bài tập lớn động lực học sông biển

Dự báo biến dạng lòng sông: 2.1 Dự báo biến dạng cho bó dòng: - Cơ sở lý thuyết của dự báo bồi xói cho bó dòng; - Xác định lưu lượng bùn cát cho các bó dòng; - Xác định tốc độ bồi xói ba

NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN

Môn học: ĐỘNG LỰC HỌC SÔNG BIỂN

Sinh viên: Nguyễn Thế Trung

Ngày giao đề: 11/3/2016

Ngày nộp: 13/5/2016

1 Số liệu ban đầu 1.1 Bình đồ:Đoạn cạn số 11

1.2 Số liệu thủy văn

Q (m3/s) H (m) 763 1.14 741 1.12 649 1.02 554 1 436 0.783 346 0.672 387 0.721 456 0.744 552 0.89 513 0.842 464 0.772 452 0.774 486 0.8 459 0.773 400 0.702 306 0.578 351 0.65 382 0.697 305 0.605 265 0.551 219 0.48 1.3 Địa chất

P% 0.15 9.98 13.25 63.68 85.14 97.4 99.37 99.62 100

2 Yêu cầu:

Thực hiện

1 Phôtô, can lại bình đồ

Chương 2 Dự báo biến dạng lòng sông:

2.1 Dự báo biến dạng cho bó dòng:

- Cơ sở lý thuyết của dự báo bồi xói cho bó dòng;

- Xác định lưu lượng bùn cát cho các bó dòng;

- Xác định tốc độ bồi xói ban đầu;

- Vẽ đồ thị biến dạng của các bó dòng;

- Biểu diễn bồi xói trên bình đồ

2.1 Dự báo biến dạng cho cả lòng sông:

- Cơ sở lý thuyết của dự báo bồi xói cho cả lòng sông;

- Xác định lưu lượng bùn cát của các mặt cắt;

- Xác định độ biến dạng của các đoạn sông;

- Vẽ đồ thị biến dạng của đoạn sông;

4 Hoàn thiện và nộp

2.2 Quy cách:

2.2.1 Nêu ngắn gọn lý thuyết áp dụng trước khi tính

2.2.2 Các hình vẽ minh họa, bảng biểu, đồ thị phải có tên, đánh số thứ tự

2.2.3 Các công thức phải được đánh số thứ tự

2.2.4 Thuyết minh khổ A4, bìa Nilon, các đồ thị vẽ bằng tay trên giấy kẻ ly hoặc vẽ trêncác phần mềm chuyên dụng đảm bảo đầy đủ thông số, bao gồm các phần theo trình tựsau:

- Nộp sớm:

- Trình bày đẹp, đúng quy cách:

- Lý do khác:

2.3.2 Phạt: - Chậm tiến độ:

- Trình bày xấu, không đúng quy cách:

- Lý do khác:

2.3.3 Đánh giá của giáo viên hướng dẫn:

Trưởng bộ môn Giáo viên hướng dẫn

Mục Đích

Khi nghiên cứu về một dòng sông chúng ta phải đưa ra dự báo về sự biến dạng của lòng sông Để dự báo về sự biến dạng của lòng sông chúng ta biết được lưu lượng bùn cát trong sông, để biết được lưu lượng bùn cát trong sông cần phải đi tìm vận tốc dòng chảy của dòng sông Việc lập bình đồ dòng chảy sẽ giúp chúng ta tìm được vận tốc chảy của dòng sông

Mục lục

Phần I: Lập bình đồ dòng chảy

1 Cơ sở lý thuyết

2 Các bước thực hiện

3 Ứng dụng

Phần II : Dự báo biến dạng cho từng bó dòng và cả lòng dẫn

1 Cơ sở lý thuyết

I/ CƠ SỞ LÝ THUYẾT: * Phương pháp mặt cắt phẳng:

- ứng dụng trong trường hợp đoạn sông tương đối thẳng và mặt cắt ướt có thể coi

là phẳng

- Độ dốc dọc của lòng sông li và độ nhám n không đổi theo phương ngang

- Vận tốc dòng chảy ít biến đổi theo chiều dài

Hay

δWW δWl ≈0 => W

δWW δWl =0

Mà C =

1

n R

1 6 với R ¿ H => q = √I11

n H

1

6H

3 2 =

√I1

n H

5 3

Lưu lượng của cả dòng sông:

Q' chỉ phụ thuộc vào đặc trưng hình học của lòng sông và hoàn toàn xác định được khi biết mặt cắt ngang sông và mực nước

Các bước thực hiện phương pháp mặt cắt phẳng:

- Bl: Chia đoạn sông thành các đoạn bởi các mặt cắt sao cho sự biến đổi của lòng sông giữa hai mặt cắt được coi là tuyến tính

- B2: Vẽ các mắt cắt tương ứng vói mực nước của lưu lượng đã cho

- B3: Vẽ đường luỹ tích lưu lượng

+ Chia mặt cắt sông thành các dải sao cho sự diễn biến của lòng sông là tuyến tính, bề rộng của dải không nhất thiết phải bằng nhau

∫

0

B H

+ Vẽ đường luỹ tích lưu lượng

B4: Chia lòng sông thành các bó dòng có lưu lượng bằng nhau:

- Đặc điểm: Lưu lượng của bó dòng không đổi

- Nguyên tắc lập bình đồ dòng chảy: Xét nhiều mặt cắt dọc theo chiều dòng chảy,trên mỗi mặt cắt chia thành các mảnh sao cho lưu lượng trên mỗi mãnh bằng lưu lượngquy định của mỗi bó dòng (ví dụ: Q/5), vị trí các mảnh đó là vị trí các bó dòng, và từ đónối các điểm tương ứng trên bình đồ ta sẽ có bình đồ dòng chảy

- Trên bình đồ chọn các mặt cắt ngang của dòng chảy (chọn 8 mặt cắt)

+ Mặt cắt 3-3: αQ’ với α =3 =Q' Q =

280355.563 = 0.787

+ Mặt cắt 5-5: αQ’ với α =5 =Q' Q =

280427.286 = 0.655

+ Mặt cắt 7-7: αQ’ với α =7 =Q' Q =

280301.12 = 0.932

Δbbtb= Δbbi+1+ Δbbi

2

Trong đó:

∆b là bề rộng bó dòng

∆btb là bề rộng bó dòng trungbình trên một đoạn sông

qs là lưu lượng đơn vị bùn cát trên một thuỷ trực

- Khi đó vận tốc biến dạng trong phạm vi bó dòng và 2 mặt cắt i, i+1 được xác định như sau

a- Dự báo bồi xói cho từng bó dòng:

Tĩm đường kính hạt ta sẽ nội suy dựa theo bảng cấp phối hạt:

+ Nếu h>2.10 dùng công thức Lê-vi:

Bảng 3: Mặt cắt 3-3

Bó dòng Htb (m) U (m/s) Uo (m/s) qs.(10-6)

(m2/s) ∆b(m) Q

sbd.(10-3)(m2/s)

Từ các giá trị Qsbd vừa tìm được ta dự báo biến dạng cho các bó dòng Cụ thể ta lập bảng

tính rồi lập biểu đồ như sau.:

II/ Biến dạng của cả lòng sông:

Trong trường hợp tổng quát, khi lòng sông bị biến dạng do bồi hoặc xói thì các yếu

tố thủy lực của dòng chảy cũng thay đổi theo, phụ thuộc vào thời gian do điều kiện thủy văn Chia khoảng thời gian cần dự báo T thành các khoảng thời gian Δbt đủ nhỏ sao cho các đặc trưng thủy lực của dòng chảy thay đổi không đáng kể.



Δbω

Δbt =

ΔbQsΔbl(1−ε )

∆Qs là độ chênh lưu lượng bùn cát lòng sông giữa 2 mặt cắt: ∆Qs = Qi+1- Qi

∆l là khoảng cách giữa 2 mặt cắt

∆w là biến dạng diện tích lòng sông.

∆t là khoảng thời gian dự báo biến dạng.

Btb là bề rộng sông trung bình của đoạn sông.

∆z0tb là biến dạng đáy trung bình trên đoạn sông giữa 2 mặt cắt.

U0 -U0 là lưu tốc không xói,

- ω0 là diện tích mặt cắt không xói.

Thực hiện phép tích phân bề rộng sông và thay B=

ρ là khối lượng riêng của nước.

ρ s là khối lượng riêng của bùn cát.

∑ = 5.196

Sử dụng kết quả của phần tính Qsbd cho từng mặt cắt ta dự báo cho cả lòng dẫn Để

dự báo ta tính tổng các Qsbdi cho từng mặt cắt Kết quả tính toán được lập thành