- Bè chìm: Bè chìm có 3 loại thường dùng là bè chìm bằng cành cây, bè chìm bằng bê tơng cốt thép, bè chìm bằng bê tơng nhựa đường Bè chìm là
a, Dịng chảy có vận tốc lớn bào mịn dần bờ sơng: Vận tốc của dịng chảy vượt q vận tốc khơng xói cho phép của lòng dẫn.
chảy vượt q vận tốc khơng xói cho phép của lòng dẫn.
Khi vận tốc của dòng chảy lớn hơn vận tốc cho phép của lịng dẫn thì lịng dẫn sẽ bị bào xói, lịng dẫn ngày một sâu thêm, nếu ở những chỗ mái bờ dốc đứng đôi khi sẽ xuất hiện hàm ếch, kết quả dẫn tới lực chống trượt cho khối đất mái bờ giảm, khối đất mái bờ mất cân bằng rồi đi đến hiện tượng trượt theo cung tròn hay sụt lở từng mảng.
Để xác định vận tốc khơng xói cho phép hay cịn gọi là vận tốc khởi động bùn cát lịng dẫn có thể áp dụng các cơng thức kinh nghiệm đang được áp dụng rộng rãi trên thế giới như: công thức của Êri, của Gan-trarốp, Samốp....
Từ các chỉ tiêu cơ lý của đất nền, tiến hành tính tốn vận tốc khởi động của bùn cát cấu tạo lịng dẫn như sau:
- Theo cơng thức của Êri [1]:
gd d
Vkd =3,9 (1+0,0004) (3-1)
- Theo công thức của Gôntrarốp [1]:
)75 75 , 1 2 ( 8 , 8 lg agd d h Vkd = (3-2)
- Theo công thức của Samốp [1]: 6 1 3 1 6 , 4 d h Vkd = (3-3) Trong đó:
VRkđR: là lưu tốc khởi động của bùn cát (m/s) a: là hệ số Acsimet, = γ −sγ γ
a , và thường lấy a=1,65 đến 1,70. Chọn a = 1,65.
γRsR: là trọng lượng riêng của bùn cát.
γ: là trọng lượng riêng của nước. g: là gia tốc trọng trường (m/sP
2
P). ). h: là chiều sâu dịng nước.
d: là đường kính hạt.
Kết quả tính tốn vận tốc khởi động bùn cát lịng dẫn sơng Bằng Giang ở các vị trí KR0R+250m; KR0R+575m; KR0R+1520m theo các công thức Êri, Gan- trarốp và Samốp được trình bày trong bảng 3.1:
Bảng 3.1: Kết quả tính tốn vận tốc khởi động bùn cát lịng dẫn sơng Bằng Giang STT Vị trí Đ.kính dRtb ( mm) Độ sâu h (m) VRkđR(m/s)
Êri Gan-trarốp Samốp Tbình
1 KR0R+250 1.225 5 0.492 0.663 0.643 0.599 2 1.306 10 0.505 0.742 0.738 0.662 3 1.455 15 0.526 0.807 0.819 0.717 4 1.660 20 0.554 0.865 0.897 0.772 5 1.962 25 0.594 0.968 0.985 0.849 6 2.278 30 0.631 1.053 1.067 0.917 1 KR0R+575 1.231 5 0.493 0.665 0.645 0.601 2 1.347 10 0.511 0.758 0.746 0.672 3 1.465 15 0.528 0.826 0.820 0.725 4 1.593 20 0.545 0.864 0.885 0.765 5 1.942 25 0.591 0.935 0.981 0.836 6 2.355 30 0.641 1.107 1.078 0.942 1 KR0R+1520 1.244 5 0.495 0.677 0.647 0.606 2 1.358 10 0.512 0.762 0.748 0.674 3 1.487 15 0.531 0.843 0.825 0.733 4 1.586 20 0.544 0.857 0.884 0.762 5 1.960 25 0.593 0.965 0.984 0.847 6 2.695 30 0.680 1.203 1.128 1.004
Từ kết quả tính tốn ở bảng 3.1 ta thấy vận tốc khởi động bùn cát lòng dẫn trung bình tại KR0R+250m là 0,75mP 3 P /s; tại KR0R+575m là 0,76mP 3 P /s; tại
KR0R+1250m là 0,77mP
3
P
/s và có thể lấy vận tốc khởi động của bùn cát lịng dẫn trung bình của sơng Bằng Giang là 0,76mP
3
P/s. /s.
So sánh giá trị này với kết quả đo đạc lưu tốc dòng chảy trên sơng Bằng Giang tại các vị trí khác nhau trong các đợt khảo sát đầu mùa lũ và giữa mùa kiệt do các cán bộ Viện Bơm và Thiết bị Thủy lợi thực hiện năm 2010 được thể hiện trong bảng 3.2
Bảng 3.2: Kết quả đo lưu tốc dòng chảy tại một số điểm trên sơng Bằng Giang
Vị trí đo Thời gian đo VRtbR (m/s) VRmaxR (m/s)
KR0R + 100m 26/3/2010 0.55 0.71 KR0R + 550m 26/3/2010 0.64 0.79 KR0R + 1200m 26/3/2010 0.63 0.75 KR0R + 250m 16/7/2010 1.25 2.68 KR0R + 850m 16/7/2010 1.43 2.74 KR0R + 1050m 16/7/2010 1.31 2.72
Ta thấy, lưu tốc dòng chảy thực tế đo được trên sông Bằng Giang vào đầu mùa lũ lớn hơn rất nhiều so với với vận tốc khởi động của bùn cát lịng dẫn trung bình của sơng do đó khả năng gây bào xói của dịng chảy là rất lớn và sẽ dẫn tới nguy cơ gây sạt lở bờ.
Vào mùa kiệt lưu tốc dòng chảy nhỏ, tuy nhiên tại một số điểm cục bộ như chân cầu Bằng Giang có mặt cắt sơng co hẹp, lưu tốc dòng chảy cũng vượt quá vận tốc khởi động của bùn cát lịng dẫn do đó cũng tiềm ẩm nhiều nguy cơ gây sạt lở.
Tốc độ sạt lở bờ sông nhanh hay chậm phụ thuộc vào tốc độ bào xói của dịng chảy cũng như thời gian duy trì khả năng bào xói của đất bờ. Tốc
độ bào xói càng nhanh thì tốc độ xói lở diễn ra nhanh, ngược lại tốc độ bào xói chậm thì hiện tượng xói lở sẽ diễn ra một cách từ từ.
Trên sông Bằng Giang đoạn chảy qua thành phố Cao Bằng những vị trí có lưu tốc dịng chảy tập trung lớn thường là:
+ Tại những đoạn sơng có mặt cắt co hẹp (chân cầu Bằng Giang, trước Cầu Gia Cung, cầu Khau Thưa…), những đoạn sông này do cấu tạo lịng sơng và tác động của cơng trình gây co hẹp mặt cắt đột ngột, làm tăng vận tốc dịng chảy dễ gây xói lở lịng và bờ sơng.
+ Tại những đoạn sông cong do tác động của dòng chảy vịng mà ngun nhân của nó là dịng chảy đi qua đoạn sông cong gây ra lực quán tính li tâm, dưới tác dụng của lực qn tính li tâm, mặt nước hình thành một độ dốc ngang, do đó dịng chảy trên mặt hướng về phía bờ lõm, gây xói lở, ngược lại dịng chảy đáy hướng sang phía bờ lồi gây bồi lắng ở đáy. Dịng áp lực này bào xói lịng dẫn, tạo ra các hối xói cục bộ, giống như hố xói ở đầu các mỏ hàn. Hố xói cục bộ càng sâu, càng ép sát bờ lõm càng gây mất ổn định cơ học cho đất bờ, nhất là trong trường hợp lớp đất dưới yếu hơn lớp đất trên, bờ lõm do xói lở nên càng cong thêm.