Bài giảng sóng trong kỹ thuật bờ biển

SÓNG TRONG KỸ THUẬT BỜ BIỂN Viện QH Thủy Lợi 04/01/2007 Thiều Quang Tuấn Tuan.T.Q@wru.edu.vn www.coastal.wru.edu.vn Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Hình thành sóng Mơ tả sóng, truyền sóng NỘI DUNG Thủy động lực học sóng • Các khái niệm • Sóng qua vùng nước nơng • Quan trắc sóng Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Vẻ đẹp ?? Thiên tai ?? Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Sóng thần (Tsunami), 2004 http://www.asiantsunamivideos.com/ 300,000 mạng người Patong, Thailand Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Xói lở bờ bãi biển (điều kiện thường) Haitrieu 1995 Haitrieu 2001 Haitrieu 2003 Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Hậu Lộc, 2005 Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Cát Hải, 2005 Hải Thịnh, 2005 Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Hịa Dn, 2003 (sóng bão) Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Sóng qua vùng nước nơng Ví dụ : Cơng trình kè bảo vệ bờ tỉnh N Điều kiện thường: H0 = 1.5m, Tp = s, MNBTB = 0.5m Điều kiện bão: H0 = 5.0 m, Tp = 10 s, MNTK=3.5m Góc sóng tới 300 a) Với sóng độ sâu xem nước sâu b) Vị trí sóng vỡ cách chân đê bao xa, xác định hb, Hb c) xác định chiều cao sóng trước (chân) đê Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Điều kiện thường: H0 = 1.5m, Tp = s, MNBTB = 0.5m Điều kiện bão: H0 = 5.0 m, Tp = 10 s, MNTK=3.5m a) Với sóng độ sâu xem nước sâu b) Vị trí sóng vỡ cách chân đê bao xa, xác định hb, Hb c) xác định chiều cao sóng trước (chân) đê Câu a): Điều kiện nước sâu có d > L0/2 = 1.56T2/2 = 28 m (đ/k thường), 75 m (trong bão) Câu b): Kr = 0.95, Ks = 1.02, Hb = 1.45m ; hb = 2.89 m Vùng sóng vỡ cách mép ngồi bãi đê 289 m Câu c): - Dùng thử Cress để tính phân bố sóng ngang bờ, cho nhận xét - Xem xét điều kiện sóng vỡ hạn chế độ sâu Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Sóng qua vùng nước nơng Tính tốn phân bố sóng ngang bờ theo mơ hình chiết giảm lượng sóng Cân lượng: Tiêu hao sóng vỡ Tiêu hao ma sát (có thể xét đến sức cản thực vật) Chuyển hóa momen cuộn sóng mặt (surface roller) ¶ (EC g cos q) = - Dw - D f ¶x E = r gH rms Dw = r ga f pH max Qb Tìm f r Hrms = Hrms (x) D f = w uorb p θ = θ(x) ¶ (2E rc cos q) = Dw - DS ¶x Er (Chưa có Cress) DS = 2b g c Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Sóng qua vùng nước nơng Phân bố sóng ngang bờ (Lobarm, Tuan et al 2006) Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Quan trắc sóng - Chế độ sóng có hướng dài hạn (nhiều năm, sóng có hướng): cho tốn diễn biến hình thái ổn định cửa sơng, xói lở bờ biển - Phân bố sóng dài hạn (sóng cực hạn, đường tần suất vượt quá): cho tốn thiết kế cơng trình bảo vệ bờ làm việc điều kiện bão đê, kè, tường phá sóng… Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Quan trắc sóng Yêu cầu loại số liệu sóng khác Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Quan trắc sóng Thiết bị đo: * Phao (cưỡi) sóng * Đầu đo: điện trở, áp suất, độ dẫn * Viễn thám * Rada * Quan sát thường Đo: - Chiều cao - Chu kỳ - Hướng sóng Lưu trữ số liệu: - Cáp - Vô tuyến - Lưu giữ chỗ Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Quan trắc sóng Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Quan trắc sóng Hoa sóng (đo sóng có hướng) Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Quan trắc sóng Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Quan trắc sóng Bảng thống kế chế độ sóng tồn cầu (quan sát thường) 102 vùng tồn cầu Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Bảng chế độ sóng tồn cầu (có hướng, US Navy) Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Sóng nghiên cứu thí nghiệm mơ hình Máng sóng Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Bể sóng Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật B Bin Xin cám ơn ! i Hc Thy Li – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển ... – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Hậu Lộc, 2005 Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Cát Hải, 2005 Hải Thịnh, 2005 Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Hịa... phổ Sóng đơn Sóng gió Nhiễu Sóng cồn Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Các khái niệm Phổ sóng gió phổ sóng cồn (sóng sau bão) Sóng cồn Sóng gió Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển. .. – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Sóng qua vùng nước nơng Ví dụ minh họa: Cơng trình kè bảo vệ bờ tỉnh N sóng đến kè xa bờ đường sóng vỡ vùng khuất sóng Đại Học Thủy Lợi – Khoa Kỹ Thuật Bờ Biển Sóng qua