bài tập lớn động lực học sông biển

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 Số liệu ban đầu 1.1 Bình đồ:Đoạn cạn số 11 1.2 Số liệu thủy văn Q (m3/s) 763 741 649 554 436 346 387 456 552 513 464 452 486 459 400 306 351 382 305 265 219 H (m) 1.14 1.12 1.02 0.783 0.672 0.721 0.744 0.89 0.842 0.772 0.774 0.8 0.773 0.702 0.578 0.65 0.697 0.605 0.551 0.48 1.3 Địa chất 0.063 0.09 0.125 0.18 0.25 0.355 0.5 P% 0.15 9.98 13.25 63.68 85.14 97.4 99.37 99.62 100 Yêu cầu: 2.1 Nội dung: St Công việc t Phôtô, can lại bình đồ Chương Lập bình đồ dòng chảy: - Cơ sở lý thuyết lập bình đồ dòng chảy - Vẽ mặt cắt ngang lòng sông; - Xây dựng đường lũy tích lưu lượng; - Xác định tọa độ bó dòng; - Xác định vận tốc bó dòng; - Vẽ bình đồ dòng chảy (A3) Chương Dự báo biến dạng lòng sông: 2.1 Dự báo biến dạng cho bó dòng: - Cơ sở lý thuyết dự báo bồi xói cho bó dòng; - Xác định lưu lượng bùn cát cho bó dòng; - Xác định tốc độ bồi xói ban đầu; - Vẽ đồ thị biến dạng bó dòng; - Biểu diễn bồi xói bình đồ 2.1 Dự báo biến dạng cho lòng sông: - Cơ sở lý thuyết dự báo bồi xói cho lòng sông; - Xác định lưu lượng bùn cát mặt cắt; - Xác định độ biến dạng đoạn sông; - Vẽ đồ thị biến dạng đoạn sông; Hoàn thiện nộp Tiến độ Thực 2.2 Quy cách: 2.2.1 Nêu ngắn gọn lý thuyết áp dụng trước 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 đánh số thứ tự 2.2.4 Thuyết minh khổ A4, bìa Nilon, đồ thị vẽ tay giấy kẻ ly vẽ phần mềm chuyên dụng đảm bảo đầy đủ thông số, bao gồm phần theo trình tự sau: - Bìa ngoài; - Nhiệm vụ BTL; - Mục lục; - Nội dung tính toán; - Phụ lục tính toán (nếu có); - Tài liệu tham khảo 2.3 Thưởng, phạt: - Nộp sớm: - Trình bày đẹp, quy cách: - Lý khác: 2.3.2 Phạt: - Chậm tiến độ: - Trình bày xấu, không quy cách: - Lý khác: 2.3.3 Đánh giá giáo viên hướng dẫn: Trưởng môn Giáo viên hướng dẫn Mục Đích Khi nghiên cứu dòng sông phải đưa dự báo biến dạng lòng sông Để dự báo biến dạng lòng sông biết lưu lượng bùn cát sông, để biết lưu lượng bùn cát sông cần phải tìm vận tốc dòng chảy dòng sông Việc lập bình đồ dòng chảy giúp tìm vận tốc chảy dòng sông Mục lục Phần I: Lập bình đồ dòng chảy Cơ sở lý thuyết Các bước thực Ứng dụng Phần II : Dự báo biến dạng cho bó dòng lòng dẫn Cơ sở lý thuyết Phần I: LẬP BÌNH ĐỒ DÒNG CHẢY I/ CƠ SỞ LÝ THUYẾT: * Phương pháp mặt cắt phẳng: - ứng dụng trường hợp đoạn sông tương đối thẳng mặt cắt ướt coi phẳng Hay Độ dốc dọc lòng sông li độ nhám n không đổi theo phương ngang Vận tốc dòng chảy biến đổi theo chiều dài δW ≈0 δl W => δW =0 δl Suy ra: W2 g =0 C H gI1 Lưu lượng thuỷ trực: q = W H  gI1 = gq C2H gI H C g => q2 = 16 R n => q = I1 ≈ Mà C = với R H => q = Lưu lượng dòng sông: B ∫ Q= I1 n I1 H db n = I C.H 16 H H n B ∫H 3 I1 = n H I Q = Q' n db = αQ’ với α = Q' phụ thuộc vào đặc trưng hình học lòng sông hoàn toàn xác định biết mặt cắt ngang sông mực nước Các bước thực phương pháp mặt cắt phẳng: - Bl: Chia đoạn sông thành đoạn mặt cắt cho biến đổi lòng sông hai mặt cắt coi tuyến tính - B2: Vẽ mắt cắt tương ứng vói mực nước lưu lượng cho - B3: Vẽ đường luỹ tích lưu lượng + Chia mặt cắt sông thành dải cho diễn biến lòng sông tuyến tính, bề rộng dải không thiết phải B n ∫ H db = ∑ H i ∆b 5 i =1 + Vẽ đường luỹ tích lưu lượng B4: Chia lòng sông thành bó dòng có lưu lượng nhau: ∆Q = Chia tung độ thành khoảng nhau, gióng sang bình đồ bó dòng - B5: Tính diện tích bó dòng - B6: Tính vận tốc Vi bó dòng - B7: Vẽ bình đồ dòng chảy II/ ÚNG DỤNG: - Khái niệm bình đồ dòng chảy: Là việc thể bó dòng dòng chảy mặt - Đặc điểm: Lưu lượng bó dòng không đổi - Nguyên tắc lập bình đồ dòng chảy: Xét nhiều mặt cắt dọc theo chiều dòng chảy, mặt cắt chia thành mảnh cho lưu lượng mãnh lưu lượng quy định bó dòng (ví dụ: Q/5), vị trí mảnh vị trí bó dòng, từ nối điểm tương ứng bình đồ ta có bình đồ dòng chảy - Trên bình đồ chọn mặt cắt ngang dòng chảy (chọn mặt cắt) - Từ bình đồ vẽ mặt cắt ngang chọn - Đặt mực nước tính toán: Htt = 0.9m - Nhận thấy: Htt = 0.9 nằm khoảng 0.783m-1m nên nội suy quan hệ mực nước- lưu lượng ta được: => Q = 280(m3/s) + Mặt cắt 1-1: α1 = = 280 842.465 = 0.032 ∆B (m) 11 24 15 32 22 16 STT 10 16 30 43 Htb(m) Htb5/3(m) ∆B 5/3 Htb (m) 1.8 2.664 29.304 4.1 10.503 252.072 4.2 10.933 163.995 3.2 6.949 222.368 2.35 4.154 91.388 1.85 2.788 44.608 1.25∆B(m)1.45 Htb(m) 14.5 ω(m2) 0.8 23 0.689 3.65 11.02467.4 0.6 11 0.427 4.1 12.8145.65 0.2515 0.099 4.05 0.39661.5 32 3.3 105.6 100 0.9 114.25 ∑ ∆B H 5/3 tb (m) 29.304 281.376 445.371 667.739 759.127 803.735 Q(m3) 818.235 829.259 56 842.069 56 842.465 56 56 56 α= 0.332 0.332 0.332 0.332 0.332 0.332 υ(m/s) 0.332 0.332 0.83 0.332 1.226 0.332 0.911 0.53 0.49 Q(b)(m3) 9.729 93.417 147.863 221.689 252.03 266.84 271.654 275.314 279.567 280 + Mặt cắt 2-2: α2 = = ∆B 10 11 (m ) 14 26STT 261 142 123 144 305 19 21 20 10 Htb(m) 0.5 1.2 1.65 1.75 2.2 2.1 1.3 1.15 0.75 0.2 0.1 280 297.039 = 0.943 Htb5/3(m) 0.315 ∆B H 5/3 tb 4.41 (m) ∑ 2.304 2.541 3.721 3.444 1.548 1.262 0.019 0.068 0.022 H 5/3 tb (m) 4.41 Q(m ) 39.64 0.95 59.904 48.5 56 99.544 135.118 1.8 35.574 49.5 56 176.446 2.15 41.328 28.6 56 1.75 48.216 51.25 224.662 56 0.75 46.44 61.975 271.102 56 23.978 295.08 0.399 295.479 1.36 296.839 0.2 297.039 ∆B(m) 1.355 Htb(m)35.23 ω(m ) 42 30 12 25 89 ∆B α= Q(b)(m3) 0.943 4.159 37.381 93.869 127.416 166.389 211.856 255.649 278.260 278.637 279.919 280 υ(m/s) 0.943 1.154 0.943 0.943 1.131 0.943 1.958 0.943 1.093 0.943 0.904 0.943 0.943 0.943 0.943 + Mặt cắt 3-3: α3 = = ∆B 10 11 (m) Htb(m) 280 355.563 = 0.787 Htb5/3(m) 0.2 0.068 16 0.65 0.488 STT ∆B(m) 55 1.1 1.172 141 1.2 81 1.355 162 1.15 93 1.262 323 44 404 0.7 26 0.552 305 0.4 28 0.217 32 1.8 2.664 28 2.1 3.444 0.4 0.217 ∆B 5/3 Htb (m) 0.544 7.808 Htb(m) 64.694ω(m2) 18.9761.2 1.05 20.19283.7 32 51.7 0.35 22.08 2.9 61.75 6.51 2.4 78.25 85.248 96.432 1.085 ∑ ∆B H 5/3 tb (m) 0.544 8.352 Q(m ) 73.046 56 92.016 112.208 56 144.208 56 166.288 56 172.798 56 258.046 354.478 355.563 α= Q(b)(m3) 0.787 0.787 υ(m/s) 0.787 0.915 0.787 0.787 0.669 0.787 1.083 0.787 0.907 0.787 0.716 0.787 0.787 0.787 0.428 6.573 57.487 72.417 88.308 113.492 130.869 135.992 203.082 278.974 280 + Mặt cắt 4-4: α4 = = ∆B 10 11 (m) 14 46 40STT 581 282 163 264 325 14 12 Htb(m) 280 353.619 = 0.792 Htb5/3(m) 0.45 0.264 0.75 0.619 1.7 2.421 1.75 ∆B(m) 2.541 0.45 49 0.204 0.15 25 0.042 0.15 34 0.042 0.4 126 0.217 1.65 58 2.303 1.65 2.303 0.3 0.134 ∆B H 5/3 tb (m) ∑ 1.584 8.666 111.366 Htb(m)101.64ω(m2) 0.75 15.32749.5 1.5 1.176 59.75 1.4 0.672 54.1 0.8 5.672 49.558 2.5 73.69653.33 32.242 1.608 ∆B 5/3 Htb (m) 1.584 10.25 121.6163 Q(m ) 223.256 56 238.583 239.759 56 240.431 56 246.073 56 319.769 56 352.011 353.619 α= Q(b)(m3) 0.792 0.792 0.792 υ(m/s) 0.792 1.131 0.792 0.792 0.937 0.792 1.035 0.792 1.13 0.792 1.05 0.792 0.792 1.255 8.118 96.319 176.819 188.958 189.889 190.421 194.889 253.257 278.793 280 qs = 0.015 ∆btb = U    d (U − U ) U0  ∆bi +1 + ∆bi Trong đó: ∆b bề rộng bó dòng ∆btb bề rộng bó dòng trungbình đoạn sông qs lưu lượng đơn vị bùn cát thuỷ trực - Khi vận tốc biến dạng phạm vi bó dòng mặt cắt i, i+1 xác định sau ∆Q sbd 864 10 ∆z =− ∆t ∆l (1 − ε ) ∆btb Nếu ∆z < xói (cm/ ngày) Nếu ∆z > bồi a- Dự báo bồi xói cho bó dòng: Tĩm đường kính hạt ta nội suy dựa theo bảng cấp phối hạt: Đường kính 0.063 0.09 hạt(mm) p% 0.15 9.98 d50% = 0.165 mm 0.125 0.18 0.25 13.25 63.68 85.14 0.35 0.5 97,4 99.37 99.62 100 d90% = 0.29 mm Tìm vận tốc khởi động bùn cát theo công thức Gôntrarôp: U = 0.96 gd 0.4 (d 50%  h + 0.014) 0.6   d 50%    0.2  d 50%   d 90 %    0.2 Tìm độ lỗ rỗng theo công thức: = *) Xác định qs : + Nếu d > 2.10 − h n = 0.23 100 − n dùng công thức Lê-vi: qs = 0.00076 + Nếu 0.25  U    d (U − U ) d   gd  h   d < 5.10 − h U  U0 dùng công thức Grisanhim:   d (U − U )  qs =0.015 -Xác định htb bó dòng -Xác định s = qs m ∑ ∆Q p =1 si -Xác định Qs= -Các kết ta lập thành bảng tính, sau: Bảng 1: Mặt cắt 1-1 Bó dòng Htb (m) U (m/s) Uo (m/s) 3.65 4.1 4.05 3.3 0.9 0.83 1.226 0.911 0.53 0.49 0.5207689 0.5330196 0.5317132 0.5103748 0.3935817 qs.(10-6) (m2/s) 3.76 25.30 5.72 0.07 0.56 ∆b(m) 23 11 15 32 100 Qsbd.(10-3) (m2/s) 0.086 0.278 0.086 0.002 0.056 Bảng 2: Mặt cắt 2-2 Bó dòng Htb (m) U (m/s) Uo (m/s) 0.95 1.8 2.15 1.154 1.131 1.958 0.3978608 0.4521067 0.4684617 qs.(10-6) (m2/s) 55.35 31.89 326.28 ∆b(m) 42 30 12 Qsbd.(10-3) (m2/s) 2.325 0.957 3.915 1.75 0.75 1.093 0.904 0.4495666 0.3794886 27.74 21.27 25 89 0.693 1.893 ∆b(m) Qsbd.(10-3) (m2/s) 1.47 0.329 3.67 0.194 0.067 Bảng 3: Mặt cắt 3-3 Bó dòng Htb (m) U (m/s) Uo (m/s) 1.05 0.35 2.9 2.4 0.915 0.669 1.083 0.907 0.716 0.4019633 0.4059049 0.3258367 0.4973545 0.4788822 qs.(10-6) (m2/s) 18.15 3.53 83.41 7.45 2.38 81 93 44 26 28 Bảng 4: Mặt cắt 4-4 Bó dòng Htb (m) U (m/s) Uo (m/s) 0.75 1.5 1.4 0.8 2.5 1.131 0.937 1.035 1.13 1.05 0.3794886 0.4359179 0.4299442 0.3844186 0.482808 qs.(10-6) (m2/s) 59.68 14.93 25.32 56.81 17.5 ∆b(m) 49 25 34 126 58 Qsbd.(10-3) (m2/s) 2.924 0.373 0.861 7.158 1.015 Bảng 5: Mặt cắt 5-5 Bó dòng Htb (m) U (m/s) Uo (m/s) 0.349929 0.446967 0.474823 0.500738 0.477 0.232751 qs.(10-6) (m2/s) ∆b(m) 163 0.97 1.792 0.297295 0.157 15 260.04 1.244 1.092 0.315823 0.33306 Qsbd.(10-3) (m2/s) 3.901 20 41.50 18.40 18 0.83 0.331 0.429944 1.085 0.285972 28 31.58 0.884 Bảng 6: Mặt cắt 6-6 Bó dòng Htb (m) U (m/s) Uo (m/s) 0.6 2.1 2.6 3.1 3.5 0.926 1.889 1.626 1.25 0.557 0.3629248 0.4662623 0.4866101 0.5040328 0.5164164 qs.(10-6) (m2/s) 28.06 283.83 127.53 34.13 0.15 Qsbd.(10-3) (m2/s) 3.395 3.69 1.658 0.478 0.009 ∆b(m) 121 13 13 14 59 Bảng 7: Mặt cắt 7-7 Bó dòng Htb (m) U (m/s) Uo (m/s) 1.05 1.8 2.4 2.9 2.2 0.736 1.734 1.836 1.136 0.49 0.4059049 0.4521067 0.4788822 0.4973545 0.4706206 qs.(10-6) (m2/s) 5.90 216.97 229.44 22.83 0.07 Qsbd.(10-3) (m2/s) 0.378 2.821 1.606 0.388 0.003 ∆b(m) 64 13 17 50 Từ giá trị Qsbd vừa tìm ta dự báo biến dạng cho bó dòng Cụ thể ta lập bảng tính lập biểu đồ sau.: Bảng 8: Bó dòng Đoạn 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 Qi.10-3 (m3/s) 0.086 2.325 1.47 2.924 0.157 3.395 Qi+1.10-3 (m3/s) 2.325 1.47 2.924 0.157 3.395 0.378 ∆Qsbd (m3/s) 2.239 -0.855 1.454 -2.767 3.238 -3.017 ∆Bi(m) ∆Bi+1(m) ∆B(m) ∆L(m) 23 42 81 49 163 121 42 81 49 163 121 64 32.5 61.5 65 106 142 92.5 300 236 164 200 264 132 z0.(10-3) (m/ngđ) -25.8 6.61 -15.3 14.65 -9.69 27.73 Kết luận xói bồi xói bồi xói bồi Bảng : Bó dòng Đoạn 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 Qi.10-3 (m3/s) 0.278 0.957 0.329 0.373 3.901 3.69 Qi+1.10-3 (m3/s) 0.957 0.329 0.373 3.901 3.69 2.821 ∆Qsbd (m3/s) 0.679 -0.628 0.044 3.528 -0.211 -0.869 ∆Bi(m) ∆Bi+1(m) ∆B(m) ∆L(m) 11 30 93 25 15 13 30 93 25 15 13 13 20.5 61.5 59 20 14 13 296 244 176 232 260 136 z0.(10-3) (m/ngđ) -12.6 4.696 -0.48 -85.3 6.504 55.15 Kết luận xói bồi xói xói bồi bồi Bảng 10 : Bó dòng Đoạn 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 Qi.10-3 (m3/s) 0.086 3.915 3.67 0.861 0.83 1.658 Qi+1.10-3 (m3/s) 3.915 3.67 0.861 0.83 1.658 1.606 ∆Qsbd (m3/s) 3.829 -0.245 -2.809 -0.031 0.828 -0.052 ∆Bi(m) ∆Bi+1(m) ∆B(m) ∆L(m) 15 12 44 34 20 13 12 44 34 20 13 13.5 28 39 27 16.5 10 296 264 200 228 272 132 z0.(10-3) (m/ngđ) -108 3.719 40.41 0.565 -20.7 4.42 Kết luận xói bồi bồi bồi xói bồi Bảng 11 : Bó dòng Đoạn 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 Qi.10-3 (m3/s) 0.002 0.693 0.194 7.158 0.331 0.478 Qi+1.10-3 (m3/s) 0.693 0.194 7.158 0.331 0.478 0.388 ∆Qsbd (m3/s) 0.691 -0.499 6.964 -6.827 0.147 -0.09 ∆Bi(m) ∆Bi+1(m) ∆B(m) ∆L(m) 32 25 26 126 18 14 25 26 126 18 14 17 28.5 25.5 76 72 16 15.5 296 272 168 200 260 136 z0.(10-3) (m/ngđ) -9.19 8.073 -61.2 53.2 -3.97 4.791 Kết luận xói bồi xói bồi xói xói Bảng 12 : Bó dòng Đoạn 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 Qi.10-3 (m3/s) 0.056 1.893 0.067 1.015 0.884 0.009 Qi+1.10-3 (m3/s) 1.893 0.067 1.015 0.884 0.009 0.003 ∆Qsbd (m3/s) 1.837 -1.826 0.948 -0.131 -0.875 -0.006 ∆Bi(m) ∆Bi+1(m) ∆B(m) ∆L(m) 100 89 28 58 28 59 89 28 58 28 59 50 94.5 58.5 43 43 43.5 54.5 296 248 164 204 260 140 z0.(10-3) (m/ngđ) -7.37 14.12 -15.1 1.676 8.681 0.088 Kết luận xói bồi xói bồi bồi bồi II/ Biến dạng lòng sông: 1) Phương trình biến dạng: Ngoài việc dự báo chi tiết mức bó dòng, thực tế người ta dự báo biến dạng cho lòng sông Phương trình biến dạng cho toàn mặt cắt lòng sông: b1 ( t ) ∂z0   ∂q sl + ( − ε ) ∫b (t )  ∂l db = ∂ t  b2 ( t ) ∂qs  ∂t ' ∂ω  + ( − ε ) ∫b (t ) ∂l  B ∂t − ∂t  =   ∂Qs  ∂t ' ∂ω  + (1 − ε ) B −  = ∂l  ∂t ∂t  => Trong : B1(t), b2(t) tọa độ bờ sông B= b2 – b1 bề rộng sông hệ số rỗng bùn cát ( thường lấy ) Qs lưu lượng bùn cát toàn lòng sông 2) Dự báo biến dạng : Trong trường hợp tổng quát, lòng sông bị biến dạng bồi xói yếu tố thủy lực dòng chảy thay đổi theo, phụ thuộc vào thời gian điều kiện ∆t thủy văn Chia khoảng thời gian cần dự báo T thành khoảng thời gian đủ nhỏ cho đặc trưng thủy lực dòng chảy thay đổi không đáng kể ∂Qs ∂ω − (1 − ε ) = ∂l ∂t Khi ta có: (*’) Q = U.w Từ phương trình (*’), dùng phương pháp sai phân ta có: ∆Qs ∆ω − (1 − ε ) = ∆l ∆t ∆Qs ∆ω = ∆t ∆l (1 − ε )  Trong đó: ∆Qs độ chênh lưu lượng bùn cát lòng sông mặt cắt: ∆Qs = Qi+1- Qi ∆l khoảng cách mặt cắt ∆w biến dạng diện tích lòng sông ∆t khoảng thời gian dự báo biến dạng Btb bề rộng sông trung bình đoạn sông ∆z0tb biến dạng đáy trung bình đoạn sông mặt cắt a) Bùn cát có kích thước lớn: Công thức tính lưu lượng bùn cát Lêvi: 0.25  U  d    d (U − U )  q s = 0.0076  gd  h   Trong đó: U vận tốc trung bình mặt cắt ω0 = Q U0 -U0 lưu tốc không xói, - ω0 diện tích mặt cắt không xói Thực phép tích phân bề rộng sông thay B= ω htb có : k1  ω  d  Q 1 −   Qs = ( gd )  ω  htb  ω k1 hệ số hiệu chỉnh, lấy 0.0008 Giả thiết thay đổi độ sâu nhỏ so với than độ sâu nên: d = const ω = const htb ; Đặt k1  d    = const D1 = ( gd )  htb  Q4 Qs = D1 ω  ω 1 −  ω0 suy ra:    b, Bùn cát có kích thước nhỏ: Công thức tính lưu lượng bùn cát thủy trực Brown: Φ= 40 ϕ3 Lấy tích phân theo bề rộng sông có:  ρ  ω0  (htb I ) B Qs = 40k   ρs − ρ  d k Qs = 40 26 k3  ρ  ω0 B 2Q   ρ − ρ  s  g d ω Trong đó: B k2 = h db ∫ B.htb ÷ với sông có dạng parabol k2 = 1.5 k3 = ρ khối lượng riêng nước ρs khối lượng riêng bùn cát k  ρ  ω0 B 2Q  D2 = 40  => Qs = D2 k  ρ s − ρ  g d ω Đặt 3.Ứng dụng: Dự báo bồi xói cho lòng dẫn: Bảng 13: Mặt cắt 1-1 Bó dòng Htb (m) U (m/s) Uo (m/s) 3.65 4.1 4.05 3.3 0.9 0.83 1.226 0.911 0.53 0.49 0.5207689 0.5330196 0.5317132 0.5103748 0.3935817 ∑= qs.(10-6) (m2/s) 3.76 25.30 5.72 0.07 0.56 ∆b(m) 23 11 15 32 100 Qsbd.(10-3) (m2/s) 0.086 0.278 0.086 0.002 0.056 0.508 Bảng 14: Mặt cắt 2-2 Bó dòng Htb (m) U (m/s) Uo (m/s) 0.95 1.8 2.15 1.75 0.75 1.154 1.131 1.958 1.093 0.904 0.3978608 0.4521067 0.4684617 0.4495666 0.3794886 ∑= qs.(10-6) (m2/s) 55.35 31.89 326.28 27.74 21.27 ∆b(m) 42 30 12 25 89 Qsbd.(10-3) (m2/s) 2.325 0.957 3.915 0.693 1.893 9.783 Bảng 15: Mặt cắt 3-3 Bó dòng Htb (m) U (m/s) Uo (m/s) 1.05 0.35 2.9 2.4 0.915 0.669 1.083 0.907 0.716 0.4019633 0.4059049 0.3258367 0.4973545 0.4788822 ∑= qs.(10-6) (m2/s) 18.15 3.53 83.41 7.45 2.38 ∆b(m) 81 93 44 26 28 Qsbd.(10-3) (m2/s) 1.47 0.329 3.67 0.194 0.067 5.729 Bảng 16: Mặt cắt 4-4 Bó dòng Htb (m) U (m/s) Uo (m/s) 0.75 1.5 1.4 0.8 2.5 1.131 0.937 1.035 1.13 1.05 0.3794886 0.4359179 0.4299442 0.3844186 0.482808 ∑= qs.(10-6) (m2/s) 59.68 14.93 25.32 56.81 17.5 ∆b(m) 49 25 34 126 58 Qsbd.(10-3) (m2/s) 2.924 0.373 0.861 7.158 1.015 12.33 Bảng 17: Mặt cắt 5-5 Bó dòng Htb (m) U (m/s) Uo (m/s) 0.349929 0.446967 0.474823 0.477 0.232751 qs.(10-6) (m2/s) ∆b(m) 163 0.97 1.792 1.244 0.297295 0.315823 Qsbd.(10-3) (m2/s) 0.157 15 260.04 41.50 20 3.901 0.83 0.500738 0.429944 1.092 0.33306 18 18.40 1.085 0.285972 ∑= 0.331 28 31.58 0.884 6.103 Bảng 18: Mặt cắt 6-6 Bó dòng Htb (m) U (m/s) 0.6 2.1 2.6 3.1 3.5 0.926 1.889 1.626 1.25 0.557 Uo (m/s) 0.3629248 0.4662623 0.4866101 0.5040328 0.5164164 ∑= qs.(10-6) (m2/s) 28.06 283.83 127.53 34.13 0.15 ∆b(m) 121 13 13 14 59 Qsbd.(10-3) (m2/s) 3.395 3.69 1.658 0.478 0.009 9.23 Bảng 19: Mặt cắt 7-7 Bó dòng Htb (m) U (m/s) 1.05 1.8 2.4 2.9 2.2 0.736 1.734 1.836 1.136 0.49 ∑= Uo (m/s) 0.4059049 0.4521067 0.4788822 0.4973545 0.4706206 qs.(10-6) (m2/s) 5.90 216.97 229.44 22.83 0.07 ∆b(m) 64 13 17 50 Qsbd.(10-3) (m2/s) 0.378 2.821 1.606 0.388 0.003 5.196 Sử dụng kết phần tính Qsbd cho mặt cắt ta dự báo cho lòng dẫn Để dự báo ta tính tổng Qsbdi cho mặt cắt Kết tính toán lập thành bảng sau: Bảng 20: Đoạn 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 Qi.10-3 (m3/s) 0.508 9.783 5.729 12.33 6.103 9.23 Qi+1.10-3 (m3/s) 9.783 5.729 12.33 6.103 9.23 5.196 ∆Qsbd (m3/s) 9.275 -4.054 6.601 -6.227 3.127 -4.034 ∆Bi(m) ∆Bi+1(m) ∆B(m) 36.2 39.6 54.4 58.4 48.8 44 39.6 54.4 `58.4 48.8 44 30.2 37.9 47 54.4 53.6 46.4 37.1 ∆L(m) 296.8 252.8 174.4 212.8 263.2 135.2 z0.(10-3) Kết (m/ngđ) luận -92.5 xói 38.29 bồi -75.3 xói 61.26 bồi -28.7 xói 90.24 bồi [...]... 0 ∆l ∆t ∆Qs ∆ω = ∆t ∆l (1 − ε )  Trong đó: ∆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 a) Bùn cát có kích thước lớn: Công thức tính lưu lượng bùn cát của... ∂t  = 0   1 ∂Qs  ∂t ' ∂ω  + (1 − ε ) B −  = 0 ∂l  ∂t ∂t  => Trong đó : B1(t), b2(t) là tọa độ 2 bờ sông B= b2 – b1 là bề rộng sông 1 3 là hệ số rỗng của bùn cát ( thường lấy bằng ) Qs là lưu lượng bùn cát của toàn bộ lòng sông 2) Dự báo biến dạng : 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... z0.(10-3) (m/ngđ) -7.37 14.12 -15.1 1.676 8.681 0.088 Kết luận xói bồi xói bồi bồi bồi II/ Biến dạng của cả lòng sông: 1) Phương trình biến dạng: Ngoài việc dự báo chi tiết ở mức bó dòng, trong thực tế người ta còn dự báo biến dạng cho cả lòng sông Phương trình biến dạng cho toàn bộ mặt cắt lòng sông: b1 ( t ) ∂z0   ∂q sl + ( 1 − ε ) ∫b (t )  ∂l db = 0 ∂ t  2 b2 ( t ) ∂qs  ∂t ' ∂ω  + ( 1 − ε ) ∫b... 1.136 0.932 0.49 0.932 Q(b) 0.559 3.801 15.179 30.445 48.19 86.29 201.634 249.055 276.791 280 PHẦN II: DỰ BÁO BIÊN DẠNG LÒNG SÔNG I/ Biến dạng của bó dòng: 1 Phương trình biến dạng: Phương trình biến dạng cho một bó dòng bề rộng Ab (Ab đủ nhỏ để lưu lượng bùn cát và bề mặt đáy sông ít thay đổi theo phương ngang): bi +1 ∫ bi ∂z 0   ∂q s + ( 1 + ε )  ∂l db = 0 ∂ t   ∂Qsbd ∂z + (1 − ε )∆b 0 = 0 ∂l... kích thước nhỏ: Công thức tính lưu lượng bùn cát trên một thủy trực của Brown: Φ= 40 ϕ3 Lấy tích phân theo bề rộng sông có: 3  ρ  ω0  2 (htb I ) 3 B Qs = 40k 2   ρs − ρ  d k Qs = 40 26 k3 3  ρ  ω0 B 2Q 6   3 7 ρ − ρ  s  g d ω Trong đó: B 1 k2 = h 3 db 3 ∫ B.htb 0 ÷ với sông có dạng parabol k2 = 1.5 k3 = 6 7 ρ là khối lượng riêng của nước ρs là khối lượng riêng của bùn cát 3 k 2  ρ...   d (U − U 0 )  q s = 0.0076  gd  h   Trong đó: U là vận tốc trung bình của mặt cắt ω0 = Q 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= ω htb có : 5 k1  ω  d  Q 4 1 −   Qs = 3 ( gd ) 2  ω 0  htb  ω 3 4 k1 là hệ số hiệu chỉnh, lấy bằng 0.0008 Giả thiết sự thay đổi độ sâu rất nhỏ so với bản than độ sâu nên:... trình (*) Dùng phương pháp sai phân ta có: Qsbd = ∆b.qs 3 qs = 0.015 ∆btb = U    d (U − U 0 ) U0  ∆bi +1 + ∆bi 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 ∆Q sbd 864 10 4 ∆z =− ∆t ∆l (1 − ε ) ∆btb Nếu ∆z < 0 xói