GENESIS - Mô hình số trị mô tả biến đổi đường bờ - Chương 4

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

79
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo bài giảng GENESIS - Mô hình số trị mô tả biến đổi đường bờ ( Nguyễn Quang Chiến ) dành cho sinh viên đại học chuyên ngành kỹ thuật bờ biển - Chương 4 Biểu diễn các công trình và nuôi bãi

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: GENESIS - Mô hình số trị mô tả biến đổi đường bờ - Chương 4

Chương 4 Bi u di n các công trình và nuôi bãi 4.1 Lo i công trình và tác d ng c a chúng GENESIS có th mô ph ng tác đ ng c a các công tình cũng như các bi n pháp kĩ thu t khác vùng ven bi n. Các lo i công trình nói chung có th bi u di n đư c bao g m: m hàn, jetty, đê ch n sóng li n b ( các b n c ng), đê ch n sóng xa b , và “bi n pháp m m” như nuôi bãi. GENESIS cho phép ta k t h p linh ho t các lo i công trình đơn gi n nói trên đ t o ra các cách b trí ph c t p hơn, ch ng h n như mô hình ch T, ch Y, và jetty v i các ng nh. Trong mô ph ng bi n đ i đư ng b , các công trình gây ra hai tác đ ng tr c ti p: a) Các công trình kéo dài trong ph m vi vùng sóng v ngăn ch n m t ph n ho c toàn b lư ng cát di chuy n d c b phía thư ng lưu công trình, làm gi m lư ng cát c p cho phía h lưu. Tác đ ng ngăn ch n có th là tr c ti p, như v i các m hàn ho c jetty, ho c gián ti p, như vùng nư c l ng phía khu t c a đ p phá sóng xa b . b) Các đê ch n sóng tách b và công trình v i m t đ u vươn ra ngoài vùng sóng v , t o ra nhi u x sóng. Chính s nhi u x này t o ra s thay đ i đi u ki n sóng (chi u cao sóng) t i t ng v tr nói riêng, nh hư ng đ n v n chuy n cát d c b . 4.2 S đo n lư i c a công trình Đ i v i mô hình hoá cho thi t k , nên có ít nh t là chín m t lư i (tám đo n lư i) sau m i đê ch n sóng ho c gi a các m hàn li n k nhau. Trong giai đo n đánh giá sơ b hay tính toán cho m t ph m vi đư ng b dài và chi ti t t i m i công trình là không quan tr ng, v n nên có ít nh t b n đo n lư i. Đ dài đo n lư i trong mô hình c n đư c l a ch n sau khi cân nh c b n đi u ki n sau: a) Yêu c u v đ phân gi i b) Đ chính xác c a v trí đư ng b th c đo và các s li u khác c) Đ tin c y mong đ i c a d đoán (Ph n l n ph thu c vào th m đ nh và ch t lư ng c a s li u sóng). 50
CHƯƠNG 4. BI U DI N CÁC CÔNG TRÌNH VÀ NUÔI BÃI 51 d) Th i gian ch y máy tính (ph thu c vào bư c th i gian, s đo n lư i và th i đo n mô ph ng). S công trình có th đư c tính đ n trong mô hình ph thu c vào c u hình c th c a GENESIS, ch ng h n v i GENESIS: a) S ô lư i t i đa: 60 b) s m hàn (không nhi u x + nhi u x ) t i đa: 70 c) S đê ch n sóng tách b : 20 d) S đ t nuôi bãi: 50 Lưu ý r ng th i gian tính toán s tăng lên đáng k khi thêm vào các công trình nhi u x . 4.3 Bi u di n các công trình Ph n này trình bày nh ng kh năng cũng như h n ch c a GENESIS trong vi c bi u di n các công trình. Nh ng ví d đư c đưa ra là s bi u di n đư c lí tư ng hoá c a nh ng cách b trí công trình khác nhau. Lí thuy t “ô năng lư ng sóng” và “mi n tính toán v n chuy n” đã đ c p đ n trong M c 2.3.4, là cơ s cho vi c bi u di n nh hư ng c a công trình. Lưu ý r ng trong mô hình, các công trình đư c coi là “r t m nh”, ch ng h n các m hàn/jetty đ t t i đư ng phân chia các đo n lư i và không đ dày như m t đo n lư i. Có b n quy t c đ t công trình như sau: a) V trí c a công trình đư c xác đ nh b i v trí các đ nh c a nó, đ t t i vách các đo n lư i. b) N u m t biên (t i vách s 1 ho c N + 1) không đư c ta ch đ nh c th là m hàn, GENESIS s t đ ng áp d ng m t đi u ki n biên “bãi c đ nh”. c) C n có ít nh t hai đo n lư i gi a các m hàn. M hàn không th đ t trên đo n sát c nh biên mô hình. d) V trí c a các đ u công trình nhi u x có th trùng nhau (cùng trên m t vách lư i), nhưng công trình không đư c ch ng chéo. Các v trí h p l c a công trình Hình 4.1 cho th y các cách đ t công trình h p l . Các m hàn không nhi u x có th đư c đ t sau đê ch n sóng (nhưng m hàn nhi u x thì không th ). Ngoài ra, các đ u công trình có th n m trên cùng m t ô lư i và th m chí có th “trùng nhau” (có cùng kho ng cách t m i đ u công trình t i đư ng b ). T đó ta có th t o ra các công trình ph c t p như m hàn ch T, ch Y, v.v.
CHƯƠNG 4. BI U DI N CÁC CÔNG TRÌNH VÀ NUÔI BÃI 52 Hình 4.1: Ví d v các cách đ t công trình h p l . Hình 4.2: Ví d v các cách đ t công trình không h p l .
CHƯƠNG 4. BI U DI N CÁC CÔNG TRÌNH VÀ NUÔI BÃI 53 Hình 4.3: Các tham s g n v i đê ch n sóng Các v trí không h p l c a công trình Hình 4.2 minh ho nh ng h n ch chính trong cách đ t công trình. M hàn ph i đư c đ t cách nhau ít nh t là hai đo n lư i, (nói chung đi u này thư ng tho mãn trên th c t ). M hàn không đư c đ t sát biên (c biên đóng l n biên m ). Các công trình nhi u x không đư c xen k v i nhau v v trí (tr trư ng h p các đ nh trùng nhau như trên Hình 4.1. Đê ch n sóng Hình 4.3 minh ho các đê ch n sóng v i tham s thay đ i: chi u dài, h s truy n sóng qua, hư ng đ t, kho ng cách xa b , và kho ng cách gi a hai đê ch n sóng trong cùng m t dãy. Đê ch n sóng cũng có th cát qua biên mô hình, nhưng trư ng h p ph c t p này c n đư c mô ph ng c n th n. M t chú ý n a là n u trong quá trình ch y, đư ng b ti n ra phía bi n và ch m vào đê ch n sóng (hi n tư ng tombolo ) thì chương trình s d ng l i. M hàn Hình 4.4 minh ho các cách bi u m hàn đư c ch p nh n trong mô hình. M hàn đơn có th có chi u dài tuỳ ý và ph i đư c đ t song song v i tr c y trong GENESIS. M hàn đư c coi là kéo dài vô h n v phía đ t li n (v i to đ −9999 m), và không bao gi b xói đ n g c m hàn. Tuy v y, m hàn có th b b i l p hoàn toàn, ch ng h n khi nuôi bãi và khôi ph c l i ho t đ ng khi sóng tác đ ng gây xói.
CHƯƠNG 4. BI U DI N CÁC CÔNG TRÌNH VÀ NUÔI BÃI 54 Hình 4.4: Cách đ t h p l các m hàn đơn gi n 4.3.1 Các cách b trí ph c t p c a m hàn Các m hàn v i cách b trí ph c t p như m hàn ch Y, ch T và có th đư c bi u di n b ng cách đ t các m hàn nhi u x và đê ch n sóng trùng v i nhau. Hình 4.5 cho th y ví d bi u di n các công trình ph c t p, và B ng 3 li t kê các thông s tương ng trong file START. Trong ví d Hình 4.5 có m t s đi u đáng lưu ý: a) T i nh ng v trí ti p n i c a các công trình, các bi n ki u IX, Y, và D ph i gi ng h t nhau 1 b) Đ u ngang c a m hàn T (Hình 4.5b) ph i đư c bi u di n b i đê ch n sóng tách b , m i cái đ u n i vói m hàn. N u không bi u di n như v y, chương trình s không ch p nh n hai công trình nhi u x ch ng chéo nhau (như Hình 4.2). c) K t nói gi a hai đê ch n sóng tách b ph i chính xác cùng m t v trí (trên Hình 4.5b). d) T t c m hàn g n v i đê ch n sóng ph i là lo i m hàn gây nhi u x . * Xem Hình 4.5 ** Giá tr ch n tuỳ ý 1 G m có IXNDG, IXDG, IXDB, YNDG, YDG, YDB, DDG, DDB.
CHƯƠNG 4. BI U DI N CÁC CÔNG TRÌNH VÀ NUÔI BÃI 55 Hình 4.5: Ví d các m hàn và jetty có cách b trí ph c t p B ng 4.1: Đ u vào trong file START c a các ví d công trình có cách b trí ph c t p Bi n M hàn có góc (a) M hàn T (b) Jetty xiên góc (c) M hàn n/x có ng nh (d) IDG 1 1 1 1 NDG 1 1 1 1 IXDG(I) 1 50 100 25 YDG(I) 350 135 410 225 DDG(I)** 3,1 2,0 3,5 1,7 YG1** 120 - - - YGN** - - 630 - IDB 1 1 1 1 NDB 1 2 1 1 IXDB(I) 1 12 45 50 50 56 97 100 25 31 YDB(I) 350 400 135 135 135 135 410 410 225 135 DDB(I)** 3,1 3,5 1,8 2,0 2,0 2,3 3,7 3,5 1,7 1,3
CHƯƠNG 4. BI U DI N CÁC CÔNG TRÌNH VÀ NUÔI BÃI 56 Hình 4.6: Ví d minh ho cách b trí tư ng bi n đơn gi n. 4.3.2 Tư ng bi n Các đo n tư ng bi n có tác d ng có th đư c đ t v trí b t kỳ trên lư i. Ta có th bi u di n nhi u đo n đư ng bi n b ng cách đ t các giá tr −9999 (m) trong dãy s v trí tư ng bi n d c theo b . Hình 4.6 cùng v i b ng s sau đây là ví d bi u di n hai đo n tư ng bi n ng n trong GENESIS. Chú ý r ng tư ng bi n không nh t thi t ph i th ng mà có th theo đư ng cong song song v i đư ng b , ch ng h n như kè đá đ . Dư i đây là các giá tr y c n nh p vào file SEAWL. -9999 -9999 -9999 -9999 -9999 -9999 -9999 -9999 -9999 60 589 58 57 56 55 54 53 52 51 50 -9999 -9999 -9999 -9999 -9999 -9999 -9999 -9999 -9999 10 10 10 10 10 10 -9999 -9999 -9999 -9999 -9999 4.3.3 Nuôi bãi Các đ t đ cát nuôi bãi có th th c hi n v trí b t kì trên bãi bi n và có th ch ng chéo nhau v c không gian và th i gian. M t khi kh i lư ng cát đư c ch đ nh, GENESIS s quy ra kho ng cách trung bình mà đư ng b s ti n ra trong m i bư c th i gian. Các giá tr sau đây trong file START.DAT bi u th cho nuôi bãi trên Hình 4.7:
CHƯƠNG 4. BI U DI N CÁC CÔNG TRÌNH VÀ NUÔI BÃI 57 Hình 4.7: Ví d minh ho trư ng h p đ cát đơn gi n IBF: 1 NBF: 3 BFDATS(I): 890101 890101 890615 BFDATE(I): 890228 890228 890715 IBFS(I): 1 10 20 TBFE(I): 30 20 60 YADD(I): 20 5 5 Ngoài bi u di n hai đ t đ cát ch ng lên nhau (m t lư ng 20 m đ vào đo n 1 → 30 và lư ng 10 m đ vào đo n 10 → 20), ta có th phân tách thành ba l n đ n i ti p nhau. Khi đó c n nh p s li u đ u vào như sau: IBF: 1 NBF: 4 BFDATS(I): 890101 890101 890101 890615 BFDATE(I): 890228 890228 890228 890715 IBFS(I): 1 10 20 20 TBFE(I): 10 20 30 60 YADD(I): 20 25 20 5 C n chú ý r ng các giá tr trên cùng m t c t đ u thu c m t l n đ . Còn các giá tr trên m t dòng thì không nh t thi t s p x p theo trình t th i gian.
CHƯƠNG 4. BI U DI N CÁC CÔNG TRÌNH VÀ NUÔI BÃI 58 4.3.4 C u hình c a các công trình thay đ i theo th i gian Trong nhi u d án có công trình đư c xây d ng, s a đ i, d b ho c phá hu di n ra cùng v i bi n đ i đư ng b . Trong trư ng h p này c n chia quá trình mô ph ng ra thành nhi u giai đo n. File START v i cách b trí công trình ban đ u s có tác d ng trong giai đo n th nh t, đ n khi b t đ u có thay đ i công trình. File SHORC (đư ng b tính toán) v a đư c t o thành s đư c v n chuy n sang thành file SHORL (đư ng b ban đ u) c a giai đo n mô ph ng tiêp theo, v i m t file START khác tương ng v i cách b trí m i. Cách làm này đư c l p l i, đ di n t nhi u giai đo n thay đ i c a cách b trí công trình cũng như đi u ki n. Thông thư ng h đi u hành máy tính s cho phép ta t o m t file batch giúp cho t đ ng quá chu i tính toán g m nhi u giai đo n.