Kỹ thuật biển ( dịch bởi Đinh Văn Ưu ) - Tập 1 Nhập môn về công trình bờ - Phần 7

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

Thêm vào BST

Báo xấu

78
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đo đạc triều trên sông E.W. Bijker 21.1 Mở đầu Một trong những yêu cầu quan trọng nhất về số liệu điều tra, khảo sát các sông có triều là mực nước. Việc quan trắc triều, độ sâu lạch và địa hình đáy đều liên quan tới vấn đề này. Những số liệu này có thể thu được dễ dàng từ các trạm tự ghi mực nước, qua đó có thể xác định được mực nước biển trung bình. Về nguyên tắc những số liệu tương tự có thể tiến hành đối với các vùng trong đất liền dọc theo...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Kỹ thuật biển ( dịch bởi Đinh Văn Ưu ) - Tập 1 Nhập môn về công trình bờ - Phần 7

21 §o ®¹c triÒu trªn s«ng E.W. Bijker 21.1 Më ®Çu Mét trong nh÷ng yªu cÇu quan träng nhÊt vÒ sè liÖu ®iÒu tra, kh¶o s¸t c¸c s«ng cã triÒu lµ mùc níc. ViÖc quan tr¾c triÒu, ®é s©u l¹ch vµ ®Þa h×nh ®¸y ®Òu liªn quan tíi vÊn ®Ò nµy. Nh÷ng sè liÖu nµy cã thÓ thu ®îc dÔ dµng tõ c¸c tr¹m tù ghi mùc níc, qua ®ã cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc mùc níc biÓn trung b×nh. VÒ nguyªn t¾c nh÷ng sè liÖu t¬ng tù cã thÓ tiÕn hµnh ®èi víi c¸c vïng trong ®Êt liÒn däc theo c¸c cöa s«ng th«ng qua c¸c kü thuËt kh¸c nhau, tuy nhiªn c«ng viÖc nµy thêng gÆp rÊt nhiÒu khã kh¨n ®Æc biÖt ®èi víi c¸c vïng biÓn nhiÖt ®íi, t¹i ®ã hÇu nh kh«ng cã ®îc c¸c chuçi quan tr¾c ®¶m b¶o. Mét c¸ch kh¸c ®Ó x¸c ®Þnh c¸c sè liÖu mùc níc t¹i nh÷ng khu vùc nªu trªn sÏ ®îc diÔn gi¶i trong phÇn tiÕp theo. C¸ch nµy chñ yÕu c¨n cø vµo chÝnh ®Æc ®iÓm cña s«ng. Mét trong nh÷ng gi¶ thiÕt quan träng ®îc sö dông trong toµn ch¬ng nµy lµ viÖc cho r»ng dßng níc ngät tõ s«ng ®æ ra lµ kh«ng ®¸ng kÓ. 21.2 C¸ch ®Æt vÊn ®Ò cô thÓ VÊn ®Ò ®¬n gi¶n nÕu chóng ta cÇn x¸c ®Þnh mùc biÓn trung b×nh t¹i cöa s«ng theo sè liÖu tr¹m ®o mùc níc. Chóng ta còng dÔ dµng tiÕn hµnh ®o mùc níc t¹i mét ®iÓm bÊt kú vÒ phÝa thîng lu ( ®iÓm A trªn h×nh 21.1). VÊn ®Ò ®Æt ra b©y giê lµ x¸c ®Þnh sè liÖu mùc níc trªn cho ®iÓm thø hai n»m trªn ®iÓm B. Cho r»ng quy m« thêi gian ®o t¹i hai ®iÓm nªu trªn lµ ®ång bé. Bµi to¸n b©y giê cã thÓ dÉn ®Õn viÖc x¸c ®Þnh thêi ®iÓm mµ t¹i ®ã mùc níc trªn hai tr¹m A-B nh nhau kh«ng t¹o nªn ®é nghiªng mÆt níc. Nh vËy gi¸ trÞ tuyÖt ®èi cña mùc níc t¹i hai tr¹m hoµn toµn nh nhau. VËn tèc triÒu trªn ®iÓm C n»m gi÷a A vµ B còng cÇn ®îc x¸c ®Þnh. TÊt c¶ c¸c lo¹i sè liÖu nªu trªn ®îc dÉn ra trong b¶ng 21.1 vµ h×nh 21.1 ®èi víi cöa s«ng nªu trªn. 121
H×nh 21.1 S¬ ®å s«ng 21.3 VÝ dô vÒ ph¬ng ph¸p gi¶i ®¬n gi¶n ChuyÓn ®éng triÒu trªn s«ng cã thÓ m« t¶ b»ng ph¬ng tr×nh sau: z gV V V V V  q  2  (21.01) x t x Ch trong ®ã: C lµ hÖ sè ma s¸t Chezy g lµ gia tèc träng trêng h lµ ®é s©u thêi gian t V lµ vËn tèc dßng x to¹ ®é däc s«ng z mùc níc tuyÖt ®èi. Ph¬ng tr×nh nµy hoµn toµn nh ph¬ng tr×nh 20.02 ë ch¬ng tríc. NÕu nh c¸c sè h¹ng qu¸n tÝnh trong vÕ tr¸i ph¬ng tr×nh 21.01 cã thÓ bá qua, th× ®é dèc mÆt biÓn sÏ ®¹t ®îc t¹i thêi kú níc ®øng. RÊt tiÕc v× ®iÒu nµy qu¸ ®¬n gi¶n. Do vai trß qu¸n tÝnh kh¸ quan träng nªn níc tiÕp tôc ch¶y cho tíi khi ®é dèc theo híng ngîc l¹i ®îc h×nh thµnh. §iÒu ®ã cã nghÜa r»ng ®é dèc sÏ b»ng zero t¹i thêi ®iÓm tríc khi níc ®øng mét kho¶ng t. Trong phÇn nµy ta cho r»ng ¶nh hëng cña qu¸n tÝnh khi khi triÒu cao còng t¬ng tù nh khi triÒu thÊp vµ do ®ã: tf = te (21.02) Nãi c¸ch kh¸c t¹i thêi ®iÓm tríc khi níc ®óng lªn tf vµ tríc khi níc ®øng rót te, gi¸ trÞ mùc níc tuyÖt ®èi trªn hai ®êng cong triÒu lµ nh nhau. Gi¶ thiÕt 21.02 sÏ ®¶m b¶o nÕu nh kh«ng cã dßng níc ngät tõ s«ng ®æ ra. Trong trêng hîp lu lîng níc s«ng lín, sai sè cña phÐp xÊp xØ nµy sÏ trë nªn ®¸ng kÓ. Trong trêng hîp ®ã, ph¬ng ph¸p chóng t«i tr×nh bµy trong phÇn sau 122
sÏ ®a ra kÕt qu¶ tèt h¬n. Tuy nhiªn nh÷ng trêng hîp lu lîng lín còng lµm biÕn ®æi ®¸ng kÓ c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n. VÊn ®Ò ®îc gi¶i b»ng to¸n ®å b»ng c¸ch dÞch chuyÓn ®êng cong triÒu t¹i ®iÓm B theo híng th¼ng ®øng qua ®êng cong A. Khi vÞ trÝ ®îc trïng víi gi¸ trÞ t, mùc níc t¹i A vµ B nh nhau t¬ng øng víi tû lÖ trôc th¼ng ®èi víi A còng nh ®èi víi B. Hai ®êng cong triÒu trong vÞ trÝ m« t¶ trªn ®©y ®îc thÓ hiÖn trªn h×nh 21.3. Trªn h×nh nµy ®êng cong triÒu A ®îc thÓ hiÖn b»ng ®êng ®Ëm liÒn. ®êng cong cña ®iÓm ®îc thÓ hiÖn b»ng ®êng ng¾t vµ thêi ®iÓm níc ®øng còng nh trªn h×nh 21.2. Gi¸ trÞ thu ®îc cña t kh«ng cã ý nghÜa ®Æc biÖt nµo. Chóng ta thùc sù quan t©m ®Õn gi¸ trÞ zero ®îc sö dông trong chuçi mùc níc t¹i B v× nã t¬ng ®¬ng víi – 0,53 m so víi mùc níc trung b×nh. Nh vËy chuçi mùc níc t¹i B cã thÓ so s¸nh víi mùc níc trung b×nh b»ng c¸ch lÊy gi¸ trÞ trong b¶ng 21.1 trõ ®i 0,53 mÐt. B¶ng 21.1 Sè liÖu mùc níc vµ dßng ch¶y Thêi gian Mùc triÒu t¹i A Mùc triÒu t¬ng ®èi t¹i B Dßng ch¶y t¹i C (m) (h) (m) (m/s) 0 +0,15 +0,99 -0,10 1 -0,35 +0,69 -0,35 2 -0,75 +0,22 -0,52 3 -1,00 -0,06 -0,60 4 -1,00 -0,21 -0,57 5 -0,75 -0,13 -0,45 6 -0,20 +0,15 -0,24 7 +0,30 +0,49 +0,10 8 +0,72 +0,91 +0,38 9 +0,95 +1,14 +0,50 10 +0,98 +1,32 +0,50 11 +0,80 +1,31 +0,37 12 +0,37 +1,11 +0,07 13 -0,18 +0,77 -0,25 14 -0,68 +0,39 -0,44 123
H×nh 21.2. M ùc níc níc triÒu t¹i A (trªn), B (gi÷a) vµ dßng ch¶y t¹i C (díi) H×nh 21.3. HiÖu chØnh c¸c ®êng cong triÒu 21.4 Lêi gi¶i chÝnh x¸c h¬n Gi¶ thiÕt c¬ b¶n ®îc sö dông trong phÇn tríc ®ã lµ c¸c kho¶ng thêi gian tf vµ te nh nhau (ph¬ng tr×nh 21.02). Gi¶ thiÕt nµy thêng kh«ng ®îc ®¶m b¶o, 124
®Æc biÖt trong trêng hîp khi ®êng cong vËn tèc t¹i ®iÓm C trªn h×nh 21.1 kh«ng ®èi xøng. C¬ së lý thuyÕt vÉn dùa vµo ph¬ng tr×nh 21.01 mµ chóng t«i mét lÇn n÷a nh¾c l¹i ®©y ®Ó tiÖn tr×nh bµy: z gV V V V V  q  2  (21.01) x t x C h §èi víi c¸c bµi to¸n triÒu: V V V  (21.03) x t §iÒu nµy cµng chÝnh x¸c khi vËn tèc trë nªn bÐ gÇn ®iÓm níc ®øng. MÆt kh¸c t¹i thêi ®iÓm quan t©m: z 0 (21.04) x Nh vËy, khi thay 21.04 vµ bá qua c¸c thµnh phÇn nhá kh«ng ®¸ng kÓ trong ph¬ng tr×nh 21.01, sÏ cã: gV V V  2 (21.05) t Ch cã thÓ ®îc thay b»ng ®¹o hµm toµn phÇn trong 21.05: gV V dV  2 (21.06) dt Ch C¸c biÕn cã thÓ t¸ch: dV gdt  2 (21.07) VV Ch TÝch ph©n biÓu thøc nµy cho ta: C 2h Vt (21.08) g Ph¬ng tr×nh 21.08 cho ta mèi t¬ng quan gi÷a V vµ t gÇn thêi ®iÓm níc z ®øng, khi  0 . Mét c¸ch t¬ng tù nh trªn ta cã thÓ cho ta t¬ng quan ®èi víi x V . t Do ®é s©u níc, h, t¹i c¶ hai ®iÓm A vµ B cã thÓ ®o ®îc vµo thêi ®iÓm níc ®øng côc bé, chóng ta chØ cÇn ®¸nh gi¸ hÖ sè ma s¸t Chezy ®Ó sö dông ph¬ng tr×nh 21.08. Sau khi thu ®îc c¸c gi¸ trÞ cÇn thiÕt cã thÓ x©y dùng to¸n ®å ®èi víi C 2h cho ®iÓm ®øng triÒu cao t¹i B vµ ®iÓm ®øng triÒu thÊp t¹i A. V t  const  g C¸c ®êng cong nµy cã thÓ kÕt hîp víi ®êng ®o vËn tèc t¹i C víi ®iÓm gèc to¹ ®é trïng nhau. §êng V-t tõ ph¬ng tr×nh 21.08 chuyÓn dÞch däc trôc thêi gian nh»m t×m ra c¸c ®iÓm trªn ®ã nã lµ tiÕp tuyÕn cña c¸c ®êng cong mùc níc. Thêi 125
®iÓm trªn trôc thêi gian liªn quan tíi c¸c ®iÓm c¾t ®ã chÝnh lµ thêi ®iÓm t¬ng z øng  0 vµ nh vËy c¸c ®êng cong triÒu A vµ B sÏ c¾t nhau. x C¸c thñ tôc tiÕn hµnh võa tr×nh bµy sÏ ®îc chi tiÕt ho¸ trong vÝ dô gi¶ ®Þnh sau. 21.5 VÝ dô VÝ dô nµy ¸p dông cho cïng ®èi tîng s«ng nh ®· tr×nh bµy trªn h×nh 21.1. LÇn nµy sè liÖu ®îc dÉn ra trong b¶ng 21.2 vµ h×nh 21.4. HÖ sè Chezy ®îc chän b»ng 60 m1/2/s. B¶ng 21.2. Sè liÖu triÒu vµ dßng ch¶y Thêi gian Mùc níc t¹i A Mùc níc t¬ng ®èi Dßng ch¶y t¹i C t¹i B (m) (m/s) (h) (m) 0 +0,45 0,75 +0,21 1 0.00 +0,33 +0,07 2 -0.33 -0,04 -0,08 3 -0,67 -0,35 -0,21 4 -0,90 -0,55 -0,37 5 -0,98 -0,62 -0,50 6 -0,79 -0,47 -0,60 7 -0,30 -0,15 -0,62 8 +0,40 +0,35 -0,20 9 +0,83 +0,75 +0,40 10 +1,00 +0,98 +0,50 11 +0,87 +1,05 +0,42 12 +0,60 +0,87 +0,32 13 +0,25 +0,55 +0,14 14 -0,15 +0,15 -0,05 §é s©u, h, t¹i ®iÓm B trong khi níc ®øng cao lµ 8 mÐt vµ t¹i B khi níc ®øng thÊp lµ 7 mÐt. Nh vËy, ®èi víi ®iÓm A: C 2 h (60) 2 (7 )  2568 m  (21.09) g 9,81 vµ ®iÓm B: C 2 h (60) 2 (8)   2935 (21.10) g 9,81 126
C¸c ®êng cong h×nh 21.08 sö dông c¸c h»ng sè x¸c ®Þnh tõ hai ph¬ng tr×nh trªn ®îc dÉn ra trªn h×nh 21.05. H×nh 21.4 Sè liÖu triÒu vµ dßng ch¶y Mçi ®êng cong trªn h×nh 21.5 ®îc trÝch riªng tõ h×nh 21.4. ®êng V-t ®îc dÞch chuyÓn ngang däc theo trôc to¹ ®é cña ®êng vËn tèc cho ®Õn khi hai ®êng nµy tiÕp tuyÕn víi nhau. §iÓm nµy ®îc chiÕu lªn ®êng cong triÒu A. T¬ng tù cã thÓ tiÕn hµnh ®èi víi ®êng V-t thø hai ®èi víi ®êng cong triÒu A. 127
H×nh 21.5 C¸c ®êng cong vËn tèc H×nh 21.6 Ph¬ng ¸n gi¶i b»ng to¸n ®å NÕu nh tÊt c¶ c¸c gi¶ thiÕt ®a ra lµ chÝnh x¸c, th× ®êng cong triÒu B cã thÓ ®Æt lªn ®êng cong triÒu A vµ tõ ®ã x¸c ®Þnh c¸c ®iÓm c¾t nhau nh võa tiÕn hµnh. Th«ng thêng ®iÒu nµy khã cã thÓ thµnh hiÖn thùc, chóng ta cã thÓ thu ®îc kÕt qu¶ cuèi cïng b»ng c¸ch dÞch chuyÓn ®êng cong triÒu B theo híng th¼ng ®øng cho ®Õn khi kho¶ng thêi gian gi÷a c¸c ®iÓm c¾t nhau theo lý thuyÕt vµ thùc tÕ nh nhau. H×nh 21.6 cho ta ®êng cong vËn tèc ®îc ®Æt víi c¸c ®êng V-t. C¸c ®iÓm c¾t nhau ®îc chiÕu lªn c¸c ®êng cong triÒu. Hai kho¶ng thêi gian b»ng nhau còng ®îc ®a ra. C¸c sè liÖu cña ®êng cong B ®îc gi¶m ®i 0,21 mÐt so víi mùc níc trung b×nh. 128
21.6 Ph©n tÝch ®¸nh gi¸ Còng cÇn nh¾c l¹i r»ng ph¬ng ph¸p võa tr×nh bµy tuy thuéc lo¹i tèt nhÊt, nhng còng chØ ®a ra c¸c kÕt qu¶ gÇn ®óng. Nh÷ng kÕt qu¶ nµy còng chØ míi ®¶m b¶o cho c¸c kh¶o s¸t ban ®Çu. Kho¶ng c¸ch däc theo s«ng gi÷a c¸c ®iÓm A vµ B cã thÓ biÕn ®æi tõ vµi kil«mÐt ®Õn hµng tr¨m kil«mÐt. §iÒu quan träng lµ viÖc ®o ®¹c dßng ch¶y cÇn tiÕn hµnh t¹i ®iÓm gi÷a A vµ B. Khi ®é s©u trë nªn nhá, sè h¹ng ma s¸t trong ph¬ng tr×nh 21.01 t¨ng lªn ®Õn c¸c gi¸ trÞ t¬ng ®¬ng sè h¹ng qu¸n tÝnh. §èi víi ®é s©u ®ñ nhá, sè h¹ng qu¸n tÝnh cã thÓ bá qua vµ mÆt níc cã thÓ trë nªn ngang ®óng nh vµo thêi ®iÓm níc ®øng. Trong trêng hîp nµy c¸c ®êng cong triÒu ngang vµ th¼ng ®øng lÖch pha 1/4 chu kú. C¸c ¶nh hëng cña sù kh¸c biÖt mËt ®é trªn c¸c cöa s«ng sÏ ®îc tr×nh bµy trong ch¬ng tiÕp theo. 129
22 Dßng ch¶y mËt ®é trong s«ng E.W. Bijker, L.E. van Loo, J. de Nekker 22.1 Më ®Çu Trong hai ch¬ng tríc chóng ta ®· xem xÐt triÒu ¶nh hëng ®Õn s«ng nhng kh«ng ®Ó ý ®Õn mét thùc tÕ r»ng níc s«ng nh¹t vµ níc biÓn mÆn. Vai trß cña chªnh lÖch ®é muèi ®ã lªn c¸c qu¸ tr×nh cöa s«ng sÏ ®îc xem xÐt trong ch¬ng nµy. Ch¬ng 23 sÏ ®îc xem nh mét ch¬ng bæ sung vÒ ¶nh hëng cña c¸c c¶ng n»m däc s«ng. C¸ch tiÕp cËn sö dông trong ch¬ng nµy xuÊt ph¸t hoµn toµn tõ yªu cÇu thùc tiÔn. C¸c ph¬ng ph¸p dÉn d¾t tíi nh÷ng ph¬ng tr×nh sö dông trong ch¬ng nµy cã thÓ t×m ®îc tõ c¸c tµi liÖu tham kh¶o còng nh c¸c s¸ch chuyªn ®Ò vÒ c¸c lo¹i dßng ch¶y mËt ®é. 22.2 BiÕn ®æi ®é mÆn theo triÒu Níc biÓn sÏ ®i vµo c¸c cöa s«ng khi triÒu lªn ngo¹i trõ trêng hîp níc s«ng ®æ ra qu¸ nhiÒu vµ chiÕm lÜnh toµn bé thÓ tÝch triÒu trong pha triÒu lªn. Cã rÊt Ýt s«ng thêng xuyªn ®¶m b¶o lu lîng níc ®Ó kh«ng cho phÐp níc biÓn x©m nhËp Ýt ra lµ trong mét thêi kú ng¾n. §é muèi t¹i nhiÒu ®iÓm trªn s«ng biÕn ®æi tu©n theo chu kú triÒu. Còng do níc tõ biÓn x©m nhËp vµo s«ng nªn ®é muèi trong s«ng ®¹t cùc ®¹i vµo kú níc ®øng cao. §iÒu nµy ®îc minh ho¹ b»ng b¶ng 22.1 vµ h×nh 22.1 ®èi víi Rotterdam. Sè liÖu dßng ch¶y hoµn toµn gièng nh trong b¶ng 20.1. Còng nh lÇn tríc, dßng ch¶y khi triÒu lªn ®îc xem lµ d¬ng. Trong vÝ dô nµy, ®é muèi cùc ®¹i ®¹t ®îc ngay sau khi níc ®øng cao. ViÖc gi¶i thÝch hiÖn tîng nµy sÏ ®îc tr×nh bµy trong phÇn 6 cña ch¬ng nµy. Tõ ch¬ng 3 chóng ta ®· biÕt r»ng ®é muèi níc biÓn vµo kho¶ng 35%o, nh vËy níc biÓn thùc kh«ng bao giê ®¹t tíi Rotterdam. C¸c qu¸ tr×nh x¸o trén ®· khuyÕch t¸n níc biÓn vµo níc s«ng vµ h×nh thµnh nªn níc lî. NÕu ®iÓm quan tr¾c ®îc tiÕn hµnh t¹i khu vùc gÇn biÓn h¬n th× cã thÓ thu ®îc ®é muèi cùc ®¹i cao h¬n. Cµng ®i s©u vµo trong s«ng th× gi¸ trÞ cùc ®¹i nµy sÏ trë nªn thÊp h¬n. 130
H×nh 22.1 Dßng ch¶y vµ ®é muèi t¹i Rotterdam B¶ng 22.1 Sè liÖu triÒu t¹i Rotterdam Thêi gian Dßng ch¶y §é muèi s«ng (h) (m/s) (%o) 0 -0,15 2,48 1 +0,08 2,47 2 +0,60 2,83 3 +0,75 3,64 4 +0,44 5,08 5 +0,07 7,25 6 -0,44 8,06 7 -0,73 7,16 8 -1,03 6,08 9 -1,05 4,90 10 -0,85 3,64 11 -0,52 2,65 12 -0,30 2,48 131
Møc ®é x¸o trén níc trªn khu vùc cöa s«ng cã thÓ ®¸nh gi¸ gÇn ®óng th«ng qua tû sè gi÷a thÓ tÝch triÒu vµ lu lîng s«ng. Trong b¶ng 22.2, tham sè x¸o trén, M, ®îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc: Q T' M r (22.01) P trong ®ã: M lµ tham sè x¸o trén, P lµ thÓ tÝch triÒu, Qr lµ lu lîng níc ngät tõ s«ng, T lµ chu kú triÒu, tÝnh b»ng gi©y (s). Trªn c¸c s¬ ®å mÆt c¾t däc s«ng, ta xem biÓn n»m vÒ bªn tr¸i, c¸c ®êng ®¼ng ®é muèi ®îc dÉn ra. B¶ng 22.2. C¸c ®Æc trng x¸o trén s«ng M« t¶ S¬ ®å M 0 X¸o trén 0,1 Ph©n tÇng mét phÇn 1,0 Ph©n tÇng m¹nh Ghi chó: C¸c s¬ ®å kh«ng tr×nh bµy theo tû lÖ, Trªn mçi s¬ ®å ®é muèi t¨ng vÒ phÝa tr¸i. Mét híng nghiªn cøu c¬ b¶n h¬n ®Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò nµy ®· ®îc Ippen vµ Harleman (1961) ¸p dông ®èi víi c¸c qu¸ tr×nh x¸o trén th«ng qua tham sè ph©n tÇng kh«ng thø nguyªn. Tham sè nµy ®îc x¸c ®Þnh theo tû sè sau: 132
22.3 N¨ng lîng t¶n m¸t / phÇn d cña thÕ n¨ng ®îc tÝnh cho mét ®¬n vÞ khèi lîng chÊt láng. N¨ng lîng t¶n m¸t thùc tÕ lµ phÇn suy gi¶m n¨ng lîng triÒu trong cöa s«ng, cßn phÇn d cña thÕ n¨ng lµ phÇn thÕ n¨ng thu ®îc khi níc t¨ng mËt ®é (®é muèi) trong qu¸ tr×nh ch¶y xu«i dßng. Harleman vµ Abraham (1966) ®· cho r»ng tham sè ph©n tÇng chØ phô thuéc duy nhÊt vµo tham sè kh«ng thø nguyªn cña cöa s«ng, ®îc ®Þnh nghÜa theo hÖ thøc sau: PF 2 F 2 E  (22.02) Qr T ' M trong ®ã: F lµ sè Froude tÝnh theo vËn tèc triÒu lªn cùc ®¹i t¹i cöa s«ng. Do cã thÓ x¸c ®Þnh ®Ô dµng h¬n nªn tham sè cöa s«ng tiÖn lîi h¬n trong sö dông so víi tham sè ph©n tÇng. Ngîc víi tham sè x¸o trén, qu¸ tr×nh x¸o trén cöa s«ng t¨ng lªn cïng víi sù gia t¨ng cña tham sè cöa s«ng. Cöa s«ng sÏ ®îc xem lµ x¸o trén m¹nh nÕu nh tham sè cöa s«ng lín h¬n 0,15. Mét vÊn ®Ò kh¸c liªn quan tíi cöa s«ng lµ viÖc x¸c ®Þnh ph©n bè ®é muèi trong cöa s«ng. Harleman vµ Abraham (1966) ®· thö gi¶i quyÕt vÊn ®Ò nµy b»ng c¸ch sö dông m« h×nh lý thuyÕt 1 chiÒu ®èi víi ph©n bè ®é muèi trong cöa s«ng. Trong m« h×nh trôc to¹ ®é x ®îc lÊy theo híng ngîc dßng tÝnh tõ cöa vµo theo trôc l¹ch. Víi m« h×nh 1 chiÒu, ®é muèi chØ ®îc xem biÕn ®æi theo mét hµm cña thêi gian vµ vÞ trÝ däc theo trôc l¹ch. H¬n n÷a hä cho r»ng ph©n bè ®é muèi ®îc x¸c ®Þnh bëi sù c©n b»ng gi÷a khuyÕch t¸n ®i vµo vµ b×nh lu ®i ra ®èi víi dßng níc ngät tõ s«ng. Do c¸c tr¹ng th¸i tíi h¹n cña ph©n bè ®é muèi (x©m nhËp cùc ®¹i vµ cùc tiÓu) xuÊt hiÖn vµo c¸c thêi ®iÓm níc ®øng (t¬ng øng níc ®øng cao vµ níc ®øng thÊp) chóng ta cã thÓ nghiªn cøu c¸c tr¹ng th¸i nµy sö dông ph¬ng tr×nh ®¹o hµm thêng ®¬n gi¶n: dS Vr S S  D S (22.03) dx trong ®ã: Ss lµ ®é muèi vµo thêi ®iÓm níc ®øng, Vr lµ vËn tèc dßng níc ngät (cã gi¸ trÞ ©m), lµ trôc to¹ ®é (d¬ng theo chiÒu ngîc dßng), x D lµ hÖ sè khuyÕch t¸n thùc bao gåm tÊt c¶ c¸c qu¸ tr×nh x¸o trén. §Ó gi¶i ®îc ph¬ng tr×nh nµy, hÖ sè D cÇn ®îc xem nh mét hµm cña x. BiÓu thøc sau ®©y ®· ®îc sö dông: DB D 0 (22.06) xB trong ®ã: B lµ kho¶ng c¸ch tÝnh tõ cöa s«ng ®Õn ®Þa ®IÓm ®é muèi b»ng ®é muèi ®¹i d¬ng, vµ D0 lµ hÖ sè khuyÕch t¸n t¹i x = 0. 133
T¹i x = - B vµ D =  qu¸ tr×nh x¸o trén dÉn tíi ®é muèi kh«ng ®æi. (C¸c c«ng thøc 22.04 vµ 22.05 ®· ®îc lîc bá trong lÇn hiÖu ®Ýnh nµy). Thay 20.06 vµo 20.05 vµ lÊy tÝch ph©n ta cã:   V r x  B)2 ln S S  cons tan t  (22.07) 2 D0 B H»ng sè tÝch ph©n ®îc x¸c ®Þnh theo ®Þnh nghÜa B: S 0  ®é muèi ®¹i d¬ng SS x  B  (22.08) Theo ®ã c«ng thøc 22.07 trë thµnh:  V SS  exp  r x  B 2  (22.09) S0  2 D0 B    SS sÏ gi¶m khi x t¨ng, do VS cã gi¸ trÞ ©m. §èi víi tõng cöa s«ng, hai Èn sè trong 22.09 lµ B vµ D0, cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc nÕu nh SS ®îc x¸c ®Þnh – tõ sè liÖu quan tr¾c t¹i hai ®iÓm kh¸c nhau. §«i khi cã thÓ biÕn ®æi 22.09 b»ng c¸ch sö dông mèi t¬ng quan gi÷a D0 vµ B ®èi víi Vr. §iÒu nµy cã thÓ thu ®îc nh vÝ dô sau ®©y ®èi víi s«ng Chao Phya, Th¸i lan. Ph¬ng tr×nh thu ®îc ®èi víi níc ®øng thÊp cã d¹ng:   S S  S 0 exp  (18)(10  6)Qr x 2  0,045Qr 1/ 2 (22.10) Trong ph¬ng tr×nh 22.10, Qr cã thø nguyªn m3/s vµ cã gi¸ trÞ d¬ng, x thø nguyªn km. 22.4 T¬ng quan ®é mÆn – mËt ®é BiÕn ®æi cña ®é muèi sÏ dÉn tíi sù biÕn ®æi cña mËt ®é, ®iÒu nµy còng gièng nh trêng hîp khi nhiÖt ®é biÕn ®æi. T¬ng quan gi÷a mËt ®é víi nhiÖt ®é vµ ®é muèi ®· ®îc ®Ò cËp tíi trong ch¬ng 3. Trong kho¶ng biÕn ®æi thùc tÕ cña hai yÕu tè nµy, vai trß cña ®é muèi ®èi víi biÕn ®æi mËt ®é lín h¬n nhiÒu so víi nhiÖt ®é. Sù chªnh lÖch cña mËt ®é trong thuû vùc sÏ ®îc xem nh mét biÕn ®éc lËp trong nh÷ng phÇn trao ®«Ø tiÕp sau ®©y. C¸c chªnh lÖc nµy cã thÓ do nhiÖt ®é hoÆc ®é muèi g©y nªn. Tuy nguyªn nh©n cña sù biÕn ®æi mËt ®é cã thÓ sÏ quan träng ®èi víi c¸c bµi to¸n nhiÖt ®éng häc hoÆc « nhiÔm nhng kh«ng quan träng nÕu xÐt tõ gãc ®é h×nh thµnh dßng ch¶y. V× lý do ®ã trong c¸c phÇn sau chóng ta sÏ Ýt chó ý tíi nguyªn nh©n cña biÕn ®æi mËt ®é, ngo¹i trõ mét sè trêng hîp riªng. 22.5 §Æc trng tÜnh cña c¸c khèi níc ph©n tÇng Cã hai trêng hîp tíi h¹n c©n b»ng tÜnh gi÷a hai khèi níc cã mËt ®é kh¸c nhau c¨n cø vµo vÞ trÝ cña c¸c mÆt ph©n c¸ch. Trêng hîp ®¬n gi¶n nhÊt khi mÆt ph©n c¸ch nµy lµ mét mÆt ph¼ng n»m ngang. NÕu nh khèi níc trªn cã mËt ®é nhá h¬n th× ph©n tÇng sÏ æn ®Þnh. Trong thùc tÕ mÆt ph©n c¸ch nµy cã thÓ gi÷ æn ®Þnh kÓ c¶ trêng hîp cã chuyÓn 134
®éng cña níc. Sù ph©n tÇng nµy do chªnh lÖch nhiÖt ®é vµ ®é muèi cã thÓ tån t¹i trong c¸c ®¹i d¬ng vµ trong c¸c hå. Trong trêng hîp thø hai, tån t¹i mét mÆt ph©n c¸ch th¼ng ®øng kh«ng æn ®Þnh. Nh÷ng mÆt ph©n c¸ch nh vËy cã thÓ quan tr¾c thÊy t¹i cöa ra vµo c¸c ©u chuyÓn tµu. Trªn h×nh 22.2 cho ta thÊy sù ph©n bè cña ¸p suÊt trªn cöa ©u tµu. Lùc tæng céng t¸c ®éng lªn cöa sÏ b»ng zero, v× vËy: 1 1 1 gh12   2 gh2 2 (22.11) 2 2 trong ®ã: g lµ gia tèc träng trêng, h lµ ®é s©u,  lµ mËt ®é níc, c¸c chØ sè 1 vµ 2 trong 22.11 t¬ng øng c¸c khèi níc kh¸c nhau. H×nh 22.2 ¸p suÊt lªn mÆt ph©n c¸ch th¼ng ®øng Khi 2 > 1 th× 22.11 cã d¹ng: 2 h1  (22.12) 1 h2 Khi lùc tæng céng t¸c ®éng b»ng zero, h×nh 22.2 chØ ta thÊy momen tæng céng còng b»ng zero. D¹ng ph©n tÇng mËt ®é nh trªn cã thÓ xem nh mét d¹ng lý tëng ho¸ mét hiÖn tîng tù nhiªn cã thùc khi trªn cöa s«ng vµo c¶ng cã sù biÕn ®æi ®ét ngét trong chu kú triÒu. HiÖn tîng nµy, bao gåm lý thuyÕt vÒ nã vµ c¸c hÖ qu¶ sÏ ®îc xem xÐt trong ch¬ng 23. 22.6 Sãng néi Khi cã sù tån t¹i cña mÆt ph©n tÇng ngang trong chÊt láng sÏ xuÊt hiÖn sãng trªn bÒ mÆt ®ã ngay trong líp níc n»m trªn. Trong khi ®ã, líp níc trªn l¹i cã 135
mÆt ph©n c¸ch gi÷a níc vµ kh«ng khÝ. Tuy nhiªn ®èi víi sãng néi trªn mÆt ph©n c¸ch gi÷a hai líp níc th× mËt ®é líp níc trªn kh«ng kh¸c nhiÒu so víi mËt ®é líp níc díi. Sù kh¸c biÖt kh«ng lín vÒ mËt ®é nµy cã thÓ g©y ¶nh hëng ®¸ng kÓ ®Õn c¸c hiÖn tîng liªn quan, nÕu nh chóng ta ®em so s¸nh víi sãng giã trªn mÆt biÓn. Sãng néi cã thÓ xuÊt hiÖn tõ nhiÔu ®éng do tµu ch¹y, ®éng ®Êt hay lë ®Êt. Chóng còng cã thÓ xuÊt hiÖn khi hai líp níc nµy chuyÓn ®éng t¬ng ®èi víi nhau. VËn tèc cña sãng trªn mÆt ph©n c¸ch nµy cã thÓ thu ®îc tõ biÓu thøc: (  2  1 ) g1 2 c (22.13)  21  1 2 trong ®ã: c lµ vËn tèc sãng,  lµ ®é dµy cña c¸c líp víi c¸c chØ sè 1, 2 t¬ng øng. Trªn h×nh 22.3 c¸c mòi tªn chØ híng chuyÓn ®éng cña níc. Ph¬ng tr×nh 22.13 sÏ chuyÓn vÒ d¹ng 5.05b khi 1 =0. Do 1 gÇn nh b»ng 2 trong ph¬ng tr×nh 22.13, nªn cã thÓ lÊy gÇn ®óng trong d¹ng sau ®©y: (  2  1 ) g1 2 c (22.14) 1h g1 2 c (22.15) h trong ®ã:  2  1 lµ mËt ®é t¬ng ®èi cña c¸c khèi níc vµ h lµ ®é s©u tæng céng:  1 h = 1 + 2. H×nh 22.3 Sãng néi C¸c lo¹i sãng nµy cã thÓ cã biªn ®é rÊt cao, do ¶nh hëng cña gia tèc träng trêng kh«ng lín. Chóng thêng kÌm theo c¸c dao ®éng sãng ngîc dÊu kh«ng lín trªn mÆt biÓn nh ®îc thÓ hiÖn trªn h×nh 22.3. Nh×n chung ®èi víi phÐp xÊp xØ bËc nhÊt tû sè gi÷a ®é cao sãng mÆt vµ sãng néi cã thÓ xem b»ng . 136
C¸c lo¹i sãng nµy cã kh¶ n¨ng hÊp thô ®¹i bé phËn n¨ng lîng cña “níc chÕt” do tµu t¹o ra. §iÒu nµy cã thÓ lý gi¶i th«ng qua vÝ dô. Mét con tµu cã mím níc 4 m chuyÓn ®éng trªn c¶ng cã ph©n tÇng víi líp níc trªn dµy 3 m (®é muèi 5%o, nhiÖt ®é 2C) vµ líp díi dµy 7 m (®é muèi 36 %o, nhiÖt ®é 4 C). VËy con tµu cã thÓ ®¹t tíi vËn tèc cùc ®¹i b»ng bao nhiªu? Tõ b¶ng 3.3, ch¬ng 3 ta cã: kg  t1  4,00; 1  1004,00 m3 (22.16) kg  t 2  28,70;  2  1028,70 3 m Víi 1 =3 m, 2 = 7 m, sö dông 22.13 ta cã: (1028,7  1004)(9,81)(3)(7) c m/ s  0,709 (22.17) (1004)(7)  (1028,7)(3) ChØ cã mét c¸ch ®Ó tµu cã thÓ ch¹y nhanh h¬n sãng lµ ph¶i c¾t qua hoÆt trît trªn ®ã. HiÖn tîng níc chÕt ®ãng mét vai trß hÕt søc quan träng trong trËn thuû chiÕn gÇn Copenhagen c¸ch ®©y mÊy thÕ kû. T¹i khu vùc nµy níc nh¹t biÓn Ban tÝch ch¶y ra trªn líp níc mÆn tõ Skagerrak vµo. 22.7 Nªm mÆn “tÜnh” Nªm mÆn xuÊt hiÖn khi níc ngät tõ s«ng ®æ ra biÓn gÆp níc mÆn. Níc biÓn x©m nhËp vµo ®¸y s«ng n»m ngay díi líp níc ngät ®ã. §é dµi cña nªm níc mÆn x©m nhËp ®îc x¸c ®Þnh dùa vµo sù c©n b»ng gi÷a ma s¸t 1 trªn mÆt ph©n c¸ch vµ gradien ¸p suÊt tæng céng do ®é nghiªng cña bÒ mÆt. Khi sù c©n b»ng nµy ®îc ®¶m b¶o th× nªm mÆn ®îc gi÷ vÞ trÝ æn ®Þnh vµ níc ngät ch¶y tõ s«ng ra sÏ lan truyÒn trong d¹ng mét líp máng trªn mÆt biÓn. Vai trß cña nªm mÆn sÏ ®îc xem xÐt kü trong c¸c phÇn tiÕp theo. Schijf vµ Schonfeld (1953) ®· rót ra mét biÓu thøc ®èi víi ®é dµi nªm mÆn cho trêng hîp lý tëng ®èi víi kªnh h×nh ch÷ nhËt, níc ®æ vµo biÓn kh«ng giíi h¹n vµ kh«ng cã triÒu. Trong trêng hîp kh«ng cã x¸o trén qua mÆt ph©n c¸ch, biÓu thøc cã d¹ng: 2h  1 6   2  3F 2 / 3  F 4 / 3  Lw  (22.18) f1  5 F 2 5   8 l f1  (22.19)  V1 V 2 V1  V2 Vr F (22.20) gh trong ®ã: Lw lµ ®é dµi cña nªm mÆn, Vr lµ vËn tèc dßng s«ng ®o¹n trªn nªm mÆn, V1 lµ vËn tèc níc ngät líp trªn nªm mÆn, V2 lµ vËn tèc trong nªm mÆn, 137
1 lµ øng suÊt ma s¸t däc mÆt ph©n c¸ch. TÊt c¶ nh÷ng ký hiÖu nµy ®îc tr×nh bµy trªn h×nh 22.4. H×nh 22.4 Nªm mÆn “tÜnh” trªn cöa s«ng BiÓu thøc nµy cho ta thÊy vai trß cña ®é s©u h, lu lîng níc ngät, Vr, vµ chªnh lÖch mËt ®é khi mÆn x©m nhËp. Gi¸ trÞ t¬ng ®èi chÊp nhËn ®îc cña f1 vµo kho¶ng 0,1. C¸ch gi¶i b»ng ®å thÞ cña biÓu thøc trªn ®îc Partheniades vµ c¸c céng t¸c viªn xem xÐt vµo n¨m 1980. TÊt nhiªn trong ®iÒu kiÖn c©n b»ng lý tëng th× V2 = 0. Trêng hîp nµy t¬ng øng kh«ng cã ma s¸t trªn ®¸y nh ®îc tr×nh bµy trªn h×nh 22.4. C¸c sè liÖu sö dông ®Ó vÏ h×nh 22.4 gåm: f1 = 0,08; h = 10 m; Vr = 0,2 m/s;  = 0,0246, trong trêng hîp ®ã Lw = 2689 m. H×nh vÏ ®îc tr×nh bµy víi sù kh¸c nhau vÒ tû lÖ ®øng vµ ngang lµ 1:100. Tõ tÜnh ®îc ®Æt trong dÊu ngoÆc kÐp bëi v× trong thùc tÕ thêng tån t¹i c¸c tr¹ng th¸i c©n b»ng ®éng. Qu¸ tr×nh x¸o trén sÏ diÔn ra trªn mÆt ph©n c¸ch c¸c khèi níc. Muèi vµ níc biÓn sÏ vËn chuyÓn vµo vµ níc s«ng ch¶y ra biÓn. Trªn h×nh 22.4 ®êng ®Ëm cho ta thÊy mÆt ph©n c¸ch gi÷a hai khèi níc. V× tæng lîng níc ®i ra vµ ®i vµo cöa s«ng ph¶i c©n b»ng nhau nªn ta cã: (22.21) Q1 = Qr + Qw trong ®ã: Qw lµ lu lîng ®i vµo, Qr lµ lu lîng níc ngät tõ s«ng ®æ ra, Q1 lµ lu lîng thùc ®i qua mÆt c¾t. Do c©n b»ng lu lîng muèi còng ph¶i ®îc b¶o ®¶m. Cho nªn: (22.22) Q 1 S 1 = Qw S 2 trong ®ã S1 vµ S2 lµ ®é muèi t¬ng øng cña hai khèi níc. NÕu thay c¸c gi¸ trÞ kh¸c nhau cña Vr vµo ph¬ng tr×nh 22.18 (th«ng qua 22.20) cã thÓ nhËn thÊy r»ng Lw gi¶m khi Vr t¨ng, víi F = 1 ta cã Lw = 0. CÇn nh¾c l¹i r»ng khi Vr t¨ng còng dÉn tíi Qr t¨ng ®iÒu nµy cã thÓ kh¸c víi quy luËt rót ra tõ 22.01 vµ b¶ng 22.2. Theo b¶ng nµy th× sù t¨ng cña Qr cã thÓ dÉn tíi sù gia t¨ng ®é ph©n tÇng cöa s«ng vµ nªm mÆn sÏ dµi h¬n thay v× ng¾n h¬n. NghÞch lý nµy ®îc gi¶i thÝch bëi viÖc bá qua c¸c t¸c ®éng triÒu khi ®a ra c«ng thøc 22.18, nh vËy viÖc so s¸nh trªn ®©y lµ kh«ng cã gi¸ trÞ. 138
T¹i c¸c cöa s«ng, qu¸ tr×nh x©m nhËp nªm mÆn xÈy ra mét c¸ch hÕt søc phøc t¹p. Lu lîng s«ng, Qr lu«n biÕn ®æi, trong thùc tÕ lu«n tån t¹i c¸c ¶nh hëng cña triÒu vµ cöa s«ng kh«ng cã d¹ng nªm. Nh×n chung, ¶nh hëng cña triÒu lµ quan träng nhÊt – nã dÉn tíi dao ®éng liªn tôc cña toµn bé hÖ thèng hai líp níc. Qu¸ tr×nh dao ®éng sÏ ®Én tíi sù gia t¨ng cña x¸o trén qua mÆt ph©n c¸ch. Khi ¶nh hëng cña triÒu m¹nh vµ lu lîng níc s«ng kh«ng lín, sù ph©n tÇng sÏ bÞ ph¸ huû vµ dÉn ®Õn cöa s«ng x¸o trén hoµn toµn. Cöa s«ng T©y Schelde lµ mét trong nh÷ng thÝ dô nh vËy. Vµo mét thêi ®iÓm nhÊt ®Þnh, vµ tõng n¬i vÉn cã gradient cña ®é muèi theo ph¬ng th¼ng ®øng. T¹i c¸c cöa s«ng nh vËy, dßng muèi trung b×nh vËn chuyÓn ra biÓn do dßng s«ng ®îc c©n b»ng bëi dßng muèi khuyÕch t¸n tõ ngoµi vµo. ¶nh hëng cña khuyÕch t¸n kÕt hîp ®éng lîng dßng ®i vµo cã thÓ lµm lÖch thêi gian ®é muèi trung b×nh cùc ®¹i so víi thêi ®iÓm níc ®øng cao nh vÝ dô Rotterdam ®îc thÓ hiÖn trªn h×nh 22.1. Nh ®· tr×nh bµy trªn, triÒu lµm cho vÞ trÝ nªm mÆn dÞch chuyÓn theo híng s«ng-biÓn trªn c¬ së chÕ ®é triÒu. C¸c hÖ qu¶ cña qu¸ tr×nh nµy lªn s«ng vµ c¸c thuû vùc kÒ cËn sÏ ®îc bµn ®Õn trong môc tiÕp theo. 22.8 C¸c vÊn ®Ò l¾ng ®äng HÖ qu¶ trùc tiÕp cña nªm mÆn lªn s«ng lµ t¸c ®éng cña nã lªn qu¸ tr×nh l¾ng ®éng trong cöa s«ng. Tõ h×nh 22.4 cã thÓ thÊy dßng ch¶y däc ®¸y sÏ bÞ biÕn ®æi do tån t¹i cña nªm mÆn. Víi híng ®i lªn tõ ®Çu nªm mÆn, dßng ®¸y thêng l¹i híng ra biÓn, cßn phÝa bªn trong lìi mÆn th× vËn tèc dßng ®i vµo thêng kh«ng lín. Do vËn tèc t¹i ®Çu nªm mÆn cã thÓ bÞ triÖt tiªu, nªn dÉn tíi sù l¾ng ®äng cña trÇm tÝch trªn ®¸y. T¹i c¸c cöa s«ng víi ¶nh hëng triÒu kh«ng lín, vµ vÝ trÝ nªm mÆn ®îc gi÷ t¬ng ®èi cè ®Þnh cã thÓ h×nh thµnh nªn c¸c b·i c¹n ngÇm. Trong khi nguyªn nh©n h×nh thµnh nªm mÆn lµ do ®é muèi, hiÖn tîng nµy cßn cã thÓ quan tr¾c thÊy t¹i c¸c cøa s«ng khi chªnh lÖch mËt ®é l¹i do c¸c nguyªn nh©n kh¸c g©y nªn trong ®ã cã gradien nhiÖt ®é. HiÖn tîng nµy cßn cã thÓ quan tr¾c ®îc khi cã nguån níc l¹nh ®æ ra tõ c¸c nhµ m¸y ph¸t ®iÖn t¹i c¶ nh÷ng khu vùc toµn níc ngät nh c¸c hå. Khi c¸c trÇm tÝch l¬ löng trong s«ng chØ bao gåm bïn vµ lìi mÆn do gradient ®é muèi g©y nªn th× c¸c qu¸ tr×nh lý, ho¸ cã thÓ ¶nh hëng m¹nh ®Õn hiÖn tîng l¾ng ®äng t¹i c¸c cöa s«ng. Bïn sÐt trong níc ngät bao gåm c¸c phÇn tö nhá víi kÝch thíc cùc ®¹i kh«ng vît qu¸ vµi micr«mÐt. Do ®Æc ®iÓm h×nh th¸i, víi diÖn tÝch bÒ mÆt lín, vµ cÊu tróc tinh thÓ cña c¸c kho¸ng sÐt, c¸c phÇn tö nµy cã ®iÖn tÝch ©m trªn mÆt. Do c¸c phÇn tö nhá nªn lùc tÜnh ®iÖn trong chõng mùc nµo ®ã cïng víi lùc träng trêng kiÓm so¸t c¸c phÇn tö bïn sÐt vµ gi÷ chóng t¸ch rêi trong d¹ng l¬ löng. Khi ®é muèi t¨ng lªn, c¸c i«n d¬ng (Na+, Mg++, Ca++, v.v..) cã kh¶ n¨ng c©n b»ng víi lùc tÜnh ®iÖn vµ t¹o ®iÒu kiÖn cho c¸c phÇn tö kÕt dÝnh víi nhau, khi c¸c khèi nµy ®îc ®a vµo níc ngät th× chóng l¹i ®îc t¸ch ra thµnh c¸c phÇn tö l¬ löng. Qu¸ tr×nh nµy sÏ cã ¶nh hëng lµm biÕn ®éng c¸c kÕt qu¶ quan tr¾c trÇm tÝch l¬ löng t¹i c¸c khu vùc cã ®é muèi thÊp vµ biÕn ®æi. 139
§Ó h×nh dung møc ®é ¶nh hëng cña nh©n tè nµy lªn qu¸ tr×nh l¾ng ®äng trÇm tÝch cã thÓ so s¸nh vËn tèc l¾ng ®äng cña c¸c phÇn tö sÐt rêi r¹c trong níc ngät vµ cña c¸c khèi phÇn tö liªn kÕt trong níc mÆn (S > 5%o). Allersma, Hoekstra vµ Bijker (1967) ®· thu ®îc tû sè gi÷a hai vËn tèc l¾ng ®äng ®ã lín h¬n 1 : 50. Lîng c¸c vËt liÖu ®¸y s«ng t¹i c¸c khu vùc ®ã kh«ng ®ång nhÊt víi cÊu tróc sÐt. TrÇm tÝch h×nh thµnh thêng do kÕt qu¶ liªn kÕt cña c¸c phÇn tö víi mét lîng níc ®¸ng kÓ. ThÓ tÝch cña trÇm tÝch (c¸c phÇn tö r¾n vµ níc) cã thÓ lín h¬n thÓ tÝch c¸c phÇn tö tõ 5 ®Õn 10 lÇn. ( Trong thuËt ng÷ c¬ häc ®Êt, ®é xèp ë ®©y cao h¬n 10). Th«ng thêng víi lîng níc lín nh vËy, mËt ®é trÇm tÝch thêng nhá, chØ vµo kho¶ng tõ 1100 ®Õn 1250 kg/m3. VËt liÖu nµy gièng nh mét chÊt láng nhít víi ®é nhít lín h¬n níc tõ 100 ®Õn 1000 lÇn; cã thÓ so ¸nh nã víi s÷a chua (chØ kh¸c nhau vÒ mµu). Dßng ch¶y (m/s) §é muèi (%o) Dßng l¬ löng (mg/l) H×nh 22.5 C¸c dßng l¬ löng t¹i Rotterdam VËt liÖu nµy thêng ®îc gäi lµ bïn, nã rÊt khã x¸c ®Þnh ®îc khi dïng thiÕt bÞ håi ©m, nã thêng t¹o nªn c¸c ®¸m mê trªn b¨ng ghi cña m¸y. Lo¹i trÇm tÝch nµy mÒm ®Õn møc c¸c tµu thuyÒn cã thÓ vît qua ®îc. Qu¸ tr×nh c« ®Æc cña lo¹i trÇm tÝch nµy thêng xÈy ra rÊt chËm. C¸c líp cã ®é dµy trªn 2,5 m cã thÓ gi÷a níc trong vßng vµi tuÇn lÔ – ®èi víi c¶ trêng hîp trong ®iÒu kiÖn èng nghiÖm. 140