Mô hình toán số nghiên cứu sự sạt lở bờ sông

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -oOo - NGÔ HỒNG ĐỨC MÔ HÌNH TOÁN SỐ NGHIÊN CỨU SỰ SẠT LỞ BỜ SÔNG CHUYÊN NGÀNH: MÃ SỐ NGÀNH: XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY 60.58.40 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 10 năm 2004 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: Tiến só HUỲNH THANH SƠN Cán chấm nhận xét 1:………………………………………………………………………………… Cán chấm nhận xét 2:………………………………………………………………………………… Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày……… tháng ……… năm 2004 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày ……… tháng ……… năm 2004 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGÔ HỒNG ĐỨC Phái: nam Ngày, tháng, năm sinh: 20 – 08 – 1979 Nơi sinh: Quảng Ngãi Chuyên ngành: xây dựng công trình thủy I MSHV: CTTH13.010 TÊN ĐỀ TÀI: MÔ HÌNH TOÁN SỐ NGHIÊN CỨU SỰ SẠT LỞ BỜ SÔNG II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: • Nhiệm vụ: dựa vào số lý thuyết dòng chảy, xói mòn bờ đáy ổn định bờ xây dựng thành chương trình toán tính xói bờ, đáy cho dòng không ổn định 1D • Nội dung: viết chương trình tính cho bốn nội dung ngôn ngữ VB: − Dòng chảy không ổn định 1D − Xét xói bờ xói đáy − Xét ổn định bờ − Kiểm nghiệm số đoạn sông thực tế III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 31 –10 – 2004 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Tiến só HUỲNH THANH SƠN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM NGÀNH CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH Ts Huỳnh Thanh Sơn Ts Nguyễn Văn Đăng Ts Huỳnh Thanh Sơn Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội đồng chuyên ngành thông qua TRƯỞNG PHÒNG ĐT – SĐH Ngày ……… tháng ……… năm 2004 TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH LỜI CẢM ƠN Để có thành ngày hôm nay, để hoàn thành luận văn thạc só “Mô Hình Toán Số Nghiên Cứu Sự Sạt Lở Bờ Sông”, có giúp đỡ nhiều người, tổ chức xung quanh Cho phép dành vài dòng để gởi tới họ lòng biết ơn chân thành Xin cảm ơn thầy Ts Huỳnh Thanh Sơn, người dìu dắt nhiều việc hoàn thành đề tài nghiên cứu nói riêng, giúp chập chững bước vào đường nghiên cứu nói chung Thầy hướng dẫn, bảo tận tình bước đường nghiên cứu sống với lòng bao dung, nhiệt tình người thầy, người cha Xin cảm ơn gia đình tôi, quan (trường Đại học Dân lập Kỹ nghệ Tp Hồ Chí Minh) tạo điều kiện, giúp đỡ mặt vật chất tinh thần để an tâm hoàn thành luận văn Xin cảm ơn q thầy cô trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh truyền đạt kiến thức, dạy dỗ nên người Cũng xin gởi lời cảm ơn đến tất bạn bè người thân, người giúp nhiều thông tin, tài liệu liên quan đến vấn đề sạt lở bờ sông mà nghiên cứu Một lần xin gởi đến tất với lòng biết ơn chân thành nhất, chúc người dồi sức khoẻ Trang TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn MÔ HÌNH TOÁN SỐ NGHIÊN CỨU SỰ SẠT LỞ BỜ SÔNG gồm bốn phần chính: • Phần I: Tổng quan Giới thiệu sơ lược tình hình sạt lở bờ sông Miền Trung Miền Nam Việt Nam Tình hình nghiên cứu đề tài học giả nước giới, đồng thời trình bày mục đích, đối tượng nghiên cứu đề tài • Phần II: Thiết lập mô hình toán số Dựa vào số lý thuyết nghiên cứu dòng chảy, xói bờ, xói đáy ổn định bờ phát triển chương trình tính dựa ngôn ngữ lập trình Visual Basic, bao gồm ba module chính: − Tính dòng chảy không ổn định chiều dựa hệ phương trình Saint – Venant: ∂ω ∂Q ⎧ + =0 ⎪⎪ ∂t ∂x ⎨ QQ ⎪ ∂Q + ∂ Q / ω + gω ∂z + gω =0 ⎪⎩ ∂t ∂x ∂x K2 ( ) Chương trình tính cho đoạn sông không phân nhánh, bổ sung hay lưu lượng dọc sông, không xét đến đoạn sông cong • − Dựa vào lý thuyết xói bờ đáy Osman Thorne (1988), phát triển module thứ hai tính xói bờ xói đáy thay đổi bờ đáy có xói xảy − Module thứ ba dựa vào lý thuyết Darby Thorne (1996) lý thuyết Terzaghi kiểm tra ổn định bờ Cập nhật lại toạ độ bờ có trượt bờ xảy Phần III: Ứng dụng thực tế ng dụng chạy cho hai đoạn sông cụ thể: đoạn sông hạ lưu đập tràn đoạn sông Lựu hệ thống sông Sài Gòn • Phần IV: Kết luận kiến nghị Mô hình toán số nghiên cứu sạt lở bờ sông Trang MỤC LỤC • Tóm tắt luận văn • Mục lục • Phần 1: Tổng Quan .10 − Chương I: Các tượng hậu .11 − Chương II: Các nguyên nhân 15 − Chương III: Tình hình nghiên cứu chung 17 1.3.1 Trong nước 17 1.3.2 Ngoài nước 19 − Chương IV: Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài 22 1.4.1 Mục đích 22 1.4.2 Đối tượng .22 1.4.3 Phạm vi nghiên cứu .22 • Phần 2: Thiết lập mô hình toán số 23 − Chương I: Mô hình dòng chảy 1D .24 2.1.1 Lý thuyết .24 2.1.2 Phương pháp toán số 25 2.1.3 Điều kiện ban đầu điều kiện biên 26 2.1.4 Lập trình số vấn đề giải hệ phương trình Saint – Venant .26 2.1.4.1 Hàm tính diện tích .26 2.1.4.2 Tính cao độ mặt nước 27 2.1.4.3 Tính dòng không ổn định 1D 28 − Chương II: Mô hình biến đổi lòng dẫn 1D 31 2.2.1 Lý thuyết .31 2.2.1.1 Moâ hình xói bờ 31 Mô hình toán số nghiên cứu sạt lở bờ sông Trang 2.2.1.2 Mô hình xói đáy 33 2.2.2 Phương pháp toán số 34 2.2.3 Điều kiện ban đầu điều kiện biên 34 2.2.4 Lập trình số vấn đề đặc biệt giải toán xói bờ xói đáy 35 2.2.4.1 Hàm tính τc 35 2.2.4.2 Mô hình tính xói bờ .35 2.2.4.3 Hàm tính độ dốc lượng S 35 2.2.4.4 Hàm tính lưu lượng bùn cát 35 2.2.4.5 Mô hình tính xói đáy .35 − Chương III: Mô hình phân tích ổn định bờ .37 2.3.1 Lý thuyết .37 2.3.1.1 Lực gây trượt 38 2.3.1.2 Lực chống trượt .39 2.3.2 Điều kiện ban đầu .39 2.3.3 Lập trình số vấn đề đặc biệt giải toán ổn định39 − Chương IV: Cấu trúc mô hình toán số 42 2.4.1 Cấu trúc chương trình tính sạt lở bờ sông .42 2.4.2 Dữ liệu đầu vào chương trình .44 2.4.3 Dữ liệu xuất chương trình .44 • Phần 3: Các ứng dụng 45 − Chương I: Biến đổi lòng dẫn hạ lưu đập 46 3.1.1 Dữ liệu đầu vào 46 3.1.1.1 Dữ liệu dòng chảy 47 3.1.1.2 Thông số bờ 47 3.1.1.3 Dữ liệu mặt cắt .47 3.1.2 Kết tính toán 49 3.1.2.1 Mặt cắt theo thời gian 50 3.1.2.2 Hình dạng mặt bờ sông theo thời gian 55 Mô hình toán số nghiên cứu sạt lở bờ sông Trang 3.1.2.3 Mực nước theo thời gian .56 3.1.3 Nhận xét 58 3.1.3.1 So sánh với kết tài liệu [10] 61 3.1.3.2 So sánh kết tính xói đáy với lời giải giải tích 61 − Chương II: Biến đổi lòng dẫn đoạn sông chịu ảnh hưởng triều61 3.2.1 Giới thiệu .61 3.2.2 Dữ liệu đầu vào 66 3.2.2.1 Dữ liệu mặt cắt .66 3.2.2.2 Dữ liệu dòng chảy 69 3.2.2.3 Thông số bờ 69 3.2.3 Kết tính toán 71 3.2.3.1 Sự thay đổi cao độ đáy 71 3.2.3.2 Đường mặt nước 72 3.2.3.3 Lưu lượng 73 3.2.3.4 Bề rộng bờ sông 74 3.2.4 Nhận xeùt .76 • • Phần 4: Kết luận kiến nghị 77 4.1 Kết luận .77 4.2 Kiến nghị 78 Phuï luïc 79 − Phụ lục I: Module khai báo .80 − Phuï luïc II: Form giao diện .83 − Phụ lục III: Module hàm 103 • Tài liệu tham khaûo .137 • Lý lịch trích ngang .138 Mô hình toán số nghiên cứu sạt lở bờ sông Trang 10 PHẦN 1: TỔNG QUAN CHƯƠNG I: CÁC HIỆN TƯNG VÀ HẬU QUẢ CHƯƠNG II: CÁC NGUYÊN NHÂN CHÍNH CHƯƠNG III: TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CHUNG CHƯƠNG IV: MỤC ĐÍCH, ĐỐI TƯNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Mô hình toán số nghiên cứu sạt lở bờ soâng Trang 117 j_HSAT5 = Toa_do_Z(i_HSAT4, Bien_chay, i_HSAT5) End If Next Bien_chay For Bien_chay = j_HSAT3 To So_nut(i_HSAT4) If Toa_do_Z(i_HSAT4, Bien_chay, i_HSAT5) > j_HSAT5 Then j_HSAT4 = Bien_chay - 'Biên phải thấp Exit For End If Next Bien_chay '*************************************************************** 'Khai báo biến phụ ReDim Y_nut(So_nut(i_HSAT4)) 'Biến phụ hoành độ bờ mặt cắt ướt ReDim Z_nut(So_nut(i_HSAT4)) 'Biến phụ tung độ bờ mặt cắt ướt Dim Y_td As Double 'Biến phụ hoành độ trung điểm mặt nước Dim Z_td As Double 'Biến phụ tung độ mặt nước Dim Y_Kt, Z_Kt, Y_Kp, Z_Kp As Double '*************************************************************** 'Bắt đầu vòng lặp tính hệ số an toàn 'Tính cho bờ trái k_HSAT1 = For i_HSAT1 = To 20 Y_Kt = Toa_do_Y(i_HSAT4, 1, i_HSAT5) - (i_HSAT1 (Toa_do_Z(i_HSAT4, 1, i_HSAT5) - j_HSAT5) For i_HSAT2 = To j_HSAT3 - Z_Kt = Toa_do_Z(i_HSAT4, i_HSAT2, i_HSAT5) If Z_Kt > z(i_HSAT4, i_HSAT5) Then For i_HSAT3 = j_HSAT1 To j_HSAT3 'Tính diện tích nước chiếm chỗ Y_Kp = Toa_do_Y(i_HSAT4, i_HSAT3, i_HSAT5) Z_Kp = Toa_do_Z(i_HSAT4, i_HSAT3, i_HSAT5) Mô hình toán số nghiên cứu sạt lở bờ sông / 10) * Trang 118 For Bien_chay = To i_HSAT3 - j_HSAT1 + Y_nut(Bien_chay) = Toa_do_Y(i_HSAT4, Bien_chay + j_HSAT1 - 1, i_HSAT5) Z_nut(Bien_chay) = Toa_do_Z(i_HSAT4, Bien_chay + j_HSAT1 - 1, i_HSAT5) Next Bien_chay Y_nut(0) = Bien_trai_Y Z_nut(0) = z(i_HSAT4, i_HSAT5) Y_td = Toa_do_Y(i_HSAT4, i_HSAT3, i_HSAT5) Z_td = z(i_HSAT4, i_HSAT5) S_HSAT1 = For Bien_chay = To i_HSAT3 - j_HSAT1 + S_HSAT1 = S_HSAT1 + Abs((Y_nut(Bien_chay) - Y_nut(Bien_chay 1)) * (Z_td Z_nut(Bien_chay)) (Z_nut(Bien_chay) - Z_nut(Bien_chay - 1)) * (Y_td - Y_nut(Bien_chay))) / Next Bien_chay 'Tính diện tích tam giác ngập nước S_HSAT2 = (1 / 2) * Abs((Y_Kp - Y_Kt) / (Z_Kp - Z_Kt) * ((Z_Kp z(i_HSAT4, i_HSAT5)) ^ 2)) 'Tính diện tích đất đẩy S_HSAT3 = S_HSAT2 - S_HSAT1 'Tính diện tích tổng thể For Bien_chay = To i_HSAT3 Y_nut(Bien_chay) = Toa_do_Y(i_HSAT4, Bien_chay, i_HSAT5) Z_nut(Bien_chay) = Toa_do_Z(i_HSAT4, Bien_chay, i_HSAT5) Next Bien_chay Y_nut(0) = Toa_do_Y(i_HSAT4, 1, i_HSAT5) Z_nut(0) = Toa_do_Z(i_HSAT4, 1, i_HSAT5) Y_td = Toa_do_Y(i_HSAT4, i_HSAT3, i_HSAT5) Z_td = Toa_do_Z(i_HSAT4, 1, i_HSAT5) S_HSAT4 = Mô hình toán số nghiên cứu sạt lở bờ soâng Trang 119 For Bien_chay = To i_HSAT3 S_HSAT4 = S_HSAT4 + Abs((Y_nut(Bien_chay) - Y_nut(Bien_chay 1)) * (Z_td Z_nut(Bien_chay)) (Z_nut(Bien_chay) - Z_nut(Bien_chay - 1)) * (Y_td - Y_nut(Bien_chay))) / Next Bien_chay 'Tính diện tích hình thang tổng thể S_HSAT5 = (1 / 2) * Abs((Y_Kp - Y_Kt) * (2 * Z_td - Z_Kp - Z_Kt)) 'Tính diện tích khối đất trượt S_HSAT6 = S_HSAT5 - S_HSAT4 'Tính diện tích khô khối đất trượt S_HSAT7 = S_HSAT6 - S_HSAT3 'Tính góc mặt cắt G_HSAT1 = Atn(Abs(2 * S_HSAT1 / ((Z_Kp - z(i_HSAT4, i_HSAT5)) ^ 2))) 'Goùc Omega G_HSAT2 = Atn(Abs((Z_Kp - Z_Kt) / (Y_Kp - Y_Kt))) 'Goùc Beta G_HSAT3 = * Atn(1) - G_HSAT2 - G_HSAT1 'Góc Alpha 'Tính lực thuỷ tónh nước Fcp = Gama_w * (S_HSAT1 ^ + (((Z_Kp - z(i_HSAT4, i_HSAT5)) ^ 2) / 2) ^ 2) ^ 0.5 'Tính lực gây trượt FD = (S_HSAT7 * Gama_s + S_HSAT3 * (Gama_s - Gama_w)) * Sin(G_HSAT2) - Fcp * Sin(G_HSAT3) 'Tính lực chống trượt L_HSAT = ((Z_Kp - Z_Kt) ^ + (Y_Kp - Y_Kt) ^ 2) ^ 0.5 FR = C_LucDinh * L_HSAT + (((S_HSAT7 * Gama_s + S_HSAT3 * (Gama_s - Gama_w)) * Cos(G_HSAT2)) + Fcp * Cos(G_HSAT3)) * Tan(Fi) 'Tính hệ số an toàn FS = FR / FD If FS > Then If FS < k_HSAT1 Then Mô hình toán số nghiên cứu sạt lở bờ sông Trang 120 k_HSAT1 = FS k_HSAT2 = i_HSAT1 k_HSAT3 = i_HSAT2 k_HSAT4 = i_HSAT3 End If If FS < k_Realflow Then k_Realflow = FS End If End If Next i_HSAT3 Else For i_HSAT3 = i_HSAT2 + To j_HSAT3 'Tính diện tích nước chiếm chỗ Y_Kp = Toa_do_Y(i_HSAT4, i_HSAT3, i_HSAT5) Z_Kp = Toa_do_Z(i_HSAT4, i_HSAT3, i_HSAT5) For Bien_chay = To i_HSAT3 - i_HSAT2 + Y_nut(Bien_chay) = Toa_do_Y(i_HSAT4, Bien_chay + i_HSAT2 - 1, i_HSAT5) Z_nut(Bien_chay) = Toa_do_Z(i_HSAT4, Bien_chay + i_HSAT2 - 1, i_HSAT5) Next Bien_chay Y_nut(0) = Bien_trai_Y Z_nut(0) = z(i_HSAT4, i_HSAT5) Y_td = Toa_do_Y(i_HSAT4, i_HSAT3, i_HSAT5) Z_td = z(i_HSAT4, i_HSAT5) S_HSAT1 = For Bien_chay = To i_HSAT3 - i_HSAT2 + S_HSAT1 = S_HSAT1 + Abs((Y_nut(Bien_chay) - Y_nut(Bien_chay 1)) * (Z_td Z_nut(Bien_chay)) (Z_nut(Bien_chay) - Z_nut(Bien_chay - 1)) * (Y_td - Y_nut(Bien_chay))) / Mô hình toán số nghiên cứu sạt lở bờ sông Trang 121 Next Bien_chay 'Tính diện tích hình thang ngập nước S_HSAT2 = (1 / 2) * Abs((Y_Kp - Y_Kt) * (2 * z(i_HSAT4, i_HSAT5) Z_Kp - Z_Kt)) 'Tính diện tích đất đẩy S_HSAT3 = S_HSAT2 - S_HSAT1 'Tính diện tích tổng thể For Bien_chay = To i_HSAT3 Y_nut(Bien_chay) = Toa_do_Y(i_HSAT4, Bien_chay, i_HSAT5) Z_nut(Bien_chay) = Toa_do_Z(i_HSAT4, Bien_chay, i_HSAT5) Next Bien_chay Y_nut(0) = Toa_do_Y(i_HSAT4, 1, i_HSAT5) Z_nut(0) = Toa_do_Z(i_HSAT4, 1, i_HSAT5) Y_td = Toa_do_Y(i_HSAT4, i_HSAT3, i_HSAT5) Z_td = Toa_do_Z(i_HSAT4, 1, i_HSAT5) S_HSAT4 = For Bien_chay = To i_HSAT3 S_HSAT4 = S_HSAT4 + Abs((Y_nut(Bien_chay) - Y_nut(Bien_chay 1)) * (Z_td Z_nut(Bien_chay)) (Z_nut(Bien_chay) - Z_nut(Bien_chay - 1)) * (Y_td - Y_nut(Bien_chay))) / Next Bien_chay 'Tính diện tích hình thang tổng theå S_HSAT5 = (1 / 2) * Abs((Y_Kp - Y_Kt) * (2 * Z_td - Z_Kp - Z_Kt)) 'Tính diện tích khối đất trượt S_HSAT6 = S_HSAT5 - S_HSAT4 'Tính diện tích khô khối đất trượt S_HSAT7 = S_HSAT6 - S_HSAT3 'Tính góc mặt cắt G_HSAT1 = Atn(Abs(2 * S_HSAT1 / ((Z_Kp - z(i_HSAT4, i_HSAT5)) ^ 2))) 'Gãc Omega Mô hình toán số nghiên cứu sạt lở bờ sông Trang 122 G_HSAT2 = Atn(Abs((Z_Kp - Z_Kt) / (Y_Kp - Y_Kt))) 'Gãc Beta G_HSAT3 = * Atn(1) - G_HSAT2 - G_HSAT1 'Gãc Alpha 'Tính lực thuỷ tónh nước Fcp = Gama_w * (S_HSAT1 ^ + (((Z_Kp - z(i_HSAT4, i_HSAT5)) ^ 2) / 2) ^ 2) ^ 0.5 'Tính lực gây trượt FD = (S_HSAT7 * Gama_s + S_HSAT3 * (Gama_s - Gama_w)) * Sin(G_HSAT2) - Fcp * Sin(G_HSAT3) 'Tính lực chống trượt L_HSAT = ((Z_Kp - Z_Kt) ^ + (Y_Kp - Y_Kt) ^ 2) ^ 0.5 FR = C_LucDinh * L_HSAT + (((S_HSAT7 * Gama_s + S_HSAT3 * (Gama_s - Gama_w)) * Cos(G_HSAT2)) + Fcp * Cos(G_HSAT3)) * Tan(Fi) 'Tính hệ số an toaøn FS = FR / FD If FS > Then If FS < k_HSAT1 Then k_HSAT1 = FS k_HSAT2 = i_HSAT1 k_HSAT3 = i_HSAT2 k_HSAT4 = i_HSAT3 End If If FS < k_Realflow Then k_Realflow = FS End If End If Next i_HSAT3 End If Next i_HSAT2 Next i_HSAT1 If k_HSAT1 < Then Mô hình toán số nghiên cứu sạt lở bờ sông Trang 123 For i_HSAT1 = To k_HSAT3 i_HSAT2 = k_HSAT2 / 10 * (j_HSAT5 - Toa_do_Z(i_HSAT4, 1, i_HSAT5)) Toa_do_Y(i_HSAT4, i_HSAT1, i_HSAT5) = i_HSAT2 Next i_HSAT1 i_HSAT3 = Abs((Toa_do_Y(i_HSAT4, k_HSAT3, i_HSAT5) Toa_do_Y(i_HSAT4, k_HSAT4, i_HSAT5)) (Toa_do_Z(i_HSAT4, k_HSAT3, i_HSAT5) Toa_do_Z(i_HSAT4, k_HSAT4, i_HSAT5))) / - For i_HSAT1 = k_HSAT3 + To k_HSAT4 - Toa_do_Y(i_HSAT4, i_HSAT1, i_HSAT5) = i_HSAT2 - (Toa_do_Z(i_HSAT4, i_HSAT1, i_HSAT5) - Toa_do_Z(i_HSAT4, k_HSAT3, i_HSAT5)) * i_HSAT3 Next i_HSAT1 End If 'Tính cho bờ phaûi k_HSAT1 = For i_HSAT1 = To 20 Y_Kt = Toa_do_Y(i_HSAT4, So_nut(i_HSAT4), i_HSAT5) + (i_HSAT1 / 10) * (Toa_do_Z(i_HSAT4, So_nut(i_HSAT4), i_HSAT5) - j_HSAT5) For i_HSAT2 = j_HSAT4 + To So_nut(i_HSAT4) Z_Kt = Toa_do_Z(i_HSAT4, i_HSAT2, i_HSAT5) If Z_Kt > z(i_HSAT4, i_HSAT5) Then For i_HSAT3 = j_HSAT4 To j_HSAT2 'Tính diện tích nước chiếm chỗ Y_Kp = Toa_do_Y(i_HSAT4, i_HSAT3, i_HSAT5) Z_Kp = Toa_do_Z(i_HSAT4, i_HSAT3, i_HSAT5) For Bien_chay = To i_HSAT3 - j_HSAT4 Y_nut(Bien_chay) = Toa_do_Y(i_HSAT4, Bien_chay + j_HSAT4, i_HSAT5) Z_nut(Bien_chay) = Toa_do_Z(i_HSAT4, Bien_chay + j_HSAT4, i_HSAT5) Next Bien_chay Mô hình toán số nghiên cứu sạt lở bờ soâng Trang 124 Y_nut(i_HSAT3 - j_HSAT4 + 1) = Bien_phai_Y Z_nut(i_HSAT3 - j_HSAT4 + 1) = z(i_HSAT4, i_HSAT5) Y_td = Toa_do_Y(i_HSAT4, i_HSAT3, i_HSAT5) Z_td = z(i_HSAT4, i_HSAT5) S_HSAT1 = For Bien_chay = To i_HSAT3 - j_HSAT4 + S_HSAT1 = S_HSAT1 + Abs((Y_nut(Bien_chay) - Y_nut(Bien_chay 1)) * (Z_td Z_nut(Bien_chay)) (Z_nut(Bien_chay) - Z_nut(Bien_chay - 1)) * (Y_td - Y_nut(Bien_chay))) / Next Bien_chay 'Tính diện tích tam giác ngập nước S_HSAT2 = (1 / 2) * Abs((Y_Kp - Y_Kt) / (Z_Kp - Z_Kt) * ((Z_Kp z(i_HSAT4, i_HSAT5)) ^ 2)) 'Tính diện tích đất đẩy S_HSAT3 = S_HSAT2 - S_HSAT1 'Tính diện tích tổng thể For Bien_chay = To So_nut(i_HSAT4) - i_HSAT3 + Y_nut(Bien_chay) = Toa_do_Y(i_HSAT4, Bien_chay + i_HSAT3 - 1, i_HSAT5) Z_nut(Bien_chay) = Toa_do_Z(i_HSAT4, Bien_chay + i_HSAT3 - 1, i_HSAT5) Next Bien_chay Y_nut(0) = Toa_do_Y(i_HSAT4, i_HSAT3, i_HSAT5) Z_nut(0) = Toa_do_Z(i_HSAT4, i_HSAT3, i_HSAT5) Y_td = Toa_do_Y(i_HSAT4, i_HSAT3, i_HSAT5) Z_td = Toa_do_Z(i_HSAT4, So_nut(i_HSAT4), i_HSAT5) S_HSAT4 = For Bien_chay = To So_nut(i_HSAT4) - i_HSAT3 + S_HSAT4 = S_HSAT4 + Abs((Y_nut(Bien_chay) - Y_nut(Bien_chay 1)) * (Z_td Z_nut(Bien_chay)) (Z_nut(Bien_chay) - Z_nut(Bien_chay - 1)) * (Y_td - Y_nut(Bien_chay))) / Mô hình toán số nghiên cứu sạt lở bờ sông Trang 125 Next Bien_chay 'Tính diện tích hình thang tổng thể S_HSAT5 = (1 / 2) * Abs((Y_Kp - Y_Kt) * (2 * Z_td - Z_Kp - Z_Kt)) 'Tính diện tích khối đất trượt S_HSAT6 = S_HSAT5 - S_HSAT4 'Tính diện tích khô khối đất trượt S_HSAT7 = S_HSAT6 - S_HSAT3 'Tính góc mặt cắt G_HSAT1 = Atn(Abs(2 * S_HSAT1 / ((Z_Kp - z(i_HSAT4, i_HSAT5)) ^ 2))) 'Goùc Omega G_HSAT2 = Atn(Abs((Z_Kp - Z_Kt) / (Y_Kp - Y_Kt))) 'Goùc Beta G_HSAT3 = * Atn(1) - G_HSAT2 - G_HSAT1 'Góc Alpha 'Tính lực thuỷ tónh nước Fcp = Gama_w * (S_HSAT1 ^ + (((Z_Kp - z(i_HSAT4, i_HSAT5)) ^ 2) / 2) ^ 2) ^ 0.5 'Tính lực gây trượt FD = (S_HSAT7 * Gama_s + S_HSAT3 * (Gama_s - Gama_w)) * Sin(G_HSAT2) - Fcp * Sin(G_HSAT3) 'Tính lực chống trượt L_HSAT = ((Z_Kp - Z_Kt) ^ + (Y_Kp - Y_Kt) ^ 2) ^ 0.5 FR = C_LucDinh * L_HSAT + (((S_HSAT7 * Gama_s + S_HSAT3 * (Gama_s - Gama_w)) * Cos(G_HSAT2)) + Fcp * Cos(G_HSAT3)) * Tan(Fi) 'Tính hệ số an toàn FS = FR / FD If FS > Then If FS < k_HSAT1 Then k_HSAT1 = FS k_HSAT2 = i_HSAT1 k_HSAT3 = i_HSAT2 k_HSAT4 = i_HSAT3 Mô hình toán số nghiên cứu sạt lở bờ sông Trang 126 End If If FS < k_Realflow Then k_Realflow = FS End If End If Next i_HSAT3 Else For i_HSAT3 = j_HSAT4 To i_HSAT2 - 'Tính diện tích nước chiếm chỗ Y_Kp = Toa_do_Y(i_HSAT4, i_HSAT3, i_HSAT5) Z_Kp = Toa_do_Z(i_HSAT4, i_HSAT3, i_HSAT5) For Bien_chay = To i_HSAT3 - j_HSAT4 Y_nut(Bien_chay) = Toa_do_Y(i_HSAT4, Bien_chay + j_HSAT4, i_HSAT5) Z_nut(Bien_chay) = Toa_do_Z(i_HSAT4, Bien_chay + j_HSAT4, i_HSAT5) Next Bien_chay Y_nut(i_HSAT3 - j_HSAT4 + 1) = Bien_phai_Y Z_nut(i_HSAT3 - j_HSAT4 + 1) = z(i_HSAT4, i_HSAT5) Y_td = Toa_do_Y(i_HSAT4, i_HSAT3, i_HSAT5) Z_td = z(i_HSAT4, i_HSAT5) S_HSAT1 = For Bien_chay = To i_HSAT3 - j_HSAT4 + S_HSAT1 = S_HSAT1 + Abs((Y_nut(Bien_chay) - Y_nut(Bien_chay 1)) * (Z_td Z_nut(Bien_chay)) (Z_nut(Bien_chay) - Z_nut(Bien_chay - 1)) * (Y_td - Y_nut(Bien_chay))) / Next Bien_chay 'Tính diện tích hình thang ngập nước S_HSAT2 = (1 / 2) * Abs((Y_Kp - Y_Kt) * (2 * z(i_HSAT4, i_HSAT5) Z_Kp - Z_Kt)) 'Tính diện tích đất đẩy Mô hình toán số nghiên cứu sạt lở bờ sông Trang 127 S_HSAT3 = S_HSAT2 - S_HSAT1 'Tính diện tích tổng thể For Bien_chay = To So_nut(i_HSAT4) - i_HSAT3 + Y_nut(Bien_chay) = Toa_do_Y(i_HSAT4, Bien_chay + i_HSAT3 - 1, i_HSAT5) Z_nut(Bien_chay) = Toa_do_Z(i_HSAT4, Bien_chay + i_HSAT3 - 1, i_HSAT5) Next Bien_chay Y_nut(0) = Toa_do_Y(i_HSAT4, i_HSAT3, i_HSAT5) Z_nut(0) = Toa_do_Z(i_HSAT4, i_HSAT3, i_HSAT5) Y_td = Toa_do_Y(i_HSAT4, i_HSAT3, i_HSAT5) Z_td = Toa_do_Z(i_HSAT4, So_nut(i_HSAT4), i_HSAT5) S_HSAT4 = For Bien_chay = To So_nut(i_HSAT4) - i_HSAT3 + S_HSAT4 = S_HSAT4 + Abs((Y_nut(Bien_chay) - Y_nut(Bien_chay 1)) * (Z_td Z_nut(Bien_chay)) (Z_nut(Bien_chay) - Z_nut(Bien_chay - 1)) * (Y_td - Y_nut(Bien_chay))) / Next Bien_chay 'Tính diện tích hình thang tổng thể S_HSAT5 = (1 / 2) * Abs((Y_Kp - Y_Kt) * (2 * Z_td - Z_Kp - Z_Kt)) 'Tính diện tích khối đất trượt S_HSAT6 = S_HSAT5 - S_HSAT4 'Tính diện tích khô khối đất trượt S_HSAT7 = S_HSAT6 - S_HSAT3 'Tính góc mặt cắt G_HSAT1 = Atn(Abs(2 * S_HSAT1 / ((Z_Kp - z(i_HSAT4, i_HSAT5)) ^ 2))) 'Goùc Omega G_HSAT2 = Atn(Abs((Z_Kp - Z_Kt) / (Y_Kp - Y_Kt))) 'Goùc Beta G_HSAT3 = * Atn(1) - G_HSAT2 - G_HSAT1 'Góc Alpha 'Tính lực thuỷ tónh nước Mô hình toán số nghiên cứu sạt lở bờ soâng Trang 128 Fcp = Gama_w * (S_HSAT1 ^ + (((Z_Kp - z(i_HSAT4, i_HSAT5)) ^ 2) / 2) ^ 2) ^ 0.5 'Tính lực gây trượt FD = (S_HSAT7 * Gama_s + S_HSAT3 * (Gama_s - Gama_w)) * Sin(G_HSAT2) - Fcp * Sin(G_HSAT3) 'Tính lực chống trượt L_HSAT = ((Z_Kp - Z_Kt) ^ + (Y_Kp - Y_Kt) ^ 2) ^ 0.5 FR = C_LucDinh * L_HSAT + (((S_HSAT7 * Gama_s + S_HSAT3 * (Gama_s - Gama_w)) * Cos(G_HSAT2)) + Fcp * Cos(G_HSAT3)) * Tan(Fi) 'Tính hệ số an toaøn FS = FR / FD If FS > Then If FS < k_HSAT1 Then k_HSAT1 = FS k_HSAT2 = i_HSAT1 k_HSAT3 = i_HSAT2 k_HSAT4 = i_HSAT3 End If If FS < k_Realflow Then k_Realflow = FS End If End If Next i_HSAT3 End If Next i_HSAT2 Next i_HSAT1 If k_HSAT1 < Then For i_HSAT1 = To k_HSAT3 i_HSAT2 = k_HSAT2 / 10 * (j_HSAT5 - Toa_do_Z(i_HSAT4, 1, i_HSAT5)) Toa_do_Y(i_HSAT4, i_HSAT1, i_HSAT5) = i_HSAT2 Mô hình toán số nghiên cứu sạt lở bờ sông Trang 129 Next i_HSAT1 i_HSAT3 = Abs((Toa_do_Y(i_HSAT4, k_HSAT3, i_HSAT5) Toa_do_Y(i_HSAT4, k_HSAT4, i_HSAT5)) (Toa_do_Z(i_HSAT4, k_HSAT3, i_HSAT5) Toa_do_Z(i_HSAT4, k_HSAT4, i_HSAT5))) / - For i_HSAT1 = k_HSAT3 + To k_HSAT4 - Toa_do_Y(i_HSAT4, i_HSAT1, i_HSAT5) = i_HSAT2 - (Toa_do_Z(i_HSAT4, i_HSAT1, i_HSAT5) - Toa_do_Z(i_HSAT4, k_HSAT3, i_HSAT5)) * i_HSAT3 Next i_HSAT1 End If Next i_HSAT4 End Sub Mô hình toán số nghiên cứu sạt lở bờ sông Trang 137 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Châu Ngọc n (2002) Nền móng Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh [2] Công Ty Tư Vấn Xây Dựng Thuỷ Lợi II (2004) Công trình thuỷ lợi bờ hữu ven sông Sài Gòn: Báo cáo địa chất công trình [3] Công Ty Tư Vấn Xây Dựng Thuỷ Lợi II (2004) Công trình thuỷ lợi bờ hữu ven sông Sài Gòn: Báo cáo thuỷ văn thuỷ lực [4] Công Ty Tư Vấn Xây Dựng Thuỷ Lợi II (2004) Công trình thuỷ lợi bờ hữu ven sông Sài Gòn: Mặt – cắt dọc – cắt ngang đê bao kênh truïc [5] Darby S.E and Thorne C.R (1996) Development and testing of Riverbank stability analysis Journal of Hydraulic Engineering, Vol 122, No 8, August [6] Hội khoa học – kỹ thuật xây dựng TP.Hồ Chí Minh (2003) Hội thảo khoa học phòng chống sạt lở bờ sông phía Nam TP Hồ Chí Minh [7] Huang, Y H (1983) Stability analysis of earth slopes Van Nostrand Reinhold, New York, N Y [8] Huỳnh Thanh Sơn (2003) Thuỷ lực sông ngòi Trường Đại học Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh [9] Lohnes, R., and Handy, R L (1968) Slope angles in friable loess J.Geol., 76, 247-258 [10] Osman M and Thorne C.R (1988) Riverbank stability analysis Journal of Hydraulic Engineering, Vol 114, No 2, February [11] The ASCE Task Committee on Hydraulics, Bank Mechanics, and Modeling of River Width Adjustment (1998) River Width Adjustment Journal of Hydraulic Engineering, Vol 124, No 9, September Mô hình toán số nghiên cứu sạt lở bờ sông Trang 138 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: NGÔ HỒNG ĐỨC Ngày, tháng, năm sinh: 20 – 08 – 1979 Nơi sinh: Quảng Ngãi Địa liên lạc: 59/17B, Đinh Bộ Lónh, P.26, Q Bình Thạnh, Tp HCM QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO − Học Đại học Khoa Xây dựng, chuyên ngành Tài nguyên nước trường Đại học Bách Khoa TP HCM từ năm 1997 – 2002 − Học cao học Xây dựng Công trình thuỷ trường Đại học Bách Khoa TP HCM từ năm 2002 – 2004 QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC Công tác trường Đại học Dân lập Kỹ nghệ TP HCM từ năm 2002 – 2004 Mô hình toán số nghiên cứu sạt lở bờ sông ... trạng sạt lở bờ sông, nghiên cứu học giả nước, để góp thêm phương pháp dự báo sạt lở bờ sông (tốc độ sạt lở, bề rộng sạt lở thời điểm sat lở) , ? ?Mô hình toán số nghiên cứu sạt lở bờ sông? ?? hình. .. Mau Trong số 37 sông vùng đồng sông Cửu Long, sông Tiền sông Hậu hai sông có quy mô, tốc độ sạt lở bờ lớn Theo [6] số điểm sạt lở thống kê đây: Mô hình toán số nghiên cứu sạt lở bờ sông Trang... LẬP MÔ HÌNH TOÁN SỐ CHƯƠNG I: MÔ HÌNH DÒNG CHẢY 1D CHƯƠNG II: MÔ HÌNH BIẾN ĐỔI LÒNG DẪN 1D CHƯƠNG III: MÔ HÌNH PHÂN TÍCH SỰ ỔN ĐỊNH CỦA BỜ CHƯƠNG IV: CẤU TRÚC CỦA MÔ HÌNH TOÁN SỐ Mô hình toán số