Xác định vận tốc trung bình thủy trực tại mặt cắt ngang trên đoạn sông thẳng

ABSTRACT This paper introduces a method to calculate the average vertical line velocity at the cross section of the straight river reach when the geometry of the section, roughness co-e

XÁC NH V N T C TRUNG BÌNH TH Y TR C

T I M T C T NGANG TRÊN O N SÔNG TH NG

DEFINE AVERAGE VERTICAL LINE VELOCITY AT CROSS

SECTION OF STRAIGHT RIVER REACH

PGS.TS Lê M nh Hùng

TÓM T T

Bài vi t gi i thi u ph ng pháp tính toán giá tr v n t c trung bình

th y tr c t i các m t c t ngang trên đo n sông th ng khi bi t hình

d ng m t c t ngang, h s nhám và đ d c th y l c trên đo n sông đó đánh giá đ chính xác c a ph ng pháp tính toán đ c đ xu t chúng tôi đã ti n hành ki m đ nh s li u tính v i k t qu đo th c t

b ng thi t b đo đ c hi n đ i ADCP t i m t s m t c t ngang trên h

th ng sông BSCL

ABSTRACT

This paper introduces a method to calculate the average vertical line velocity at the cross section of the straight river reach when the geometry of the section, roughness co-efficient and water slope of the reach are known To evaluate the accuracy of this method, measured velocities by ADCP equipment were compared to the calculated ones at some sections in the Lower Mekong River system

V n t c trung bình th y tr c, là m t y u t th y l c c b n, không th thi u khi nghiên c u và gi i quy t nh ng v n đ liên quan t i đ ng l c h c dòng sông o đ c v n t c trung bình th y tr c ngoài th c t g p không ít khó kh n và

r t t n kém, đ c bi t ph i th c hi n vi c đo đ c vào mùa l khi dòng ch y sông

có v n t c l n Hi n nay trên h th ng sông ch y trên lãnh th n c ta ch có tài

li u đo v n t c trung bình th y tr c m t s tr m th y v n c b n và c ng ch trong m t kho ng th i gian nh t đ nh Vì v y, vi c đ xu t m t ph ng pháp tính toán xác đ nh tr s v n t c trung bình th y tr c d a trên các thông s đo đ c đ n

gi n, đ m b o đ chính xác đáp ng yêu c u th c t là vô cùng c n thi t N i dung bài vi t này xin gi i thi u ph ng pháp g n đúng xác đ nh v n t c trung bình th y tr c t i các m t c t trên đo n sông th ng khi bi t hình d ng m t c t, h

s nhám n và đ d c th y l c trên đo n sông đó

II C S LÝ LU N

Gi s m t c t ngang dòng ch y sông có d ng nh hình 1, ch n h tr c t a

đ XOY, trong đó OX n m ngang, trùng v i m t thoáng, OY đi qua đi m sâu

nh t c a lòng d n

Nh chúng ta đã bi t v n t c trung bình m t c t ngang dòng ch y đ c tính theo công th c Sedi [2],

V=C RJ (1)

N u h s Sedi đ c l y theo công th c c a Pavlovski,

C = n1 R ν

(2)

Và thay (2) vào 1 s nh n đ c

V= n1 R + 2J2 (3) Theo Ibad-Zade Iu.A., Kiacbeili T.H [1], công th c Sedi có th s d ng

đ xác đ nh v n t c trung bình cho th y tr c b t k trên m t c t ngang dòng

ch y V i gi thi t đ nhám t i m i đi m trên m t c t ngang đ u b ng n và trên

đo n sông th ng đ d c th y l c nh nhau t i m i th y tr c, khi đó v n t c trung bình dòng ch y t i th y tr c x trên m t m t c t ngang dòng ch y đ c tính theo công th c:

Vx= n1Rxν + 2J2 (4)

Hình 1: M t c t ngang sông tính toán

Nh v y n u xét m t th y tr c b t k có chi u r ng dx cách g c t a đ O

m t kho ng cách x, t ng ng đ sâu th y tr c là y, trên hình 1, chúng ta s nh n

đ c:

2 , 2

2

y 1

y dx

dy

ydx d

d x

R

+ +

χ

Thay (5) vào (4) s nh n đ c,

2 2

) ' y 1 (

y n

J x

+

ν + +

=

¼

½

½

(6)

Trong đó:

Vx: V n t c trung bình dòng ch y t i th y tr c x

J : d c th y l c c a đo n sông xem xét

n : nhám c a lòng d n

y : sâu dòng ch y t i th y tr c x

6 1

=

ν : Theo Pavlovski

T công th c (6) chúng ta s tính đ c v n t c trung bình th y tr c và sau

đó là v n t c trung bình m t c t ngang dòng ch y, khi bi t đ d c th y l c J, h

s nhám n và hàm s gi a y và x bi u th đ ng cong c a m t c t ngang sông theo h t a đ th hi n trên hình 1

Nghi m ch ng k t qu tính toán

đánh giá đ chính xác c a k t qu tính toán, chúng tôi đã ti n hành so sánh k t qu tính toán giá tr v n t c trung bình th y tr c theo công th c (6) v i k t

qu đo đ c b ng máy ADCP [3] t i m t s m t c t ngang c a các đo n sông th ng:

- M t c t 1 và 2 trên sông Ti n t i khu v c Th ng Ph c, s h a hình 2

- V trí m t c t ki m đ nh k t qu tính toán và th c đo v n t c trung bình

th y tr c trên kênh Ch G o t nh Ti n Giang, đ c th hi n trên hình 3

- V trí các m t c t ki m đ nh k t qu đo và tính toán v n t c trung bình

th y tr c khu v c sông Vàm nao đ c th hi n trên hình 4

Bi u đ so sánh k t qu tính toán và th c đo giá tr v n t c trung bình t i các m t c t ngang đ c xem xét đ c th hi n các hình d i đây

M t s nh n xét

- Giá tr v n t c trung bình th y tr c tính theo công th c (6) cho k t qu khá phù h p (sai s trung bình không quá 10%) so v i s li u đo đ c th c t b ng thi t b hi n đ i ADCP t i c 6 m t c t đ c xem xét

- ây là ph ng pháp tính khá đ n gi n, tài li u c b n đòi h i không

th c t đ m b o đ chính xác cao h n c n ph i nghiên c u sâu thêm, hi u đính

k t qu tính khi xét t i đ nhám trên m t c t ngang sơng khơng đ ng nh t

Biểu đồ so sánh vận tốc thực đo và tính toán tại Thường Phước mặt

cắt 1

0

0.5

1

1.5

2

2.5

L (m)

thuc do tinh toan

X

Y

Y

Biểu đồ so sánh vận tốc thực đo và tính toán tại Thường Phước

mặt cắt 2

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 -800 -600 -400 -200 0 200 400

L (m)

thuc do tinh toan

Y

X

tại Tiề n Giang

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

L (m)

thuc do tinh toan

X

Y

Hình 3: S h a v trí m t c t ki m đ nh k t qu đo và tính tốn tai kênh

Ch G o t nh Ti n Giang

Hình 4: S h a v trí các m t c t ki m đ nh k t qu đo và tính tốn v n t c trung

Sông Vàm Nao

MC1

MC2

MC3

huyện Chợ Gạo Thành phố Mỹ Tho

Sông Tiền

Kênh Chợ Gạo

Bi u đ so sánh v n t c th c đo và tính tốn t i Ti n Giang

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

1.2 -300 -200 -100 0 100 200 300 400

L (m)

thuc do tinh toan

X

Y

Bi u đ so sánh v n t c th c đo và tính tốn t i khu v c sơng Vàm Nao-MC1

g

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 -200 0 200 400 600 800

L (m)

thuc do tinh toan

X

Y

Bi u đ so sánh v n t c th c đo và tính tốn t i khu v c sơng Vàm Nao-MC2

sô ng Và m Nao - MC 3

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1 -300 -200 -100 0 100 200 300

L (m)

thuc do tinh toan

X

Y

Bi u đ so sánh v n t c th c đo và tính tốn t i khu v c sơng Vàm Nao-MC3

TÀI LI U THAM KH O

1 Ibada-Zade Iu A., Kiacbeili T.H Bi n hình lòng sông (ti ng Nga), Baku, 1966

2 Nguy n C nh C m, Nguy n V n Cung, Th y l c, Nhà xu t b n đ i h c và trung

h c chuyên nghi p, Hà N i 1987

3 Lê M nh Hùng, Báo cáo t ng k t đ tài KC08-15, Nghiên c u d báo xói l , b i

3/2004

Ng i ph n bi n: PGS.TS Hoàng H ng