intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Một số phương pháp tính toán thủy lực chặn dòng khi xây dựng công trình ở vùng triều và quai đê lấn biển - PGS.TS. Hồ Sĩ Minh

Chia sẻ: Huynh Thi Thuy | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

93
lượt xem
5
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung bài viết "Một số phương pháp tính toán thủy lực chặn dòng khi xây dựng công trình ở vùng triều và quai đê lấn biển" là kết quả một phần nghiên cứu thuộc đề tài cấp Bộ: Nghiên cứu tính toán thủy lực và công nghệ chặn dòng các công trình ở vùng triều do Trường Đại học Thủy lợi chủ trì, PGS.TS. Hồ Sĩ Minh chủ nhiệm đề tài. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Một số phương pháp tính toán thủy lực chặn dòng khi xây dựng công trình ở vùng triều và quai đê lấn biển - PGS.TS. Hồ Sĩ Minh

Một số phương pháp tính toán thủy lực chặn dòng<br /> khi xây dựng công trình ở vùng triều và quai đê lấn biển<br /> PGS.TS. Hồ Sĩ Minh<br /> Bộ môn Thi công - Trường ĐHTL<br /> <br /> Tóm tắt: Nội dung bài báo dưới đây là kết quả một phần nghiên cứu thuộc đề tài cấp Bộ:<br /> “Nghiên cứu tính toán thủy lực và công nghệ chặn dòng các công trình ở vùng triều “do Trường<br /> Đại học Thủy lợi chủ trì, PGS.TS.Hồ Sĩ Minh chủ nhiệm đề tài.<br /> <br /> 1. Đặt vấn đề [1] bày bằng lý thuyết , kể cả chính xác bằng thực<br /> Tính toán thuỷ lực chặn dòng các công trình nghiệm. Rất khó để chỉ ra một cách chính xác<br /> xây dựng trên sông triều và quai đê lấn biển biên giới của đoạn dòng chảy thu hẹp. Phạm vi<br /> phụ thuộc rất nhiều yếu tố ảnh hưởng, đó là: lớn, bé của vùng này phụ thuộc vào kích thước<br /> dòng chảy sông, dòng triều, sóng; tác dụng cửa chặn dòng, phương pháp chặn dòng, thông<br /> tương hỗ giữa dòng nước và vật liệu chặn dòng thường được lấy 150m ở mỗi phía thượng, hạ lưu<br /> như: đất, cát, đá, khối bê tông, thùng chìm v.v... tuyến thu hẹp.Đoạn dòng chảy thu hẹp chia thành<br /> Quá trình mặt cắt sông bị thu hẹp dần và cuối vùng tăng tốc và vùng giảm tốc, có sự phân bố<br /> cùng bị chặn lại thì chuyển động chất lỏng có sự lưu tốc theo các phương phụ thuộc hình dáng kè<br /> thay đổi mạnh theo phương dòng chảy, theo chặn dòng. Thông thường mặt cắt ngang của kè<br /> phương ngang và theo phương đứng, hơn nữa lại chặn dòng lúc đầu là đỉnh nhọn, theo thời gian<br /> xẩy ra hai chiều thuận nghịch. Sự thay đổi áp lực chuyển dần đỉnh rộng . Phương pháp khép dần có<br /> nước gây ra sự chuyển dịch vật liệu chặn dòng, thể chia thành 3 kiểu thu hẹp:Thu hẹp đứng<br /> ngược lại sự chuyển động vật liệu chặn dòng với (hình1): Vật liệu có thể đổ xuống lấp dần từ bên<br /> phương pháp chặn khác nhau làm thay đổi này sang hoặc ngược lai, cũng có thể lấp từ 2<br /> hướng dòng chảy, có dòng xoáy và rối mạnh; cho phía.Thu hẹp bằng (hình2): Vật liệu đổ xuống<br /> nên về mặt lý luận không chỉ dừng lại ở nghiên đồng đều cho đến khi bị kín hoàn toàn dòng<br /> cứu chất lỏng đơn thuần. Chuyển động hỗn hợp chảy.Thu hẹp hỗn hợp (hình3): Lấp bằng đến<br /> của nước và vật liệu hạt thô là phức tạp, khó trình một cao độ nào đó rồi tiến hành lấp đứng.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 1: Lấp đứng<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 2: Lấp bằng Hình 3: Lấp hỗn hợp<br /> Khi lấp đứng với độ sâu không lớn : h: Mực nước hạ lưu (m)<br /> v  m. 2 g .Z  m. 2 g .H  h  (1) v : lưu tốc trung bình mặt cắt (m/s)<br /> Trong đó: m: hệ số lưu lượng Khi lấp đứng có lạch sâu và lòng sông rộng,<br /> H: Mực nước thượng lưu (m) theo [1]:<br /> <br /> 16<br /> ^<br /> 2 h- Mực nước trong vịnh triều có biên độ h ,<br /> vm gH (2)<br /> 3 ^ ^ 1  h <br /> m, H được giải thích như trong (1) h  h .Sint , h <br />   t  max<br /> 2. Phương pháp tính toán t - thời gian<br /> 2.1. Sử dụng biểu đồ lưu tốc thiết kế [2] A- Diện tích mặt cắt ngang vịnh.<br /> Hệ phương trình áp dụng: Nếu vùng cửa chặn dòng là sâu thì ảnh<br /> Q h gU U<br />  b hưởng của ma sát bỏ qua 0<br /> (3) C 2d<br /> S t<br /> h 1 Q QQ AWs u  2 g h<br />   2 2  (4)<br /> S gA t C A R gAR Q  mA 2 g h1  h2  (5)<br /> Ở đây: Sử dụng phương pháp số để lập quan hệ lưu<br /> Q - Lưu lượng tốc, độ cao kè, biên độ triều và chu kỳ triều<br /> S- Diện tích vịnh triều được thể hiện như hình 4<br /> Vmax<br /> h<br /> Y= oo<br /> TriÒu lªn Y= 300<br /> 4 Y= 200<br /> Y= 150<br /> <br /> Y=<br /> 100<br /> Y=<br /> 80<br /> 3 Y=<br /> Y= 60<br /> Y= 50<br /> 40<br /> Y=<br /> 2 Y= 30<br /> 25<br /> Y<br /> =<br /> 20<br /> Y=<br /> 15<br /> Y=<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> (a)<br /> Y= 2<br /> <br /> 10<br /> Y= 1<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 1<br /> 3<br /> Y=<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 1 a<br /> 0<br /> 0 -1 -2 -3 -4 -5 h<br /> <br /> <br /> Y= 1<br /> 1 Y= 2<br /> 5<br /> Y=<br /> 10<br /> Y=<br /> <br /> Y= 15<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 2<br /> Y=<br /> Y= 20<br /> Y= 25<br /> 30<br /> 40<br /> =<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 50<br /> Y<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 3 Y= = 60<br /> Y<br /> 80<br /> (b)<br /> Y= 0<br /> 10<br /> Y=<br /> TriÒu xuèng 150<br /> 4 Y=<br /> 00<br /> Y= 2 0<br /> Hình 5: Diễn biến kè chặn dòng (a)<br /> 0<br /> Y= 3<br /> Y = 10<br /> -3 T M2<br /> <br /> T<br /> =<br /> b<br /> BK<br /> h<br /> Y= oo và đặc trưng vịnh triều (b)<br /> 5<br /> Ghi chó 2<br /> BK = ChiÒu réng khu triÒu (m )<br /> h = Biªn ®é triÒu (m) a = §é cao kÌ so víi mùc n­íc trung b×nh (m)<br /> T = Chu kú triÒu (s)<br /> TM2 = Chu kú b¸n nhËt triÒu = 44700 (s)<br /> b = ChiÒu réng cöa chÆn dßng (m)<br /> Vmax = L­u tèc lín nhÊt mÆt c¾t cöa chÆn dßng (m/s)<br />  Hình 4: Biểu đồ lưu tốc thiết kế<br /> <br /> Biểu đồ có 2 phần: biểu diễn trị số a. Các đường cong trong biểu<br /> <br /> - Phần trên tra thông số triều lên. h<br /> - Phần dưới tra thông số triều xuống đồ với hệ số   103.<br /> TM 2 Bk<br /> . (6)<br /> T <br /> Trong hình 5: bS . h<br /> a - độ cao từ đỉnh kè đến mực nước trung Điều kiện áp dụng:<br /> bình (m)<br />  Nếu L Q1 : Vmax = 2. 2 2 (11)<br /> công thức:<br />  mi .bi .( d  zi1 )<br /> Vmax = 5. .F . h (9) <br /> A.T 2.2.3.2 Dòng chảy triều Q1 trội hơn dòng<br /> Trong đó : A thay đổi, được tính theo Ai chảy sông Q0<br /> Ai = bi.(d - z i1 ) 1 2<br />  Q1 (1  2<br />  )<br /> Q1 > Q0 : Vmax = 2. 2 2 (12)<br /> z i 1 được tính theo các bước ở bảng 1.<br /> mi .bi .(d  z i 1 )<br /> Theo [5], tính toán công thức (9) và tra biểu<br /> Trong công thức (11) và (12) :<br /> đồ là phù hợp .<br /> Q0 - lưu lượng dòng chảy sông, được xem là<br /> Trong đó: b0 - chiều rộng sông (m).<br /> không đổi;<br /> c.v.n 2 (1/m)  3<br />  7 Q1 - biên độ lưu lượng triều (m /s)<br /> 2.h 3 <br /> <br /> 1 = Q1 , Q0<br /> c - tốc độ truyền triều có xét sức cản lòng 2  ^<br /> Q0<br /> dẫn;(m/s) Q1<br /> v- lưu tốc dòng chảy sông tại tuyến xây<br /> mi, bi, d, z i , được giải thích như trên<br /> dựng khi chưa thu hẹp (m/s);<br /> n - hệ số nhám của sông; 2.3. Sử dụng phần mềm DUFLOW<br /> h - độ sâu lòng sông (m); DUFLOW là bộ phần mềm dùng để mô hình<br /> l - khoảng cách từ tuyến đập tới cửa biển (m) hoá 1 chiều dòng chảy và chất lượng nước. Với<br /> 2 mô đun thuỷ động lực học có thể tính toán lưu<br /> k =  với  <br /> c T tốc qua cửa chặn dòng. Kết quả tính toán cho dự<br /> T - chu kỳ triều thiết kế(s) án quai đê lấn biển Ngự hàm 4, Nga sơn, Thanh<br /> mi - hệ số lưu lượng, mi biến thiên từ 0,8 hóa là một ví dụ. Tuy nhiên sư dụng DUFLOW<br />  0,4, tại cửa chặn dòng chọn m = 0,4; để tính toán cho vịnh triều ngắn và vịnh triều<br /> bi - chiều rộng cửa thu hẹp ở giai đoạn thứ i (m); dài sẽ cho kết quả phù hợp hơn. Đồng thời nó<br /> d - chiều sâu dòng chảy tính từ mực nước cho biết thêm diễn biến mực nước trong chu kỳ<br /> v 2 i 1 triều. Hình 7 là kết quả các quan hệ lưu tốc,<br /> trung bình Z I 1  , ở giai đoạn khi chưa<br /> 2g mực nước và thời gian. Hình 8 là quan hệ lưu<br /> 2<br /> thu hẹp ta có: z  v tốc và tỷ lệ % diện tích thu hẹp.<br /> 2g<br /> <br /> QUAN HỆ VẬN TỐC DÒNG CHẢY LỚN NHẤT VÀ ĐỘ MỞ<br /> <br /> Triều xuống Triều lên<br /> 1.2 1<br /> 1<br /> 2<br /> 0.8<br /> 1.8<br /> 0.8 0.6 1.6<br /> 0.6 1.4<br /> Vân tốc (m/s)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 0.4<br /> V(m/s)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 1.2<br /> Z(m)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 0.4<br /> 0.2<br /> 0.2 1<br /> 0 0.8<br /> 0<br /> -0.2 0.6<br /> -0.2<br /> 0.4<br /> -0.4 -0.4 0.2<br /> -0.6 -0.6 0<br /> 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 0 500 1000 1500 2000 2500 3000<br /> Độ mở (m)<br /> Zbãi(m) Z(m) Zbiển(m) V(m/s)<br /> <br /> <br /> <br /> Hình 7:Quan hệ lưu tốc, mực nước và thời gian Hình 8: Quan hệ lưu tốc và tỷ lệ %<br /> diện tích thu hẹp<br /> 19<br /> 3. Kết luận nó còn phụ thuộc vào cách thả vật liệu xuống<br /> Những phương pháp tính toán thủy lực nêu dòng chảy. Ứng dụng phương pháp tính lưu tốc<br /> trên được áp dụng cho các trường hợp cụ thể khi nào như đã giới thiệu ở trên cần xét cụ thể công<br /> tính lưu tốc trong giai đoạn đắp đập lấn dần và trình được xây dựng trong hình thái của vùng<br /> giai đoạn chặn dòng, giúp cho đơn vị thi công triều đó như thế nào. Do hiện tượng thủy lực<br /> chuẩn bị vật liệu và phương pháp thi công phù phức tạp như đã nêu trong mục 1. cho nên bất<br /> hợp. Lưu tốc qua cửa thu hẹp hoặc qua cửa chặn cứ một phương pháp tính toán nào cũng chỉ cho<br /> dòng thay đổi theo thời gian trong chu kì triều, giá trị gần đúng.<br /> <br /> Tài liệu tham khảo<br /> [1] Dr.J.J.Dronkers- Experimental research ICD-10-64, 1967.Closure of Estuarine chanels in<br /> tidal regions. Considerations on fluid motion in and around closure gaps. p.p. 1-7<br /> [2] J.C. Huis in’t Veld - Closing of Tidal Basins , Lecture notes–IHE, 1980<br /> [3] US Army, CERC- Shore Protection Manual, 1975. p.p 7-203<br /> [4] Hồ Sĩ Minh - Closure of the Tidal channels and Estuaries in VietNam. Proceedings of the<br /> COPEDEC V, South Africa, p.p 1782 – 1788. 1999<br /> [5] Hồ Sĩ Minh - Công nghệ khép kín và chặn dòng các công trình vùng triều và ven biển -<br /> Luận án Tiến sĩ kỹ thuật năm 1997.<br /> [6] Hồ Sĩ Minh - Design of encloure dam with a discharge sluice and a shipping lock in the bay<br /> of Asan in Korea. Design report at IHE, the Netherlands, 1981<br /> <br /> <br /> Abstract:<br /> Some of the methods for determination<br /> the velocity through constrict gap in cases of closing<br /> of in tidal regions and land out off the sea<br /> <br /> The closure of the final gaps is one of the most difficult parts for the construction of the dams in<br /> tidal regions. The changes of velocities in the closure gap during the closure period can be<br /> computed. An attempt is made to introduce some formulae or the methods in which we can<br /> determinate the velocity of flow in the closure gap in order to apply in the construction of hydraulic<br /> works. These are also the results of a research part are done by working group of the Water<br /> Resources University.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Người phản biện: GS. Lê Kim Truyền<br /> <br /> <br /> 20<br />
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2