Tài liệu Chương VII: Dòng chảy bùn cát và vấn đề bồi lắng xói lở ở các công trình trên sông docx

112
Chổồng VII:
DOèNG CHAY BUèN CAẽT VAè VN ệ BệI LếNG XOẽI
L CAẽC CNG TRầNH TRN SNG
I. KHAẽI NIM CHUNG
Trón lổu vổỷc sọng, bóử mỷt lổu vổỷc thổồỡng xuyón chởu taùc õọỹng
cuớa thión nhión (khờ hỏỷu, õởa hỗnh õởa maỷo ) vaỡ con ngổồỡi (khai phaù
õỏỳt õai, khai thaùc rổỡng ) nón bóử mỷt bở baỡo moỡn. Saớn phỏứm cuớa quaù
trỗnh naỡy (õỏỳt bở baỡo moỡn) mọỹt phỏửn giổợ laỷi ồớ sổồỡn dọỳc, mọỹt phỏửn õổồỹc
doỡng nổồùc mang õi vaỡo sọng suọỳi taỷo thaỡnh doỡng chaớy buỡn caùt.
Theo hỗnh thổùc vỏỷn õọỹng cuớa buỡn caùt, ngổồỡi ta chia ra 2 loaỷi:
- Buỡn caùt lồ lổợng, laỡ buỡn caùt cuọỳn theo doỡng nổồùc ồớ traỷng thaùi lồ
lổợng.
- Buỡn caùt õaùy laỡ loaỷi buỡn caùt ln chuyóứn ồớ õaùy doỡng sọng.
Doỡng buỡn caùt trón sọng thay õọứi theo khọng gian vaỡ thồỡi gian.
Giổợa doỡng chaớy cuớ
a nổồùc vaỡ doỡng buỡn caùt coù quan hóỷ chỷt cheớ
vồùi nhau. Vaỡo muỡa luợ Q lồùn thỗ buỡn caùt nhióửu, vaỡo muỡa khọ Q nhoớ buỡn
caùt laỷi ờt. Buỡn caùt laỡm cho õaùy sọng cao dỏửn lón vaỡ cổớa sọng lỏỳn dỏửn ra
bióứn. Doỡng buỡn caùt coù taùc õọỹng rỏỳt lồùn õóỳn õồỡi sọỳng con sọng. Chóỳ õọỹ
bọỳi lừng xoùi lồớ vaỡ bióỳn õọứi doỡng sọng laỡ kóỳt quaớ cuớa doỡng chaớy buỡn
caùt.
Trong vióỷc xỏy dổỷng caùc cọng trỗnh thuyớ lồỹi (họử nổồùc), giao
thọng, cỏỳp nổồùc coù quan hóỷ troỹng vióỷc tờnh toaùn buỡn caùt. Buỡn caùt lión
quan chỷt cheớ õóỳn tuọứi thoỹ họử chổùa, õóỳn giao thọng thuyớ, õóỳn cỏỳp nổồù
c
sinh hoaỷt (saỷch), õóỳn nổồùc tổồùi (phuỡ sa).

113
Theo thọỳng kó doỡng buỡn caùt tng theo sổỷ tng cuớa Qsọng, khi lổu
lổồỹng sọng õaỷt
3
2
Qmax, thỗ doỡng chaớy buỡn caùt ọứn õởnh. Trón cuỡng mọỹt
mỷt buỡn caùt phỏn bọỳ khọng õóửu, lổồỹng buỡn caùt tng theo chióửu sỏu vaỡ
tng dỏửn tổỡ bồỡ ra giổợa sọng.
II. GIAẽ TRậ C TRặNG CUA BUèN CAẽT
1. Lổồỹng ngỏỷm caùt :
Lổồỹng ngỏỷm caùt laỡ khọỳi lổồỹng ngỏỷm caùt trong õồn vở thóứ tờch;
Kyù hióỷu =
ồn vở = kg/m
3
hoỷc g/m
3

2. Lổu lổồỹng buỡn caùt R (kg/s):
Lổu lổồỹng buỡn caùt laỡ khọỳi lổồỹng buỡn caùt chuyóứn qua mỷt cừt
sọng trong õồn vở thồỡi gian laỡ giỏy.
Kyù hióỷu = R
ồn vở = kg/s
Lổu lổồỹng buỡn caùt R coù thóứ xaùc õởnh tổỡ lổồỹng ngỏỷm caùt vaỡ lổu
lổồỹng doỡng chaớy Q.
R = .Q (kg/s)
Trong õoù: - Lổồỹng ngỏỷm caùt (kg/m
3
)
Q - Lổu lổồỹng doỡng sọng (m
3

/s)
3. Khọỳi lổồỹng buỡn caùt P (T/nm):
Khọỳi lổồỹng buỡn caùt chuyóứn qua mỷt cừt sọng trong 1 nm laỡ P
(T/nm)
P = R x Tnm =
R
10
10x53,31
3
6
(T/nm)



114
4. Thóứ tờch buỡn caùt G (m
3
/nm):
G =

P
- khọỳi lổồỹng rióng cuớa buỡn caùt (T/nm)
5. Modun buỡn caùt Moc (T/nm/km
2
):
Modun buỡn caùt laỡ khọỳi lổồỹng buỡn caùt trung bỗnh trón õồn vở dióỷn
tờch lổu vổỷc, chaớy qua mỷt cừt sọng trong 1 nm, M
OC
=
F

P

(T/km
2
/nm). Ngổồỡi ta coỡn goỹi Mc laỡ hóỷ sọỳ xỏm thổỷc
III. TấNH TOAẽN BUèN CAẽT KHI COẽ U TAèI LIU QUAN TRếC:

Trong hỗnh thổùc vỏỷn õọỹng cuớa buỡn caùt coù 2 loaỷi:
- Buỡn caùt lồ lổợng.
- Buỡn caùt õaùy
Trong tờnh toaùn buỡn caùt, ngổồỡi ta khọng duỡng õóỳn õổồỡng tỏửn suỏỳt
buỡn caùt, maỡ chố tờnh lổu lổồỹng buỡn caùt bỗnh quỏn nhióửu nm.
1. Lổu lổồỹng buỡn caùt bỗnh quỏn nhióửu nm R
0
:
Khi coù taỡi lióỷu quan trừc thỗ ngổồỡi ta tờnh lổu lổồỹng buỡn caùt bỗnh
quỏn nhióửu nm R
o
theo cọng thổùc bỗnh quỏn:


=

i
R
n
1


R

i
-

Lổồỹng buỡn caùt cuớa nm thổù i (kg/s)
n - Sọỳ nm quan trừc
2. Lổồỹng ngỏỷm caùt bỗnh quỏn nhióửu nm :

o
=
o
o
Q
R
1000
(g/m
3
)
R
o
- Lổu lổồỹng buỡn caùt bỗnh quỏn nhióửu nm (kg/s)
Q
o
- Lổu lổồỹng bỗnh quỏn nhióửu nm (m
3
/s)


- Lổồỹng ngỏỷm caùt bỗnh quỏn nhióửu nm (g/m
3
)

115


ồớ Haỡ Nọỹi P
o
= 585 g/m
3


max
= 6970 g/m
3
(31/7/66)

min
= 10,7 g/m
3
(26/5/58)
3. Khọỳi lổồỹng buỡn caùt chuyóứn qua mỷt cừt cổớa ra:
Ta goỹi Po - Khọỳi lổồỹng buỡn caùt (T/nm)
P
o
=
o
.Q
o
.Tnm
= (

3
o
10

) x Q
o
x 31,536 x 10
6
(kg/nm)
P
o
= 31,536 x
o
x Q
o
(T/nm)

o
- Lổồỹng ngỏỷm caùt (g/m
3
)
Q
o
- Lổu lổồỹng (m
3
/s)
Tnm = 31,536 x 10
6
giỏy
4. Thóứ tờch buỡn caùt chuyóứn qua mỷt cừt cổớa ra:

Go
=

o
P
(m
3
/nm)
Po - Khọỳi lổồỹng buỡn caùt (T/nm)
o - Khọỳi lổồỹng rióng buỡn caùt (T/m
3
)
Hoỷc G
o
=

nmo
xT
R


G
o
=
3
6
o
10
1

x
10x536,31x
R



G
o
=

Ro10x536,31
6

(m
3
/nm)
R
o
- Lổu lổồỹng buỡn caùt bỗnh quỏn nhióửu nm (kg/s)
T
o
- 31,536x10
6
sec/nm
- Khọỳi lổồỹng rióng cuớa buỡn caùt (T/m
3
)


116

ọỳi vồùi phuỡ sa
ặ
= 0,5 ữ 0,7 T/m
3

ọỳi vồùi õỏỳt caùt
Lồùp bọửi lừng neùn chỷt
III. TấNH TOAẽN BUèN CAẽT KHI KHNG COẽ TAèI LIU QUAN TRếC
Khi khọng coù taỡi lióỷu quan trừc thỗ duỡng caùc phổồng phaùp sau:
1. Duỡng baớn õọử õụng trở (g/m
3
):
Tổỡ
o
ta xaùc õởnh P
o

P
o
=
o
x Q
o
x T
nm

P
o
= 31,536 x
o

x Q
o
(T/nm)
G
o
=

o
P
(m
3
/nm)
2. Duỡng baớn õọử phỏn vuỡng buỡn caùt hay mổồỹn lổu vổỷc tổồng tổỷ:
Phổồng phaùp naỡy ờt duỡng vỗ thổồỡng khọng chờnh xaùc
3. Cọng thổùc kinh nghióỷm xaùc õởnh buỡn caùt lồ lổợng:
Mọỹt trong nhổợng cọng thổùc thổồỡng duỡng laỡ cọng thổùc
POLIAKOV
Po = 10
4



JK


o
- Lổồỹng ngỏỷm caùt bỗnh quỏn
J - ọỹ dọỳc bỗnh quỏn cuớa doỡng sọng

- Hóỷ sọỳ xỏm thổỷc lỏỳy tổỡ baớn õọử phỏn vuỡng

K - Hóỷ sọỳ hióỷu chốnh õióửu kióỷn laỡm vióỷc
K = K
1
.K
2
.K
3




= 1,0 ữ 1,5


117
Hóỷ sọỳ hióỷu chốnh mỷt cừt lổu vổỷc K
1

Hỗnh daỷng mỷt cừt lổu vổỷc K
1
Mỷt cừt sổồỡn dọỳc hỗnh loợm
Mỷt cừt sổồỡn dọỳc phụng
Mỷt cừt sổồỡn dọỳc lọửi
0,5
1,0
1,5

Hóỷ sọỳ hióỷu chốnh theo lồùp phuớ thổỷc vỏỷt K
2

Tỏửng phuớ thổỷc vỏỷt K
2
Hai bón sọng laỡ õọửng coớ
Mọỹt bón sọng laỡ õọửng coớ
Hai bón sọng laỡ rổỡng rỏỷm
Mọỹt bón sọng laỡ rổỡng rỏỷm
Hai bón laỡ rổỡng thổa
Mọỹt bón laỡ rổỡng thổa
Hai bón sọng laỡ õỏỳt hoang
0,5
1,0
0,7
1,4
0,9
0,8
2,5

Hóỷ sọỳ hióỷu chốnh nham thaỷch K
3

Tỗnh hỗnh nham thaỷch K
3
aù
Seùt vaỡ caùt
ỏỳt vaỡng

0,5
1,0
1,5
Hóỷ sọỳ xỏm thổỷc:

Xoùi moỡn maỷnh
= 8 - 6
Xoùi moỡn vổỡa
= 6 - 4
Xoùi moỡn ờt
= 2 - 1


118
4. Xạc âënh bn cạt âạy:
Bn cạt âạy So tênh theo bn cạt lå lỉỵng Ro
So =
β . Ro (kg/s)

β - T lãû bn cạt âạy so våïi bn cạt lå lỉỵng

β
= 0,05
÷
0,10 (vng âäưng bàòng);
β
= 0,1
÷
0,3 (vng nụi)
IV. NH HỈÅÍNG CA CÄNG TRÇNH THU LÅÜI ÂÄÚI VÅÏI DNG
CHY BN CẠT
1. Khại niãûm chung:

Do xáy dỉûng cäng trçnh trãn säng nãn lm cho dng chy thay
âäøi tỉì âọ sinh ra bäưi làõng hồûc xọi låí åí cäng trçnh

- Bäưi làõng häư chỉïa (thỉåìng lm âáûp)
- Xọi låí åí båì kho nỉåïc
- Xọi låí dng säng hả lỉu âáûp ngàn nỉåïc
- Xọi låí bäưi làõng gáưn cäng trçnh láúy nỉåïc
2. Bäưi làõng bn cạt åí thỉåüng lỉu âáûp (häư chỉïa nỉåïc):

Sau khi xáy dỉûng âáûp, mỉûc nỉåïc dáng cao lm cho lỉu täúc gim
nh dáùn âãún sỉû làõng âng ca bn cạt trong kho nỉåïc.
Âãø tênh toạn tøi th cäng trçnh ta xạc âënh bn cạt bäưi làõng
trong 1 nàm
Khäúi lỉåüng bn cạt P (lå lỉỵng)
P
o
= ρ
o
.Q
o
.T
nàm

P = 31,536
ρ
o
Q
o
(T/nàm)
P
o
- Hm lỉåüng bn cạt bçnh qn nàm (g/m
3

)
Q
o
- Lỉu lỉåüng bçnh qn nàm (m
3
/s)
T
nàm
- 31,536 x 10
6
giáy


119
- Thóứ tờch buỡn caùt bọửi lừng trong 1 nm G
0

G
0
=

o
P
(m
3
/nm)
Buỡn caùt õaùy õổồỹc tờnh theo buỡn caùt lồ lổợng
S
o
=

o
.R
o

3. Xoùi lồớ ồớ haỷ lổu õỏỷp:
- Do họử chổùa giổợ nổồùc laỷi nón lổu tọỳc giaớm laỡm buỡn caùt õổồỹc
lừng õoỹng trong họử, nổồùc trong họử chổa xaớ vóử haỷ lổu mang buỡn caùt ờt,
õóứ khọi phuỷc laỷi khaớ nng mang buỡn caùt, doỡng nổồùc gỏy ra xoùi lồớ mọỹt
caùch phọứ bióứn ồớ haỷ lổu õỏỷp. Sổỷ xoùi lồớ ồớ haỷ lổu õỏỷp chố coù thóứ dổỡng laỷi,
sau khi lổu tọỳc bở giaớm xuọỳng bũng lổu tọỳc khồới õọỹng buỡn caùt ồớ doỡng
sọng.
4. Xoùi lồớ ồớ bồỡ kho nổồùc"
Kho nổồùc trổợ nổồùc thỗ bồỡ kho nổồùc luỡi dỏửn vaỡo phờa sau laỡm aớnh
hổồớng õóỳn cọng trỗnh ven sọng (õó, õỏỳt õai canh taùc, laỡng maỷc, giao
thọng). ỏỳt ven bồỡ õoù bở xoùi lồớ vaỡ lừng õoỹng laỷi laỡm cho dung tờch hổợu
ờch cuớa họử giaớm xuọỳng.
Caùc nhỏn tọỳ gỏy xoùi lồớ bồỡ kho nổồùc laỡ:
- Soùng gioù - Cỏỳu taỷo õởa chỏỳt
- Nổồùc mổa - Lồùp phuớ thổỷc vỏỷt
- Nổồùc ngỏỷm - ởa hỗnh õởa maỷo
Trong caùc yóỳu tọỳ trón thỗ sọỳng laỡ yóỳu tọỳ quyóỳt õởnh nhỏỳt õọỳi vồùi
sổỷ dióựn bióỳn bồỡ kho nổồùc.


120
5. Aớnh hổồớng cuớa cổớa lỏỳy nổồùc õọỳi vồùi sổỷ dióựn bióỳn doỡng sọng:
a. ọỳi vồùi cọng trỗnh lỏỳy nổồùc khọng õỏỷp:
Qua cọỳng lỏỳy nổồùc õỏửu kónh, nổồùc tổỡ sọng chaớy vaỡo kónh. Nóỳu
lổu lổồỹng sọng lồùn thỗ lổu lổồỹng coù thóứ lỏỳy vaỡo kónh cuợng lồùn vaỡ
ngổồỹc laỷi.

Cổớa lỏỳy nổồùc nón bọỳ trờ vaỡo bồỡ loợm vỗ ồớ õoù chuớ lổu chaỷy saùt bồỡ
õọỹ sỏu lồùn nón lổu lổồỹng lỏỳy vaỡo kónh cuợng lồùn. Taỷi cuớa lỏỳy nổồùc, mọỹt
bón bọửi mọỹt bón xoùi, trổồùc cọỳng lỏỳy nổồùc thỗ mọỹt bón xoùi mọỹt bón bọửi.
b. Cọng trỗnh lỏỳy nổồùc coù õỏỷp:

Cọng trỗnh lỏỳy nổồùc coù õỏỷp, mổỷc nổồùc trong sọng õổồỹc ọứn õởnh
vaỡ lổu lổồỹng lỏỳy vaỡo kónh coù thóứ khọỳng chóỳ mọỹt caùch chuớ õọỹng. Khi
khọng coù yóu cỏửu duỡng nổồùc, thỗ cổớa lỏỳy nổồùc thổồỡng õổồỹc õoùng kờn
õóứ traùnh xoùi lồớ vaỡ bọửi lừng trong kónh.
V. ANH HặNG CUA CNG TRầNH GIAO THNG (CệU) I VẽI
Sặ DIN BIN DOèNG SNG
1. Sổỷ xoùi lồớ bọửi lừng cỏửu giao thọng:
Cọng trỗnh giao thọng trón sọng laỡ cỏửu ọ tọ vaỡ cỏửu õổồỡng sừt
Do caùc truỷ cỏửu thu heỷp doỡng chaớy laỡm cho doỡng sọng bióỳn õọứi so
vồùi sọng thión nhión sinh ra xoùi lồớ, bọửi lỏỳp ồớ vuỡng sọng xỏy dổỷng cỏửu.
+ thổồỹng bón cỏửu do mọỳ caớn trồớ, nón doỡng chaớy ổù laỷi, dỏng cao
laỡm lổu lổồỹng õồn vở giaớm nhoớ, lổu tọỳc doỡng chaớy bở giaớm, nón buỡn
caùt bọửi lừng laỷi.
+ Taỷi vở trờ truỡ cỏửu vaỡ mọỳ cỏửu doỡng chaớy bở caùc cọng trỗnh baớo vóỷ
ồớ õỏửu cỏửu caớn trồớ nón lổu lổồỹng õồn vở tng, lổu tọỳc tng theo gỏy ra
hióỷn tổồỹng xoùi lồớ.


121
+ haỷ lổu cỏửu doỡng chaớy mồớ rọỹng laỡm lổu lổồỹng õồỹn vở giaớm,
lổu tọỳc giaớm sinh ra bọửi lừng
Sổỷ xoùi lồớ theo chióửu rọỹng cuớa sọng noùi chung tổồng õọỳi nhoớ.
Chióửu sỏu cuớa mỷt cừt nồi coù cỏửu bióỳn õọứi mang tờnh chỏỳt chu kyỡ laỡm
cho bồỡ sọng ồớ 2 õỏửu cỏửu cuợng bở xoùi lồớ mang tờnh chỏỳt chu kyỡ.
2. Xoùi lồớ cuỷc bọỹ ồớ chỏn truỷ cỏửu:

a. Nguyón nhỏn xoùi lồớ truỷ cỏửu:

- Do doỡng chaớy quanh truỷ cỏửu thay õọứi õọỹt ngọỹt
- Doỡng chaớy gỷp truỷ cỏửu bở dỏng lón vaỡ uọỳn quanh thaỡnh hỗnh
lng truỷ laỡm cho v vaỡ q tng lón vaỡ hổồùng doỡng chaớy thay õọứi gỏy ra
xoùi nhanh vaỡ xoùi sỏu.






Bióứu õọử lổu tọỳc ồớ thổồỹng lổu cỏửu
b. Quaù trỗnh xoùi ồớ truỷ cỏửu:
Chia laỡm 3 giai õoaỷn
- Giai õoaỷn hỗnh thaỡnh họử xoùi: Họử
xoùi khọng phaới trổồùc truỷ maỡ ồớ vở trờ 2
bón truỷ. õoù doỡng chaớy thay õọứi õọỹt
ngọỹt. Sau õoù lan dỏửn vóử thổồỹng lổu vaỡ 2
bón truỷ cỏửu
2d
d d
Xoùi

Xoùi



122
- Giai õoaỷn phaùt trióứn họử xoùi: Xoùi

caỡng phaùt trióứn sỏu vaỡ rọỹng, laỡm họử xoùi
chuyóứn dởch vóử thổồỹng lổu vaỡ 2 bón truỷ
cỏửu.
Lổồỹng phuỡ sa cuớa họử xoùi vỏỷn
chuyóứn vóử haỷ lổu thỗ gỷp doỡng chaớy
quỏứn taỷo 2 daới bọửi õọỳi xổùng qua tim
truỷc trón cỏửu.
Tọỳc õọỹ xoùi õaỷt tồùi mổùc nhỏỳt õởnh thỗ lổu tọỳc V giaớm thỗ baới bọửi
thỏỳp dỏửn.
- Giai õoaỷn phaùt trióứn họử xoùi haỷ lổu truỷ: giai õoaỷn naỡy lổu
lổồỹng taới phuỡ sa taỷi caùc họử xoùi nhoớ hồn khaớ nng taới phuỡ sa cuớa doỡng
chaớy (thồỡi kyỡ naỡy xoùi 2 bón vaỡ haỷ lổu truỷ coù tọỳc õọỹ chỏỷ
m) laỡm cho caùc
baới bọửi sau truỷ thỏỳp dỏửn vaỡ caùc họử xoùi 2 bón truỷ keùo dỏửn vóử phờa haỷ lổu
taỷo ra họỳ xoùi ồớ haỷ lổu phaùt trióứn trong thồỡi gian daỡi.
Khi doỡng chaớy õuớ khaớ nng mang buỡn caùt cuớa họỳ xoùi chaớy theo
doỡng nổồùc thỗ vióỷc xoùi lồớ seợ ngổng.
ọỹ sỏu họỳ xoùi haỷ lổu bũng (0,5
ữ 0,7) lỏửn õọỹ sỏu họỳ xoùi thổồỹng
lổu vaỡ 2 bón truỷ.
c. Tờnh xoùi lồớ ồớ chỏn truỷ cỏửu:
Giaù thaỡnh truỷ cỏửu chióỳm phỏửn lồùn vọỳn xỏy dổỷng, thồỡi gian thi
cọng daỡi. Giaù thaỡnh mọử vaỡ truỷ cỏửu phuỷ thuọỹc vaỡo chióửu sỏu moùng. Maỡ
chióửu sỏu moùng phuỷ thuọỹc vaỡo õọỹ sỏu xoùi lồớ ồớ truỷ.
Tờnh toaùn xoùi chỏn cỏửu hióỷn nay coù rỏỳt nhióửu cọng thổùc
- Cọng thổùc trổồỡng HXD Hanoi
Xoùi
Xoùi
Bọửi
Bọửi

123
- Cäng thỉïc ca Viãûn NC âỉåìng bäü Liãn Xä
- Cäng thỉïc Trỉåìng ÂH Cälärâä (M)
- Cäng thỉïc ca ÁÚn Âäü - Pakistan,
ÅÍ âáy chè giåïi thiãûu 2 cäng thỉïc thỉåìng dng åí Viãût Nam trong
thiãút kãú cáưu.
α
) Cäng thỉïc ca ÂHXD Hanoi
+ Khi Vsäng < [V
KX
]
h
ch
= 0,97 K
d
b
0,83
h
0,17
(
[]
KX
V
V
)
1,04

+ Khi Vsäng

≥ [V
KX
]
h
ch
= 0,52 K
d
b
0,88
h
0,12
(
[]
KX
V
V
)
1,16

Trong âọ: h
ch
- Chiãưu sáu xọi củc bäü låïn nháút tải chán trủ cáưu
K
d
- Hãû säú hçnh dàng trủ cáưu (K
d
= 0,153 ÷ 0,198)
h - Chiãưu sáu nỉåïc tải trủ nỉåïc khi xọi
[V
K

] - Váûn täúc khäng xọi cho phẹp
Âạy säng l âáút cạt [V
k
] = 0,7 m/s
san si [V
k
] = (1,0 ÷ 1,2 ) m/s
Âạ cüi [V
k
] = (1,5 ÷ 2,1) m/s
V - Váûn täúc tải trủ cáưu trỉåïc khi xọi củc bäü
b - Chiãưu räüng trủ tênh toạn
β
) Cäng thỉïc ca Viãûn NC Âỉåìng bäü Liãn Xä
h
ch
= b
2/3
h
3/5
(
B
V
V
)
r
K
d

h

ch
-

Chiãưu sáu sáu xọi låïn nháút åí chán trủ cáưu
V
B
- Täúc âäü dng chy khúy âủc bn cạt


124
V
B
=
3
hg
h - Chióửu sỏu nổồùc trổồùc khi xoùi
- ổồỡng kờnh thuyớ lổỷc haỷt õỏỳt õaùy sọng
= f (õổồỡng kờnh haỷt õỏỳt)
Khi d = 0,01
ữ 0,1 thỗ = 0,07 ữ 0,7
d = 1
ữ 5 thỗ = 9,5 ữ 25
d = 100
ữ250 thỗ = 108 ữ 170
n - sọỳ muợ. Khi V > V
B
thỗ n =3/4
V
V
B

thỗ n = 2/3
K: Hóỷ sọỳ hỗnh daùng truỷ cỏửu.
d. Cao trỗnh õỷt moùng truỷ cỏửu:
Cao trỗnh tọỳi thióứu õỷt moùng õm
õx - Cao trỗnh õaùy sọng sỏu khi xoùi


K - Chióửu sỏu moùng cừm vaỡo õỏỳt

H - Chióửu sỏu dổỷ trổợ
õm = õx - (
K + H)

h
ch
max
h




h

MNTL
õx

õm


125

Chỏn trióửu thỏỳp
H (m)
t
-2
-1
0
1
2
Chu kyỡ
trióửu
T
r
i
ó
ửu

x
u
ọ
ỳn
g
T
r
i
ó
ửu

l
ó
n

Chỏn trióửu cao
ốnh cao trióửu
ốnh trióửu thỏỳp
Mỷt bióứn
Mọỹt ngaỡy õóm
Bión õọỹ trióửu
Chổồng VIII:
TầNH TOAẽN HầNH THUY VN VUèNG
ANH HặNG THUY TRIệU

I. KHAẽI NIM CHUNG Vệ THUY TRIệU
1. Hióỷn tổồỹng thuyớ trióửu:
Mổỷc nổồùc bióứn lón xuọỳng theo mọỹt chu kyỡ nhỏỳt õởnh ta goỹi laỡ
thuyớ trióửu
Chu kyỡ thuyớ trióửu ồớ mọựi nồi coù khaùc nhau.
- Thổồỡng trong mọỹt ngaỡy õóm coù
+ 2 lỏửn thuyớ trióửu lón taỷo õốnh trióửu
+ 2 lỏửn thuyớ trióửu xuọỳng taỷo chỏn trióửu
- Trong 1 thaùng coù
+ 2 lỏửn trióửu cổồỡng
+ 2 lỏửn trióửu keùm

Quaù trỗnh mổùc nổồùc trióửu trong thaùng
0

2
Trióửu
Trióửu
Tió
ử
u
Trióửu
(Nga
ỡ
y
Thồỡi
30

28

2
6
2422
20
18
1
6
1412
10
8

6

4 2
Thồỡi
H
Trióửu cổồỡng


126
- Chónh lóỷch mổỷc nổồùc giổợa õốnh trióửu vaỡ chỏn trióửu ta goỹi laỡ
BIN ĩ TRIệU.
- Khoaớng caùch thồỡi gian giổợa 2 õốnh trióửu goỹi ta laỡ CHU KYè
TRIệU.
2. Phỏn loaỷi thuyớ trióửu:
Dổỷa vaỡo chu kyỡ ngổồỡi ta phỏn laỡm 4 loaỷi trióửu nhổ sau:
a. Baùn nhỏỷt trióửu õóửu:
Trong mọỹt ngaỡy mỷt trng (24 giồỡ 50 phuùt) coù
+ 2 lỏửn trióửu lón
+ 2 lỏửn trióửu xuọỳng
b Nhỏỷt trióửu õóửu:
Trong mọỹt ngaỡy mỷt trng coù
+ 1 lỏửn trióửu lón
+ 1 lỏửn trióửu xuọỳng
c. Baùn nhỏỷt trióửu khọng õóửu:
+ 2 lỏửn trióửu lón, 2 õốnh khaùc nhau
+ 2 lỏửn trióửu xuọỳng, 2 chỏn khaùc nhau
d. Nhỏỷt trióửu khọng õóửu:
+ 1 lỏửn trióửu lón
+ 1 lỏửn trióửu xuọỳng
Xuỏỳt hióỷn trong 15 ngaỡy, chố coù 7 ngaỡy nhỏỷt trióửu, coỡn laỷi laỡ xuỏỳt
hióỷn baùn nhỏỷt trióửu.
3. Nguyón nhỏn sinh ra trióửu:

Nổồùc bióứn chởu taùc õọỹng cuớa lổỷc hỏỳp dỏựn cuớa Mỷt trng, Mỷt trồỡi
laỡ lổỷc ly tỏm cuớa quaớ õỏỳt (quay xung quanh hóỷ thọỳng Mỷt õỏỳt - Mỷt


127
tràng) khäng âãưu nhau nãn sinh ra thu triãưu.
Ngoi ra ngỉåìi ta cn gii thêch thu triãưu bàòng thuút âäüng lỉûc
cho ràòng thu triãưu l do 2 loải cháún âäüng cỉåỵng bỉïc v tỉû do ca
nỉåïc biãøn gáy ra thu triãưu.
4. Âàûc trỉng ca triãưu:
a. Chiãưu sáu xám nháûp màûn
Trong quạ trçnh truưn triãưu vo säng, do sỉû tạc âäüng tỉång häù
giỉỵa dng chy trong säng v dng triãưu m hçnh thnh giåïi hản dng
triãưu. Vë trê ny khäng cäú âënh m thay âäøi theo ma l v kiãût Triãưu
biãøn tạc âäüng vo säng lm cho säng cọ näưng âäü màûn tàng. Tu theo
u cáưu dng nỉåïc våïi näưng âäü màûn khạc nhau m xạc âënh âäü sáu
xám nháûp màûn L (km)
b. Mỉûc nỉåïc triãưu bçnh qn
L giạ trë bçnh qn m mỉûc nỉåïc triãưu âo âỉåüc trong tỉìng giåì
hồûc 30 phụt ca mäüt con triãưu hay mäüt thåìi k triãưu.
c. Mỉûc nỉåïc triãưu giỉỵa
H
giỉỵa
=
2
Hc
h
Hâ +

d. Mỉûc nỉåïc âènh triãưu H
â

e. Mỉûc nỉåïc chán triãưu H
ch

f. Biãn âäü triãưu:
Chãnh lãûch mỉûc nỉåïc giỉỵa H
â
v H
ch

II. TÊNH TOẠN MỈÛC NỈÅÏC TRIÃƯU THIÃÚT KÃÚ
1. Tênh toạn Htriãưu khi cọ säú liãûu thỉûc âo:
a. Thäúng kã ti liãûu triãưu:
Tu theo u cáưu cäng trçnh m thiãút kãú ti liãûu
+ Âäúi våïi cäng trçnh tỉåïi, thäúng kã H
ch



128
+ Âäúi våïi phạt âiãûn, thäúng kã biãn âäü triãưu
+ Âäúi våïi tiãu nỉåïc, thäúng kã H
â

Chn mäùi nàm mäüt mn ti liãûu, tênh toạn táưn sút, sau âọ tỉì P%
xạc âënh H
ch
(hồûc H

â
hay biãn âäü
Giạ trë H
âp
% l giạ trë âãø thiãút kãú cäng trçnh tiãu nỉåïc (âäúi våïi
cäng trçnh láúy nỉåïc tỉåïi thç tênh HchánP%)
2. Tênh toạn mỉûc nỉåïc triãưu thiãút kãú theo phỉång phạp Mariutin:

- Phỉång phạp ny thêch håüp våïi trỉåìng håüp chãnh lãûch mỉûc
nỉåïc triãưu hng ngy khäng låïn.
- Gi thiãút l âỉåìng phán bäú cọ dảng âäúi xỉïng, tỉïc C
s
= 0.
- Âäúi våïi âỉåìng PIII cọ thãø tênh giạ trë. Hp% theo cäng thỉïc.
Hp = (
∅C
V
+1)H

∑
= Hi
n
1
H

C
v
=
H
σ

σ − Khong lãûch qn phỉång

∅ - Khong lãûch tung âäü ∅ = f(C
S
P)
p dủng khi C
S
= 0
Váûy
∅ = f(P)
Båíi váûy Hp cọ thãø tênh nhỉ sau:
Hp =
H(∅C
S
+1)
- Chụ trong xạc âënh cạc âàûc trỉng thäúng kã
+ Tênh
H

Âãø âån gin ta phán cáúp mỉûc nỉåïc (cạch nhau 10 cm)
Gi f
i
- säú láưn xút hiãûn ca Hi


129
Váûy
∑
=

ii
fH
n
1
H

+ Trë säú
σ, C
V


)1n(
f)HH(
ii
−
−
=σ
∑
C
V
=
H
σ

+ Tênh
∅
Càn cỉï vo P tra
∅ våïi C
S
= 0

Phỉång phạp Marintin láúy dảng phán bäú âäúi xỉïng âãø tênh toạn
nãn kãút qu thu âỉåüc Hmax thiãn låïn, Hmin thiãn nh nãn ráút an ton.
III. CHN DẢNG TRIÃƯU THIÃÚT KÃÚ
1. Chn dảng triãưu âiãøn hçnh:
- L mäüt dảng con triãưu thỉûc tãú v cọ dảng âải diãûn cho hiãûn
tỉåüng triãưu åí âëa phỉång våïi ngun tàõc chn l
- Cọ Htriãưu xáúp xè Hp
- Dảng triãưu âiãøn hçnh báút låüi cho viãûc thiãút kãú cäng trçnh. Vê dủ:
khi tênh toạn cäng trçnh láúy nỉåïc tỉì säng chëu nh hỉåíng ca triãưu thç
triãưu cọ chán triãưu tháúp v xy ra vo lục cáưn tỉåïi l con triãưu báút låüi
cáưn âỉåüc chn. Âäúi våïi cäng trçnh tiãu nỉåïc ra säng thç dảng triãưu báút
låüi l loải cọ âènh triãưu cao, thåìi gian triãưu lãn di, thåìi gian triãưu
xúng ngàõn l con triãưu báút låüi cho viãûc tiãu nỉåïc.
2. Thu phọng triãưu âiãøn hçnh thnh con triãưu thiãút kãú



130
Chổồng IX:
CệU VặĩT SNG VAè CNG QUA ặèNG
I. KHAẽI NIM C BAN Vệ CệU VặĩT SNG, CNG
- Cỏửu õổồỡng sừt, õổồỡng ọ tọ vổồỹt qua caùc sọng lồùn laỡ phỏửn quan
troỹng cuớa hóỷ thọỳng giao thọng.
- Cỏửu vổồỹt sọng laỡ cọng trỗnh tọứng hồỹp gọửm
+ Cỏửu
+ ổồỡng dỏựn vaỡo cỏửu
+ Cọng trỗnh baớo vóỷ gia cọỳ bồỡ
+ Cọng trỗnh hổồùng doỡng
1. Phỏn loaỷi cỏửu vổồỹt sọng:
a. Theo mổùc õọỹ thọng xe trong muỡa luợ:

- Cỏửu mổùc nổồùc cao: aớm baớo thọng xe lión tuỷc vồùi mổỷc nổồùc luợ
thióỳt kóỳ.
- Cỏửu mổỷc nổồùc thỏỳp: Coù thóứ ngổỡng thọng xe trong mọỹt sọỳ ngaỡy
khi luợ lồùn.
- Cỏửu thaùo mồớ: Ngổỡng thọng xe mọỹt sọỳ giồỡ nhỏỳt õởnh trong ngaỡy
õóứ taỡu thuyóửn qua laỷi.
b. Phỏn loaỷi theo chióửu daỡi cỏửu:
- Cỏửu lồùn : coù chióửu daỡi cỏửu Lc > 100m
- Cỏửu trung coù Lc = 30
ữ 100m
- Cỏửu nhoớ coù Lc < 30m
c. Phỏn loaỷi theo õióửu kióỷn laỡm vióỷc:
ióửu kióỷn laỡm vióỷc cuớa caùc loaỷi cỏửu vaỡ cọỳng qua õổồỡng coù khaùc nhau


131
- Cỏửu lồùn vaỡ cỏửu trung: Laỡm vióỷc cng thúng trong thồỡi gian luợ,
chởu taùc õọỹng doỡng luợ
ọỳi vồùi doỡng chaớy qua cỏửu lồùn, phổùc taỷp sinh bọửi lừng xoùi lồớ nón
cỏửn coù cọng trỗnh gia cọỳ cỏửu lồùn, laỡm thu heỷp doỡng chaớy tổỡ õoù sinh ra
xoùi lồ.ớ
- Cỏửu nhoớ xỏy dổỷng vồùi õaùy sọng õổồỹc gia cọỳ chọỳng xoùi. Vaỡ truỷ
cuợng khọng bở xoùi cuỷc bọỹ.
- Cọỳng qua õổồỡng laỡm vióỷc vồùi vỏỷt lióỷu chọỳng xoùi nón khọng sồỹ
doỡng nổồùc chaớy qua phaù hoaỷi.
d. Phỏn loaỷi theo tờnh toaùn thuyớ lổỷc:
- Cỏửu nhoớ vaỡ cọỳng: Vồùi chóỳ õọỹ doỡng chaớy qua loỡng sọng khọng
xoùi. Sọỳ lổồỹng cỏửu nhoớ cọỳng rỏỳt nhióửu 0,5
ữ 2 caùi/km
- Cỏửu lồùn: Loỡng sọng coù chóỳ õọỹ buỡn caùt dióựn bióỳn phổùc taỷp sinh

ra xoùi, lồớ bọửi lừng ồớ vuỡng xỏy dổỷng cỏửu.
2. Nhióỷm vuỷ cồ baớn cuớa cỏửu cọỳng:
- Phuỷc vuỷ tọỳt vỏỷn taới trón õổồỡng, baớo õaớm xe chaỷy vồùi mỏỷt õọỹ,
tọỳc õọỹ thióỳt kóỳ
- Baớo õaớm cỏửu laỡm vióỷc an toaỡn vồùi lổu lổồỹng luợ thióỳt kóỳ Qp
- Cỏửu phaới baớo õaớm yóu cỏửu kinh tóỳ kyợ thuỏỷt trong tờnh toaùn
+ Xaùc õởnh mổỷc nổồùc luợ, mổỷc nổồùc thọng thuyóửn, Qp% doỡng chuớ
lổu.
+ Dổỷ õoaùn xoùi lồớ
+ Coù keỡ hổồùng doỡng, keỡ baớo vóỷ cỏửu
3. Lổỷa choỹn vở trờ cỏửu vổồỹt sọng:
Cỏửu vổồỹt sọng phaới õỷt ồớ nồi coù:


132
- Nãưn âëa cháút täút, khäng phong hoạ.
- Âoản säng (xáy dỉûng cáưu) cọ tuún äøn âënh, cọ lảch sáu.
- Bi säng hẻp v åí trãn cao, khäng láưy, khäng cọ nhạnh säng c
- Dng säng dỉåïi cáưu khäng cọ däi cạt, bi näøi.
- Khäng âàût cáưu dỉåïi cỉía säng nhạnh (s ỉï âng bn cạt dỉåïi
cáưu).
- Trủc cáưu vng gọc våïi hỉåïng dng chy.
II. HÃÛ SÄÚ XỌI CHUNG
1. Tênh toạn hãû säú xọi chung P:
Hãû säú xọi chung l âàûc trỉng chung nháút cho quạ trçnh biãún dảng
màût càõt lng säng dỉåïi åï cáưu låïn, cáưu trung.
Nãúu ta gi

ω
tx

: L tiãút diãûn thoạt nỉåïc trỉåïc khi xọi

ω
sx
: L tiãút diãûn thoạt nỉåïc sau khi xọi
Thç hãû säú xọi chung P l
P =
tx
sx
ω
ω

Tiãút diãûn thoạt nỉåïc
ω = BH
ω
sx
= B
sx
.
sx
H
ω
tx
= B
tx
.
tx
H

sx

H
tx
H - Chiãưu sáu trung bçnh sau khi xọi v trỉåïc khi xọi
B
sx
B
tx
- Chiãưu räüng säng sau khi xọi v trỉåïc khi xọi
Váûy:
P =
tx
sx
h
txtx
sxsx
tx
sx
B
B
P
BH
BH
==
ω
ω



133
Trong õoù P

h
=
tx
sx
H
H
(hóỷ sọỳ xoùi theo chióửu sỏu)
Tổỡ trón ta coù:
P = P
h
.
tx
sx
B
B
, ruùt ra P
h
= P
sx
tx
B
B

P
h
=
sx
tx
tx
sx

B
B



Ta bióỳt rũng
Q =
x V
Cho nón
=
V
Q
, tổỡ õoù ta coù:


=
1
x
V
Q
sx
P
sx


tx
C
tx
V
Q

=

Q
C
- Lổu lổồỹng loỡng sọng dổồùi cỏửu luùc tổỷ nhión
Q
P
- Lổu lổồỹng luợ thióỳt kóỳ

- Hóỷ sọỳ thừt heỷp doỡng chaớy.


=
)kóứcaớtruỷ(cỏửu
thuheỷp



Thay

sx
,
tx
vaỡo trón ta coù


P
h
= )
B

B
(
)
V
Q
(
11
V
Q
sx
tx
tx
c
sx
P











P
h
=

1
B
B
V
V
Q
Q
sx
tx
sx
tx
c
P



134
Nóỳu B
sx
= B
tx
thỗ P
h
= P vaỡ P = P
h
=

1
V
V

Qc
Q
sx
tx
P

Nguyón nhỏn cuớa xoùi lồớ chung laỡ do laỡm cỏửu nón thừt heỷp doỡng
chaớy õổa õóỳn nổồùc dỏng trổồùc cỏửu vaỡ laỡm tng tọỳc õọỹ doỡng chaớy chỏn
cỏửu do õoù buỡn caùt bở xoùi lồùn hồn buỡn caùt doỡng chaớy õóỳn nón hỗnh thaỡnh
xoùi lồớ chung.
Trở sọỳ hóỷ sọỳ xoùi chung phuỷ thuọỹc vaỡo mổùc õọỹ thừt heỷp doỡng chaớy
vaỡ õỷc tờnh õỏỳt õaù loỡng suọỳi, thồỡi gian trỏỷn luợ.
Trở sọỳ cho pheùp cuớa P laỡ [P] phuỷ thuọỹc vaỡo lổu lổồỹng õồn vở dổồùi
cỏửu q
o

q
o
(m
3
/s/m) 2 3 5 10 15 20
[P] 2,2 2,1 1,7 1,4 1,3 1,2
- Khi lổỷa choỹn chióửu daỡi cỏửu Lc ta choỹn P khaùc nhau P = 1 ặ [P]
- Chióửu daỡi cỏửu Lc phuỷ thuọỹc vaỡo

tx
ổùng vồùi lổu lổồỹng luợ thióỳt
kóỳ Q
P

tx
=
P V
Q
sx
p


P = P
h
=

1
V
V
Q
Q
sx
tx
C
P


P =

=
.V.
Q

.V
1
x
Q
sxtx
P
sx
tx
V
c
Q
p




=
.P.V
Q
tx
P
tx

Nóỳu B
sx
= B
tx
thỗ Lc = B
tx
.

2. Yẽ nghộa cuớa hóỷ sọỳ xoùi chung trong thióỳt kóỳ cỏửu :
-Khi thióỳt kóỳ cỏửu nóỳu tng hóỷ sọỳ xoùi chung P thỗ :
+ Chióửu daỡi cỏửu L
c
lồùn õổa õóỳn giaớm sọỳ truỷ, sọỳ nhởp cỏửu vaỡ nhổ
vỏỷy seợ giaớm giaù thaỡnh kóỳt cỏỳu cuớa cỏửu.


135

+ Chiãưu sáu trủ tàng nhỉng våïi
säú trủ gim nãn giạ thnh cng gim.
+ Âỉåìng dáùn vo cáưu tàng (a)
+ Cäng trçnh hỉåïng dng tàng
(d)
Täøng väún âáưu tỉ xáy dỉûng cáưu
T ỉïng våïi P thêch håüp s l täøng håüp
väún cạc hảng mủc cọ giạ trë nh
nháút.
Nhỉ váûy P s cho chiãưu di cáưu
Lc kinh tãú nháút. Tuy nhiãn tiãu
chøn chn P khäng phi l tiãu
chøn duy nháút.
III. TÊNH TOẠN CHIÃƯU DI CÁƯU LÅÏN, CÁƯU TRUNG
Cáưu låïn, cáưu trung l cáưu cọ Lc > 30m bàõt qua dng säng mang
vng bn cạt lå lỉỵng v bn cạt âạy, tải vë trê cáưu do dng chy thàõt
hẻp nãn V tàng sinh ra xọi låí chán trủ cáưu.
Cå såí âãø tênh toạn chiãưu di cáưu l dỉûa vo phỉång phạp cán
bàòng giåïi hản lỉu lỉåüng bn cạt âi v âãún. Viãûc tênh toạn vỉìa phỉïc tảp
nhỉ phi:

- Xạc âënh phán phäúi lỉu lỉåüng ca lng säng v bi säng
- Xạc âënh dng chy sau khi xọi.
- Chiãưu sáu xọi åí lng säng åí dỉåïi cáưu.
Giạ thnh quan hãû våïi P ca cạc
hảng mủc cäng trçnh
(a) Giạ thnh âỉåìng dáùn
(b) Giạ thnh kãút cáúu nhëp
(c) Giạ thnh trủ cáưu
(d) Giạ thnh cäng trçnh hỉåïng dng
(e) Giạ thnh ton bäü cáưu
(b)
(a)
(c)
(d)
P
T
1
1,5
2,0
T
min
(e)


136
Sau õoù mồùi xaùc õởnh chióửu daỡi cỏửu Lc. trong phỏửn naỡy chố õi
sỏu xaùc õởnh Lc
Tờnh Lc coù thóứ phỏn thaỡnh hai trổồỡng hồỹp
Trổồỡng hồỹp 1:
Sau khi xoùi chióửu rọỹng loỡng sọng B mồớ rọỹng ra toaỡn cỏửu laỡ B

1


Lc
Thổồỡng gỷp khi coù õaỡo loỡng sọng taỷi vở trờ cỏửu:
B
1
: Chióửu rọỹng loỡng sọng sau khi xoùi
Lc: Chióửu daỡi cỏửu õổồỹc tờnh theo cọng thổùc sau:
Lc =
3
/
4
i
P
3/4
1
Q
Q
.
P
1
.
)1(
B

à

Trong õoù
= à(1-) =
tx
ch


, hóỷ sọỳ co heỷp doỡng chaớy ồớ haỷ lổu cỏửu


ch
- Tióỳt dióỷn thoaùt nổồùc bở co heỷp phờa sau cỏửu

'
tx
- Dióỷn tờch thoaùt nổồùc ngay taỷi cỏửu

=
khoan
truỷ
l
l
(hóỷ sọỳ thu heỷp)
Q
P
- Lổu lổồỹng luợ thióỳt kóỳ

Q
i
- Lổu lổồỹng sọng trong õióửu kióỷn chổa xỏy dổỷng cỏửu.
P - Hóỷ sọỳ xoùi chung

=
truỷ2caùch Khoaớng
cỏửutruỷ rọỹng1Chióửu


à - Hóỷ sọỳ thừt heỷp do truỷ vaỡ mọỳ.
Trổồỡng hồỹp 2
Sau khi xoùi chióửu rọỹng sọng coù mồớ rọỹng nhổng caùc baới vỏựn coỡn nón
chióửu daỡi cỏửu Lc lồùn hồn loỡng sọng (õaợ mồớ rọỹng)
l = l
1
+ l
2
, chióửu rọỹng phỏửn baới dổồùi cỏửu.