Sổ tay thủy văn cầu đường - Dự báo quá trình diễn biến lòng sông part 5

Chia sẻ: Ajdka Ajsdkj | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

82
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong giai đoạn quy hoạch, sử dụng mô hình toán không những có thể giải đáp các vấn đề nêu trên, mà còn chỉ trong một thời gian ngắn nghiên cứu rất nhiều phương án, tìm ra phương án tối ưu. Trong giai đoạn thiết kế, để đi sâu nghiên cứu một số vấn đề nào đó, đặc biệt là những vấn đề có tính 3D nổi bật, có thể sử dụng mô hình vật lý

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sổ tay thủy văn cầu đường - Dự báo quá trình diễn biến lòng sông part 5

Z (m) 14 1990-2000 13 1980-1990 1970-1980 12 10 3 25.000 Q(m /s) 0 5000 10.000 15.000 20.000 H×nh 6-13: Quan hÖ Q ~ H qua c¸c thêi kú t¹i mÆt c¾t tr¹m thñy v¨n Hµ Néi Quan hÖ Q ~ H còng cã thÓ kh¶o s¸t trong thêi kú mét mïa níc, th«ng qua chÊm ®iÓm quan hÖ (Q - H) ngµy, riªng cho tõng th¸ng, qua ®ã cã thÓ nhËn xÐt ®éng th¸i xãi, båi trong c¸c thêi kú ng¾n. C¨n cø vµo sè liÖu thùc ®o mùc níc, lu lîng nhiÒu n¨m cßn cã thÓ vÏ ®îc ®êng qu¸ tr×nh mùc níc díi cïng mét lu lîng qua c¸c n¨m, nh h×nh 6.14 thÓ hiÖn. Z (m) 360 350 344 91 N¨m 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 H×nh 6-14: §êng qu¸ tr×nh mùc níc díi cïng mét lu lîng mïa kiÖt mét tr¹m thñy v¨n trªn s«ng Y Th«ng thêng, trong mïa kiÖt v× dßng ch¶y nhá, t¸c dông t¹o lßng yÕu, lßng dÉn t¬ng ®èi æn ®Þnh, nÕu víi cïng mét lu lîng mïa kiÖt, mùc níc qua c¸c thêi kú cã biÕn ®æi râ rÖt th× ch¾c ch¾n lßng dÉn ®· cã xãi, båi. Qua h×nh nµy ta thÊy, tõ 1981 ®Õn 1984, mùc níc díi cïng mét lu lîng 415 m3/s ®· t¨ng cao dÇn, chøng tá lßng dÉn bÞ båi cao. Thêi kú tõ 1985 trë ®i, mùc níc lóc lªn lóc xuèng, chøng tá lßng dÉn cã hiÖn tîng xãi, båi xen kÏ.  TÝnh to¸n c©n b»ng bïn c¸t Trêng hîp trªn ®o¹n s«ng cã nhiÒu tr¹m thñy v¨n vµ cã sè liÖu thùc ®o vÒ bïn c¸t trong nhiÒu n¨m, cã thÓ c¨n cø vµo nguyªn lý c©n b»ng chuyÓn ®éng bïn c¸t, tÝnh to¸n chªnh lÖch lîng t¶i c¸t gi÷a 2 tr¹m thñy v¨n thîng lu vµ h¹ lu
trong mét thêi ®o¹n nµo ®ã, ®Ó ph¸n ®o¸n t×nh h×nh xãi, båi trung b×nh trong ®o¹n s«ng gi÷a 2 tr¹m. b. ChØnh lý, ph©n tÝch sè liÖu quan tr¾c ®Þa h×nh lßng dÉn C¬ së cña ph¬ng ph¸p nµy lµ c¸c tµi liÖu vÒ ®Þa h×nh, v× chÝ nh nã lµ s¶n phÈm cña mét qu¸ tr×nh diÔn biÕn t¹i mét thêi ®iÓm nµo ®ã. CÇn cã ®îc Ýt nhÊt lµ 3  5 tµi liÖu ®Þa h×nh lßng s«ng, trong ®ã cã ®Þa h×nh cña n¨m gÇn nhÊt. C¸c b¶n ®å ®Þa h×nh cã thÓ thu ®îc b»ng c¸c ph¬ng ph¸p ®o ®¹c th«ng thêng, hoÆc tõ c¸c ¶nh viÔn th¸m, ¶nh hµng kh«ng, ¶nh mÆt ®Êt. B×nh ®å ®o¹n s«ng dïng trong ph©n tÝch thêng cã tû lÖ 1/5000 hoÆc 1/2000, c¸c ®êng ®ång møc c¸ch nhau tõ (0,5  1,0)m, cã cïng mét hÖ thèng cao tr×nh vµ täa ®é c¸c ®iÓm khèng chÕ. Ngoµi b×nh ®å ra cßn sö dông c¸c tr¾c ngang, tr¾c däc thêng vÏ theo tû lÖ trôc tung (cao ®é) lµ 1/100, cßn trôc hoµnh (kho¶ng c¸ch) chän tû lÖ thÝch hîp ®Ó thÓ hiÖn ®îc biÕn ®æi cña ®Þa h×nh trªn b¶n vÏ. Däc theo trôc hoµnh cÇn chó thÝch c¸c sè liÖu t¬ng øng. Sè liÖu vÒ ®Þa h×nh kh«ng nh÷ng cÇn thu thËp ë ®o¹n s«ng nghiªn cøu mµ cßn cÇn thu nhËp ë ®o¹n s«ng mÉu. §o¹n s«ng ®îc gäi lµ "mÉu" lµ ®o¹n s«ng cã c¸c ®iÒu kiÖn sau: - Dßng ch¶y (Ýt nhÊt lµ trong mïa níc trung) kh«ng ph©n l¹ch, cã cïng chÕ ®é thñy v¨n víi ®o¹n nghiªn cøu. - §êng bê lµ mét ®êng cong tr¬n thuËn, kh«ng ®ét biÕn, kh«ng cã ®o¹n th¼ng qu¸ dµi. - §êng tròng kh«ng cã nh÷ng ®o¹n rÏ ngang qu¸ gÊp. - MÆt c¾t ít ë mïa níc trung ë vÞ trÝ ngìng c¹n cã d¹ng parabol ®èi xøng vµ hÑp h¬n ë vÞ trÝ cã l¹ch s©u. - Lßng s«ng, bê s«ng t¬ng ®èi æn ®Þnh trong nhiÒu n¨m, cã cïng cÊu t¹o ®Þa chÊt víi ®o¹n nghiªn cøu. Ph©n tÝch diÔn biÕn lßng s«ng b¾t ®Çu tõ x¸c ®Þnh lßng s«ng vµ tÝnh chÊt diÔn biÕn lßng s«ng theo c¸c c¸ch ph©n lo¹i t¬ng øng. Sau ®ã, v¹ch ra ph¹m vi lßng dÉn c¬ së vµ ®êng tròng trªn tµi liÖu cò nhÊt, råi lÇn lît tiÕn hµnh cho b×nh ®å c¸c n¨m vÒ sau. Trªn c¸c b×nh ®å cÇn thÓ hiÖn ®Çy ®ñ c¸c ®èi tîng nghiªn cøu: nÕu lµ ®o¹n s«ng th¼ng th× ®ã lµ b·i bªn, ngìng c¹n; nÕu lµ ®o¹n s«ng cong th× ®ã lµ b¸n kÝnh cong, l¹ch s©u, ngìng c¹n v.v...  Ph©n tÝch diÔn biÕn trªn mÆt b»ng §Ó ph©n tÝch, thêng tiÕn hµnh chËp b×nh ®å ë nh÷ng thêi kú t¬ng øng hoÆc ®Æt chóng theo thø tù vµo c¸c líi täa ®é ®Þnh s½n. Trªn mét b×nh ®å chËp kh«ng nªn thÓ hiÖn qu¸ 2 thêi kú, chØ chËp ®ê ng mÐp níc vµ 2  3 ®êng ®ång møc ®Æc trng. Tõ b×nh ®å chËp v¹ch ra ranh giíi båi xãi, dïng mÇu ®Ó thÓ hiÖn. Tõ ®ã, cã thÓ tÝnh to¸n khèi lîng (thÓ tÝch), tèc ®é båi xãi.
Tríc hÕt cÇn kiÓm tra c¸c b¶n ®å ®Þa h×nh c¸c thêi kú cã cïng tû lÖ, c ïng hÖ täa ®é, hÖ cao ®é hay kh«ng, nÕu kh«ng, cÇn tiÕn hµnh chØnh lý. Trªn c¸c b×nh ®å, cÇn t×m ra nh÷ng mèc ®Þa h×nh, ®Þa vËt chung ®Ó lµm c¨n cø chËp h×nh. H×nh 6-15 lµ vÝ dô vÒ b×nh ®å chËp cña mét ®o¹n s«ng trong 2 thêi kú ®o 1982 vµ 1992. §êng mÐp níc Chñ lu 1982 1982 1992 1992 H×nh 6-15: B×nh ®å chËp 1 ®o¹n s«ng So s¸nh sù thay ®æi thÕ s«ng (tuyÕn chñ lu) gi÷a 2 thêi kú cã thÓ thÊy, trong 10 n¨m ®o¹n bê lâm, ®o¹n cong lu«n bÞ s¹t lë vµ tèc ®é s¹t lë kh¸ lín, cßn phÝa bê låi ®èi diÖn th× ®îc båi ®¾p nhiÒu vµ lÊn ra còng kh¸ nhanh, 2 hiÖn tîn g ®ã cã liªn quan mËt thiÕt víi nhau. Ngoµi ra, t¹i b·i gi÷a cña ®o¹n ph©n l¹ch, ®Çu b·i bÞ xãi, ®u«i b·i ®îc båi lµm cho b·i dÞch chuyÓn vÒ h¹ lu, nhng tèc ®é xãi ®Çu b·i th× nhanh, cßn tèc ®é båi ë ®u«i b·i th× chËm, lµm cho h×nh th¸i mÆt b»ng cña b·i gi÷a biÕn ®æi, kÐo theo sù biÕn ®æi cña tuyÕn chñ lu. Cã thÓ thÊy sù biÕn ®æi cña b·i gi÷a cã nguyªn nh©n tõ sù thay ®æi tuyÕn chñ lu ë ®o¹n thîng lu do s¹t lë bê lâm, chñ lu ngµy cµng x« m¹nh vµo ®Çu b·i gi÷a. Ngoµi ra, cßn kÕt hîp chËp c¸c mÆt c¾t ngang ®Ó ph©n tÝch h×nh th¸i mÆt c¾t ngang lßng s«ng vµ biÕn h×nh xãi båi, lµm c¬ së cho viÖc tÝnh to¸n khèi lîng vµ ph©n bè xãi båi trong ®o¹n s«ng. H×nh 6-16 thÓ hiÖn h×nh vÏ chËp mÆt c¾t ngang lßng s«ng.
Cao ®é (m) N¨m 1976 N¨m 1991 N¨m 1994 N¨m 1996 N¨m 2000 Kho¶ng c¸ch (m) H×nh 6-16: BiÕn ®æi t¹i mét mÆt c¾t ngang lßng s«ng Hång (®o¹n qua Hµ Néi)  Ph©n tÝch diÔn biÕn trªn mÆt c¾t däc vµ íc tÝnh lîng xãi båi - §Ó nghiªn cøu sù biÕn hãa xãi båi theo chiÒu däc cña lßng s«ng, cã thÓ chËp c¸c ®êng tròng lßng s«ng (hoÆc ®êng cao tr×nh trung b×nh lßng dÉn) qua c¸c thêi kú, th«ng qua ph©n tÝch, ®èi chiÕu ®Ó ®a ra c¸c nhËn xÐt vÒ c¸c biÕn ®æi cña hè s©u, ngìng c¹n, nh h×nh 6-17 thÓ hiÖn. Cao ®é (m) Kho¶ng c¸ch (m) H×nh 6-17: DiÔn biÕn trªn mÆt c¾t däc cña ®¸y s«ng ®o¹n X - Víi sè liÖu thùc ®o c¸c mÆt c¾t ngang, còng cã thÓ tÝnh to¸n lîng xãi båi th«ng qua so s¸nh diÖn tÝch c¸c mÆt c¾t ngang díi cïng mét cao tr×nh níc nhÊt ®Þnh. Khi ®· cã lîng xãi båi t¹i c¸c mÆt c¾t th× cã thÓ íc tÝnh khèi lîng xãi båi trong c¸c ®o¹n s«ng mµ c¸c mÆt c¾t ngang ®ã khèng chÕ. H×nh 6-18 thÓ hiÖn biÕn ®æi xãi båi däc ®êng cña ®o¹n s«ng N, th«ng qua sè liÖu ®o ®¹c c¸c mÆt c¾t ngang trong 2 thêi kú th¸ng 12 n¨m 1993 vµ th¸ng 3
n¨m 1994. Tõ h×nh nµy ta thÊy chØ cã ®o¹n s«ng tõ mÆt c¾t 7 ®Õn mÆt c¾t 8 lµ bÞ xãi chót Ýt, cßn l¹i ë c¸c ®o¹n kh¸c ®Òu xÈy ra båi l¾ng víi c¸c møc ®é kh¸c nhau. Lîng xãi båi 10 m3 6 MÆt c¾t H×nh 6-18: BiÕn hãa xãi båi däc ®êng cña ®o¹n s«ng N c. ChØnh lý, ph©n tÝch sè liÖu thùc ®o vÒ ®Þa chÊt lßng dÉn Sè liÖu khoan th¨m dß ®Þa chÊt hoÆc sè liÖu ph©n bè ®Þa chÊt mÆt lßng dÉn ®Òu lµ nh÷ng c¨n cø quan träng ®Ó ph©n tÝch kh¶ n¨ng æn ®Þnh, xãi, båi cña lßng dÉn. C¸c mÆt c¾t ®Þa chÊt qua toµn bé lßng s«ng víi c¸c sè liÖu vÒ ph©n bè c¸c líp ®Êt cïng c¸c tÝnh chÊt c¬ lý cña nã cho ta c¨n cø ®Ó ph¸n ®o¸n xu thÕ ph¸t triÓn cña diÔn biÕn lßng s«ng vµ lùa chän c¸c vÞ trÝ, tuyÕn chØnh trÞ, bè trÝ c«ng tr×nh v.v... 6.5.3. Dù b¸o diÔn biÕn lßng s«ng b»ng c¸c ph¬ng ph¸p m« h×nh hãa M« h×nh hãa lµ ph¬ng ph¸p nghiªn cøu quan träng ®Ó kh¶o s¸t qu¸ tr×nh diÔn biÕn lßng s«ng, bao gåm hai ph¬ng thøc: m« h×nh hãa b»ng sè (cßn gäi lµ m« h×nh to¸n) vµ m« h×nh hãa b»ng vËt chÊt thùc (cßn gäi lµ m« h×nh vËt lý). ViÖc øng dông vµo thùc tÕ ®èi víi m« h×nh to¸n ®· cã lÞch sö gÇn 50 n¨m vµ h¬n 100 n¨m ®èi víi m« h×nh vËt lý, nhng lý thuyÕt cña chóng chØ ®îc ph¸t triÓn mét c¸ch t¬ng ®èi hoµn thiÖn vµ øng dông réng r·i vµo s¶n xuÊt trong vßng 40 n¨m trë l¹i ®©y. GÇn ®©y, cã xu híng kÕt hîp m« h×nh to¸n vµ m« h×nh vËt lý l¹i ®Ó h×nh thµnh mét m«n kü thuËt chuyªn ngµnh nghiªn cøu vÒ diÔn biÕn s«ng. Tríc m¾t, m« h×nh to¸n vµ m« h×nh vËt lý ®ang lµ hai ph¬ng ph¸p quan träng trong nghiªn cøu diÔn biÕn lßng s«ng vµ c¸c chuyÓn ®éng dßng ch¶y, bïn c¸t t¬ng øng, mçi ph¬ng ph¸p ®Òu cã ph¹m trï ®îc u tiªn sö dông cña m×nh. VÝ dô: m« h×nh to¸n ®îc sö dông nhiÒu trong bµi to¸n nghiªn cøu bµi to¸ n 1D, m« h×nh vËt lý sö dông nhiÒu trong nghiªn cøu bµi to¸n 3D, cßn bµi to¸n 2D ®Òu cã thÓ sö dông m« h×nh to¸n hoÆc m« h×nh vËt lý. Ngoµi ra, sö dông lo¹i m« h×nh nµo cßn phô thuéc tÇm quan träng cña c«ng tr×nh vµ giai ®o¹n nghiªn cøu. §èi víi nh÷ng c«ng tr×nh rÊt quan träng, cã thÓ c¶ hai lo¹i m« h×nh ®Òu ®îc sö dông ë c¸c trêng hîp kh¸c nhau, thËm chÝ gièng nhau, ®Ó bæ sung vµ kiÓm tra lÉn nhau. §èi víi c¸c c«ng tr×nh kh«ng thËt sù quan träng, ®Ó rót ng¾n thêi gian vµ tiÕt kiÖm ®Çu