i. Giải pháp phi công trình
7.2.1Giới thiệu về mô hinh Wadibe – CT
Mô hình số trị Wadibe CT được phát triển bởi Khoa Kỹ thuật Biển Trường đại học Thủy lợi. Wadibe CT mô phỏng sự phát triển theo thời gian hố xói trước chân công trình dựa trên sự mô phỏng quá trình vận chuyển bùn cát ngang bờ. Các quyluật vật lý chi phối quá trình vận chuyển bùn cát ngang bờ của mô hình được xâydựng dựa trên cơ sở mô hình Unibest TC (DELFT, Hà Lan) với phần nghiên cứu thêm về các ảnh hưởng của công trình.
Mô hình gồm các mô đun sau :
• Mô đun sóng
• Mô đun mặt cắt phân bố lưu tốc dòng phản hồi
• Mô đun vận tốc phân tử sóng
• Mô đun vận chuyển bùn cát lơ lửng và bùn cát đáy
• Mô đun biến đổi bùn cát đáy.
Cơ sở của phương pháp
Mô hình mô phỏng quá trình vận chuyển bùn cát ngang bờ dựa trên sự phân bố lưu tốc dòng phản hồi.
Phân bố lưu tốc dòng phản hồi:
- Trên cùng một đoạn đường bờ, ứng suất tạo ra do ảnh hưởng của độ sâu theo
phương ngang bờ cân bằng với độ dềnh của sóng. Cụ thể, khi sóng tiến vào bờ, sự chênh lệch ứng suất do độ cao sóng bị hạ thấp và thay đổi động lượng trong sóng cuộn bề mặt, cùng với sự chênh lệch áp suất dẫn tới mặt nước bị dềnh lên. Chính vì vậy, dưới mặt nước xuất hiện dòng chảy vòng như sau:
- Phía trên mặt nước là khối thông lượng hướng về phía đất liền. - Phía dưới là dòng phản hồi hướng về phía biển (dòng chảy đáy).
Ở sát đáy biển xuất hiện dòng hướng về phía đất liền do sự ảnh hưởng của lớp biên sóng để cân bằng động lượng.
Hình 7.1: Phân bố lưu tốc dòng phản hồi do sóng bão
Sự phân bố lưu tốc dòng chảy được tính toán dựa trên phương trình cân bằng hướng ngang. Roelvink và Reniers (1994) đã giải phương trình này với mô hình 3 chiều. Mô hình có kể tới ảnh hưởng của ứng suất gió, lực do sóng vỡ, độ dốc mặt nước và ảnh hưởng của lớp biên sóng.
Mô hình này chia lớp nước trước chân công trình thành 3 lớp để nghiên cứu như sau:
Lớp mặt : từ vị trí chân sóng lên tới mặt nước.
Lớp giữa : từ vị trí đỉnh của chân sóng tới mực nứoc biển trung bình.
Lớp đáy: là lớp biên tại đá.
Các bước thực hiện tính toán theo mô hình WADIBE - CT
• Bước 1: Nhập các thông số đầu vào cho mô hình
− Mực nước thiết kế: MNTK = + 2,43 (m)
− Chiều cao sóng trung bình quân phương (Hs=1.41Hrms)
Lấy cách bờ 2km, từ mô hình truyền sóng WADIBE => Hrms= 4,173 m. − Chiều cao sóng trung bình quân phương tại vùng nước sâu
( Hrms.0 = 4,67 m )
− Chu kỳ sóng nước sâu Tp = 8.21 (s).
− Góc sóng tới chọn bằng 0.
− Đường kính hạt cát : d90 = 0,35 (mm) ; d50 = 0,45 (mm)
− Thời gian bão tác dụng : t = 4 ÷ 6 (giờ)
− Hệ số Ks ảnh hưởng của kích thước hạt vật liệu. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
− Hệ số Rc (m) ảnh hưởng của dòng chảy.
− Hệ số Rw (m) ảnh hưởng của sóng.
− Hệ số Ks ảnh hưởng của ma sát (tự chọn).
• Bước 2 : Nhập file mặt cắt *.prl và file công trình *.str lưu file dự án.