VẬN CHUYỂN BÙN CÁT THEO PHƯƠNG NGANG BÊN NGOÀI VÙNG SÓNG VỖ

Một phần của tài liệu HÌNH THÁI BỜ BIỂN - CHƯƠNG 4 doc (Trang 38 - 40)

SÓNG VỖ

Khi mô tả thủy động lực học, vận chuyển bùn cát được tính bằng sức tải bùn cát đáy và sức tải bùn cát lơ lửng. Thêm vào đó, đối với vận tốc dòng chảy trung bình được xác định bằng mô hình thủy động lực học, sẽ có đóng góp đối với vận chuyển bùn cát tịnh do tính phi tuyến tính của mô hình vận chuyển bùn cát. Nếu vận tốc chuyển động quỹ đạo do tác dụng của sóng ở lớp sát đáy (và ứng suất tiếp ở đáy) của chuyển động gần bờ lớn hơn so với chuyển động ở ngoài khơi, thì sẽ dẫn tới sự vận chuyển bùn cát tịnh theo hướng ngang bờ do vận chuyển bùn cát đáy và nồng độ bùn cát đáy là các hàm phi tuyến của vận tốc ma sát.

Một ảnh hưởng khác là do sự biến thiên theo thời gian của các xoáy nhớt và nồng độ bùn cát ở các độ sâu khác nhau. Việc có được các giá trị đúng của nồng độ bùn cát và vận tốc dòng chảy ở các pha cũng rất quan trọng khi tính toán vận chuyển bùn cát tịnh. Trong trường hợp cựu đoan, sự biến thiên pha có thể dẫn tới sự vận chuyển bùn cát lơ lửng ngược chiều với hướng của ứng suất tiếp lớn nhất trong một chu kỳ sóng, nhưng thông thường, nó chỉ làm thay đổi độ lớn của dòng vận chuyển bùn cát tịnh.

Sự có mặt của các sóng cát có thể có ảnh hưởng đáng kể trong vấn đề này, do bùn cát bị cuốn nổi lơ lửng trong nửa chu kỳ sóng bị cuốn vào các xoáy ở mặt khuất của mỗi sóng cát. Chỉ ở nửa pha kế tiếp của chu kỳ sóng thì các xoáy và bùn cát đẩy ra bên trong dòng chảy trên dải sóng cát (tại cùng thời điểm, khi xoáy mới được hình thành).

Nếu đáy có độ dốc b, nó cũng góp phần vào sự vận chuyển tịnh của bùn cát. Sự gia tăng mật độ do bùn cát lơ lửng có bên trong dòng chảy dẫn tới sự phân bố ứng suất tiếp trung bình bằng

( ) ' tan 1 D z s gc τ =∫ β − ρ dz (4.22)

trong đó s là mật độ tương đối của bùn cát. Sự phân bố này sau đó sẽ được bao gồm trong mô hình thủy động lực để tính toán dòng chảy trung bình có xét tới ảnh hưởng của gia tốc trọng trường. Sự bao gồm của thành phần này sẽ dẫn tới cần có một quá trình tương tác, trước tiên là cần tính toán thủy lực trong trường hợp không xét tới ảnh hưởng của độ dốc đáy, tiếp sau đó là tính toán trường nồng độ bùn cát và xác định ứng suất tiếp có xét tới độ dốc như trong phương trình (4.22). Cuối cùng, một mô phỏng thủy động lực mới có xét tới cả ảnh hưởng của gia tốc trọng trường sẽ được thiết lập và kết quả mô phỏng tương ứng với dòng chảy trung bình sẽ cho biết giá trị vận chuyển bùn cát tịnh

Ngoài ra còn có một ảnh hưởng khác của độ dốc đáy có thể được xét tới trong mô hình tính toán vận chuyển bùn cát theo phương ngang. Độ dốc đáy sẽ làm cho các chuyển động quỹ đạo của các chất điểm nước do ảnh hưởng của sóng sẽ bị hội tụ hoặc phân kỳ khi nước chuyển động lên, xuống khỏi bãi biển. Điều này có ảnh hưởng tới chuyển động rối và ứng suất tiếp tại đáy ở lớp biên sóng, và sẽ tạo thành dòng chảy trung bình ở gần đáy chuyển động lên phía trên (Justesen, 1988). Một ảnh hưởng khác là quá trình của hiệu ứng nước nông sẽ làm cho sóng bị uốn về phía bãi biển có bề mặt dốc hơn. Điều này cũng ảnh hưởng tới dòng chảy rối ở lớp biên sóng và cho giá trị ứng suất tiếp trung bình.

Trong phần này, một số cơ chế có ảnh hưởng tới vận chuyển bùn cát tịnh dưới các sóng không vỡ đã được mô tả. Hiện tại, chưa có lý thuyết mô hình vận chuyển được mô tả ở trên được kiểm nghiệm một cách kỹ lưỡng bằng cách so sánh với số liệu thực đo và số liệu trong phòng thí nghiệm. Những vấn đề chính chủ yếu là trong rất nhiều dạng phân bố khác nhau thì tất cả đều rất nhỏ so với chuyển động bùn cát tổng cộng do tác dụng chuyển động quỹ đạo của các chất điểm nước hình thành do sóng. Cũng như sẽ được mô tả trong phần tiếp theo, vận chuyển bùn cát theo phương ngang có cường độ ở bên trong vùng sóng vỡ lớn hơn nhiều so với bên ngoài vùng sóng vỡ. Mặc dù vậy, vận chuyển bùn cát theo phương ngang dưới tác dụng của sóng không vỡ là một yếu tố rất quan trọng đối với sự hình thành mặt cắt ngang bờ biển, do tại một vị trí xác định, trạng thái sóng không vỡ trong điều kiện thời tiết lặng sẽ trong cả một thời đọan dài là chủ yếu so với các sóng vỡ sinh xuất hiện khi có bão và chỉ duy trì trong một thời đoạn ngắn..

Một phần của tài liệu HÌNH THÁI BỜ BIỂN - CHƯƠNG 4 doc (Trang 38 - 40)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(46 trang)