zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

» Môi trường

Nghiên cứu dòng phản hồi trước chân đê biển bằng mô hình vật lý

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

23
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Dòng phản hồi (undertow) được hiểu là dòng chảy vuông góc với bờ hướng ra phía biển ở dưới chân sóng. Bài viết này sẽ trình bày ảnh hưởng của sự tương tác giữa sóng với kết cấu công trình đê biển đến dòng phản hồi trong trường hợp có sóng tràn, dựa trên mô hình vật lý trên máng sóng.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu dòng phản hồi trước chân đê biển bằng mô hình vật lý

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8 NGHIÊN CỨU DÒNG PHẢN HỒI TRƯỚC CHÂN ĐÊ BIỂN BẰNG MÔ HÌNH VẬT LÝ Nguyễn Thị Phương Thảo Khoa Kĩ thuật biển - Trường Đại học Thủy lợi, email: thao.n.p@tlu.edu.vn GIỚI THIỆU CHUNG loại lý thuyết sóng (Guannel, 2014). Hầu hết các mô hình này đều được kiểm nghiệm bằng Dòng phản hồi (undertow) được hiểu là số liệu thực hiện trong phòng thí nghiệm, bởi dòng chảy vuông góc với bờ hướng ra phía việc đo đạc hiện trường khá khó khăn. biển ở dưới chân sóng. Chính dòng phản hồi Vấn đề tương tác giữa sóng và công trình này là nguyên nhân dẫn đến sự xuất hiện của đê biển có ảnh hưởng như thế nào đến dòng các bar ngầm ở bãi trước và xói chân công phản hồi còn chưa được xem xét kỹ lưỡng trình như đê kè, đặc biệt là trong thời kỳ bão trong các mô hình hiện có. Các thí nghiệm mực nước dâng cao, sóng lớn. nghiên cứu dòng phản hồi đã thực hiện mới Dòng phản hồi được tạo ra do sự chênh chỉ xem xét ứng mái đê biển ứng với trường lệch cục bộ giữa ứng suất bức xạ gây ra bởi hợp không có sóng tràn và đặc biệt chưa có sóng và gradient áp suất tạo ra độ dốc bề mặt nghiên cứu nào thực hiện nghiên cứu ảnh nước (Svendsen I. , 1984) hoặc do sự mất cân hưởng của kết cấu đê biển có tường đỉnh và bằng lực giữa thông lượng động lượng sóng sóng tràn. Chính vì thế bài viết này sẽ trình và nước dềnh do sóng (Stive, 1986). Sự mất bày ảnh hưởng của sự tương tác giữa sóng cân bằng lực này trở nên quan trọng ở vùng với kết cấu công trình đê biển đến dòng phản sóng vỡ và nó gây ra lực tạo thành hoàn lưu hồi trong trường hợp có sóng tràn, dựa trên theo phương thẳng đứng. Các mô hình mô mô hình vật lý trên máng sóng. phỏng dòng phản hồi dựa trên các phương trình cơ bản mô phỏng các phần tử nước THIẾT KẾ MÔ HÌNH trong vùng sóng vỡ được thực hiện bởi Việc lựa chọn tỷ lệ mô hình dựa trên sự (Svendsen I.A, 1984), (Svendsen I A and J. phân tích về điều kiện nguyên mẫu về đặc Buhr Hansen, 1988), (Stive M.J.F and Wind điểm địa hình, thủy động lực học, đặc điểm H.G, 1986), (Okayasu, 1989) (Dano J.A.R hệ thống đê điều ở vùng ven biển phía bắc and Stive M., 1989), (H.J.Steetzel, 1993), Việt Nam (Viện KH Thủy lợi VN, 2012) (Yoshiaki, 2000), (Grasmeijer & B.G, 2003), (Thao NTP, 2019) và sự đáp ứng của điều (Nam, 2013)… Các mô hình này cũng chỉ ra kiện trang thiết bị thí nghiệm máng sóng Hà rằng việc tính toán cuộn sóng vỡ (roller) cũng Lan tại trường đại học Thủy lợi. Tỉ lệ mô đóng góp phần quan trọng trong tính toán cân hình theo chiều dài và thời gian được chọn bằng thông lượng động lượng tổng cộng ở như sau: NL = 10, NT = 3.16. phía trên mực nước chân sóng, làm cho kết Mô hình lòng cứng nghiên cứu dòng phản quả tính toán dòng phản hồi phù hợp hơn với hồi được thiết kế bố trí như (hình 1). Trong số liệu đo đạc. Sự khác biệt giữa các mô hình đó bãi trước đê có độ dốc 1:40, mô hình đê này là mô hình hóa dòng phản hồi với kỹ có mái đê m = 3 được thiết kế cho 3 kịch bản thuật mô hình hóa để tính toán các khía cạnh kết cấu đê gồm trường hợp đê thấp có tràn có của quá trình vật lý khi giải các phương trình tường đỉnh (1) với chiều cao đê là 80cm, như các giả thiết, lựa chọn điều kiện biên, tường đỉnh 10cm, bề rộng đỉnh đê là 40cm; đặc trưng độ nhớt, xử lý lớp biên dưới đáy, trường hợp đê có tràn không tường đỉnh (2) 549
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8 có chiều cao đê là 90cm và trường hợp đê cao đo lượng nước tràn, đồng thời cũng có máy không tràn (3). Với trường hợp có sóng tràn, bơm bổ sung nước ở để đảm bảo mực nước phía trong đỉnh đê có bố trí máng thu nước để ổn định tốt nhất trong thời gian mô phỏng. Hình 1. Thiết lập mô hình thí nghiệm Các đầu đo được bố trí trong thí nghiệm KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN như sau: Dòng phản hồi được xác định là dòng chảy - 6 đầu đo sóng (WG): gồm 4 đầu đo dao trung bình theo thời gian nên thời lượng mô động mặt nước MHM cách chân đê khoảng phỏng trong các kịch bản được lựa chọn theo một lần chiều dài sóng, 1 đầu đo giữa bãi và sự kiểm nghiệm thực tế mô phỏng trên máng một đầu đo gần máy tạo sóng. Khi đo đạc sao cho kết quả tính dòng phản hồi ổn định. dòng chảy tại các vị trí khác nhau cũng đồng Sau khi kiểm nghiệm, thời gian mô phỏng thời đo sóng tại các vị trí đó. cho các kịch bản được chọn bằng 350*TP. - Đầu đo dòng chảy (CG): 9 vị trí trước Kết quả thí nghiệm đo đạc phân bố dòng chân đê được định sẵn để đo dòng chảy, mỗi phản hồi trên mặt cắt với các kịch bản độ sâu vị trí đó lại được đo ở 5 đến 10 điểm cao độ nước d = 65cm, H = 0.15m, T = 1.9s tương khác nhau để xét sự phân bố dòng chảy theo ứng với 3 kịch bản kết cấu của đê gồm đê cao phương thẳng đứng. không tràn, đê thấp có tràn không tường đỉnh - Đo lượng nước tràn qua đê: Nước tràn và có tường đỉnh được trình bày trên (hình 2). qua đê được thu vào thùng chứa để đo thể tích trong quá trình thực hiện thí nghiệm Kịch bản thí nghiệm được thực hiện ứng với mỗi mô hình đê sẽ bao gồm 2 điều kiện về mực nước và 2 đặc trưng sóng khác nhau như bảng 1. Tổng cộng có 12 kịch bản thí nghiệm được thực hiện. Mỗi kịch bản sẽ đo đặc trưng sóng, phân bố dòng chảy và lượng nước tràn. Bảng 1. Kịch bản thí nghiệm Do mỗi lần tạo sóng để đo dòng chảy chỉ đo được tại một điểm nhất định, nên thì mỗi kịch bản mực nước và sóng sẽ phải nhắc lại khoảng 75 lần để có được phân bố dòng phản Hình 2. Kết quả đo đạc dòng phản hồi ứng hồi trên mặt cắt trước đê. với kịch bản d=0.65m, H=0.15m, TP=1.9s 550
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8 Độ lớn của dòng phản hồi ở cả ba kịch bản đến biên độ dao động về độ lớn của dòng phản đều lớn hơn ở vị trí cách chân đê từ 0.5m đến hồi ở phía trước chân đê biển. 1.5m (biến đổi từ 3.5-5cm/s), giảm dần về cả phía đê và phía biển. Nhìn chung trường hợp KẾT LUẬN đê cao cho giá trị dòng phản hồi lớn hơn so với đê thấp. Kịch bản có tường đỉnh cho giá trị nhỏ Từ những kết quả nghiên cứu trên thí nhất so với hai kịch bản kia, đặc biệt tại vị trí nghiệm máng sóng có thể đưa ra một vài kết chân đê của kịch bản đê thấp còn có xuất hiện luận chính như sau: dòng hướng ngược lại với dòng phản hồi ở lớp + Dòng phản hồi là kết quả của sự tương sát đáy. Do ảnh hưởng của tường đỉnh, sóng bị tác giữa sóng với kết cấu công trình đê tương phản xạ trở lại nhiều hơn, làm cho dòng chảy ứng với điều kiện mực nước khác nhau. Độ đến bờ do sóng bị chậm lại tạo ra dòng phản lớn dòng phản hồi lớn nhất cách chân đê hồi nhỏ hơn. Tuy nhiên khi vực này lại bị tạo khoảng 0.5 -1m đối với đê có tường đỉnh, 1- ra rất nhiều chuyển động rối do sự tương tác 1.5m đối với đê có tràn không tường đỉnh và giữa sóng đến và sóng phản xạ. (Hình 3) trình 1-2m đối với đê không tràn. bày kết quả tổng hợp sự biến đổi của dòng + Sự tương tác giữa sóng đến và sóng phản phản hồi tương ứng với 12 kịch tại các vị trí xạ làm cho biên độ giao động dòng phản hồi dọc theo mặt cắt ngang đê. Kết quả cho thấy ở các kịch bản mực nước khác nhau lớn hơn biên độ dao động của dòng phản hồi lớn hơn ở khu vực cách chân đê từ 0.25m ÷2.0m. Đặc so với các kết cấu đê khác. biệt là kịch bản kết cấu tường đỉnh, biên độ dao + Việc đo đạc dòng phản hồi ngoài thực tế động của dòng phản hồi lớn nhất ở vị trí cách hiện trường vô cùng khó khăn nên kết quả thực chân đê 0.5 ÷ 1.0m. Điều này có nghĩa là sự hiện thí nghiệm trong máng sóng là giải pháp tương tác giữa sóng với các loại kết cấu đê, đặc hữu hiệu cho thấy sự phân bố, cấu trúc dòng biệt là kết cầu tường đỉnh có ảnh hưởng rõ rệt phản hồi ứng với các điều kiện khác nhau. Hình 3. Kết quả tổng hợp của dòng phản hồi ứng với kết cấu đê khác khác TÀI LIỆU THAM KHẢO [3] Grasmeijer, B., & B.G, R. (2003). Modeling of waves and currents in the nearshore [1] Dano J.A.R and Stive M. (1989). Bar- parametric vs. probabilistic approach. Coastal generating cross-shore flow mechanisms on engineering 49, 49 P(185–207), 185-207. a beach. Journal of Geophysical Research [4] Nam, P. T. (2013). Modelling undertow due to Atmospheres, 94(C4):4785-4800. random waves. Coastal dynamics, 1655-1666. [2] Svendsen, I. (1984). Mass flux and [5] Stive M.J.F and Wind H.G. (1986). Cross- undertow in a surf zone. Coastal shore mean flow in the surf zone. Coastal Engineering, 8, 347-365. engineering 10, 325-340. 551

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.