ĐO ĐẠC VÀ CHỈNH LÝ SỐ LIỆU THỦY VĂN Nguyễn Thanh Sơn phần 4

Mục đích nghiên cứuTrong đo đạc thuỷ văn lưu tốc được xác định như lưu tốc tức thời, lưu tốc bình quân theo thời gian, lưu tốc bình quân theo không gian, lưu tốc bình quân theo cả không gian và thời gian. Khái niệm: + Lưu tốc tức thời dòng chảy là lưu tốc ở một thời điểm nào đó. + Lưu tốc bình quân theo thời gian là giá trị trung bình của lưu tốc dòng chảy tại một điểm nào đó trong...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
ĐO ĐẠC VÀ CHỈNH LÝ SỐ LIỆU THỦY VĂN Nguyễn Thanh Sơn phần 4 3.4.2.4 Chu vi ướt: Là chiều dài đáy sông thuộc mặt cắt ngang bởi 2 mép nướcký hiệu χ (m) được tính theo công thức: χ = b0 + h12 + b12 + (h2 − h1 )2 +L bn + hn +2 2 2 (3.11) 3.4.2.5 Bán kính thuỷ lực: Tỷ số giữa diện tích ướt và chu vi ướt ký hiệu làR(m) R = W/χ ( 3.12 ) Khi sông rộng thì có thể coi B ≈ χ ; khi đó R ≈ hbq 48 CHƯƠNG 4. ĐO LƯU TỐC4.1. KHÁI NIỆM VỀ LƯU TỐC DÒNG NƯỚC4.1.1. Mục đích nghiên cứu Trong đo đạc thuỷ văn lưu tốc được xác định như lưu tốc tức thời, lưu tốc bìnhquân theo thời gian, lưu tốc bình quân theo không gian, lưu tốc bình quân theo cảkhông gian và thời gian. Khái niệm: + Lưu tốc tức thời dòng chảy là lưu tốc ở một thời điểm nào đó. + Lưu tốc bình quân theo thời gian là giá trị trung bình của lưu tốc dòng chảytại một điểm nào đó trong một thời gian nào đó. + Lưu tốc bình quân theo không gian là giá trị bình quân thuỷ trực và lưu tốctrên mặt cắt ngang. Mục đích nghiên cứu: Lưu tốc là một đặc trưng thuỷ lực quan trọng rất cần thiết cho việc tính toánthuỷ văn, thuỷ lực. Để nghiên cứu kết cấu nội bộ dòng chảy cần phải biết độ lớn vàhướng của lưu tốc tại một điểm nào đó trong dòng chảy và sự thay đổi của nó theo thờigian. Muốn xác định lượng nước hoặc lượng bùn cát chuyển qua một mặt cắt hay mộtđoạn sông nào đó trong một thời đoạn nào đó cần phải biết giá trị của lưu tốc. Tài liệuvề lưu tốc đáp ứng cho việc tính bồi, xói lở trên một đoạn sông, việc thiết kế các thuỷcông trình v v..4.2. SỰ THAY ĐỔI LƯU TỐC THEO THỜI GIAN VÀ KHÔNG GIAN Lưu tốc trong thiên nhiên thay đổi rất phức tạp theo thời gian, không gian bởicó quá nhiều nhân tố ảnh hưởng đế lưu tốc như thuỷ lực, địa hình (tốc độ đáy sông,hình dạng mặt cắt...) điều kiện khí tượng, các yếu tố này lại không ngừng thay đổi theo 49thời gian và không gian. Có các yếu tố biến đổi có tính chất chu kì như thuỷ triều,... cócác yếu tố biến đổi ngẫu nhiên như lượng mưa, diễn biến dòng sông v v... Do vậy tínhchất thay đổi của lưu tốc cũng mang cả hai đặc tính chu kì và ngẫu nhiên.4.2.1 Phân bố của lưu tốc theo không gian 4.2.1.1 Phân bố lưu tốc theo chiều sâu:Trong thực tế phân bố lưu tốc theo chiềusâu rất phức tạp. Dạng phân bố chung nhất là lưu tốc giảm dần từ trên mặt nước xuốngđáy sông. trên thuỷ trực thường có các dạng phân bố vận tốc như sau: ∇ ∇ ∇ ∇ 1 2 3 4 Hình 4.1. Phân bố vận tốc trên thuỷ trực 1) Đặc trưng cho sông vùng núi, lưu tốc bề mặt lớn 2) Đặc trưng cho vùng đồng bằng 3) Phân bố lưu tốc chịu ảnh hưởng ghồ ghề của đáy sông 4) Phân bố lưu tốc ảnh hưởng của thuỷ triều. Việc nghiên cứu phân bố của lưu tốc theo chiều sâu có thể đạt được bằngphương pháp lý luận song cho tới nay vẫn chưa được giải quyết triệt để. Trong thựctiễn vận tốc trung bình được biểu diễn bằng công thức: 1 T∫ u= udt (4.1) Tvới T là thời đoạn lấy trung bình vận tốc u . 50 Do đòi hỏi của thực tiễn sản xuất và nghiên cứu người ta thường đưa một sốcông thức để tính toán sự phân bố lưu tốc trên thuỷ trực theo kinh nghiệm hoặc bánkinh nghiệm của các tác giả xuất phát từ các giả thiết và khái niệm khác nhau. Thôngthường, các dạng phân bố vận tốc theo chiều sâu vẫn gặp các công thức dạng parabol,logarit, elíp.Ví dụ: Công thức elíp của Carausev: 2 ⎛ y⎞ u = um 1 − P⎜ ⎟ (4.2) ⎝ h⎠ với um vận tốc trên bề mặt; h- độ sâu tại thuỷ trực; y - khoảng cách từ mặt nướctới điểm đo có vận tốc u. P là một tham số không thứ nguyên phụ thuộc vào hệ sốChesi (C). Với 10 ≤ C ≤ 60 thì 3,3 P = 0,57 + (4.3) C và với 60 ≤ C ≤ 90 thì P = 0,022C - 0,000197C2 (4.4) Hệ số C có thể tra cứu từ các bảng lập sẵn. 4.2.1.2 Phân bố lưu tốc theo độ rộng sông Qua biểu thức trên ta thấy lưu tốc là một hàm số của độ sâu và nếu ta c ...