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

TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 221 XÁC NH VN TC TRUNG BÌNH THY TRC TI MT CT NGANG TRÊN ON SƠNG THNG DEFINE AVERAGE VERTICAL LINE VELOCITY AT CROSS SECTION OF STRAIGHT RIVER REACH PGS.TS. Lê Mnh Hùng TĨM TT Bài vit gii thiu phng pháp tính tốn giá tr vn tc trung bình thy trc ti các mt ct ngang trên đon sơng 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 sơng đó.  đánh giá đ chính xác ca phng pháp tính tốn đc đ xut chúng tơi 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 sơng  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. I. T VN  Vn tc trung bình thy trc, là mt yu t thy lc c bn, khơng 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 sơng. o đc vn tc trung bình thy trc ngồi thc t gp khơng 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 sơng có vn tc ln. Hin nay trên h thng sơng 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 tốn xác đnh tr s vn tc trung bình thy trc da trên các thơng s đo đc đn gin, đm bo đ chính xác đáp ng u cu thc t là vơ 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 sơng 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 sơng đó. TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008 222 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM II. C S LÝ LUN Gi s mt ct ngang dòng chy sơng 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 thống, 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 cơng thc Sedi [2], RJCV = (1) Nu h s Sedi đc ly theo cơng thc ca Pavlovski, ν = RC n 1 (2) Và thay (2) vào 1 s nhn đc 2 1 2 1 JRV n 1 +ν = (3) Theo Ibad-Zade Iu.A., Kiacbeili T.H. [1], cơng 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 sơng 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 cơng thc: 2 1 2 1 JRVx x n 1 +ν = (4) Hình 1: Mt ct ngang sơng tính tốn 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: TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 223 2,22 y1 y dxdy ydx d d x R ++ χ ω === (5) Thay (5) vào (4) s nhn đc, 2 2 )'y1( y . n J x V ν + 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 sơng 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 cơng 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 sơng theo h ta đ th hin trên hình 1. Nghim chng kt qu tính tốn  đánh giá đ chính xác ca kt qu tính tốn, chúng tơi đã tin hành so sánh kt qu tính tốn giá tr vn tc trung bình thy trc theo cơng 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 sơng thng: - Mt ct 1 và 2 trên sơng 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 tốn 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 tốn vn tc trung bình thy trc khu vc sơng Vàm nao đc th hin trên hình 4. Biu đ so sánh kt qu tính tốn 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 cơng thc (6) cho kt qu khá phù hp (sai s trung bình khơng q 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 khơng nhiu, đo đc khá đn gin, tuy vy đ áp dng phng pháp tính tốn này cho TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008 224 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 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. Hình 2: S ha các mt ct ti Thng Phc 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 -1200 -1000 -800 -600 -400 -200 0 200 L (m) v (m/s) 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) v (m/s) thuc do tinh toan Y X TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 225 tại Ti ền Gi ang 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 -1000 -800 -600 -400 -200 0 200 400 L (m) v (m/s) 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 bình thy trc khu vc sơng Vàm Nao Sông Tiền Giang Sông Hậu Giang 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 TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008 226 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 -300 -200 -100 0 100 200 300 400 L (m) v (m/ s) 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) v (m/s) 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 sông Vàm Nao - MC 3 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 -300 -200 -100 0 100 200 300 L (m) v (m/s) 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 TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 227 TÀI LIU THAM KHO 1. Ibada-Zade Iu. A., Kiacbeili T.H. Bin hình lòng sơng (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 chun 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 lng lòng dn và đ xut các gii pháp phòng chng cho h thng sơng  BSCL, 3/2004. Ngi phn bin: PGS.TS. Hồng H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. tr vn tc trung bình thy trc ti các mt ct ngang trên đon sơng 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 sơng