Kỹ thuật biển ( dịch bởi Đinh Văn Ưu ) - Tập 2 Những vấn đề cảng và bờ biển - Phần 9 pps

25 Lắng đọng Trầm tích lạch tàu E.W Bijker, W.W Massie 25.1 Mở đầu Tất vấn đề hình thái đà trình bày sử dụng tham số biến đổi chậm; gradient độ cao sóng dòng cát vận chuyển khoảng cách không lớn Ngoại trừ tham số biến đổi chậm đó, vấn đề gắn liền với gián đoạn điều kiện biên dòng vận chuyển cát bị chặn hoàn toàn đê chắn sóng Bây cần làm cách để giải vấn đề trầm tích lạch tàu? Để tập trung tranh luận vấn đề riêng, cần xem xét ví dụ cát vận chuyển quanh đầu đê chắn sóng, A, hình 24.3 chương trước Lí thuyết trình bày chương trước đà tập trung giải câu hỏi xẩy bờ bồi lắng có cát thoát Như người đọc tự trả lời câu hỏi Tuy nhiên, vấn đề đặt là: Điều xẩy với lượng cát qua đầu mỏ hàn, A, hình 24.3? Có cát lắng xuống lạch tàu? Bao nhiêu cát vượt qua lạch tàu tiếp tục vận chuyển đi? Những câu trả lời vấn đề trình bày chương 25.2 Các biến đổi thực tế Các biến đổi tham số vật lí ảnh hưởng đến vận chuyển cát sau vượt qua đầu đê chắn sóng hình 24.3 nhiều so với trường hợp biến đổi góc tương đối cđa sãng tíi víi ®­êng bê Sù biÕn ®ỉi bỉ sung lớn xuất độ sâu tăng nhanh điều kiện sóng vượt qua lạch; thành phần dòng chảy bổ sung xuất Thông thường lạch tàu có độ sâu lớn phép sóng đổ xuất Hình 25.1 thể rõ biến đổi tham số Vị trí trắc diện vẽ dọc theo bÃi đới sóng đổ ngang qua lạch thể đường đậm CD hình 25.1a Bản thân trắc diện thể hình 25.1b; phản ánh ảnh hưởng bồi lắng cát phía trái đê chắn sóng Độ sâu tương ứng biên đới sóng đổ, hbr, dẫn trắc diện dọc bờ Hình 25.1b cho ta thấy biến đổi đột ngột độ sâu bờ lạch Ngoài ra, sóng bị đổ vùng bên phải đê chắn sóng Những biến đổi gây nhiều hệ trình vận chuyển cát dọc ngang lạch 192 Hình 25.1 Sơ đồ bờ trắc diện dọc bờ Trên: sơ đồ theo hình 24.3, Dưới: trắc diện CD Biến đổi vật lí rõ ràng xẩy thành phần dòng chảy lạch Ngay đới sóng đổ kết thúc, gần cuối đê chắn sóng, lực chủ yếu gây nên dòng dọc bờ phần gradient ứng suất trượt ứng suất xạ bị triệt tiêu xem chương 12 Biến đổi nhanh dâng rót mùc n­íc sãng cịng sÏ xt hiƯn gi÷a bÃi bồi lạch Điều dẫn đến thành phần lùc theo tr¾c diƯn däc bê víi h­íng phơ thc vào hướng độ dốc tổng cộng mặt nước xem mục 16.6 Tiếp theo, biến đổi độ cao sãng sÏ xt hiƯn däc theo tr¾c diƯn C-D bên phải đê chắn sóng Những biến đổi này, hướng tới lẫn độ cao biến đổi hiệu ứng phản xạ nước nông gây nên từ khác biệt địa hình Như vậy, cách này, tất thành phần ứng suất ngang biến đổi nhanh gần lạch 193 Hệ vật lí điều dẫn đến việc thành phần lực tác động ngang lạch khác hẳn so với phương trình 12.15 đà xây dựng sở gradient ứng suất ngang Một hệ cân lực phải thiết lập nhằm mục đích tính toán dòng chảy Mặc dầu sóng không đổ dọc theo lạch, chúng gây tác động lên ma sát đáy tạo thành phần vận tốc đáy ngoại trừ trường hợp nước sâu xem chương 5, tập I Phương trình 15.28 sử dụng để đánh giá lực ma sát cách dẫn dắt tương quan ma sát chương 15 giá trị Tuy nhiên, vận tốc hiệu chỉnh, V, cần đưa vào phương trình Không lực ma sát gradient ngang định cho vận tốc này; gradient lùc däc cịng rÊt quan träng thËm chÝ cßn tạo vận tốc gần song song với trục lạch Lực tác động dọc lạch chủ yếu dẫn đến tác động tổng hợp triều nguồn nước Cân lực cần thiết để dự báo phân bố vận tốc phức tạp để lí giải Các phân tích vật lí bổ sung cần thiết dòng chảy rút từ thực tế điều kiện biến đổi nhanh khoảng ngắn Điều có nghĩa dòng chảy tăng giảm khu vực cuối đê chăn sóng; ảnh hưởng quán tính cần đưa vào cân lực Điều đà tránh hoàn toàn biến đổi xuất chậm nên tác động quán tính bỏ qua Vậy tất điều gây ảnh hưởng đến vận chuyển trầm tích nào? Các ảnh hưởng lên hai thành phần vận chuyển trầm tích, di đáy lơ lửng, dẫn mục sau 25.3 Dòng vận chuyển di đáy Dòng vận chuyển di đáy có phản ứng nhanh biến đổi điều kiện vật lí Dòng di đáy xác định theo đặc trưng cục vận tốc ứng suất trượt Việc khuấy tách lắng đọng trở lại hạt cát gần ®¸y mét chu kú sãng chøng minh râ ®iỊu xem chương 18 Việc bỏ qua quán tính dòng di đáy cho thấy tốc độ dòng di đáy tính tương đối dễ vị trí điều kiện dòng chảy sóng xác định Cách tiếp cận Bijker phản ánh phương trình 19.34 sử dụng Các tương quan độc lập với sóng đổ, sử dụng nơi có yêu cầu Mỗi tốc độ dòng vận chuyển di đáy biết hàm vị trí, tính toán lượng xói lở lắng đọng dòng di đáy gây nên Trong điều dễ dàng, đưa giá trị thực tế dòng lơ lửng giữ nguyên không đáng kể Đây chủ đề mục 194 25.4 Dòng vận chuyển lơ lửng Các dòng lơ lửng đặt nhiều vấn đề so với dòng di đáy Tất nhiên dòng lơ lửng phân bố tất độ sâu điểm Do vật liệu lơ lửng lắng đọng chậm vận tốc lắng đọng (nó đạt đến vận tốc biển lặng) trình khuấy lên lắng xuống xuất theo cấp Nồng độ trầm tích lơ lửng điểm cho trước phụ thuộc trực tiếp vào điều kiện địa phương rối, dòng di đáy khứ trình đó; dòng lơ lửng mang tính chất quán tính Kể từ Einstein phát triển công thức phương trình 19.17 - cho điều kiện dừng, ®Õn mèi t­¬ng quan ®èi víi vËn chun l¬ lửng phát triển chương 19 không xác điều kiện toán không dừng Nói chung biến đổi dòng vận chuyển lơ lửng xuất muộn so với phương trình dạng 19.17 yêu cầu người sử dụng quan tâm tới điều Về nguyên lí cần tìm kiếm khả tách nồng độ trạng thái chuyển tiếp mối tương quan vật chất lơ lửng, song cố gắng theo hướng khó đáp ứng; cách tiếp cận đơn giản xấp xỉ thô trình bày đây, nguyên lí phương pháp tìm thấy mục 25.6 25.5 Một giải pháp gần Nhằm đạt kết khả thi cho vấn đề bồi lắng lạch, phương pháp thô sau thường áp dụng Thay vào việc tính giá trị gần lượng trầm tích lắng đọng, xác định giới hạn mà theo biến đổi hình thái lạch xẩy Điều dựa sở phương trình vận chuyển trầm tích đà phát triển điều kiện dừng Bước trình đánh giá điều kiện vật lí vị trí tới hạn Việc chọn số điểm nằm lạch ®iĨm n»m däc theo trơc l¹ch cịng ®đ ®Ĩ dù báo biến đổi hình thái lạch gần mép đê chắn sóng Bước đánh giá dòng di đáy dòng lơ lửng riêng rẽ điểm vừa chọn Các kết thu theo giả thiết không thật xác điều kiện biến đổi chậm Lắng đọng trầm tích hay xói lở điểm dòng di đáy thu cách xem xét biến đổi tốc độ vận chuyển điểm khu vực đà lựa chọn bước Do dòng di đáy có quán tính, kết chấp nhận Nếu lắng đọng trầm tích lơ lửng xẩy (lượng vận chuyển trầm tích lơ lửng giảm) cực đại lắng đọng vật liệu tìm cách so sánh hai giá trị tốc độ vận chuyển trầm tích lơ lửng trạng thái dừng Tương tự, cực đại xói lở vật liệu lơ lửng tìm cách so sánh tốc độ vận chuyển dừng xói lở vận chuyển lơ lửng xẩy Các giá trị tốc độ lắng đọng xói lở cực đại tác động quán tính vận chuyển trầm tích lơ 195 lửng; biến đổi dòng vận chuyển lơ lửng vượt qua giá trị Như vậy, biến đổi dòng vận chuyển di đáy với biến đổi cực đại dòng lơ lửng cho ta giới hạn bồi lắng hay xói lở Trong trường hợp cực trị khác đặc biệt lắng đọng, biến đổi thực tế dòng vận chuyển lơ lửng xem không đáng kể phía giới hạn lạch Điều kích thước phần tử trầm tích lơ lửng hay bề rộng lạch giảm Như vậy, giới hạn xói lở hay bồi lắng tính vào biến đổi dòng di đáy Cơ sở cách tiếp cận chi tiết trình bày mục sau 25.6 Xác định xác tượng trầm tích Việc mô tả lí thuyết tượng lắng đọng điều kiện độ sâu biến đổi đòi hỏi sử dụng nhiều biến so với trường hợp vừa trình bày mục trước Nhằm mục đích chứng tỏ khả tiếp cận lí thuyết, cho gián đoạn xuất bờ dốc lạch đường dòng gần đáy liên tục qua bờ; điều bảo đảm, ngoại trừ bờ lạch dốc với độ dốc thông thường 1:7 Giả thiết chung cho đường dòng theo hướng ngang vận tốc rối đặc trưng hệ số khuyếch tán, z, thường thích ứng trạng thái Giả thiết dòng theo hướng ngang đảm bảo dòng vận chuyển trầm tích theo hướng dòng chảy không gây lắng đọng trực tiếp Như vừa đây, vận chuyển trầm tích di đáy dễ thích ứng với biến đổi điều kiện dòng chảy biến đổi vận chuyển di đáy tính theo công thức có Khó khăn vấn đề liên quan đến việc xử lí biến đổi dòng lơ lửng Xem xét toàn khối nước nằm phía khu vực cần dự báo Khối nước có bề rộng (theo hướng vuông góc với dòng chảy) đơn vị, độ cao dz độ dài (theo hướng dòng chảy) dx Tính liên tục trầm tích thu được: d d S ( x, z ) dxdz  S ( x, z ) dxdz  (25.01) dx dz đó: S(x,z) vận chuyển ngang vật liệu lơ lửng, SV(x,z) vận chuyển theo phương thẳng đứng (d­¬ng vỊ d­íi) cđa vËt liƯu l¬ lưng, x, z toạ độ điểm cần tiến hành xem xét cân Nếu xem xét phương trình 25.01 trường hợp riêng z độ cao đáy, SV(x,đáy) tốc độ lắng đọng trầm tích lơ lửng 196 Phương trình 19.12 phương trình chuyển động vận chuyển thẳng đứng yêu cầu thêm số biến đổi nhỏ: d SV ( x, z )  Wc( x, z )   z c( x, z ) (25.02) dz ®ã : W vận tốc lắng phần tử, c(x,z) nồng độ trầm tích Trong trạng thái dừng chương 19 - SV = 0; rút từ phương trình 19.12 Cho hướng ngang S(x,z) xác định theo véc tơ vận tốc tổng cộng V(x,z) nồng độ c(x,z): S ( x, z )  V ( x, z ).c ( x, z ) (25.03) Lúc vận tốc nước biến đổi hàm khoảng cách, x, độ sâu dòng biến đổi Các biến đổi vận tốc cần thoả mÃn tương quan liên tục nước Các điều kiện biên xấp xỉ lời giải tập hợp phương trình nêu thể dạng sau: a Sv(x,z) = mặt nước tự trầm tích vào ®i b Sv(x,z) = phÝa tr­íc mÐp l¹ch – nơi điều kiện dừng không thoả mÃn Hệ thống phương trình chủ yếu giải phương pháp số sử dụng máy tính đại Bijker (1980) thu lời giải đơn giản triển khai máy tính nhỏ chí máy tính cầm tay Cách đơn giản hoá trình bày sau đây: a Phương trình 25.01 tích phân theo độ sâu thu được: d S S ( x)  SVb ( x )  dx (25.04) đó: SS(x) tổng vận chuyển trầm tích lơ lửng điểm, x, SVb(x) vận chuyển trầm tích theo phương thẳng đứng đáy- chủ yếu lắng đọng trầm tích điểm, x b Bijker cho z không biến đổi theo độ sâu thay cho viƯc sư dơng c«ng thøc 19.13 Bijker sư dơng c«ng thøc cña Coleman (1970): Vh  z  0,16 g C (25.05) đó: g gia tốc trọng trường, h độ sâu nước, C hệ số Chezy, 197 V vận tốc trung bình toàn lớp nước (Nếu sóng trở nên đáng kể, biến đổi 25.05 theo lí thuyết trình bày mục 19.4) c Một cách đơn giản hoá bổ sung S S Vc h (25.06) thay cho biểu thức xác 19.11 d Cuối Bijker đà sơ đồ hoá lạch với bờ nghiêng thành bờ thẳng đứng ®i qua ®iĨm gi÷a cđa bê dèc Bèn phÐp xÊp xỉ bổ sung cho phép bỏ qua phép tích phân số phức tạp phương pháp K van Rijn (1977) Đà có hai kết so sánh phương pháp trình bày báo Bijker (1980) Chóng ta cã thĨ rót kÕt ln phương pháp đơn giản chấp nhận việc dự báo lắng đọng trầm tích, sử dụng để tính toán vận chuyển trầm tích thực tế qua lạch Cuối cùng, thú vị xem xét lắng đọng vật liệu lơ lửng hàm khoảng cách thĨ hiƯn qua vÝ dơ tõ bµi viÕt cđa Bijker (1980) Cát với đường kính 0,2 mm chịu tác động dòng chảy với vận tốc m/s khu vực có độ sâu m Độ sâu biến đổi nhanh đến đến 10 m lạch Khoảng phần năm khả lắng đọng trầm tích lơ lửng xuất phía 25 m mép lạch; khoảng nửa xuất phía 100 m khoảng ba phần tư lắng đọng vòng 175 m Hình vẽ bao gồm phần biến đổi vận chuyển vật liệu lơ lửng đà giới hạn lắng đọng trầm tính mục 25.5 gặp được, đặc biệt độ sâu nước lớn so với độ sâu ví dụ 198 26 C¸c ký hiƯu W.W Massie C¸c kÝ hiƯu sử dụng tập giảng thể bảng Các chuẩn quốc tế kí hiệu sử dụng rộng rÃi ngoại trừ trường hợp việc sử dụng trái với ý nghĩa kết Một sè kÝ hiƯu cã thĨ cã nhiỊu nghÜa, nhiªn chúng cho phép ngữ cảnh việc sử dụng đảm bảo nghĩa cách rõ ràng Ví dụ, T sử dụng cho chu kỳ lẫn nhiệt độ Các hàm kí hiệu theo thuật ngữ Anh Mỹ Phần lớn khác biệt kí hiệu châu Âu lục địa xuất hàm lượng giác ngược Như vậy, góc với giá trị sin y viết : sin-1y thay cho cách viết arc siny Những nhầm lẫn tránh kí hiệu cách viết nghịch đảo sin cosecant, csc, hay 1/sin Theo quy tắc tương tự ta áp dụng cho hàm lượng giác hyperbolic khác Trong bảng kí hiệu ch÷ in hoa cho ta biÕt chuÈn quèc tÕ Hai cột cuối bảng cho ta thứ nguyên đơn vị thĨ 199 C¸c kÝ tù La m· KÝ hiƯu Phương trình Thứ nguyên Đơn vị Mật độ lương h 3.5 L2T-1 m2/s Hệ số 17.01 M-1L2T2 độ nhám không thứ nguyên 19.18 Biên độ dịch chuyển quỹ đạo 15.16 L m Giới hạn tích phân 19.10 L m Hệ số 20.11 L2T-1 m2/s độ ngang tàu (beam) 3.04 L m Khoảng cách từ đường l¸i 5.01 L m HƯ sè 19.01 b Khoảng cách tia sóng 12.02 L m C HƯ sè ma s¸t Chezy 13.01 L1/2 T-1 m1/2 /s L1/2 T-1 m1/2 /s A a B C Định nghĩa Hệ số ma sát Chezy D50 DWT 3.02 LT-1 m/s 9.01 §é mín n­íc tàu 3.04 L m kích thước hạt phần tử D VËn tèc sãng Nång ®é c 19.01 L m kÝch thước hạt phần tử 19.46 L m Trọng tải tổng céng chg M kg 4.13 E Mức ngẫu nhiên E Năng lượng sóng đơn vị diện tích 10.02 MT-2 N/m e Cơ số logarit tù nhiªn 4.07 Ftr Lùc triều đơn vị diện tích 13.02 ML-1T-2 N/m2 f Tham sè ma s¸t 15.15 g Gia tèc träng tr­êng 10.02 LT-2 m/s2 200 H ®é cao sãng 4.23 L m h ®é s©u n­íc 4.01 L m độ cao lớp sơ đồ hoá 19.18 h’ N­íc d©ng sãng 11.01 L m I độ sâu lạch cho phép 4.01 L m Giá trị tích phân Einstein 19.18 i Tû sè 4.26 K Sè sãng cđa triỊu 13.04 L-1 m-1 Kr HƯ sè khóc x¹ 17.07 k Sè sóng 10.01 L-1 m-1 L độ dài tàu 3.04 L m Mực biển 4.01 L m độ dài phá sóng hiệu 20.22 L m Khoảng cách đến bÃi sơ đồ hoá 21.02 L m độ dài lạch 4.09 L m QuÃng đường xáo trộn 14.02 L m Hệ số 20.30 L m số lượng tàu cực đại 4.14 m chØ sè ®Õm 4.17 m ®é dèc b·i 12.15 m’ ®é dèc b·i båi 20.26 N Số sóng đếm 4.12 Số giá trị cực trị 5.03 n Tû sè vËn tèc sãng 10.03 n Số lần trả tiền 4.26 Nh©n tè rđi ro (present worth factor) 4.26 Giá trị tích phân 19.20 LC l M M pwf Q 201 q Tû lÖ biến đổi vận chuyển cát đơn vị rộng 21.06 Biến ẩn LT-1 m/s 4.07 R Hàm trao đổi phản hồi S Thành phần ứng suất ngang 10.01 MT-2 N/m Vận chuyển trầm tích 17.08 L3T-1 m3/năm Vận chuyển trầm tích đơn vị rộng 9.01 L2T-1 m2/năm s vị trí tức thời tàu 4.02 L m s Tốc độ biến đổi vận chuyển trầm tích 20.05 L3T-1 m3/năm T Chu kì sóng 4.27 T s T Chu k× triỊu 13.03 T s Te Chu k× tÝnh 3.03 T s Thêi gian 4.02 T s U’’ Thµnh phần lượng sóng 17.01 MLT-3 N/s u Thành phần vËn tèc theo h­íng x 14.01 LT-1 m/s Tham sè Èn 20.18 u’ NhiƠu ®éng vËn tèc theo h­íng x 14.01 LT-1 m/s V VËn tèc 13.01 LT-1 m/s Vr VËn tèc tæng céng 15.22 LT-1 m/s V* VËn tèc ®éng lùc 15.04 LT-1 m/s v Thành phần vận tốc theo hướng y Thể tích cát tÝch tơ 20.41 L3 m3 v NhiƠu ®éng vËn tèc theo h­íng y 14.01 LT-1 m/s vS VËn tèc tµu 3.02 LT-1 m/s W BỊ réng c©n b»ng cđa b·i sơ đồ hoá 21.06 L m Vận tốc lắng (rơi) hạt trầm tích 19.12 LT-1 m/s Toạ độ theo h­íng trun sãng 10.01 L m t X H×nh 3.5 202 x Toạ độ dọc theo lạch 4.02 L m Toạ độ theo hướng vận chuyển cát 9.01 L m Toạ độ dọc theo bờ 13.01 L m x Biến ẩn 4.07 Y Toạ độ dọc theo đỉnh sóng 10.04 L m y Toạ độ vuông góc bờ 14.01 L m Z Toạ độ thẳng đứng L m Mực triều 13.03 L m Hạ mũi thân tàu 4.01 L m z Toạ độ thẳng đứng 9.01 L m z Toạ độ thẳng đứng 15.02 L m z’0 ®é cao vËn tèc zero 15.04 L m zt độ cao tiếp tuyến phân bố vận tốc 15.09 L m z* độ sâu không thứ nguyên 19.15 203 KÝ tù Hy L¹p KÝ hiƯu Định nghĩa Phương trình Thứ nguyên Đơn vị L m L2T-1 m2/s L m ML-3 kg/m3 ML-1T-2 N/m2  Gãc tíi cđa sãng so víi tµu 3.02 Góc lắng đọng đầu đê sóng đổ 20.39  chØ sè sãng ®ỉ 11.04  MËt ®é tương đối trầm tích 19.01 Tham số 21.09  Tham sè ®é réng phỉ Ch HƯ sè nhít 14.01 HƯ sè khuch t¸n rèi 19.12  Mùc mặt nước 9.01 Góc tương đối so với mặt 10.06 Giá trị tích phân 20.19 Hệ số Karman 15.04 độ dài sóng 10.01 Tham số sóng đáy 19.45 Tham số 15.29 Hằng số 3.03 Mật độ nước (biển) 3.04 Phương sai 4.03  øng suÊt ma s¸t 14.01  Gãc sãng tíi so víi h­íng bê tøc thêi 12.01 ’ Gãc sãng tíi so víi h­íng bê gèc 20.08  TÇn sè sãng triỊu 13.03 T-1 1/s  TÇn sè sóng mặt 3.02 T-1 1/s e Tần số sóng đo 3.02 T-1 1/s 204 Các số Chỉ số Định nghĩa b đáy bc đáy, dòng chảy br đường sóng đổ c độ thoáng đáy tàu cr Tới hạn cw Dòng chảy sóng i số đếm L mực nước tĩnh m Cực đại Cực tiểu Nước sâu (ngoại trừ ch 21) p Phần tử r Nhám r Kết r khúc xạ rms Trung bình bình phương s Tàu sig đặc trưng t Tại điểm tiếp tuyến tip đầu đê chắn sóng w sóng x Thành phần x xx Thành phần x ứng suất pháp tuyến xy Thành phần y ứng suất tiếp tuyến 205 y Thành phần y yx Thành phần y ứng suất tiếp tuyến yy Thành phần y ứng suất pháp tuyến Sóng, mặt nước 206 Tài liệu tham khảo Ackers, P.; White, W.R (1973): Sediment Transport: New Approach and Analysis: Journal of the Hydraulics Division: American Society of Civil Engineers; volume 99, number HY 11: pp 2041-2060 Allersma, E (1968): Mud on the Oceanic Shelf off Guiana: Symposium on Investigations and Resources of the Caribbean Sea and Adjacent Regions: Willemstad, Curaco, 18-26 November: pp 193-203, FAO, UNESCO Allersma, E , Massie, W.W (1973): Statistical Description of Ocean Wave: Coastal Engineering Group, Deaprtment of Civil Engineering, Delft University of Technology, Delft, The Netherlands Baker, Elijah, (1952): Introduction to Steel Shipbuilding: 2nd edition, Mc GrawHill Book Company, New York, U.S.A Bakker, W.T (1968): The Dynamics of A Coast with Groyn System: Proceeding 11 Coastal Conference: Volume I, Chapter 31, London th Bakker, W.T (1971) The Influence of the Longshore Variation on the Wave Height on the Littoral Current: Study report WWK 71-19: Ministry of Public Works (Rijkswaterstaat), The Hague, The Netherlands Battjes, J.A (1974): Computation of Set-up, Longshore Currents, Run-up and Overtopping due to Wind-Generated Waves: Delft University of Technology Communications on Hydraulics, number 74-2, Deaprtment of Civil Engineering, Battjes, J.A (1975): Modeling of Turbulence in Surf Zone: Proceedings of Symposium on Modelling Techniques: San Francisco: American Society of Civil Engineers: pp 1050-1061 Battjes, J.A (1976): Radiation Stress: Lecture notes for course on short waves, Coastal Engineering Group, Deaprtment of Civil Engineering, Delft University of Technology, Delft, Netherlands Battjes, J.A ; Roas, A (1975): Characteristics of Flow in Run-Up of Periodic Waves: Proceeding of 15th Coastal Engineering Conference: Honolulu, July Bijker, E.W (1967): Some Cosiderations about Scales for Coastal Models with Movable Bed; Doctorate Dissertation, Delft University of Technology Bijker, E.W (1968): Littoral Drift as a Function of Waves and Current: Delf Hydraulics Laboratory publication number 58, 1969 Bijker, E.W., Kalkwijk, J.; Pieters, T (1975): Masse Transport in Gravity Waves on a Sloping Bottom: report 75-1, Deaprtment of Civil Engineering, Delft University of Technology, Delft, Netherlands Bowen, A.J (1969): The Generation of Longshore Currents on a Plane Beach; Journal of Marine Research; volume 27, number 2, pp 206-215 207 Bowen, A.J : Rip Current : Journal of Geophysical Research, Volume 73, N 23, pp 5467-5490 Chow, Ven Te (1959): Open Channel Hydraulics: Mc Graw-Hill Book Company, New York, USA Comstock, John P- editor (1957): Principles of Naval Architecture: The Society of Naval Architects and Marine Engineers, New York, USA Dorrestein, R (1961): On the Deviation of the Average Pressure at a fixed point in a moving fluid from its Hydrostatic Value: Applied Scientific Research, volume 10, section A, pp 384-392 Bijker E.W Sedimentation in Channels and Estuaries, Proceeding of the 17th Conference on Coastal Engineering, Sydney, Australia, 23-28 Mars 1980, New York 1981, 11 pages Eden, Edwin W Jr (1971): Vessel Controllablility in Restricted Waters; Journal of Waterways, Habors, and Coastal Engineering Division; volume 97, number WW3, pp 475-490, August: American Society of Civil Engineers, New York, U.S.A Einstein, H.A (1950): The Bed-Load Function for Sediment Transportation in Open Channel Flows: United States Department of Agriculture, Soil Conservation Service, Technical Bulletin number 1026 Englund, F.; Hansen, F (1967): A monograph on Sediment Transport in Alluvial Channels: Teknisk Forlag, Copenhagen, Denmark Frijlink, H.C (1952): Discussion of the Sediment Transport Formulas of Kalinske, Einstein, and Heyer-Piter and Mueller in relation to recent Sediment Transport Measurements in Dutch Rivers: 2me Journal Hydraulique: Soc Hydraulique de France, Grenoble, pp 98-103 Van Hijum, E (1972): Slow Coastal Accretion Near A Breakwater, unpublised research manuscript, Coastal Engineering Group, Delft University of Technology Jonsson, I.G (1975): The Wave Friction Factore Relatted: Progress Report number 37, pp 3-8, Institute for Hydrodynamics and Hydraulic Engineering, Technical University of Denmark, Lingby Kalinske, A.A (1947): Movement of Sediment as Bed Load in Rivers: Transactions of the American Geophysical Union, volume 28, number 4, pp 615620 von Karman, Theodore (1930): Mechanical Similarity and Turbulence: Proceedings of 3th International Congress of Applied Mechanics: volume I, pp 8592; Stockholm, Sweden Kennedy, J.F.; Locher, F.A (1971): Sediment Suspension by Water Waves: Waves on Beaches and Resulting Sediment Transport: Proceeding of an Advanced 208 Seminas, Mathematics Research Center Publication number 28, pp 249-295; University of Wisconsin, Madison, Wisconsin, U.S.A Komar, P.D (1976) Evaluation of Wave-Genarated Longshore Current Velocities and Sand Transport Rates on Beaches: article in: Beach and nearshore Sedimentation (R.A Davis, Jr and R.L Ethington, editors): Special Publication number 24: Society of Economic Paleontologists and Mineralologists Kray, Casimir, J (1973): Design of Ship Chnnels and Maneuvering Areas: Journal of Waterways, Habors, and Coastal Engineering Division; volume 99, number WW3, pp 475-490, February: American Society of Civil Engineers, New York, U.S.A Kroese, G.M.; Nieuwenhuyse, P (1974): Possibility to Use Tugboats to Assist Large Ships in Exposed Channels: Student Thesis, Coastal Engineering Group, Deaprtment of Civil Engineering, Delft University of Technology, Delft, The Netherlands Longuet-Higgins, M.S (1953): Mass Transport in Water Waves: Phil Transactions Royal Society, London: A., volume 245, number 903, pp 535-581 Longuet-Higgins, M.S.; Stewart, R.W (1962): Radiation Stress and Mass Transport in Gravity Waves,with Application to Surf Beats: Journal of Fluid Mechanics; volume 13, pp 481-504 Longuet-Higgins, M.S.; Stewart, R.W (1963): A Note on Wave Set-Up; Journal of Marine Research; volume 21, pp 4-10 Longuet-Higgins, M.S.; Stewart, R.W (1964): Radiation Stresses in Water Waves: A Physical Discussion with Applications: Deep Sea Research, volume 11 pp 529-562 Longuet-Higgins, M.S.; Stewart, R.W ; (1971): Recent Progress in the Study of Longshore Currents: Waves on Beaches and Resulting Sediment Transport: Proceedings of an Advanced Seminar, Mathematics Research Center Publication number 28, pp 203-248; University of Wisconsin, Madison, Wisconsin, U.S.A Moore, G.M.; Cole A.Y (1960): Coastal Processes, Vicinity of Cape Thompson, Alaska; Geologic Investigations of Cape Thompson, N.W Alaska-Preliminary Report; Trcae Element Investigation Report 753, U.S Geological Survey, Washington D.C., U.S.A Oldenkamp, I (1973): Statistical Analysis of Ship s Maneuvres; Preprints, Symposium on Ship Handing, Netherlands Ship Model Basin, Waneningen, The Netherlands Pelnard-Considere (1954): Essay on the Theory of the Evolution of the Form of Beaches and Bars: Quatrieme journees de l’Hydraulique, Paris, Question 3, Les Energies de la Mer Prandtl, Ludwig (1926): On Fully Developed Turbulence: Proceedings of the 2nd International Congress of Applied Mechanics, Suricht, pp 62-74 209 Svasek, J.N.; Bijker, E.W (1969): Two Methods for Determination of Morphological Changes Induced by Coastal Structures; Proceedings of the 22nd International Navigation Congress, Paris; subject 11-4, pp 181-202; Permanent International Association of Navigation Congress, Brussels, Belgium Swart, D.H (1974): Offshore Sediment Transport and Equilibrium Beach Profiles; Doctorate Dissertation, Department of Civil Engineering, Delft University of Technology Thornton, E.B (1970): Variation of Longshore Current Across the Surf Zone; Proceedings of the 12nd Coastal Engineering Conference volume I, Chapter 18, pp 291-308 V« danh (1972): Method for Computing Dune Erosion Resulting from a Severe Storm: Technical Advisory Commission for Flood Prevention, Ministry of Public Works (Rijkswaterstaat), The Hague, The Nethelands V« danh (1973) Shore Protection Manual; U.S Army Coastal Engineering Research Center; published by U.S Government Printing office, Washington D.C., U.S.A V« danh (1974): Problems of Large Vessels in shllow Water; The Motor Ship; number 648, pp 573-575, July V« danh (1976): Computation of Longshore transport; Delft Hydraulics Laboratory report R968 part 1, September, Delft Wanhill, Stephen R.C (1974): Further Analysis of Optimum Size Seaport; Journal of the Waterways, Harbors and Coastal Engineering Division; volume 100, number WWW4, pp 377-383; American Society of Civil Engineers, New York, U.S.A Wiegel, Robert L (1964): Oceanographical Engineering; Prentice-Hall, Inc., London 210 Tài liệu tham khảo bổ sung Hinze, J.O (1962): Momentum and Mechanical Energy Balance Equations for A Flowing Homogeneous Suspension with Slip between the Phases; Applied Scientific Research, volume 33, number A 11 Kerssens, P.J.M.; van Rijn, L.V (1977): Model for Non-Steady Suspended Sediment Transport; Delf Hydraulics Laboratory Publicaton 191 Swart, D.H (1976): Coastal Sediment Transport; Computation of Longshore Transport; Delft Hydraulics Laboratory, Report of Investigation R968, part I 211 Mục lục Mở đầu Những vấn đề trình bày .6 2.1 2.2 Mơc tiªu Những vấn đề chi tiÕt Chuyển động tàu, thuyền 3.1 3.2 Các chuyển động thẳng đứng 3.3 Các chuyển động ngang 10 3.4 Tần số vượt sóng 11 3.5 Xác định chuyển ®éng tµu thun sãng 11 3.6 Một số định nghĩa phép xấp xØ 13 3.7 Mở đầu VÝ dô .14 Độ sâu lạch tàu 16 4.1 Mở đầu .16 4.2 TiÕp cËn vÊn ®Ị 17 4.3 Các chuyển động tàu 18 4.4 Mùc nước biến đổi 20 4.5 Độ ghồ ghề đáy 21 4.6 Những biến đổi độ thoáng đáy tàu 22 4.7 Các tính chất phân bố chuẩn phân bố Rayleigh .25 4.8 Khả va chạm đáy lạch 25 4.9 Mật độ lưu thông tàu 27 4.10 4.11 C¸c b­íc ®¸nh gi¸ tiÕp theo .30 4.12 BiÕn ®éng ®iỊu kiƯn b·o 28 Tãm l­ỵc 32 Bề rộng lạch tàu 34 5.1 Mở đầu .34 5.2 VÊn ®Ị lý t­ëng ho¸ 34 5.3 VÊn ®Ị thùc tÕ .35 212 5.4 5.5 Các phương pháp thiết kế 37 Các nhân tố bổ sung 38 Các mô hình điều khiĨn tµu .40 6.1 6.2 TiÕp cËn m« pháng .41 6.3 Mô tả mô tàu 41 6.4 Sư dơng bé mô tàu 41 6.5 Các mô hình vật lý 40 Một số điều cần lưu ý 41 Tăng cường khả vận hành tàu 43 7.1 7.2 Hỗ trợ tàu kéo (tugboat) .43 7.3 Đặt vấn đề 43 ThiÕt bị hích tàu (Bow Thrusters) 45 Tối ưu hoá tổng thể lạch tµu .46 8.1 8.2 Định nghĩa tối ưu hoá tổng thể 46 8.3 Chi phÝ x©y dùng 46 8.4 Tæn thÊt .47 8.5 Mở đầu .46 Chi phÝ tu .47 VËn chun c¸t ven bê 50 9.1 9.2 Cơ sở công thức 51 9.3 10 Mở đầu .50 Đơn giản hoá tr×nh .50 ứng suất xạ thành phần 53 10.1 10.2 Các ứng suất xạ .53 10.3 BiÕn ®ỉi cđa øng suÊt x¹ 54 10.4 Các thành phần ứng suất xạ 56 10.5 11 Mở đầu 53 C¸c øng dơng c¸c toán kỹ thuật bờ 59 N­íc d©ng sãng 60 11.1 Mô tả t­ỵng .60 11.2 Các lời giải phương trình vi phân 61 11.3 Lêi giải cho trường hợp sóng trườn (splilling) 61 11.4 Lời giải cho trường hợp sóng lao (plunging) 62 11.5 L­u ý 63 11.6 VÝ dô 65 213 12 Gradient øng suÊt rèi ngang .66 12.1 12.2 Biến đổi đới sóng đổ 66 12.3 13 Mở đầu 66 BiÕn ®ỉi ®íi sãng ®ỉ 70 Lùc triÒu däc bê 69 13.1 13.2 14 HƯ to¹ ®é sư dơng 69 Thành phần lực triều chiều 69 C¸c lùc rèi 72 14.1 14.2 15 Mở đầu 72 Mô tả toán học 72 C¸c lực ma sát đáy 74 15.1 15.2 Ma s¸t dòng chảy ổn định .74 15.3 Ma s¸t cã sãng 80 15.4 Ma sát tổng hợp sóng dòng chảy 80 15.5 16 Mở đầu 74 Mét sè l­u ý bæ sung .83 TÝnh toán dòng chảy dọc bờ .84 16.1 16.2 C©n b»ng lùc c¬ së 84 16.3 Tác động rối .90 16.4 Tác động sóng không (irregular) 86 16.5 VÝ dô 87 16.6 17 Mở đầu 84 C¸c lùc t¸c ®éng bæ sung 91 Các công thức cũ vận chuyển ven bờ 93 17.1 17.2 C«ng thøc CERC 93 17.3 Các xác minh đối víi c«ng thøc CERC 95 17.4 Biến đổi dòng trầm tích theo góc sóng tiến vào bờ 100 17.5 Các hệ số c«ng thøc CERC 96 17.6 VÝ dơ triĨn khai c«ng thøc CERC 97 17.7 18 Mở đầu 93 Các hạn chế công thøc CERC 98 C¬ chÕ vËn chun c¸t 100 18.1 Mở đầu 100 18.2 Các luận điểm sở 100 18.3 §é gå ghề đáy 101 214 18.4 19 C¸c nhËn xÐt chung .103 Các công thức đại vận chuyển cát ven bờ 105 19.1 19.2 C«ng thøc vận chuyển trường hợp có dòng chảy .105 19.3 ảnh hưởng sóng lên vận chuyển trầm tích đáy 117 19.4 Biến đổi ứng suất đáy 117 19.5 Dòng di đáy sóng dòng ch¶y 119 19.6 ¶nh hưởng sóng lên dòng vận chuyển lơ lửng 120 19.7 VËn chun trÇm tÝch tỉng céng .122 19.8 Mét sè nhËn xÐt vỊ c«ng thøc Bijker 124 19.9 Ví dụ công thức Bijker .125 19.10 Độ nhạy công thức Bijker 132 19.11 20 Mở đầu 105 So sánh với công thức CERC 133 BiÕn ®ỉi bê theo lý thuyết đường đơn 135 20.1 20.2 Phương trình liên tục 136 20.3 Ph­¬ng trình chuyển động 137 20.4 Cách giải, điều kiện biên ®iỊu kiƯn ban ®Çu .138 20.5 øng dơng cho tượng lắng đọng công trình chắn sóng 139 20.6 Lắng đọng không song song 142 20.7 VËn chuyÓn qua công trình chắn sóng .144 20.8 Đánh giá 149 20.9 21 Mở đầu 135 VÝ dô .149 VËn chuyÓn cát dọc theo trắc ngang bÃi biển .154 21.1 21.2 VËn chun hai chiỊu 155 21.3 VÝ dô .157 21.4 22 Mở đầu 154 VËn chun ba chiỊu 167 BiÕn ®ỉi bê theo lý thuyết đa đường 169 22.1 Mở đầu 169 22.2 Sơ đồ hoá .169 22.3 Các phương trình liên tục chuyển động 171 22.4 Các điều kiện ban đầu điều kiện biên 173 22.5 Cách giải phương trình 173 22.6 Những phát triển 174 215 23 C¸c bê c¸t 175 23.1 23.2 Thành tạo cån c¸t 175 23.3 Động lực ngắn hạn đụn cát 177 23.4 §éng lực học dài hạn cồn cát .179 23.5 24 Mở đầu 175 Phương pháp phân tích 182 Các công tác bảo vệ bê 184 24.1 24.2 Cung øng c¸t .184 24.3 Má hµn 186 24.4 T­êng ch¾n 188 24.5 Các khối chắn sóng rời 189 24.6 25 Mở đầu 184 Kiểm soát bồi lắng 190 Lắng đọng Trầm tích lạch tàu 192 25.1 25.2 Các biến đổi thực tế .192 25.3 Dòng vận chuyển di đáy 194 25.4 Dòng vận chuyển lơ löng .195 25.5 Một giải pháp gần .195 25.6 26 Mở đầu 192 Xác định xác tượng trầm tích 196 C¸c ký hiƯu 199 C¸c kÝ tù La m· 200 KÝ tù Hy L¹p 204 C¸c chØ sè .205 Tài liệu tham khảo 2077 Tài liệu tham khảo bổ sung 211 Môc luc 211 216 ... dừng chương 19 - SV = 0; rút từ phương trình 19. 12 Cho hướng ngang S(x,z) xác định theo véc tơ vận tốc tổng cộng V(x,z) nång ®é c(x,z): S ( x, z )  V ( x, z ). c ( x, z ) (2 5.0 3) Lóc vận tốc... Phương trình 19. 12 phương trình chuyển động vận chuyển thẳng đứng yêu cầu thêm số biến đổi nhỏ: d SV ( x, z )  Wc( x, z )   z c( x, z ) (2 5.0 2) dz ®ã : W vận tốc lắng phần tử, c(x,z) nồng độ trầm... 10. 02 MT -2 N/m e C¬ sè logarit tù nhiªn 4.07 Ftr Lùc triỊu trªn đơn vị diện tích 13. 02 ML-1T -2 N/m2 f Tham sè ma s¸t 15.15 g Gia tèc träng tr­êng 10. 02 LT -2 m/s2 20 0 H ®é cao sóng 4 .23