Thủy lực 2 ( Nxb Nông nghiệp ) - Chương 10

Dòng chảy ổn định trong sông thiên nhiên Đ10-1. Đặc điểm chung và cách chia đoạn So với dòng chảy trong kênh máng hở, dòng chảy trong sông phức tạp hơn nhiều, vì các yếu tố thủy lực thay đổi rất phức tạp dọc theo dòng chảy. Ngoài các yếu tố thủy lực ra, độ nhám của lòng sông cũng khác nhau rất nhiều, Ngay tại một mặt cắt, độ nhám ở hai bên bờ và ở giữa lòng sông cũng không giống nhau. Nếu xét một cách thật chặt chẽ, dòng chảy trong sông không phải là một dòng ổn định vì lu lợng trong sông luôn luôn...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thủy lực 2 ( Nxb Nông nghiệp ) - Chương 10 GS. TS. NguyÔn C¶nh CÇm - GS. TS. NguyÔn v¨n cung TSKH. L­u c«ng ®µo - PGS. NguyÔn nh­ khuª PGS. TS. Vâ xu©n minh - PGS. TS. Hoµng v¨n quý GS. TS. Vò V¨n T¶o Thñy lùc TËp II (T¸i b¶n lÇn thø ba cã chØnh lý vµ bæ sung ) nhµ xuÊt b¶n n«ng nghiÖp Hµ néi - 2006 2 http://www.ebook.edu.vn lêi nãi ®Çu (Cho lÇn t¸i b¶n thø ba) Gi¸o tr×nh Thñy lùc trän bé gåm 19 ch-¬ng, ®-îc chia lµm 02 tËp. TËp I do GS. TS. Vò V¨n T¶o chñ biªn, cßn tËp II do GS. TS. NguyÔn C¶nh CÇm chñ biªn. Bé gi¸o tr×nh nµy ®-îc xuÊt b¶n n¨m 1968 vµ t¸i b¶n vµo c¸c n¨m 1978 vµ 1987. Riªng lÇn t¸i b¶n thø hai n¨m 1987, do yªu cÇu vÒ khung ch-¬ng tr×nh ®µo t¹o lóc ®ã nªn ®-îc chia ra 03 tËp. Trong lÇn t¸i b¶n thø ba nµy, chóng t«i chia thµnh 02 tËp. TËp I gåm 09 ch-¬ng vµ tËp II cã 10 ch-¬ng. VÒ c¬ b¶n, chóng t«i gi÷ l¹i néi dung cña lÇn t¸i b¶n thø hai vµ cã chØnh lý, bæ sung mét sè chç. LÇn thø ba nµy do GS. TS. NguyÔn C¶nh CÇm phô tr¸ch. Trong qu¸ tr×nh chuÈn bÞ cho viÖc t¸i b¶n lÇn thø ba nµy, Bé m«n Thñy lùc Tr-êng §¹i häc Thñy lîi ®∙ ®ãng gãp nhiÒu ý kiÕn quý b¸u. Chóng t«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n. Chóng t«i mong nhËn ®-îc nhiÒu ý kiÕn nhËn xÐt vµ gãp ý cña b¹n ®äc. Nh÷ng ng-êi biªn so¹n 3 http://www.ebook.edu.vn 4 http://www.ebook.edu.vn Ch­¬ng X Dßng ch¶y æn ®Þnh trong s«ng thiªn nhiªn §10-1. §Æc ®iÓm chung vµ c¸ch chia ®o¹n So víi dßng ch¶y trong kªnh m¸ng hë, dßng ch¶y trong s«ng phøc t¹p h¬n nhiÒu, v× c¸c yÕu tè thñy lùc thay ®æi rÊt phøc t¹p däc theo dßng ch¶y. Ngoµi c¸c yÕu tè thñy lùc ra, ®é nh¸m cña lßng s«ng còng kh¸c nhau rÊt nhiÒu, Ngay t¹i mét mÆt c¾t, ®é nh¸m ë hai bªn bê vµ ë gi÷a lßng s«ng còng kh«ng gièng nhau. NÕu xÐt mét c¸ch thËt chÆt chÏ, dßng ch¶y trong s«ng kh«ng ph¶i lµ mét dßng æn ®Þnh v× l­u l­îng trong s«ng lu«n lu«n thay ®æi theo thêi gian. Ch­a bao giê cã mét con s«ng nµo trong mét thêi gian kh¸ dµi l¹i cã mét l­u l­îng kh«ng ®æi. Kh«ng nh÷ng l­u l­îng trong s«ng thay ®æi theo thêi gian mµ c¸c yÕu tè kh¸c: w, B, c, n,... còng thay ®æi theo thêi gian do dßng s«ng bÞ biÕn h×nh, bÞ xãi lë, båi l¾ng, v.v..., g©y nªn. Do ®ã, l­u tèc v trong s«ng còng lu«n lu«n thay ®æi theo thêi gian vµ kh«ng gian. Nh­ng nãi chung sù thay ®æi theo thêi gian ë trong s«ng kh«ng ph¶i x¶y ra mét c¸ch ®ét ngét, mau chãng mµ rÊt chËm (trõ thêi kú lò, sù thay ®æi cña c¸c yÕu tè trong s«ng x¶y ra nhanh h¬n) do ®ã, lóc tiÕn hµnh tÝnh to¸n cho dßng ch¶y trong s«ng lóc kh«ng cã lò, ta cã thÓ xem dßng ch¶y ®ã lµ dßng æn ®Þnh. Trong ch­¬ng nµy, ta sÏ xÐt cho dßng s«ng cã ®iÒu kiÖn nh­ thÕ, nghÜa lµ trong mét kho¶ng thêi gian dµi, c¸c yÕu tè thay ®æi rÊt tõ tõ, nh­ lµ dßng æn ®Þnh, cßn víi dßng s«ng kh«ng cã ®iÒu kiÖn nh­ trªn, nghÜa lµ c¸c yÕu tè thay ®æi nhiÒu theo thêi gian th× ph¶i xem lµ dßng kh«ng æn ®Þnh (sÏ nghiªn cøu ë ch­¬ng XI). Mét ®Æc ®iÓm kh¸c cña lßng s«ng lµ kh«ng cã mét ®é dèc thèng nhÊt cña ®¸y. §¸y s«ng thùc tÕ kh«ng b»ng ph¼ng, tr¬n tru mµ lµ gå ghÒ, låi lâm. Do ®ã, trong s«ng ta kh«ng ®Ò cËp tíi ®é dèc cña ®¸y. Tãm l¹i, cã thÓ xem s«ng lµ mét kªnh hë, kh«ng l¨ng trô, v« cïng phøc t¹p; trong ®ã c¸c yÕu tè cña nã: w, B, c,... kh«ng thÓ viÕt d­íi d¹ng mét hµm sè ®¬n gi¶n cña ®é s©u vµ chiÒu dµi ®­îc. Do tÝnh chÊt phøc t¹p nh­ vËy, nªn kh«ng thÓ gi¶i trùc tiÕp c¸c ph­¬ng tr×nh vi ph©n viÕt cho dßng ch¶y trong s«ng dï lµ c¸ch gi¶i gÇn ®óng; mµ th­êng ph¶i ®æi thµnh ph­¬ng tr×nh sai ph©n ®Ó gi¶i. Dïng ph­¬ng tr×nh sai ph©n ®Ó gi¶i, th× vÊn ®Ò quan träng nhÊt lµ viÖc chia ®o¹n; ph¶i chia ®o¹n sao cho trong c¸c ®o¹n ®­îc chia ®ã, ¸p dông ph­¬ng tr×nh sai ph©n ®­îc ®óng ®¾n vµ cã kÕt qu¶ tèt nhÊt. 5 http://www.ebook.edu.vn Lóc chia ®o¹n cã thÓ dùa vµo mÊy nguyªn t¾c sau: L­u l­îng trong ®o¹n kh«ng thay ®æi; nghÜa lµ trong ®o¹n ®ang xÐt kh«ng cã s«ng nh¸nh, s«ng con ch¶y vµo hay ch¶y ra. 1. MÆt c¾t cña lßng s«ng thay ®æi Ýt. 2. Trong mçi ®o¹n nªn cã mét ®é dèc mÆt n­íc vµ cã mét ®é nh¸m thèng nhÊt. Th­êng cã thÓ dïng b¶n ®å ®Þa h×nh ®Ó chia ®o¹n s«ng. Nh­ng nÕu muèn chÝnh x¸c h¬n, ngoµi b¶n ®å ®Þa h×nh ra ta cßn ph¶i vÏ ra c¸c chi tiÕt cÇn thiÕt cña c¸c mÆt c¾t. VÝ dô vÏ ®å thÞ quan hÖ cña w, B, n,... theo l (h×nh 10-1). Ngoµi ra cßn ph¶i dïng c¸c tµi liÖu cña tr¹m ®o mùc n­íc vÏ ra ®­êng mÆt n­íc däc theo s«ng, ®Ó trªn c¬ së ®ã chia ®o¹n s«ng ®­îc hîp lý nhÊt (h×nh 10-2). w w, B, n B n ...