Hình thái lòng sông bao gồm {Hình thái mặt bằng (bình diện) của MCN, MCD sông KN: Những yếu tố đặc trưng cho hình dạng, trạng thái thủy lực, bùn cát có quan hệ với nhau. Công thức diễn tả những quan hệ giữa các đặc trưng thủy văn, bùn cát của dòng chảy với đặc trưng hình dạng sông được gọi là các đặc trưng hình thái lòng sông Phương pháp nghiên cứu {Mô tả toán học các quy luật diễn biến {Chỉnh lý, phân tích tài liệu thực tế {Phân tích thứ nguyên + nguyên lý thủy động lực
N SW C O M V N CHƯƠNG CÁC ĐẶC TRƯNG HÌNH THÁI SƠNG SƠNG BM Chỉnh trị sơng bờ biển CHƯƠNG CÁC ĐẶC TRƯNG HÌNH THÁI SW N C O V N Khái niệm Lưu lượng tạo lòng Sự ổn định lòng sông tiêu ổn định Các biểu thức quan hệ hình dạng M 1.KHÁI NIỆM Hình thái lòng sơng bao gồm {Hình thái mặt (bình diện) MCN, MCD sông V N KN: N SW C O M Những yếu tố đặc trưng cho hình dạng, trạng thái thủy lực, bùn cát có quan hệ với Công thức diễn tả quan hệ đặc trưng thủy văn, bùn cát dòng chảy với đặc trưng hình dạng sơng gọi đặc trưng hình thái lòng sơng Phương pháp nghiên cứu {Mơ tả tốn học quy luật diễn biến {Chỉnh lý, phân tích tài liệu thực tế {Phân tích thứ nguyên + nguyên lý thủy động lực 2.LƯU LƯỢNG TẠO LÒNG V N Phương pháp nghiên cứu { Phương pháp“ Q tạo lòng tương đương” sử dụng tiêu cường độ thay đổi lòng sơng Phương pháp “Mực nước tạo lòng” Phương pháp Makaveep N Đặc trưng cho tác dụng tạo lòng dòng chảy tương ứng với điều kịên cục địa hình, địa lý C { M O Khái niệm – Định nghĩa So sánh Qtl với Qlũ, Qkiệt Ý nghĩa lưu lượng tạo lòng SW { { Phương pháp Makaveep Cơ sở phương pháp: V N Sự diễn biến lòng sơng có liên quan chặt chẽ tới chuyển động bùn cát Lưu lượng ứng với mức chuyển cát lớn Qtạo lòng Mức chuyển cát phụ thuộc vào C Lưu lượng nước Q Tần suất xuất P Độ dốc mặt nước J Loại sông (miền núi hay đồng bằng) Cấu tạo bùn cát lòng sơng SW { O M { N CÁC BƯỚC TÍNH TỐN 3500 Chọn năm điển hình Phân cấp đường trình 3000 cấp Tính tích số QmPJ N SW Vẽ đường quan hệ cấp Q với tích QmPJ M C Xác định độ dốc max1 2000 Q(m /s) cấp Q 2500 Xác định tần suất xuất O .V N lưu lượng 1500 max2 1000 500 Chọn tích QmPJ max đường quan hệ 0 m Q JP 10 SỰ ỔN ĐỊNH LỊNG SƠNG VÀ CÁC CHỈ TIÊU ỔN ĐỊNH Ý nghĩa : Trong NCDB dòng sơng, có lúc khơng thể tính tốn khơng cần tính xác diễn biến lòng sơng mà cần đánh giá chung tương đối ổn định thơng qua tiêu ổn định lòng sông C O M { V N { { { { SW Các tiêu ổn định lòng sơng Chỉ tiêu ổn định theo chiều dọc sông Chỉ tiêu ổn định theo chiều ngang Chỉ tiêu ổn định tổng hợp Chỉ tiêu cường độ biến hình lòng sơng N CHỈ TIÊU ỔN ĐỊNH THEO CHIỀU DỌC { V N Chỉ tiêu ổn định Makaveep { { Xuất phát từ KN Lốtchin thay Vtb lưu tốc đáy sông Vđ Hệ số ổn định tỷ lệ nghịch với lưu tốc πd v2 γ P=λ 2g M { Tỷ số sức cản bùn cát (F) Áp lực thủy động dòng nước (P) Trong α: hệ số ma sát; λ hệ số cản Bỏ qua hsố cho v tỷ lệ thuận với I Không xét đến khác Vtb lưu tốc sát đáy sông F = α (γ s − γ ) Áp lực thủy động O { d ϕh = J C { SW Khái niệm Chỉ tiêu ổn định Lôchin N πd ϕ 'h = d hJ n +1 ⎛ d ⎞ Vđ = Vtb ⎜ ⎟ n ⎝h⎠ n ϕh lớn vận tốc dòng chảy nhỏ⇒ bùn cát chuyển động yếu ⇒ ổn định ngược lại CHỈ TIÊU ỔN ĐỊNH THEO CHIỀU NGANG Công thức Atunin: Công thức xây dựng số liệu đo đạc nhiều năm vùng Trung Á { { V N Q O M ϕB = BI C { Hệ số ϕB thay đổi từ 0,5 đến 1,7 theo đoạn sông từ vùng núi đến đồng B chiều rộng sông tương ứng với QTL I độ dốc mặt nước Q lưu lượng tạo lòng SW { Hệ số ϕB nhỏ ổn định sơng lớn N CÁC BIỂU THỨC QUAN HỆ HÌNH DẠNG A-Quan hệ hình dạng sơng thẳng V N Quan hệ chiều rộng chiều sâu yếu tố thủy lực, bùn cát O { Quan hệ chiều rộng chiều sâu M { Quan hệ chiều rộng, chiều sâu bán kính cong N { SW C B- Quan hệ hình dạng sơng cong { Quan hệ bán kính cong R góc trung tâm ϕ đọan cong phát triển Quan hệ chiều rộng chiều sâu Có ba nhóm cơng thức: { { Tỷ số B/h số : CT Linderley Buise Tỷ số B/h biến đổi : Antunin, Vêlikanốp Tỷ số B/h có xét yếu tố: địa chất lòng sơng, lưu lượng, độ dốc, đường kính hạt V N { M Bm = k h SW Công thức Viện TV Liên Xô C O B = k h N k = 1,4 lòng sơng đá cuội k = 2,75 lòng sơng cát k = 5,5 lòng sơng cát mịn dễ xói Sơng cong: trị số k nhỏ Sơng hỗn loạn : trị số k lớn Sông Hồng (đoạn Sơn Tây -Xuân Quang) k = 2,03 đến 3.84 ⎡ d (γ s − ) ⎤ m = , 72 ⎢ ⎥ h I ⎣ ⎦ CT ORơlốp ,1 Cơng thức Antunin k = ÷ 16 đoạn sơng miền núi k = ÷ 10 đoạn sơng sát chân núi k = ÷ đoạn sông trung du Đoạn sông hạ du + Nếu bờ đất thịt k = ÷ + Nếu bờ đất cát k = ÷ 10 Sơng miền núi m = 0,8 ÷ 1,0; Sơng đồng m = 0,5 ÷ 0,8 Sơng Hồng (Stây-Xquang) k=10; m=0,7 Quan hệ chiều rộng chiều sâu yếu tố thủy lực, bùn cát O M V N Lôtchin giả thiết rẳng : dòng sơng hình thành từ nhân tố độc lập là: { Lượng nước nhiều hay { Độ dốc thung lũng sông { Tính chịu xói chất cấu tạo lòng sơng ⎡ h = a2 ⎢ d ⎣⎢ d Q gdI Q gdI ⎤ ⎥ ⎥⎦ X ⎤ ⎥ ⎦⎥ X SW ⎡ B = a1 ⎢ d ⎢⎣ d C Công thức Vêlikanốp N Các hệ số số mũ tính tốn từ SL thực đo a1 a2 x1 x2 Đoạn sông Hồng 2,00 0,15 0,28 0,73 1,16 5,60 1,62 0,29 0,39 0,40 0,38 0,35 S.Tây – X.Quan S.Trường Giang S Liên Xô Quan hệ chiều rộng, chiều sâu bán kính cong Cơng thức Antunin – Businetxcơ B c = ( ,5 ÷ ,75 ) Bt V N ⎞ ⎟ ⎟ ⎠ M B R O ⎛ hc = ht ⎜⎜ + Φ ⎝ Bc chiều rộng lòng chính, khơng kể bãi Φ hệ số kinh nghiệm xác định theo bảng tra Φ 0,6 0,6 0,65 SW C R/Bc 1,5 0,75 0,85 2,0 chất tham khảo N • Các cơng thức mang tính chất địa phương nên có tính • Các quan hệ xây dựng tương ứng với đoạn sông “tương đối ổn định” nên thường dùng để tham khảo thiết kế mặt cắt ngang chỉnh trị Quan hệ bán kính cong R góc trung tâm ϕ đọan cong phát triển Người ta thường chọn đoạn cong kính cong góc trung tâm O M Có thể tham khảo số cơng thức C kinh nghiệm R ~ B (chiều rộng đoạn sông thẳng) { R ~ I (độ dốc ngang mặt nước) { R ~ f(Q,d,I) bùn cát, lưu lượng, độ SW { N V N thực tế ổn định làm chọn bán dốc ngang R = (5 ÷ 6) B Atmun 22 R= Timônôp I ngang 0,004 R= Q Makavêep I Q 0, 68 R = 1,2 0,34 0,34 0, Korokin g I d 3.7 HỆ PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN TRONG TÍNH TỐN DB DỊNG SƠNG U2 ∂Z ∂ U2 ∂ U − = + ( )+ ( ) ∂x C R ∂x 2g ∂t g M (1) C SW (2) O b Phơng trình cân bùn cát G Z +B o =0 t x V N I Hệ phơng trình a Phơng trình chuyển động dòng nớc N Phơng trình (1) v (2) viết dới dạng sai phân Z Q2n ⎛ Q2 Q2 ⎞ ⎜⎜ 2 − 2 ⎟⎟ (3) =J= + ⎪− 10 2gΔx ⎝ B2 H B1 H1 ⎠ ⎨ ∂x B2 H ⎪ ( 4) ⎩(G1 − G ) Δt = ΔxBΔZ o 3.7 HỆ PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN TRONG TÍNH TỐN DB DỊNG SƠNG N SW C O M V N II C¸c b−íc tÝnh to¸n sù biÕn đổi hình dạng lòng sông Phân cấp lu lợng Chia đoạn sông thành nhiều đoạn để tính toán Căn vào điều kiện biên giải PT(3) Xác định lợng chuyển cát mặt cắt Dùng PT (4) tính toán độ sâu bồi xói đoạn sông ... Các hệ số số mũ tính tốn từ SL thực đo a1 a2 x1 x2 Đoạn sông Hồng 2,00 0,15 0,28 0,73 1, 16 5 ,60 1 ,62 0,29 0,39 0,40 0,38 0,35 S.Tây – X.Quan S.Trường Giang S Liên Xô Quan hệ chiều rộng, chiều... + Φ ⎝ Bc chiều rộng lòng chính, khơng kể bãi Φ hệ số kinh nghiệm xác định theo bảng tra Φ 0 ,6 0 ,6 0 ,65 SW C R/Bc 1,5 0,75 0,85 2,0 chất tham khảo N • Các cơng thức mang tính chất địa phương nên... DẠNG A-Quan hệ hình dạng sơng thẳng V N Quan hệ chiều rộng chiều sâu yếu tố thủy lực, bùn cát O { Quan hệ chiều rộng chiều sâu M { Quan hệ chiều rộng, chiều sâu bán kính cong N { SW C B- Quan