Đề cương ôn tập thi học phần Động lực học dòng sông

Đề cương ôn tập thi môn “ Động lực học dòng sơng” Năm 2012 Phần Lý thuyết: đóng sách Phần tập: mở sách Phần lý thuyết Chương 1: Sự trao đổi động lượng ứng suất tiếp rối theo lý luận truyền động lượng Prandtl Chiều dài xáo trộn theo lý luận truyền động lượng Prandtl CHƯƠNG I: DỊNG CHẢY TRONG SƠNG 1: Các dạng chuyển động nội dòng chảy sơng ngòi:chảy rối ,chảy vòng ,xốy Phân biệt chuyển động thơng thường chuyển động nội ? 2: Chảy rối : - Khái niệm đặc trưng giải thích nguyên nhân chảy rối ? - Phân bố ứng lực độ sâu dòng chảy ? 3: Chảy vòng : - Những tượng dòng chảy đoạn sơng cong ? - Ngun nhân gây chảy vòng sơng ? - Cơng thức tính độ dốc mặt nước hướng ngang lưu tốc hướng ngang đoạn sông cong ? Chương 2, 3, 4: Các cách phân loại dòng chảy sơng thiên nhiên Cơ chế xuất dòng chảy vòng thiết lập phương trình tính độ dốc hướng ngang lực qn tính ly tâm gây Cơ chế xuất dòng chảy vòng thiết lập phương trình tính độ dốc hướng ngang lực quán tính Coriolis gây Chương 5: Nguồn gốc bùn cát sông nhân tố ảnh hưởng - nguồn gốc gồm hát chất khoáng, đá, sỏi cát, cuội chúng đc hình thành phần phong hóa, bào mòn, xâm thực bề mặt lư vực, sau bị nước gió trơi vào lòng sơng, phần xói lở thân lòng sơng sạt lở bờ, xói mòn đáy - bùn cát chịu ảnh hưởng nhân tố khí hậu, khí tượng, nhân tố mặt đệm lưu vực hoạt động kinh tế người Xói mòn lưu vực Theo ngun nhân: -xói mòn tự nhiên:là q trình xói mòn xảy tác động lực tự nhiên -xói mòn gia tốc q trình xói mòn xảy tác động hoạt động kt ng Theo quan điểm xói mòn đồng nghĩa vs thái hóa đất: -xói mòn vật lý q trình làm lượng đất tđ nước hay gió -xói mòn độ phì q trinh làm chất dinh dưỡng đất Căn vào tác nhân gây xói mòng: -xói mòn nước đc phân biệt thành xói mòn dạng hạt, xói mòn dạng tuyến, xói mòn mương rãnh xói mòn bờ -xói mòn gió: phá hủy, mài mòn, thổi mòn cao thổi mòn chân thổi mòn thăng giáng -xói mòn trọng lực xuất hiên tác động kết hợp trọng lực đất đá sườn dốc dòng chảy tràn -dòng bùn đá:là hậy lũ quét qua vùng đất đá bở rời địa hình thuận lợi cho việc tập trung nước chất rắn Phân loại bùn cát sơng Các đặc trưng hình học bùn cát 10 Các đặc trưng vật lý bùn cát CHƯƠNG II : BÙN CÁT SƠNG NGỊI 4: Các biểu thị bùn cát sơng ngòi ? Các dạng chuyển động bùn cát sông ? 5: Độ thô thủy lực bùn cát ? Cơng thức tính tốn ý nghĩa vật lý đại lượng ? 6: Phân tích ngoại lực tác dụng vào hạt cát nằm dòng sơng ? 7: Định nghĩa ,ý nghĩa tốc độ khởi động bùn cát Xây dựng cơng thức tính tốc độ khởi động ? 8: Suất chuyển cát đáy gì? Tính tốn bùn cát đáy chuyển qua mặt cắt ngang sông ? 9: Phân bố bùn cát lơ lửng (file:///C:/DOCUME%7E1/WHATYO %7E1/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image002.gifs) theo độ sâu (theo lý thuyết khuyếch tán )? 10: Sức tải cát dòng nước : định nghĩa , đơn vị đo ý nghĩa nghiên cứu diễn biến dòng sơng ? Tính tốn bùn cát lơ lửng chuyển qua mặt cắt ngang sông ? Chương 6: 11 Phương thức chuyển động bùn cát đáy Chương 7, 8,9: 12 Phương trình vi phân khuếch tán rối 13 Trình bày phương pháp tính bùn cát tổng cộng mà bận biết Chương 10: 14 Những khái niệm diễn biến lòng sơng -là q trình thay đổi theo thời gian lòng sơng cấu tạo lòng sơng tác động dòng nước, yếu tố khí hậu, yếu tố kiến tạo hoạt động kt cng 15 Phân loại sông Sông đồng bằng: Sông cong Sông thẳng sơng hỗn loạn, đoạn sơng phân dòng Sơng miền núi: 16 Đặc điểm sơng miền núi -đặc điểm hình thành:chủ yếu tác động xâm thực dòng nước địa hình nguyên thủy Tác động xâm thực diễn không ngừng biểu hiện: xâm thực hóa học 17 Đặc điểm sơng đồng 18 Sơng cong 19 Sơng hỗn loạn 20 Sơng phân dòng 21 Ghềnh cạn Chương 11: 22 Lưu lượng tạo lòng Là loại lưu lượng đó, có tác dụng lơn đến q trình tạo lòng sơng, tác dụng tạo lòng tác dụng tạo lòng tổng hợp q trình lưu lượng nhiều năm 23 Các biểu thức quan hệ hình thái sơng CHƯƠNG III : Q TRÌNH HÌNH THÀNH VÀ DIỄN BIẾN DỊNG SƠNG 11: Ngun nhân gây nên biến hình lòng sơng ? Dựa ngun lý để giải thích tượng bồi lắng hay sói lở đoạn sông ? 12: Những đặc điểm ( trình hình thành ,hình thái, thủy văn- thủy lực )của sông miền núi , sông đồng ? Những đặc điểm diễn biến đoạn sông cong? 13: Lưu lượng tạo lòng : đinh nghĩa ,cách xác định ? 14: Các tiêu ổn định quan hệ hình dạng sông: khái niệm ý nghĩa? 15: Hệ phương trình phương pháp sai phân tính tốn diễn biến lòng sơng? Chương 12: 24 Diễn biến bồi lắng thượng lưu đập 25 Diễn biến xói lở bờ kho nước 26 Diễn biến xói hạ lưu đập 27 Diễn biến lòng sơng gần cửa lấy nước 28 Diễn biến lòng sơng gần cơng trình giao thơng sơng 29 Diễn biến lòng sơng gần cơng trình đạp mỏ hàn Chương 13-17: 30 Trình bày câc bước tính tốn sử dụng mơ hinh tốn ảnh hưởng đập đến hạ lưu Phần tập Chiều dài lớn nhất, trung bình nhỏ theo trục trực giao lẫn hạt cát tương ứng 1,5; 1,3 0,9 mm Hãy xác định hệ số hình dạng hạt Tính độ thơ thủy lực cát hình cầu có đường kính 0,4 mm nước Nhiệt độ nước 60oF trọng lực riêng cát 2,65 Đờng kính sàng (mm) Hóy s dng cụng thức Rubey để xác định độ thô thủy lực hạt bùn cát có đường kính tương ứng 0,4; 1,2 2,5 mm Nhiệt độ nước 60 oF trọng lực riêng bùn cát 2,65 Hãy so sánh kết với kết hình với hệ số hình dạng 0,7 Độ thô thủy lực (cm/s) Hình Quan hệ đờng kính sàng độ thô thủy lực hạt thạch anh mòn tự nhiên (Uỷ ban Quốc tế Tài nguyên nớc, Phân ban Bồi l¾ng cđa Mü, 1957) Các điều kiện dòng chảy bùn cát sông sau: lưu lượng Q = 15000 m3/s, độ sâu trung bình D = ft, tốc độ trung bình V = ft/s, đường kính vật liệu đáy thay đổi từ đến mm, độ dốc S = 0,0001 nhiệt độ nước T = 40oF Dựa tiêu chuẩn khởi động Shields, xác định xem vật liệu đáy chuyển động hay khơng Hãy xác định diện tích mặt cắt ngang cần có kênh xây dựng vật liệu sỏi với lưu lượng thiết kế Q = 500 m3/s, hệ số nhám Manning n = 0,04 độ dốc S = 0,001 Hãy sử dụng phương pháp tốc độ cho phép Fortier Scobey Hãy sử dụng tiêu chuẩn khởi động Yang để thiết kế kênh hình chữ nhật Nam California đất cát có d50 = 1,5 mm Đáy kênh cần khơng bị xói có lưu lượng thiết kế Q = 60 ft3/s, độ rộng W = 20 ft độ dốc S = 0,0005 Các công thức đề xuất Darcy-Weishbach, Chezy Manning ba công thức kỹ sư thủy lực thường sử dụng để tính tốc độ lòng dẫn hở Hãy xác định quan hệ hệ số độ nhám f, C n công thức Các số liệu sau Cục Khai hoang Mỹ đo đạc từ trạm sông: lưu lượng nước Q = 7000 ft3/s, độ sâu trung bình D = 9,8 ft, độ dốc S = 0,00044, độ rộng W = 200 ft, hệ số nhám Manning n = 0,04, kích thước hạt d50 = 0,46 mm nhiệt độ nước T = 10oC Phân phối kích thước vật liệu đáy cho bảng Bảng Kích thước (mm) Kích thước trung bình nhân (mm) Phần trăm có (%) 0,002 - 0,0625 0,011 0,9 0,0625 - 0,125 0,0884 4,4 0,125 - 0,250 0,177 14,2 0,250 - 0,500 0,354 74,9 0,500 - 1,00 0,707 5,0 1.00 - 2,00 1,41 0,5 2,00 - 4,00 2,83 0,1 Hãy sử dụng phương pháp (a) Duboys, (b) Shields, (c) Meyer-Peter, (d) Meyer-Peter Muller (e) Rottner để tính suất vận chuyển bùn cát đáy so sánh kết Nồng độ vật liệu đáy lơ lửng tham số bùn cát thủy lực liên đới sau đo từ sông Mississippi trạm Louis: đường kính hạt vật liệu đáy trung bình d50 = 0,25 mm, tốc độ dòng chảy trung bình V = 5,11 ft/s, độ dốc mặt nước S = 0,000062, nồng độ vật liệu đáy lơ lửng Cm = 147,8 phần triệu, nhiệt độ nước T = 5oC, độ sâu dòng chảy trung bình D = 34 ft, độ rộng sông W = 1672 ft Giả thiết vật liệu đáy hồn tồn đồng kích thước Hãy sử dụng phương pháp Lane Kalinske, phương pháp Einstein, phương pháp Brooks phương pháp Chang, Simons Richardson để tính nồng độ bùn cát lơ lửng So sánh kết tính tốn với kết đo đạc Giả thiết sử dụng giá trị Ca = 0,0001 a = 0,25 m (5 đ) Ghi chú: - số liệu thay đổi tốn; - Mang theo máy tính (caculator) để tính tốn  ... dòng nước, yếu tố khí hậu, yếu tố kiến tạo hoạt động kt cng 15 Phân loại sông Sông đồng bằng: Sông cong Sông thẳng sông hỗn loạn, đoạn sơng phân dòng Sơng miền núi: 16 Đặc điểm sơng miền núi... thực dòng nước địa hình ngun thủy Tác động xâm thực diễn không ngừng biểu hiện: xâm thực hóa học 17 Đặc điểm sông đồng 18 Sông cong 19 Sông hỗn loạn 20 Sơng phân dòng 21 Ghềnh cạn Chương 11: 22... Yang để thi t kế kênh hình chữ nhật Nam California đất cát có d50 = 1,5 mm Đáy kênh cần khơng bị xói có lưu lượng thi t kế Q = 60 ft3/s, độ rộng W = 20 ft độ dốc S = 0,0005 Các công thức đề xuất