Kỹ thuật biển ( dịch bởi Đinh Văn Ưu ) - Tập 2 Những vấn đề cảng và bờ biển - Phần 6

Các công thức hiện đại vận chuyển cát ven bờJ. v.d. Graaff 19.1 Mở đầu Bây giờ sau khi các chi tiết về cơ chế vận chuyển cát đã được xem xét, chúng ta tìm cách đưa ra các công thức hiện đại vận chuyển trầm tích do tác động của sóng và dòng chảy. Như đã trình bày trong phần mở đầu của chương 9, các công thức hiện đại nói chung xác định nồng độ của vật liệu, c(z,t), nhân với vận tốc chuyển động phần tử, up(z,t), tích phân theo độ sâu và lấy trung bình theo...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kỹ thuật biển ( dịch bởi Đinh Văn Ưu ) - Tập 2 Những vấn đề cảng và bờ biển - Phần 6 19 C¸c c«ng thøc hiÖn ®¹i vËn chuyÓn c¸t ven bê J. v.d. Graaff19.1 Më ®Çu B©y giê sau khi c¸c chi tiÕt vÒ c¬ chÕ vËn chuyÓn c¸t ®· ®îc xem xÐt, chóngta t×m c¸ch ®a ra c¸c c«ng thøc hiÖn ®¹i vËn chuyÓn trÇm tÝch do t¸c ®éng cñasãng vµ dßng ch¶y. Nh ®· tr×nh bµy trong phÇn më ®Çu cña ch¬ng 9, c¸c c«ngthøc hiÖn ®¹i nãi chung x¸c ®Þnh nång ®é cña vËt liÖu, c(z,t), nh©n víi vËn tècchuyÓn ®éng phÇn tö, up(z,t), tÝch ph©n theo ®é s©u vµ lÊy trung b×nh theo thêigian nh»m x¸c ®Þnh vËn chuyÓn trÇm tÝch (c¸t), Sx. Ph¬ng tr×nh 9.01 cho ta biÓuthøc to¸n häc vÒ vÊn ®Ò nµy. Nh ®· tr×nh bµy trong ch¬ng tríc, ta cho r»ngc¸c phÇn tö trÇm tÝch chuyÓn ®éng chñ yÕu cïng mét vËn tèc ngang nh ®èi víiníc xung quanh. (TÊt nhiªn ®iÒu nµy kh«ng ¸p dông cho vËn tèc theo ph¬ngth¼ng ®øng do cã lùc träng trêng). Do vËn tèc níc chuyÓn ®éng trong ®íi sãng ®æ ®· ®îc x¸c ®Þnh, vÊn ®Ò cßnl¹i ë ®©y lµ x¸c ®Þnh ®ång thêi mét c¸ch chung nhÊt nång ®é trÇm tÝch c(z,t). RÊt nhiÒu c¸c c«ng thøc vËn chuyÓn trÇm tÝch ph©n biÖt gi÷a vËn chuyÓn däctheo ®¸y- dßng di ®¸y, Sb, vµ dßng vËn chuyÓn l¬ löng trªn ®¸y, Ss . Dßng trÇmtÝch tæng céng sÏ lµ tæng cña hai dßng nªu trªn. Tríc khi xem xÐt c¸c c«ng thøc vËn chuyÓn trÇm tÝch, chóng ta sÏ ®a ratæng quan mét sè c«ng thøc ®· ®îc ph¸t triÓn ¸p dông cho dßng dõng nhtrêng hîp thêng gÆp trong s«ng.19.2 C«ng thøc vËn chuyÓn trong trêng hîp chØ cã dßng ch¶y PhÇn lín c¸c c«ng thøc tÝnh dßng trÇm trÝch ®îc tæng quan ë ®©y ®· ®îctr×nh bµy kÜ trong c¸c tµi liÖu vÒ vËn chuyÓn trÇm tÝch (s«ng). Chóng ta sÏ kh«nglÆp l¹i c¸c tr×nh bµy ®ã n÷a mµ chØ qua ®ã dÉn d¾t ®Õn c¸c øng dông cho ®íi bê. Mét trong nh÷ng c«ng thøc hiÖn ®¹i ®îc ®a ra sím nhÊt lµ c«ng thøcKalinske-Frijlik do Frijlink (1952) ®a ra trªn c¬ së sè liÖu quan tr¾c vµ c¸c luËn®iÓm cña Kalinske (1947). Trong d¹ng tiÖn dông nhÊt, c«ng thøc cña Kalinske-Frijlik ®èi víi kªnh cã bÒ réng ®¬n vÞ cã d¹ng:  2D   V g exp   0,27 C 2  S b  BD (19.01) V  C  trong ®ã: B lµ mét hÖ sè kh«ng thø nguyªn, phô thuéc vµo thø nguyªn cña dßng trÇmtÝch; C lµ hÖ sè Chezy; 105 D kÝch thíc trung b×nh cña h¹t trÇm tÝch; V vËn tèc trung b×nh dßng æn ®Þnh;  hÖ sè ‘sãng ®¸y’; mËt ®é t¬ng ®èi cña trÇm tÝch, ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau:    s (19.02)  trong ®ã s lµ mËt ®é cña c¸c trÇm tÝch vµ  lµ mËt ®é níc. Trong c«ng thøc nµy gi¸ trÞ cña hÖ sè B thêng cã thÕ lÊy b»ng 5. Bijker(1967) kh¸c víi Frijlink kh«ng ®a tham sè sãng ®¸y, , vµo phÇn ®Çu cñaph¬ng tr×nh. Tham sè thùc nghiÖm nµy cho ta ¶nh hëng cña d¹ng gå ghÒ ®¸ylªn dßng trÇm tÝch ®¸y; ®é nh¸m thùc tÕ, r, vÉn cã mÆt trong d¹ng Èn ë sè Chezy. Mèi t¬ng quan gi÷a ph¬ng tr×nh 19.01 vµ chuyÓn ®éng cña vËt liÖu ®¸y cãthÓ ®îc thÓ hiÖn mét c¸ch th«ng thêng h¬n b»ng c¸ch thay thÕ mét sè tham sè.HÖ sè Chezy ®îc viÕt trong d¹ng phô thuéc vµo øng suÊt ®¸y nh sau: C 2  g (19.03) V2 c trong ®ã c lµ øng suÊt ®¸y. Sè h¹ng chøa hµm mò e trong c«ng thøc (19.01)chuyÓn vÒ d¹ng sau:  Dg  exp  0,27 (19.04)  c   sè h¹ng nµy thêng ®îc gäi lµ “tham sè c¬ b¶n” trong c«ng thøc cñaKalinske- Frijlink. CÇn nãi thªm r»ng ®¹i lîng nµy kh«ng cã thø nguyªn. PhÇn cßn l¹i trong c«ng thøc (19.01): V BD g (19.05) C ®îc gäi lµ “tham sè vËn t¶i” v× cã thø nguyªn thÓ tÝch trªn mét ®¬n vÞ ®éréng vµ mét ®¬n vÞ thêi gian. Mét c¸ch gi¶i thÝch ý nghÜa vËt lÝ cña sù hiÖn diÖn tham sè kh«ng thø nguyªn g trong tham sè vËn t¶i c¨n cø trªn c¬ së cho r»ng dßng trÇm tÝch ®¸y phô Cthuéc vµo vËn tèc gÇn ®¸y, vµ g (19.06) v  V C lµ gi¸ trÞ vËn tèc t¹i ®é cao z’: z  z 0 e (19.07) nh trong môc 15.2. Nh vËy, V* cã thÓ ®Æc trng cho vËn tèc gÇn ®¸y tronglíp mµ vËn chuyÓn trÇm tÝch ®¸y cã vai trß chÝnh. §é nh¸m ®¸y, r, g©y ¶nh hëngtíi vËn tèc nµy th«ng qua ¶nh hëng cña C: 12h C  18 lg ...