vì u > 2.5, sử dụng phương trình 20.18 kết luận rằng: đập chắn sóng gây ảnh hưởng khoảng cách lớn at phía thượng nguồn (x=- at ) 140 Sù ph¸t triĨn phÝa đường bờ đê chắn sóng L(t) x = lµ: L(t) φ' 4at φ'S 2 t h (20.22) thu từ 20.17 sử dơng 20.11 Sù ph¸t triĨn cđa bê tû lƯ víi bậc hai thời gian t Tất tham số khác công thức 20.22 không biến đổi toán Bảng 20.1 Các tham số bồi đắp đường bờ u e u -u πθ 1,000 1,000 0,1 0,8875 0,8327 0,2 0,7773 0,6852 0,3 0,6714 0,5569 0,4 0,5716 0,4469 0,5 0,4796 0,4338 0,6 0,3962 0,2764 0,7 0,3222 0,2128 0,8 0,2579 0,1616 0,9 0,2031 0,1209 1,0 0,1573 0,0890 1,25 0,0771 0,0388 1,50 3,389 x 10-2 1,529 x 10-2 1,75 1,333 x 10-2 5,418 x 10-3 2,00 4,680 x 10-3 1,726 x 10-3 2,50 4,084 x 10-4 1,208 x 10-4 3,00 2,216 x 10-5 5,581 x 10-6 3,50 7,430 x 10-7 1,759 x 10-7 0 Chóng ta cã thĨ rót mét sè quan hệ hình học hữu ích sau dựa yêu cầu thoả mÃn điều kiện đà hình 20.5 (theo khoảng cách): OB ' OC (20.23) 141 y x C A ' ,5 ' Hình 20.5 Sơ đồ bồi lắng OA 2,5 4,43 OC Căn theo tính chất liên tục, diện tích bề mặt tổng céng OAB lµ St aφφ' h (20.24) (20.25) 20.6 Lắng đọng không song song Trong phân tích trước đây, giả thiết toàn trắc ngang bờ điểm cho trước, x chuyển động phía trước Trong giả thiết cho phép đơn giản hoá mặt toán học, lại thường rÊt khã chøng minh thùc tÕ Do ®ã ®iỊu tốt tìm lời giải sử dụng cho tình mà độ dốc mặt cắt bồi lắng khác với độ dốc mặt cắt gốc (original) Van Hijum (1972) đà giải toán bồi lắng với tốc độ tiến triển chân dốc chậm so với đỉnh Trong sơ đồ trắc ngang hình 20.6, bờ gốc có độ dốc m vùng bồi lắng chuyển phía trước độ độ dốc m m m giá trị tang góc nghiêng (dốc) 142 y trắc ngang bồi lắng m h(y) trắc ngang gốc m Hình 20.6: Mặt cắt dọc bồi đắp không song song Từ h×nh 20.6 mm' y h(y) m' m (20.26) Phương trình liên tục (20.04) có dạng: S x mm' y y 0 x m' m t (20.27) từ dẫn đến phương trình cho đường bờ (tương ứng với phương trình 20.10) sx y x mm' y y 0 m' m t (20.28) Sau rÊt nhiỊu cè g¾ng Van Hijum có khả tìm lời giải gần cho phương trình trên: y 1,59M ' ( ,72 M x) (20.29) (M x) 6(m'-m)St ®ã M = mm'(φm' 1/ (20.30) Tại đê chắn sóng (x = 0) 1,5(m'-m)Stm L= mm' 1/ (20.31) So s¸nh 20.31 với 20.22 thấy trình bồi lắng đê chắn sóng tiến triển nhanh giai đoạn đầu theo kiểu bồi lắng không song song Điều hợp lí xem xét hình 20.6; cần lượng cát nhỏ để tạo lập giai đoạn đầu trình bồi đắp Phương pháp giải vừa trình bày tất nhiên lúc chân độ dốc bồi lắng tiếp tục tiến triển dọc theo độ dốc gốc Khi đáy bồi lắng 143 đạt tới chân độ dốc, tình hình trở hình bồi lắng song song đà trình bày phần trước 20.7 Vận chuyển qua công trình chắn sóng Các phương trình đường bờ phần trước phụ thuộc vào điều kiện biên không thấm nước đê chắn sóng Một lần giả thiÕt r»ng cã mét sù båi l¾ng bê song song, bồi lắng đê chắn sóng cho phương trình 20.22 y tăng không hạn định t tăng Vì việc xây dựng đê chắn sóng dài vô hạn không kinh tế tắc trách, mà đê chắn sóng có độ dài hữu hạn cho trước ngăn dòng vận chuyển cát dọc bờ khoảng thời gian định Từ có hai câu hỏi quan trọng đặt ra; đê chắn sóng hoàn toàn có khả chắn dòng vận chuyển trầm tích dọc bờ bao lâu? điều xẩy sau thời gian ? Hình 20.7 dẫn trắc ngang bờ nằm sát phía bồi lắng đê chắn sóng Do phần lớn vận chuyển cát xẩy đới sóng đổ nên vận chuyển đáng kể diễn quanh phần cuối đê chắn sóng miễn dê chắn sóng vượt qua đới sóng đổ Điều ngụ ý rằng, hình vẽ, vận chuyển quanh phía mũi đê chắn sóng có khả bắt đầu độ sâu bờ bồi lắng cuối đê chắn sóng đà bị giảm đạt tới hbr độ sâu biên đới sóng đổ Sự bồi lắng hình 20.7 độ sâu lớn hbr, vận chuyển dọc bờ đới sóng đổ sau chuyển dịch xuống theo độ dốc tới chân đập Hiện tượng vận chuyển ngang dọc theo trắc ngang bờ trình bày chi tiết chương 21 trắc ngang đê chắn sóng L hbr h chuyển động cát bờ gốc phía chân bÃi bồi lắng xẩy dòng trầm tích vòng qua mũi đê chắn sóng Hình 20.7: Mặt cắt đầu mũi đường vận chuyển bùn cát 144 sử dụng Hình 20.10 tượng bồi lắng trục y bị biến đổi với hệ số 10 Việc xem xét hình 20.10 đà cách ấn tượng tượng bồi lắng lùi phía sau dọc theo đường bờ vượt phía đê chắn sóng Một câu hỏi thú vị mang tính kinh điển là: trạng thái tới hạn xẩy t = ? Tất nhiên, mặt lí thuyết, cuối bờ song song víi bê gèc c¸ch 1405 m vỊ phÝa biĨn so với vị trí gốc Trên thực tế, bê sÏ tiÕn biĨn nhiỊu h¬n chØ mét phần vùng sóng đổ bị chặn cách hiệu nhờ đê chắn sóng 153 21 Vận chuyển cát dọc theo tr¾c ngang b·i biĨn J v.d Graaff 21.1 Më đầu Sóng góp phần vào vận chuyển trầm tích dọc bờ, chúng đóng góp vào vận chuyển trầm tích dọc theo mặt nghiêng bÃi vuông góc với bờ Như đà giới thiệu chương 18, sóng gây lượng vận chuyển cát thực (net) chí mặt dòng khác vận chuyển khối lượng thực sóng zêro Lượng vận chuyển thực dẫn từ tích nồng độ trầm tích phụ thuộc thời gian tốc độ phụ thuộc thời gian Thùc vËy mét sè ®iỊu kiƯn, vÝ dơ kÝch thước thực, dòng vận chuyển trầm tích âm hướng ngược chiều so với vận tốc trung bình hướng truyền sóng Tất nhiên dòng tổng cộng theo hướng truyền sóng đủ lớn kéo theo vận chuyển cát theo hướng Hình 22.1 ví dụ kết thử nghiệm máng thuỷ lực dòng chảy kết hợp với tác động sóng Trong ví dụ bước đầu dòng chảy tăng gây nên dòng cát vận chuyển theo hướng âm sau trở nên dương tăng lên cách rõ rệt Hình 21.1 ảnh hưởng dòng chảy lên vận chuyển cát Sự diện dòng chảy song song với hướng truyền sóng gây ảnh hưởng trực tiếp lên hình thành xoáy gần sóng đáy ảnh hưởng gián tiếp thông qua độ dài sóng Trong lĩnh vực khác, ảnh hưởng cuối sở cho việc thiết kế đập chắn sóng chắn bọt khí Sự có mặt dòng ven bờ dọc theo bÃi biển ảnh hưởng lên vận chuyển cát vuông góc với bÃi làm cho vấn đề trở nên phức tạp Do phát triển công thức vận chuyển cát dọc bờ phản ánh trình tương tác sóng dòng- chương 16 19 Sẽ hợp lý hy vọng có diện dòng chảy dọc bờ gây ảnh hưởng lên vận chuyển trầm tích vào gần bờ xa bờ sóng gây nên Thực vậy, tượng bứt tách vật liệu đáy biển phụ thuộc 154 vào ứng suất đáy tổng cộng đà trình bày chương 19, ảnh hưởng dòng chảy dọc bờ lên vận chuyển trầm tích vào bê vµ xa bê lµ rÊt râ rµng H·y biến khác vận chuyển vật liệu dọc theo mặt nghiêng bÃi độ dốc bÃi biển Thành phần lực hấp dẫn đóng góp vào vận chuyển trầm tích theo chiều ngang Điều quan trọng điều kiện sóng biến đổi từ nơi qua nơi khác vượt qua trắc ngang Điều dẫn tới nhiều điều rắc rối Đáng tiếc, lĩnh vực nghiên cứu chưa phát triển năm gần Có thử nghiệm mô hình chí có số lượng đo đạc nguyên mẫu đà tiến hành Do mô toán học nhận sơ khai so sánh với công thức có vận chuyển dọc bờ Một số mô tả nguyên sơ trình bày mục tiếp sau 21.2 VËn chun hai chiỊu Bakker(1968) ®· xem xÐt sù vận chuyển cát dọc theo bờ có mỏ hàn kéo dài qua phần đới sóng đổ Theo quan sát thấy vùng bờ đà hình thành vật liệu cung cấp từ khơi trắc ngang dốc bị san vật liƯu chun xa bê, Bakker ®· ®Ị xt mét công thức tính vận chuyển ngang đơn giản dựa vào ®é dèc b·i Bakker ®· lËp luËn r»ng ®èi víi số độ dốc bÃi cân trung bình me , vận chuyển ngang cát, độ dốc khác có lượng cát vận chuyển phụ thuộc trực tiếp vào hiệu số độ dốc thực độ dốc cân Công thức trình bày sau: S y ( m me ) (21.01) m độ dốc bÃi biển trung bình dz dy me độ dốc cân Sy suất (tốc độ) vận chuyển cát độ rộng đơn vị dọc theo mặt nghiêng bÃi biển hệ số tỷ lệ Dấu âm (21.01) xuất phát từ định nghĩa trục dương rút từ việc hai giá trị m me âm dòng vận chuyển xa bờ xem dương phù hợp với hướng dương trục y Do Bakker đà quan tâm đến vận chuyển cát dọc trắc ngang bÃi biển khu vực bị chắn phần mỏ hàn mà Bakker thể hình 21.2 Trong hình đó, điểm mà ®ã tèc dé vËn chun ngang mong mn ®ỵc ký hiệu A chọn bề mặt "bước" Do vùng đánh dấu gạch chéo có diện tích nhau, điều nói lên : L1 y ( z ) dz h1 h1 (21.02) vµ 155 L2 h1 y ( z ) dz h2 h2 (21.03) y(z) mô tả trắc ngang thực tế Độ dốc bÃi gần điểm A đặc trng bëi L L1 2 m h (21.04) Khoảng cách L2 - L1 tương ứng với độ dốc cân thường ®ỵc thĨ hiƯn qua ký hiƯu W, nh vËy sÏ cã W 2 me h (21.05) Thay (21.04) (21.05) vào (21.01) bổ sung thêm mét h»ng sè tû lÖ qy ta cã: S y q y (W ( L2 L1 )) (21.06) Điều dẫn đến phương trình chuyển động giống với phương trình Pelnard-Considesre sử dụng (20.05) Các tham số qy W phương trình (21.06) phụ thuộc vào nhiều biến bao gồm tham số sóng, tham số cát không may phụ thuộc vào vị trí điểm A (hình 21.2) dọc theo trắc ngang bÃi Mối phụ thuộc tham số W vào vị trí điểm A hiển nhiên có quan hệ vị trí độ dốc sơ đồ hoá Trong thực tế độ dốc bÃi số mà biến đổi dọc theo trắc ngang Sự phụ thuộc qy vào vị trí A rõ ràng có liên hệ cách rõ ràng tới (trong số nhiều yếu tố khác) biến đổi thành phần sóng xuất dạng sóng xuyên qua bÃi Dẫu sao, Bakker đà đến kết luận tham số cần thiết qy W tương đối dễ dàng xác định: W xác định từ số liệu quan trắc theo trắc ngang cân hữu qy từ đo đạc trường Swart (1974) ®· thư kh¸i qu¸t ho¸ quan niƯm cđa Bakker (1968) tất vị trí dọc theo trắc ngang bÃi xác định giá trị cho qy W thông qua tham số vật lý dễ đo Swart đà tiến hành số lượng lớn nghiên cứu mô hình quy mô nhỏ thí nghiệm phòng quy mô gần với nguyên Những thử nghiệm tiến hành với sóng tượng xói mòn diễn tất trắc ngang bÃi; thử nghiệm bị hạn chế trầm trọng áp dụng kết cho toán nguyên mẫu Các kết Swart bao gồm số lớn tương quan thực nghiệm sử dụng tham số phi thứ nguyên Dù thế, đến bay chưa có tốt hơn, với hạn chế đà nêu, mối tương quan thực nghiệm Swart tạo nên khả đánh giá vận chuyển trầm tích qua điểm cho trước trắc ngang, ®ỵc dÉn mơc tiÕp theo Cho ®Õn nay, số lượng liệu vận chuyển trầm tích ngang gây sóng không đà thu thập nhằm tìm mối tương quan với công trình Swart chưa đủ Câu hỏi đặc trưng thĨ hiƯn tèt nhÊt cho biĨn cã 156 sãng kh«ng phục vụ tính toán dòng vận chuyển ngang chưa có câu trả lời Hình 21.2 Sơ đồ trắc ngang bÃi vận chuyển ngang qua điểm A (các phần đánh dấu có diện tích nhau) 21.3 Ví dụ Ví dụ minh hoạ thủ tục tính toán đà Swart đề xuất năm 1974 nhằm xác định vận chuyển cát dọc trắc ngang bÃi vị trí cho trước Trắc ngang bÃi thể hình 21.3 chịu tác động sóng với đường đỉnh sóng song song với bờ Độ cao sóng nước sâu 2.0 m chu kỳ sóng 6.0 giây BÃi có kích thước hạt trung bình 225 m mực nước biển lặng 1.0 m so với mực biển trung bình (MSL) đà hình Lượng vận chuyển cát dọc theo trắc ngang bÃi điểm (mực nước biển trung bình) yêu cầu đặt cho tính toán Chúng ta giải toán sử dụng sơ đồ đường bờ với tách biệt đới mực nước biển trung bình- mực nước đà chọn để xác định vận chuyển ngang Như tìm giá trị Sy theo phương trình dạng (21.06) Để xác định giá trị L2 - L1 , trước hết phải xác định giới hạn giới hạn trắc ngang D theo Swart Dựa vào sơ đồ hình 21.4 lấy H 0,488T 0,93 D50 0,786 0,488 ,93 ( 225 10 6 ) 0,786 5467 (21.07) ta thu (một cách gián tiếp) 157 h0 = 0,93 m vµ (21.08) 1 = 1,93 m (21.09) Giới hạn mặt nghiêng D tìm từ h×nh 21.5 víi H 0,473 T 0,894 D50 0,093 0,473 0,894 225 10 6 0, 093 0,61 (21.10) dÉn ®Õn hm 0 0,090 (21.11) từ 1,56T 56,2 m (21.12) hm 5,04m (21.13) 4,04m (21.14) Như giới hạn tạo nên độ cao trắc ngang D 1 h0 hm 5,97m (21.15) Những giới hạn phác thảo qua hình 21.3 Biết giới hạn này, khoảng cách L1 - L2 bước tính toán sử dụng công thức (21.02) (21.03) Điều đẫn tới giá trị tham số 19.27 m 194.4 m tương ứng Nh vËy L2 - L1 b»ng L2 L1 194,40 19,27 175,13m (21.16) Bíc tiÕp theo lµ để đánh giá khoảng cách cân tương ứng W điểm cho trước Việc tiến hành trực tiếp phương pháp Swart; thay vào trước hết cần xác định giá trị W mực nước tĩnh Wr sử dụng h×nh 21.6 víi H 0,132 0 D50 0, 447 H 0, 717 0,132 56,2 6 0, 447 ( 225 10 ) ,717 512 (21.17) ta thu mr H0 0 6,49 10 (21.18) 158 Hình 21.3 Mặt cắt bÃi 159 Hình 21.4 Giới hạn trắc ngang D, thứ nguyên độ dài m chu kỳ s từ đó: Wr H 20 6,49 10 4 (5,97)(2) (2)(56,2)(6, 49 10 ) 163,71 (21.19) khoảng cách cân ngấn nước W xác định thông qua hình 21.7 đây: Tỷ sè Wr 161 r hm 5,04 4,04 0,168 5,57 (21.20) H×nh 21.5 Giới hạn trắc ngang D, độ dài tính theo m chu kỳ s Cũng theo hình víi D50 r 0, 6810 4D 50 225 10 6 (0,168) (0,6810 )( 225106 ) 1,47 10 (21.21) (Đó zero (0) thực sự) ta thu được: W 0,7 r 1,0 Wr (21.22) đến lượt quay trở lại, ta có: W = [1+(0,7)(0,168)]167,71=184,35 m (21.23) May mắn giá trị cđa W lín h¬n L2 - L1 chØ r»ng vËn chun c¸t xa bê cã thĨ kú väng- chØ với điều kiện mà phương pháp Swart đà kiểm tra Bây đà biết giá trị L2 - L1 W cho phép vào phương trình (21.06), lại vấn đề xác định giá trị sy vị trí mong 162 muốn trắc ngang Đáng tiếc gía trị cần xác định theo cách lòng vòng Sử dụng hình 21.6 víi H H x H 01,68 ( ) 0,9 D50 1, 29 ( ) 2,66 0 hm 0, 2, 66 1,68 6 1, 29 ) ( 225 10 ) ( ) 2 ( 56, 5,04 280 105 ta thu s ymT 0,972 D50 (21.24) (21.25) ®ã sym giá trị lớn sy tìm thấy trắc ngang Phương trình (21.25) có dạng: s ym (0,972) (225 10 6 ) 3,64 10 5 m / s (21.26) H×nh 21.6 Kích thước tỷ lệ trắc ngang cân (độ dài m) 163 Hình 21.7 Tương quan chung W Ws (trường hợp hai chiều) D50 thứ nguyên m, b=1 r > b = với r < Vị trí trắc ngang mà vận chuyển xa bờ cực đại diễn tìm thấy sử dụng hình 21.9 Cho giá trị: H 2 ,69 H 0,55 ( ) 2,69 (2) 0 ,55 ( ) 0,0568 (21.27) hm 5,04 ta thu 2m 0,737 Trong 2m (21.28) giá trị điểm mà sym xuất Giá trị 2m = (0,737)(5,97) = 4,40 m 2m (21.29) 164 Hình 21.8 Biên độ Sym Như điểm nằm thấp mực nước tĩnh lại cao mặt cắt mà muốn biết vận chuyển cát dọc theo trắc ngang ( - 2m = 4.40 4.04 = 0.36 m mực nước biển trung bình, hình 21.3) Hình 21.10 cho ta sy - giá trị mong muốn- phụ thuộc vào giá trị sym Cho giá trÞ: 1 H0 H0 h m 1 4,04 4,40 0,267 5,97 5,04 56, 2m (21.30) 165 Hình 21.9 Vị trí Sym sử dụng hình 21.10b (chúng ta phía điểm cực đại) thu được: sy 0,935 (21.31) s ym hc s y (0,935)(3,64 10 5 ) 3,40 10 5 m / s (21.32) B©y giê chóng ta cã thĨ thÕ giá trị vào phương trình (21.06) Sử dụng kết (21.16) (21.23) (21.32): S y (3,40 10 5 )(184,35 175,13) 3,14 10 m / s tính theo sở giê S y 1.13 m2/h (21.33) (21.34) 166 a ven bờ b xa bờ Hình 21.10 Phân bố tỷ số Sy/Sym Như dòng trầm tích voà cỡ hơn1 mét khối vận chuyển phía biển từ mét đường bờ Tuy nhiên điều không xẩy mÃi Dòng trầm tích vận chuyển dọc trắc ngang làm thay đổi trắc ngang từ thay đổi tham số tham gia vào công thức tính toán, đặc biệt giá trị (L2-L1) 21.4 VËn chun ba chiỊu Khi ®a chiỊu thø - dọc đường bờ - vào thảo luận phải đối mặt với nhiều dòng chảy bổ sung làm phức tạp thêm việc mô tả vận chuyển cát theo chiều ngang Như đà đây, dòng chảy ven bờ, không phân biệt nguyên nhân - xem chương 12 đến chương 16 - gây ảnh hưởng tới vận chuyển ngang Các thành phần dòng chảy bổ sung chẳng hạn dòng gián đoạn (rip) chảy theo trắc ngang bÃi vuông góc với bờ gây ảnh hưởng trực tiếp rõ ràng Trường hợp đặc biệt dòng chảy vuông góc với bờ xuất mỏ hàn làm gián đoạn vận chuyển dọc bờ Nước chảy song song với bờ phía mỏ hàn bị chệch hướng phía biển dọc theo mỏ hàn Tính liên tục dòng chảy ven bờ thiết lập lại sau mỏ hàn dẫn tới dòng chảy phía bờ phía sau mỏ hàn Nếu trường dòng dọc bờ thông thường kéo dài thêm phía biển sau công trình, tương tự dòng triều tác động lên vùng rộng lớn dọc theo bờ dòng nước xung quanh mũi công trình tập trung nhiều so với trường hợp dòng dọc bờ không tồn vùng xa bờ Điều đáng tiếc hiểu biết sâu chế bên tham số đặc trưng cho kiểu dòng chảy riêng biệt bị thiếu hụt nghiêm trọng 167 Bowen (1969) đà ý nhiều đến vấn đề Sự hợp dòng nhằm xác định vận chuyển trầm tích ngang đòi hỏi nhiều nỗ lực n÷a 168 ... trị: H 2 ,69 H 0,55 ( ) 2, 69 (2 ) 0 ,55 ( ) 0,0568 (2 1 .2 7) hm 5,04 ta thu 2m 0 ,73 7 Trong 2m (2 1 .2 8) giá trị điểm mà sym xuất Giá trị 2m = (0 ,73 7 )( 5 ,9 7) = 4,40 m 2m (2 1 .2 9) 164 Hình 21 .8... 6 (0 ,16 8) (0 ,6810 )( 22 5106 ) 1, 47 10 (2 1 .2 1) (? ?ó zero (0 ) thực s? ?) ta thu được: W 0 ,7 r 1,0 Wr (2 1 .2 2) đến lượt quay trở lại, ta có: W = [1 +(0 ,7 )( 0 ,16 8)] 1 67, 71=184,35 m (2 1 .2 3) May mắn... 1,59M φ'' ( , 72 M x) (2 0 .2 9) (M x) 6(m''-m)St ®ã M = mm ''(? ?m'' 1/ (2 0.3 0) Tại đê chắn sóng (x = 0) 1,5(m''-m)Stφm L= mm'' 1/ (2 0.3 1) So s¸nh 20 .31 víi 20 .22 thÊy trình