Thành tạo bờ các hồ chứa nhỏ vùng rừng ( Nhà xuất bản đại học quốc gia Hà nội ) - Chương 4 ppt

145 146

Chơng 4. phơng pháp dự báo sự
phát triển động lực của các bờ
hoạt động
4.1. Phân tích và phân loại các phơng pháp dự
báo sự tái lập bờ hiện hành
Sự khác biệt trong các điều kiện hình thành bờ đòi hỏi việc
cần thiết soạn thảo các phơng pháp dự báo sự tái lập bờ đa
dạng. Hiện nay trong nớc ta đã soạn ra hơn 60 phơng pháp
dự báo, đề xuất và hớng dẫn để tính toán sự tái lập bờ [2, 5,
82]. Việc phân loại và hệ thống hoá các phơng pháp dự báo đã
đcợ thực hiện bởi các tác giả khác nhau . Nh, V. L.
Maksimtruc [82] mọi phơng pháp dự báo chia thành các nhóm
nh sau: năng lợng, tơng tự, mô hình hoá toán học và vật lý,
hỗn hợp, thống kê. Trong các phơng pháp dự báo hiện hành
ngời ta sử dụng rộng rãi các kết quả khảo sát trong lĩnh vực
thuỷ địa chất, thuỷ lực, toán học và thống kê, địa chất và địa
mạo, cũng nh phân tích hệ thống và các dạng mô hình hoá
khác.
Các phơng pháp dự báo này có thể thực hiện việc tính
toán sự tái lập sờn bờ trong các thời đoạn khác nhau: từ 5 đến
100 năm và trên một giai đoạn phát triển cụ thể của nó. Bằng
các quan trắc đã xác định đợc rằng sự quan tâm thực tế trong
điều kiện các hồ chứa nhỏ chính là các dự báo ngắn hạn. Phù
hợp với những điều đã trình bày ở trên, đối với thuỷ vực nhóm I
tập trung thực hiện dự báo cho 15 năm; đối với thuỷ vực nhóm
II từ 5 đến 10 năm. bằng các nghiên cứu kiểm tra sự hội tụ của
các dự báo và ớc lợng độ tin cậy của thông tin dự báo đối với
điều kiện các hồ chứa lớn ở nớc ta đã có nhiều tác giả nghiên
cứu : G.S. Zolotarev [24], O. G. Grigorev [15], V. K. Rudacov

[108], L. N. Kaskevitrs [26]. M. P. Samokhvalov [112]. V. V.
Pendin [88] và những ngời khác.
Trong công trình này trình bày các kết quả đánh giá độ tin
cậy của một vài phơng pháp dự báo sự tái lập bờ hiện hành áp
dụng cho điều kiện các hồ chứa nhỏ đồng bằng trong vùng rừng
của đất nớc. Đánh giá độ tin cậy của các phơng pháp dự báo
sự tái lập của các bờ mài mòn có thể đợc thực hiện trên cơ sở so
sánh các kết quả dự báo với số liệu thực tế. Vì thế công trình
đợc tiến hành trong sự tính toán và dự báo sự tái lập bờ bằng
các phơng pháp khác nhau và tiếp theo là so sánh chúng với
các giá trị thực tế của các đặc trng tơng ứng.
Để tính toán ngời ta sử dụng các đề xuất của E. G.
Katrurin [30], N. E. Kondrachev [38], B. A. Pskin [98], S. L.
Vendrov và B. A. Popov [9], V. L. Bulakha [6] và các tác giả
khác.
Kiểm tra dự báo đợc thực hiện đối với các điều kiện 6 hồ
chứa nhỏ có chế độ mực nớc t
ơng ứng với các nhóm thuỷ vực
khác nhau. Với nhóm hồ chứa thứ nhất, nh đã ghi nhận ở trên,
gồm các thuỷ vực với
A
b
> 0,5 - các hồ chứa Zaslav, Lepel; nhóm
thứ hai với
A
b
< 0,5 - các hồ chứa Krinhixa, Drozd, Trizdov,
Vonkovitrs. Tính toán đợc thực hiện lặp lại trên các đoạn nơi
mà có tiến hành các quan trắc thờng kỳ. Đã lựa chọn đợc tất
cả 30 tuyến tính toán. Độ tin cậy của dự báo đợc đánh giá bằng

147 148
sai số tuyệt đối :

dbtt
yy

= (4.1)
và sai số tơng đối :

100
.
/)(
dbtbtt
yyy =

(4.2)
với
y
tt
và y
db
- các giá trị dự báo và tự nhiên của các thành tố
mặt cắt tái lập. Ngoài và còn xác định các giá trị
và

:

n
n
/ ++=

21
(4.3)

n
n
/

+++=
21
(4.4)
với
n - số lợng các tuyến tính toán theo đối tợng lựa chọn.
Tính thích hợp của các kết quả dự báo với số liệu thực tế
đợc xác định theo giá trị

, tơng ứng với công trình của V.
E. Episin, V. N. Ekzarian [20] với dự báo thoả mãn không vợt
quá 25% (bảng 4.1).

Bảng 4.1. Đánh giá mức độ hội tụ của các phơng pháp dự báo theo các
giá trị tính toán
và

[20]

Sự tái lập bờ Mức độ hội tụ
10,0 10,0 - 50,0 50,0 - 100,0 100,0
Tốt 2.50 < 5,0 < 7.50 < 100.0
Đạt 5 > > 50 10,0 > > 5,0 15,0 > > 7.50 20,0 > > 10,0
Không đạt > 5,0 > 10,0 > 15,0 > 20,0

Trong bảng 4.2 dẫn các giá trị tính toán và

đối với
các phơng pháp khác nhau. Từ bảng đã dẫn thấy rõ rằng các
giá trị này biến đổi trong một phạm vi lớn, hơn nữa quan sát
thấy sự phân kỳ lớn giữa các giá trị dự báo và số liệu quan trắc
hoặc thiên lớn hoặc thiên nhỏ.Sự hội tụ lớn nhất theo các tham
số này đối với hai nhóm hồ chứa là phơng pháp năng lợng
[30, 31], theo tham số

trong điều kiện thuỷ vực nhóm hai -
phơng pháp tơng tự [6] và năng lợng [30, 38]. Khả dĩ nhất
và chỉ áp dụng với nhóm hồ chứa thứ hai là các phơng pháp
cuả E. G. Katrugin [20] và B. A. Pskin [98].

Bảng 4.2. Sai số tơng đối và tuyệt đối dự báo tái lập bờ trong điều kiện các
hồ chứa nhỏ đồng bằng

Nhóm 1 ( A > 0,5m) Nhóm 2 ( A < 0,5m)
Zaslav Lepel Krinhixa Drozd Trizov Vôncvich
Tác giả
phơng pháp
m

% m

%
m

%
m

%
m

%
m

%
E.G. Katrugin 88.1 1039 53.7 753 47.0 47 0.95 49 36.3 283 16.2 48
N.E. Kondrachev 44.1 327 2.9 36 13.1 52 3.3 6 3.7 65 2.0 55
B. A. Pskin 46.5 61 42.0 1098 3.5 48 8.4 204 3.36 40 17.7 50
B. V. Poliacov 13.7 101 9.4 55 2.1 33 2.6 64 5.98 107 0.95 27
G. Ph. Krasnorov 2.9 22 54.0 350 3.4 48 3.4 45 11.1 206 0.85 23
S.L. Vendrov 176 196 196 4328 325 5663 294 7469 198 2132 74 446
V. L. Bulac - - - - 3.7 51 - - 5.07 92 6.8 199

Thực tế, nh chúng ta thấy, mỗi phơng pháp đều có sự
chênh lệch, hơn nữa sai số tơng đối

trong đa số các trờng
hợp vợt quá 20%, còn nếu ătng thể tích và diện tích mặt nớc
hồ chứa quan sát thấy xu hớng giảm

(Hình 4.1). Kết luận
này hoàn toàn phù hợp với kết quả của V. V. Pendin [88]. Ước
lợng so sánh sai số các phơng pháp dự báo sự tái lập bờ đợc
thực hiện bởi các tác giả trên chứng minh rằng khi dự báo sự tái
149 150

lập bằng phơng pháp E. G. Kachugin:
- dự báo ngắn hạn trong thời gian 5 năm có xấp xỉ tốt nhất
với số liệu thực tế;
- khi dự báo cho thời hạn 10 - 15 năm sai số nhỏ nhất thu
đợc đối với các hồ chứa phân bố trong vùng rừng phần Âu nớc
Nga, cận Ban Tích, Bạch Nga theo phơng pháp B. A. Pskin.
Phân tích và khái quát các nguyên nhân độ tin cậy không
cao của các phơng pháp hiện hành gắn với công trình của V. V.
Dmitriev [18] và Pendin [88], trong đó đã phân các nhóm sai số
cơ bản, dẫn đến sự không trùng khớp của số liệu dự báo và thực
tế [16]. Đã phân ra đợc các nguyên nhân sau đây:
- gắn với sự đánh giá không hết các điều kiện và nhân tố
tạo bờ;
- gắn với sự không chính xác của sơ đồ tính toán;
- gây nên bởi sự vắng mặt của các chỉ tiêu lựa chọn tài liệu
gốc;
- không tính đến sự thay đổi ảnh hởng các nhân tố tạo bờ
riêng biệt theo thời gian.
Ngoài ra, cần phải lu ý rằng phù hợp với công trình của
V. K. Episin, V. N. Ezarian [20] khi đánh giá độ tin cậy (tính áp
dụng) phơng pháp này hay phơng pháp khác cần tính đến sự
kiện là sai số phơng pháp
M bằng tổng đại số các sai số tích
luỹ trong toàn bộ chu trình dự báo, tức là:


=
=
n
i

i
MM
1
(4.5)
hoặc

)( tO
M

+

+
=

(4.6)
Điều này có nghĩa là, để đánh giá độ tin cậy của phơng
pháp dự báo cần phải làm sạch mọi thành phần sai số, theo biểu
thức của các tác giả công trình [18].



Hình 4.1. Quan hệ = f(F) theo V. M. Sirokov, P. S. Lopukhu, V. E. Levkevitr
Ia. S. Probocs[140]

Thành phần

M là sai số ngẫu nhiên và thờng hay gặp
phải trong các điều kiện đồng áng khi trắc đạc bờ. Sai số

đợc xác định và phụ thuộc vào linh cảm của chuyên gia thực
hiện dự báo, nó hoặc âm, hoặc dơng. Trong lý thuyết sai số các
sai số dẫn trên đòi hỏi nhất định phải loại bỏ. Trong điều kiện
các hồ chứa nhỏ đòi hỏi này đạt đợc bằng việc đặt các tuyến đo
kỹ lỡng bằng các mốc thờng xuyên và tiến hành đo sâu nhiều
151 152
lần.
Sai số

O tính đến tính đồng nhất và tơng tự của các điều
kiện đợc xem xét bằng phơng pháp dự báo này hay phơng
pháp dự báo khác với các điều kiện thực tế của đối tợng cụ thể
(tuyến đo, đoạn, hồ chứa v.v ). Đối với việc triệt tiêu nó tiến
hành lọc các số liệu tính toán và dự báo với việc tuân thủ các đòi
hỏi về tính phù hợp của các tham số mô hình (sơ đồ tính toán)
và đối tợng dự báo. Thí dụ, độ cao bờ
H
tb
H
d
; h
1%tb
h
1%d v.
v
Thành phần cuối cùng của phơng trình, có nghĩa là

,
đảm bảo bởi thời kỳ dự báo : càng tăng hạn dự báo
t, càng tăng

sai số. Trên các hồ chứa nhỏ thời hạn dự báo bị hạn chế, với sự
phân hoá thành các nhóm thời hạn từ 10 -15 năm.
Tính đến những điều kể trên cần chỉ ra rằng trên các hồ
chứa nhỏ bảo toàn hệ thức

M

. Trong trờng hợp có mặt sai
số ngẫu nhiên của dự báo đại lợng thật nhận đợc do kết quả
dự báo có thể thể hiện:


ccth
kMkM
=
= (4.7)
với
k
c
- hệ số phụ thuộc vào mức độ phù hợp của các giá trị thực
tế và dự báo, trong trờng hợp
k
c

= 1,

MM
th

= (4.8)

Khi đánh giá độ tin cậy của dự báo cần lu ý các đặc điểm
cấu tạo địa mạo của bờ hồ chứa vùng rừng phần Âu của đất
nớc. Chiều dài lớn nhất là các bờ cấu tạo bởi các trầm tích
aluvi bao gồm cát kích cỡ khác nhau , cát pha, á sét và sét. Liên
quan tới điều này khi thành lập các dự báo với mục đích giảm
các sai số

M' và

O trên các bờ nghiên cứu của các hồ chứa
nhất thiết phải phân biệt các đoạn và tuyến đo có sự sai khác
thạch học ít nhất cũng nh là các đặc trng sóng gió.
Liên quan tới điều khu vực đang xét thuộc vào vùng mà
địa hình của nó đợc hình thành dới tácđộng của băng hà đệ
tứ hoặc nằm ngoài biên giới băng kỳ hiện đại, hồ chứa đợc tạo
thành trên các thung lũng kém phát triển, bờ của chúng đợc
cấu tạo bởi các trầm tích băng hà và thuỷ băng hà. Các lát cắt
tơng đối nhỏ của thung lũng sông phía bắc đa đến việc sau
thành tạo hồ chứa trên nó sự cân bằng các bờ của chúng hiếm
khi bị phá vỡ so với các vùng đồi núi của đất nớc. Ngoài ra, các
kích thớc của đối tợng nớc cũng gây ảnh hởng lớn lên qui
mô, cờng độ và động lực của quá trình mài mòn và các hiện
tợng khác. Hồ chứa phía bắc vùng rừng có dạng đẳng cao và
điều đó gây nên sự khác biệt trong các sai số dự báo. Vậy, trên
hồ chứa có lòng chảo kéo dài, đặc trng bởi hệ số kéo dài
k
kd

hớng gió thống trị thờng hớng theo một góc nhọn vào bờ dẫn
tới sự xói các lớp tích tụ bởi dòng chảy dọc bờ từ bãi bồi bờ và

giảm chiều rộng của nó và tăng tơng ứng sai số dự báo [61].
Thời điểm này đợc khẳng định bởi đồ thị vẽ trên hình 4.1, xây
dựng đối với điều kiện các hồ chứa nhỏ đồng bằng [147].
Theo quan điểm của chúng tôi, các chỉ tiêu ứng dụng
chính của phơng pháp này hay phơng pháp khác dự báo sự
tái lập bờ là tính cơ sở, độ tin cậy, tính đúng đắn và đơn giản
của chúng, mà phơng pháp E. G. Kachugin và B. A. Pskin,
phù hợp hơn bất cứ một phơng pháp nào khác, có thể sử dụng
đối với các bờ có độ cao 5 - 15 m, cấu tạo bởi các trầm tích cát
kết. Tuy nhiên độ chính xác của các phơng pháp này không
thờng xuyên phù hợp với các yêu cầu đặt ra, họ không tính tới
sự phong phú cảu các nhân tố tái lập bờ và vận hành các hồ
chứa nhỏ riêng rẽ cũng nh trong hệ bậc thang. Tất cả điều này
tạo nên cơ sở để soạn thảo các phơng pháp dự báo hiện đại sẽ
đợc trình bày trong các phần tiếp theo của chuyên khảo.
153 154
4.2. PHơNG PHáP xác suất - thống kê
Phơng pháp đợc soạn thảo trên cơ sở các số liệu quan
trắc thực tế thờng kỳ, nhận đợc từ các hồ chứa ở Bạch Nga
trong giai đoạn từ 1959 đến 1990. Ngời ta sử dụng các tài liệu
của các tổ chức khác nhau đã tiến hành quan trắc trên các hồ
chứa, cụ thể là Viện nghiên cứu khoa học trung tâm về sử dụng
tổng hợp tài nguyên nớc [59, 60, 64], Viện hàn lâm bách khoa
Bạch Nga [43 - 45, 47], Trờng đại học tổng hợp quốc gia Bạch
Nga [141, 142], và cũng nh Viện nghiên cứu khoa học Bạch
Nga về tới tiêu và thuỷ lợi [73, 74, 113].
Phơng pháp mang tên là xác suất thống kê bởi các mối
quan hệ nhận đợc trên cơ sở xử lý thống kê các thông tin ban
đầu, tính đến cả sự đa dạng của các nhân tố và các điều kiện
xác định động lực của quá trình tái lập cũng nh sự phân bố

của chúng theo thời gian và không gian đối với điều kiện của
vùng đang xét.
Phơng pháp dự báo đề xớng đợc chỉ định để sử dụng
trong thực tế thiết kế và tiến hành các biện pháp bảo vệ và giữ
nớc trong đới bờ các hồ chứa nhỏ đồng bằng. Các đề xớng này
ứng dụng cho hồ chứa nhỏ dạng điều tiết khác nhau với phạm vi
dao động mực nớc khác nhau ở tuyến trên đập.
Cần lu ý rằng, phơng pháp dự báo cho phép thực hiện
dự báo cả hồ chứa đang thiết kế lẫn hồ chứa trong giai đoạn vận
hành đầu tiên.
Trên cơ sở phơng pháp dự báo này đã soạn thảo hớng
dẫn [55], trong đó trình bày chi tiết mọi điều kiện ứng dụng các
quan hệ đề xuất, thuyết minh và cấu trúc của chúng , cũng nh
các ví dụ để thực hiện các tính toán thực tế. Trong phần này
chúng ta chỉ dừng lại ở các luận điểm cơ bản của phơng pháp,
các khả năng của các giả thuyết phục vụ cho việc soạn thảo nó.
Trớc khi thuyết minh phơng pháp trớc tiên dừng lại ở
các hạn chế mà các tác giả trình bày khi nhận các quan hệ.
Xuất phát từ các khái quát đã nêu trớc đây, đã xác định :
- quá trình tái lập các bờ mài mòn các hồ chứa nhỏ đồng
bằng là một quá trình đa nhân tố;
- quá trình tái lập là mang tính giai đoạn và diễn ra với
động lực khác nhau theo thời gian;
- cờng độ và qui mô của quá trình đợc xác định bởi các
nhân tố sóng cũng nh chế độ dao động mực nớc trong thuỷ
vực;
- sự lan truyền mạnh mẽ trong điều kiện các hồ chứa nhỏ
và trung bình trung phần Châu Âu của đất nớc có các bờ mài
mòn dạng bồi tụ - tr
ợt lở, cấu tạo bởi cát, cát pha kèm sạn, sỏi,

tức là các đất đá không liên kết;
- quá trình tái lập bị giới hạn theo thời gian, khác với các
hồ chứa lớn, ở chỗ là trong kết quả là qua một thời gian tiến tới
hình thành lát cắt cân bằng động lợng;
- lát cắt cân bàng trên các hồ chứa nhỏ đồng bằng khác với
các hồ chứa lớn là có hành loạt các đặc điểm đặc trng: a) phần
bờ bãi bồi không ngập nớc nhỏ, dao động từ 0,5 - 1,5m; b) phần
bãi bồi ngập nớc có dạng thẳng với độ nghiêng nhỏ c) thành
phần tích tụ nhỏ và bãi bồi thuộc loại mài mòn tích tụ; d) độ sâu
cố định phía ngoài bãi bồi;
- phụ thuộc vào đất đá cấu tạo nên sờn dốc bờ mài mòn có
thể chia ra ba dạng lát cắt cân bằng: a) thống kê thành tạo bởi
sự xói lở đất đá bao gồm các loại cuội, sỏi khác nhau dẫn đến sự
phân hoá phù sa bởi sóng và sắp xếp chúng trong một trật tự
155 156
nhất định. Điêù đó đợc hiểu là sự bổ sung các phần tử lớn vào
vùng gần mép nớc tạo nên các cầu nối làm bền vững bãi bồi và
đa các loại hạt nhỏ ra khỏi nó; b) động học hình thành trong
đất đá thành phần tơng đối đồng nhất nh là cát hạt lớn; c)
trung gian, khi mà một phần bãi bồi gồm các hạt lớn, phần còn
lại là cát.
Nh vật, các đặc điểm bờ mài mòn đợc tách ra cho phép
hình thành và giới hạn khung áp dụng phơng pháp đợc soạn
thảo.
Trớc khi nhận đợc các quan hệ tính toán chúng tôi đã
tiến hành các phân loại sau:
- phân loại gốc, giữ tái lập sờn bờ. Đã tách đợc hai dạng
lát cắt: lát cắt phần trên mặt nớc có xói lở; mặt cắt với hình
dạng gồ ghề;
- phân loại hồ chứa với sự phân chia hai nhóm thuỷ vực,

khi đó cơ sở của phân loại này là chế độ dao động mực nớc ở
tuyến trên đập trong thời kỳ không đóng băng. Đã phân ra hai
nhóm đối tợng: nhóm 1 - dao động mực nớc vận hành hơn 0,5
m; nhóm 2 - dao động mực nớc vận hành nhỏ hơn 0,5 m;
- phân loại đất đai xói lở. Đã xét các đất đá đồng nhất liên
kết và đất đá không đồng nhất không liên kết.
Trớc đây đã lu ý rằng quá trình tái lập bờ là quá trình
đa nhân tố. Cho nên khi xây dựng các mô hình xác suất thống
kê mô tả hình dạng lát cắt bờ bị phá huỷ trong các thời gian
khác nhau về mọi khía cạnh đã tính đến ảnh hởng của các
nhân tố và các điều kiện xác định quá trình gây nên [49]. Trên
cơ sở thực hiện phân tích nhân tố và cũng nh việc phân tích
bằng phơng pháp đánh giá thực nghiệm [57] đã xác định đợc
rằng sự phát triển của quá trình tái lập trong các điều kiện hồ
chứa nhỏ diễn ra dới tác động của một số các nhân tố ít hơn so
với điều kiện của hồ chứa lớn. Khi đó nhóm nhân tố tạo bờ chủ
yếu gồm: sóng gió và chế độ mực nớc, đo đạc hình thái hồ chứa,
đặc điểm cấu tạo sờn bờ và các đặc trng thạch học của đất đá
thành tạo.


Hình 4.2. Sơ đồ tính toán dự báo tái lập bờ các hồ chứa nhỏ
a - sờn trợt lở; b - sờn phẳng

Điều này trong tổng thể có nghĩa là biểu thức để xác định
một tham số nào đó của lát cắt tái lập (Hình 4.2) có thể thể hiện
bằng quan hệ hàm dạng:

), ,,(
i

xxxfy
211
=
(4.9)
157 158
với
y là một trong những đặc trng sau đây của lát cắt tái lập:
sự hạ thành bờ (
S
t
); thể tích tái lập (Q
t
); độ rộng phần ngập của
bãi bồi (
B
n
) góc nghiêng của nó( i
n
); x
i
- các đặc trng nhân tố
chi phối sự tái lập bờ: các tham số thuỷ văn, tham số sờn bờ và
các tham số khác. Cụ thể hơn là:
x
1
- đặc trng sóng gió - độ cao
sóng tần suất 1% (
h
1%
); x

2
- biên độ dao động mực nớc trong
thời kỳ không đóng băng (
A
kb
); x
3
- chiều dài đà sóng (D); x
4
-
phân bố độ sâu theo đã sóng (
h
D
); x
5
- độ cao bờ lở có gờ mài mòn
(
H
mm
); x
6
- độ dốc sờn bờ (i
b
); x
7
- đờng kính trung bình của
phần tử đất đá (
d
50
); x

8
- hệ số bất đồng nhất đất đá ().
Nh đã xác địnhtrớc đây, sự phát triển các thành phần
tuyến tính của lát cắt theo thời gian (
S
t
; Q
t
; B
n
và các thành
phần khác) có thể biểu diễn bằng mối quan hệ hàm số:

b
t
tfy
i
)(= (4.10)
với
t
i
- khoảng thời gian; b - số mũ.
Biểu thức dạng (4.10) đợc gọi là mô hình động học của
quá trình tái lập [82]. Đối với trờng hợp các hồ chứa nhỏ mô
hình động học có thể có hai biến thể: thứ nhất cho sờn có dạng
gồ ghề [55]:

b
iot
tyy

i
= (4.11)
và thứ hai - đối với bờ dạng sờn bờ bở rời:

b
odt
tyyy
i
+=
(4.12)
với
y
0
- giá trị tham số y
t1
ở cuối năm đầu tiên vận hành hồ
chứa;
y
d
- giá trị đầu tiên của sự phá huỷ sờn bờ;
Liên quan đến tính kém chính xác của việc xác định
y
d

thờng sử dụng phơng trình (4.11). Do các mô hình (4.11) và
(4.12) không tính đến ảnh hởng của các nhân tố tạo bờ riêng
biệt nên sau khi phân tích nhân tố các tác giả đã áp dụng xấp xỉ
quan hệ phi tuyến thành các đoạn tuyển tính (4.9), mô tả động
lực của hiện tợng, khi đó đờng cong (4.9) đợc thể hiện dới
dạng các đờng thẳng thành phần và cho phép bỏ qua phân bố

chuẩn trên các giai đoạn phát triển riêng của các thành tố lát
cắt và nhận đợc phơng trình có dạng nh sau:

332211
XAXAXAAy
ot
i
+
+
+
=
(4.13)
với
X
1
, X
2
, X
3
- các tổ hợp tạo bờ;
D
hDX /=
1
- đặc trng đo đạc
hình thái của thuỷ vực;
X
2
= h
1%
/A

kb
- đặc trng chế độ thuỷ văn
của hồ chứa;
X
3
= H
b
/d
50
- các đặc trng địa mạo của sờn bờ
trợt lở;
X
3
= i
b
/ - đặc trng địa mạo của sờn gồ ghề.
Đối với bờ cấu tạo bởi đất đá tơng đối đồng nhất nhng có
hình dạng ban đầu khác nhau, mô hình quá trình ở cuối thời
đoạn tái lập có dạng:
- đối với bờ dạng bở rời của sờn bờ:









+

+








+=
50
3
1
21
d
H
A
A
h
A
h
D

AAy
b
kb
D
ot
K
%
(4.14)
- đối với sờn bờ gồ ghề:









+








+

+=

b
kb
D
ot
i
A
A
h
A
h
D
AAy
K
3
1
21
%
(4.15)
Giá trị
A
0
, A

1
, A
2
, A
3
dẫn ra trong bảng 4.3. Tính toán các
nguyên tố của lát cắt với sự nội suy kết quả cho các thời đoạn
vận hành khác nhau của thuỷ vực
t
i
theo các mô hình dạng:

b
tt
t
yy
Ki
1
= (4.16)
với
t
k
- hạn tái lập cuối cùng hoặc là thời gian hình thành lát cắt
cân bằng. Giá trị
b dẫn trên bẳng 4.4. Chấp nhận rằng sự hình
159 160
thành lát cắt tái lập diễn ra trong thời kỳ không đóng băng vơpí
các cao độ bằng hoặc gần bằng mực nớc chuẩn hiệu dụng, ta có
các hệ thức sau: trong tính toán bằng thời hạn cuối cùng đối với
hồ chứa nhóm 1 coi

t
k
= 15 năm, nhóm 2 - t
k
= 10 năm.

Bảng 4.3. Các hệ số A
0
, A
1
, A
2
, A
3
để xác định các yếu tố lát cắt

Nhóm
hồ chứa
Thời hạn
dự báo , năm
Dạng
sờn bờ
Tham số lát
cắt tái lập
A
0
A
1
A
2

A
3

S -74.07 0.02 97.71 0.002
15 Trợt
Q -46.08 0.06 39.44 0.006
S 20.40 0.007 -58.90 -64.18
1
15 Gồ ghề
Q 25.10 0.009 -86.43 75.49
S 42.65 -0.03 -4.84 -0.001
10 Trợt
Q 67.10 -0.04 -28.46 -0.001
S 2.81 0.02 -3.82 -13.29
2
10 Gồ ghề
Q 3.96 0.01 -4.01 28.40

Khi tính toán các nguyên tố của lát cắt cấu tạo bởi đất đá
có tính bất đồng nhất cao hơn, ngời ta sử dụng mô hình dạng:

QS
b
tt
k
t
yy
Ki
,,
.

=
1
(4.17)
với
k

S,Q
- các hệ số hiệu chỉnh có tính đến sự thành tạo các cầu
nối trên bề mặt bãi bồi phụ thuộc vào tính bất đồng nhất của
đất đá xói lở và hàm lợng các nhóm đất lớn trong đó thu đợc
bằng các khảo sát ngoài thực địa và trong phòng thí nghiệm.
Điều kiện biên của các biểu thức (4.14) - (4.15) cho trong bảng
4.5.
Nguyên tố quan trọng khi thực hiện dự báo là xác định độ
sâu bên ngoài bãi bồi Đối với các điều kiện hồ chứa nhỏ vùng
rừng
H
b
đợc xác định theo biểu thức (3.1).
Bảng 4.4. Chỉ số mũ b

Nhóm
hồ chứa

Dạng
lát cắt
Nguyên t
ố
lát cắt
b Nhóm
hồ chứa
Dạng
lát cắt
Nguyên t
ố
lát cắt
b
S 0,22 S 0,40
Q 0,25 Q 0,79
B 0,35 B 0,78
Trợt lở
i 0,41
Trợt lở
i 0,42
S 0,30 S 0,57
Q 0,79 Q 0,43
B 0,64 B 0,56
1
Gồ ghề
i 0,58
2
Phẳng
i 0,42

Khi mà chỉ dự báo sự tái lập sờn bờ phần không ngập
nớc, phơng trình (4.13) kết hợp với việc sử dụng hớng dẫn
công bố trong các công trình của V. N. Ezarian và V. K. Episin
[20] có thể viết:

332211
332211
332211
22222
11111
XAXAXAAy
XAXAXAAy
XAXAXAAy
KKKKK
ot
ot
ot
+++=





+++=
+++=

(4.18)
với
t
i

- số năm vận hành hồ chứa. Coi lợng các nhân tố tạo bờ
và các giá trị hệ thức của chúng
X
1
, X
2
, X
3
trong các phơng
trình là hằng số, khi dự báo có thể sử dụng các đồ thị thay đổi
các hệ số
A
0
, A
1
, A
2
, A
3
theo thời gian (Hình 4.3) [54]. Biểu thức
nhận đợc dạng (4.18) là mô hình động lực hình thái của quá
trình tái lập.

161 162
Bảng 4.5. Các điều kiện biên ứng dụng quan hệ (4.14) - (4.18)

Các nhân tố tạo bờ và giới hạn thay đổi của chúng Nhóm hồ
chứa
D, m h
p

, m h
1%
,m A, m i H, m d
50

1
1000-5000 2.0-4.0 0.2 1.2 0.6 3.5 0.01 0.3 1.5 10 1.5 9.0 0.1 35
2
1000-3500 2.0-4.0 0.2 5.0 0.1 5.0 0.01 0.3 1.5 10 1.5 12.0 0.1 35

Dới đây ta xét một ví dụ thực hiện dự báo bằng phơng
pháp xác suất thống kê.
Yêu cầu xác định sự tái lập bờ của hồ chứa
G, trên bờ của
nó bao gồm: bên trái - nhà máy nớc đá (50m cách mép nớc);
bên phải - trạm tự động, công trình dân dụng (30 - 60 m cách
mép nớc).
Tập hợp đợc các tài liệu sau: bình đồ hồ chứa tỷ lệ M 1:
500 (Hình 4.4); các lát cắt ngang hồ chứa (Hình 4.5); các tài liệu
điều tra địa chất (bản đồ phân bố các hố khoan, bảng độ dày và
thành phần các trầm tích); thời hạn và độ dài của thời kỳ không
đóng băng; phân bố và khoảng cách đến trạm khí tợng gần
nhất (m/s Minsk).
Thực hiện dự báo
1. Liên quan tới vị trí nằm cạnh mép nớc của các đối
tợng kinh tế quốc dân chấp nhận lời giải về tính đa mục đích
của việc thực hiện dự báo ở cuối thời hạn
t
k
- tơng ứng với sự

phá huỷ cực đại sờn dốc.
2. Theo đồ thị phơng sai (Hình 4.6) đã xác định - đối
tợng đang xem xét (hồ chứa)
G thuộc nhóm hồ chứa thứ hai.
3. Thời hạn tính toán cuối cùng của tái lập
t
k
= 10 năm.



Hình 4.3. Sự thay đổi các hệ số A
0
A
3
theo thời gian

4. Theo tài liệu hiệu chỉnh - hớng gió chủ đạo trong thời
kỳ không đóng băng là các hớng bắc và tây bắc.
5. Theo bình đồ hồ chứa và định vị của nó (xem hình 4.4)
và hớng gió chủ đạo trong thời kỳ không đóng băng, tơng ứng
là cả với sóng, nhận đợc - sự tái lập sẽ đợc khẳng định chỉ ở
bờ trái trong phần gần đập của hồ chứa.
6.Trên bình đồ ở tỷ lệ tơng ứng theo đờng pháp tuyến
với mép nớc đặt các mặt cắt tính toán ngang qua từng 50 m
sau đó vẽ lát cắt của nó với mực nớc đặc trng của tuyến trên
đập với mực nớc chuần hiệu dụng , mực nớc chết. Số tuyến
ngang tất cả là 11.
7. Theo lát cắt ta xác định - bờ trên đoạn xói lở dạng gồ ghề
cấu tạo bởi cát cỡ hạt trung bình.

163 164


Hình 4.4. Sơ đồ hồ chứa G
8. Chọn mô hình dự báo. Đối với đoạn bờ đang xét chọn mô
hình (4.5) tức là mô hình mô tả lát cắt với bờ gồ ghề cấu tạo bởi
đất đá đồng nhất trong điều kiện hồ chứa nhóm 2 trong thời kỳ
t
k
= 10 năm.
9. Tiến hành chuẩn bị các thông tin ban đầu để thực hiện
dự báo.
Theo số liệu trạm khí tợng Minsk đối với từng tuyến đo
tính toán tiến hành xác định
D và h
1%
. Theo bình đồ hồ chứa
tìm đợc độ sâu trung bình
h
D
theo D. Xác định độ dốc sờn bờ,
hệ số bất đồng nhất của đất đá. Mọi số liệu gốc đợc bố trí ở
dạng bảng 4.6.

Hình 4.5. Lát cắt hồ chứa theo 1 - 1


Bảng 4.6. Mảng thông tin ban đầu để dự báo tái lập bờ hồ chứa

Số TĐ D, m h
p
, m h
1%
,m A, m i
1 1200 4,5 1,19 0,5 0,08 4,0
2 1100 5,5 1,13 0,5 0,08 4,0
3 1200 5,5 1,19 0,5 0,17 4,0
4 1200 5,5 1,19 0,5 0,13 4,0
5 1260 6,0 1,24 0,5 0,08 4,0
6 1280 5,5 1,25 0,5 0,05 4,0
7 1300 5,5 1,26 0,5 0,04 4,0
8 1400 5,5 1,32 0,5 0,06 4,0
9 1500 6,0 1,39 0,5 0,05 4,0
10 1600 6,0 1,45 0,5 0,04 4,0
11 1680 6,0 1,49 0,5 0,06 4,0

Nh việc phân tích kết quả tái lập bờ đã chỉ ra trong giai
đoạn cuối cùng, sự vận chuyển cấu tạo của nhà máy đá thực
hiện không hiệu quả do sự tái lập tuyến tính bờ không lớn.
165 166
Bảng 4.7. Kết quả dự báo tái lập bờ hồ chứa G trong thời kỳ 10 năm

Số TĐ S, m Q, m
3
/m Số TĐ S, m Q, m
3
/m
1 12,73 6,23 7 13,06 6,69
2 12,26 5,34 8 13,63 6,13

3 12,89 6,22 9 14,10 6,02
4 12,89 5,22 10 14,60 6,32
5 12,98 5,62 11 15,00 6,68
6 12,94 5,67

4.3. Phơng pháp tơng tự tự nhiên
Để dự báo các quá trình bờ và cụ thể là dự báo sự phát
triển các bờ mài mòn trong thực tế ngời ta áp dụng một số
phơng pháp tơng tự. Thuộc nhóm đầu tiên gồm các đề xuất
của B. A. Poliacov [91], E. K. Gretrisov [13, 14], và những ngời
khác. Dự báo thực hiện trong thời kỳ 10 năm vận hành hồ chứa
và trên giai đoạn cuối có ý nghĩa thực tiễn. Khi xây dựng lát cắt
tính toán trong giai đoạn 10 năm đối với phần hồ của hồ chứa
đã xác định tính chất bãi bồi (mài mòn, tích tụ - mài mòn v.v )
và theo tơng tự tiếp nhận độ dốc của nó.
Độ sâu tác động sóng lên vùng biên của bãi bồi trong thời
kỳ 10 năm nhận bằng gấp rỡi độ cao sóng 20% trong đất đá cát
kết và á sét và bằng gấp hai độ cao sóng trong đất bột. Trong
phơng pháp tính toán ở giai đoạn cuối độ sâu tác động đợc
xác định không từ mực nớc dâng bình thờng mà từ mặt bằng
sự hạ mực nớc của thời kỳ không đóng băng và nớc bé.
Nhóm phơng pháp tơng tự thứ hai là phơng pháp G, S.
Zolotarev [23, 24], sự khác biệt cơ bản của nó là hệ thống khảo
sát địa chất công trình các sờn hồ chứa cho phép nhận đợc
bức tranh chi tiết về cấu tạo của chúng. Độ sâu tác động sóng
đcợ xác định theo mối phụ thuộc vào tính chất đất đá cấu tạo
bãi bồi. Nhận chỉ số năng lợng sóng là độ cao sóng 20%.
Trong các tính toán không chỉ định việc tính thời gian kéo
dài của thời kỳ không đóng băng, nó rất khác nhau trong các đới
khí hậu khác nhau.

Hình 4.6. Tiến trình mực nớc ở tuyến trên đập hồ chứa G

Thuộc phân nhóm tơng tự thứ ba là các phơng pháp của
Ph. P. Savarenski [110], V.L. Bulakha [6], L. B. Rozovski [103,
104], Ph. A. Norkus [87] và Đ. P. Phinarov [125, 127]. Các
phơng pháp này yêu cầu các quan trắc chế độ thờng xuyên
trong các hồ chứa vận hành và hầu nh là dạng chuyển tiếp
sang phơng pháp dự báo quá trình tái hình thành bờ của các
hồ chứa thiết kế.
Các bờ hồ chứa dự báo cần thoả mãn tơng tự của mình
theo hình dạng đờng bờ theo bình đồ và lát cắt, theo thành
phần đất đá, theo vị trí chân sờn và theo chế độ mực nớc và
167 168
chế độ sóng. Để các so sánh có cơ sở đã tiến hành thành lập các
album mô hình tơng tự lát cắt và không gian. Phơng pháp
tơng tự đợc áp dụng bởi V. L. Bulakha khi thành lập dự báo
sự tái lập bờ hồ chứa Kakhovski. Bằng con đờng so sánh cấu
tạo địa chất và địa mạo bờ A. Đ. Kolbutov và Đ. Ph. Phinarov
[36, 125] đề xuất chọn mô hình tơng tự .
Bằng phơng pháp tơng tự với động lực học bờ biển B. A.
Pskin [98] sử dụng để giải thích quá trình tái hình thành các
bờ hồ chứa.
Phơng pháp đợc soạn thảo đầy đủ nhất trong nhóm này
là phơng pháp L. B. Rozovski. Dự báo đợc thực hiện bằng
cách nội suy số liệu với mô hình tự nhiên lên đối tợng dự báo.
Việc lựa chọn tơng tự tiến hành theo các đánh giá định tính và
các chỉ tiêu thích hợp định lợng. Có năm chỉ tiêu thích hợp địa

chất: thích hợp thủy động lực, thích hợp thạch học, thích hợp
quá trình tích tụ, Thích hợp hình học lát cắt sờn, thích hợp
hình học hình dạng đờng bờ trên bình đồ.
Các chỉ tiêu thích hợp định lợng là các đại lợng vô thứ
nguyên phản ánh sự tơng hỗ của các nhân tố và điều kiện tạo
bờ. Vậy nên các chỉ tiêu đa năng của thích hợp địa động học do
L. B. Rozovski đề xuất [104 -107] bằng:

CHk /

=
1
(4.19)

Ck /


=
2
(4.20)

Chk /

=
3
(4.21)
với - mật độ;
C - lực nối; H - độ cao sờn; - góc nghiêng; h -
độ dày lớp phủ. Ngoài ra mỗi độ lệch của điều kiện thực tế và sơ
đồ tính đợc tính do hệ quả các chỉ số (chỉ tiêu ký hiệu):

- chỉ tiêu độ cong của sờn trên bình đồ:

RHI
np
/

=
(4.22)
(với
H - độ cao sờn; R - bán kính cong của sờn trên bình đồ;
dấu " + " tơng ứng với bờ lồi và dấu " - " tơng ứng với bờ lõm);
- chỉ số phân tán sờn dốc bằng các dạng địa hình xói mòn:

xHI
p
/
=
(4.23)
(với
x - khoảng cách lát cắt đang xét đến thung lũng gần nhất);
- chỉ số độ dsì đoạn không ổn định:

z
H
I
/
=
(4.24)
(với
z - độ dài đoạn cắt hay là đoạn cong nâng lên);

- chỉ số tỷ lệ:

xBI
rM
/
=
(4.25)
với
B
r
- hình chiếu sờn lên trục ngang)
Trên bản đồ các mô hình ựt nhiên đại lợng tái lập cho
dới dạng các đờng cong đảm bảo, chúng cho phép lựa chọn các
giá trị xói lở phụ thuộc vào giá trị sinh thái của đoạn.
Phơng pháp dự báo tái lập bờ theo các tơng tự địa chất
công trình và thuỷ văn đợc I. N. Krjzanovskaia [42] hoàn
thiện tiếp, bà đề xuất một cách tiệm cận thống kê xác suất mới
trong dự báo tái lập bờ hồ chứa. Thay thể album tơng tự bằng
việc tạo ra một hệ thống tìm kiếm thông tin "bờ hồ chứa", chứa
đựng các đặc trng định tính và định lợng các sờn bờ riêng
biệt.
Trong phụ lục của hồ chứa nhỏ đồng bằng đã hình thành
các luận điểm phơng pháp thích hợp thuỷ địa mạo tự nhiên, có
thể sử dụng khi dự báo các quá trình mài mòn [58, 63, 68].
Phơng pháp bổ sung và phát triển các luận điểm đã biết [104 -
107] khi tuân thủ các yêu cầu sau:
169 170
- phơng pháp có thể áp dụng chỉ đến đối tợng nớc
trong một nhóm (ví dụ, tơng tự và đối tợng dự báo cần thuộc
một nhóm thuỷ vực theo chế độ mực nớc);

- phơng pháp có thể áp dụng ( trong trờng hợp thực hiện
điểm đã nêu) đối với các sờn bờ giống nhau về hình dạng
(tơng tự và đối tợng dự báo);
- đạt đến sự thích hợp của tơng tự và đối tợng dự báo
bằng cách thực hiện các diều kiện thích hợp thuỷ địa mạo, thuỷ
văn và đó đạc hình thái.
Ngoài các điều kiện thích hợp đã nêu, cần tuân thủ thích
hợp quá trình có tính đến nhân tố thời gian cũng nh tính giai
đoạn .
Trong dạng tổng quát, điều kiện thích hợp có dạng [67]:

(
)
()()











kkHkkaH
kkkH
kkkkkkkkkaH
MMMM
MMM

MMMMMMMMM
TT
ry
dAHry
,,
, ,,(
,,,,,,,,


(4.26)
với
M
ki
- chỉ tiêu thích hợp và có thể khai triển nh sau:
đo đạc hình thái:








=
=
=

Dk
cpcpk
cpk

hDM
BHM
BLM
H
T
y
/
/.
/
3
10
(4.27)
thuỷ văn:








=
=
=


/
/
/
%

cpk
kbk
cpkbk
WM
AhM
HAM
A
1
(4.28)
thuỷ địa mạo








=
=
=


/
/
/
iM
dHM
LLM
k

k
k
d
50
21
(4.29)
với
L - chiều dài hồ chứa, m; B
cp
- độ rộng trung bình của hồ
chứa, m;
D - chiều dài đà sóng tính toán, m;
D
h
- độ sâu trung
bình của hồ chứa theo chiều dài đà, m;
A
kb
- biên độ dao động
mực nớc trong thời kỳ không đóng băng, m;
h
1%
- độ cao sóng
1% trong hệ thống, m;
cp
W - thể tích trung bình nhiều năm của
dòng chảy sông vào tuyến đo hồ chứa, triệu m
3
; V - thể tích đầy
đủ của hồ chứa triệu m

3
; L
1
- chiều dài theo đờng chim bay của
đờng bờ, m;
L
2
- chiều dài thực tế của đờng bờ, m; H - độ cao
bờ, m;
d
50
- đờng kính trung bình của phần tử đất đai bị xói lở,
m;
i - độ dốc bờ; - hệ số bất đồng nhất của đất đai bị xói lở.
Tuân thủ các yêu cầu thích hợp của các chỉ tiêu (4.27) -
(4.29) đối với việc lựa chọn tơng tự có cơ sở và khá chính xác
khi dự báo biến hình các bờ gốc bằng phẳng hoặc có đập nhô và
đập trên các hồ chứa triều không phải khi nào cũng thực hiện
đợc. Cho nên, ví dụ, đối với giai đoạn thiết kế coi là đủ với lần
xấp xỉ đầu tiên là tuân thủ các chỉ tiêu thích hợp sau đây:
171 172








=

=
=
50
1
dHM
AhM
hDM
d
A
H
k
k
Dk
/
/
/
%
(4.30)
Khi so sánh tơng tự với các điều kiện cho trớc cần phải
sao cho giá trị các chỉ tiêu với sự trùng hợp hoàn toàn các chỉ
tiêu là gần giống nhau. Giá trị số của ácc chỉ tiêu thích hợp
trên cơ sở tính toán hàng loạt hồ chứa đợc dẫn trong các biểu
thức (4.27) - (4.29).
Cần lu ý rằng tơng tự các quá trình diễn ra trong điều
kiện của mô hình tơng tự và đối tợng đang xét có thể đạt đợc
chỉ khi tuân thủ sự thích hợp mọi chỉ tiêu trên các mực khác
nhau, cụ thể là: hồ chứa - đoạn - tuyến. Khi đó tơng tự hoàn
toàn có thể đạt đợc bằng cách đảm bảo các điều kiện nh sau:
- thích hợp hồ chứa bằng cách chỉ số hoá các chỉ tiêu thuỷ
văn và đo đạc hình thái;

- thích hợp đoạn bờ nghiêng về phía phát triển hiện tợng
mài mòn bằng cách lựa chọn các chỉ tiêu đo đạc hình thái (4.27),
thuỷ văn (4.28) và thuỷ địa mạo (4.29).
- thích hợp tuyến đo tính toán bằng cách thực hiện các chỉ
tiêu (4.27) - (4.29) có tính đếnthời gian và tính giai đoạn của
quá trình.
Cần lu ý rằng các phơng pháp soạn thảo trên cơ sở các
số liệu thực tế để dự báo các quá trình mài mòn nhờ tơng tự tự
nhiên có thể áp dụng đối với các dạng hồ chứa nhỏ khác nhau.
Dới đây sẽ trình bày các ví dụ thực hiện dự báo sự phát triển
xói lở chân hồ chứa dạng triều.
Trên các hồ chứa thiết kế dạng triều (Hình 4.7 a) cần xác
định biến hình chân sờn đạp không cố định phía trên và dạng
lát cắt ổn định.


Hình 4.7. Sơ đồ hồ chứa dạng đổ
a - hồ chứa thiết kế; b - hồ chứa tơng tự

173 174
Trong khu vực xây dựng dự kiến đối tợng nớc phân bố
gần theo chế độ thuỷ văn và các đặc trng công trình nớc
dâng (Hình 4.7b). Thuỷ vực này nằm trong chế độ ch 10 năm
hoặc hơn và có lát cắt hình thành ở chân đập trên. Khi tính đến
điều đó, khi tính toán chân sờn bền vững đề nghị sử dụng trên
đối tợng thiết kế phơng pháp thích hợp tự nhiên.
Số liệu gốc để tính toán biến hình mái sờn trên đối
tợng thiết kế
Có các tài liệu gốc sau đây theo hồ chứa - tơng tự và đối
tợng thiết kế: thông tin về chế độ thuỷ văn (chế độ mực nớc

và chế độ sóng gió); đo đạc hình thái thuỷ vực và các đặc trng
công trình nớc dâng, thể hiện ở bảng 4.8.
Bảng 4.8. Đặc trng hồ chứa tơng tự và thiết kế của đối tợng nớc

Hồ chứa Đập Hồ chứa
L,
m
B,
m
H,
m
A,
m
h
1%,

m
V,
m
3

H,
m
d50,
mm
m
2

Tơng tự 2,0 1,80 2,30 1,35 0,70 1,41 4,50 0,25 3 11
Thiết kế 1,80 1,70 2,0 1,20 0,68 1,39 5,0 0,20 4 -

Trên hồ chứa - tơng tự mái trên của đập đợc khẳng định
bằng sự tái lập (xem hình 4.2a) (
S
t
= 6,7 m; B
n
= 7,5 m), do đó
lát cắt cân bằng đợc hình thành do xói lở, nh các khảo sát
thực địa đã chứng tỏ, trở thành giá trị hệ số mái
m
2
= 11 ( với
thiết kế
m
2
= 9).
Tiến trình tính biến hình mái sờn và lát cắt cân bằng
Khi sử dụng các phơng pháp dự báo đã trình bày ở trên,
tiến hành tính toán các chỉ tiêu thích hợp của hồ chứa tơng tự
và đối tợng dự báo (bảng 4.10). Nh đã thấy từ bảng 4,9, các
giá trị của mọi chỉ tiêu thích hợp (đo đạc hình thái và thuỷ văn)
theo hồ chứa cũng nh thuỷ địa mạo theo đập nằm trong phạm
vi cho phép, rằng tính phù hợp (chỉ số) của tơng tự và đối
tợng thiết kế.
Bảng 4.9. Chỉ tiêu tơng tự

Đo đạc hình thái Thuỷ văn Địa mạo Hồ chứa
M
ky

M
kr
M
kH
M
k

M
kA
M
k
M
ki
M
kd
M
k


Tơng tự 1,11 0,0013 652,17 0,59 0,52 6,25 0,80 1670 2,3
Thiết kế 1,06 0,0012 750,0 0,60 0,57 5,75 0,83 1640 2,4



Hình 4.8. Biến hình chân đập thợng
a - hồ chứa tơng tự; b - hồ chứa thiết kế

Xuất phát từ bảng 4.9 có thể coi rằng giữa đối tợng tơng
tự và đối tợng dự báo tồn tại một sự tơng tự trọn vẹn và với
sự lựa chọn cuối cùng của việc đặt mái sóng ổn định ngời thiết

kế cần chấp nhận giá trị cuối cùng
m
2
= 11, còn cao hơn mực
175 176
nớc dâng thực tế
m
1
= 4 (Hình 4.8b). Cách giải quyết nh vậy
cho phép tránh sự cố định bờ đắt tiền và đảm bảo bảo vệ bờ hiệu
quả với kinh phí tối thiểu đối với sự vận hành.
Bảng 4.10. Các phơng án áp dụng phơng pháp tơng tự
tự nhiên trên hồ chứa nhỏ

Đối tợng tơng tự Đối tợng dự báo Phơng án
Hồ tự nhiên Hồ tự nhiên
O
z
- O
z

Hồ tự nhiên Hồ chứa dạng hồ
O
z
- O
w

Hồ chứa dạng hồ Hồ tự nhiên
O
w

- O
z

Hồ chứa dạng hồ Hồ chứa dạng hồ
O
w
- O
w

Hồ chứa dạng hồ Hồ chứa dạng lòng sông
O
w
- W
r

Hồ chứa dạng lòng sông Hồ chứa dạng hồ
W
r
- O
w

Hồ chứa dạng hồ Hồ chứa dạng đổ
O
w
- W
n

Hồ chứa dạng đổ Hồ chứa dạng hồ
W
n

- O
w

Hồ chứa dạng lòng sông Hồ chứa dạng đổ
W
r
- W
n

Hồ chứa dạng đổ Hồ chứa dạng lòng sông
W
n
- W
r


Khác với các hồ chứa lớn của đất nớc, trên các công trình
thuỷ nhỏ trong các điều kiện xác định ( cụ thể là sự gần gũi về
cấu tạo địa chất và địa mạo của khu vực xác định) cho khả năng
thực hiện dự báo theo thích hợp các dấu hiệu địa mạo. Điều này
khẳng địnhtính đồng bộ của qui mô quá trình mài mòn ở chỗ
trên các đối tợng hồ tự nhiên và hồ chứa xây dựng trên cơ sở
hồ. Những trờng hợp nh thế đã đợc biết đến ở Bạch Nga, cụ
thể là Poozer ở Bạch Nga, cũng nh ở Litva và Latvi. Bên cạnh
phơng án đa kết quả dự báo từ đối tợng tự nhiên sang hồ
chứa là có khả năng và ngợc lại - đa kết quả tính toán từ hồ
chứa kiểu hồ sang đối tợng đang xây dựng. Có thể có các
phơng án khác. Dới đây, trong bảng 4.10 dẫn một số phơng
án áp dụng phơng pháp tơng tự tự nhiên đối với hồ chứa nhỏ.
4.4. Phơng pháp năng lợng

Trong thực tiến dự báo sự tái hình thành các bờ hồ chứa
phơng pháp năng lợng đợc phổ biến rộng rãi nhất. Các
phơng pháp này đợc soạn thảo từ những năm 50 bởi E. G.
Kachugin và N. E. Kondrachev [30, 37, 38]. Xét mỗi phơng
pháp trong nhóm này riêng biệt.
Phơng pháp E. G. Kachugin (1959). Phơng pháp tính
toán tái lập bờ hồ chứa dựa trên các giả thuyết sau đây:
a) tổng thể tích đất đá bị xói bởi sóng mọi độ cao tỷ lệ
thuận với năng lợng tổng cộng của sóng ở khu vực đã cho;
b) cờng độ quá trình tái lập bờ tắt dần theo thời gian và
phụ thuộc vào sức kháng của đất đá xói lở và độ cao của bờ.
Công thức để tính toán xói lở bờ độ cáo không quá 30 m có
dạng:

b
pt
ktEkQ =
(4.31)
với E - năng lợng sóng tính toán trung bình nhiều năm tính
bằng tấn.mét trong một năm trên một đơn vị chiều dài đờng
bờ;
k
p
- hệ số xói lở của đất đá cấu tạo bờ, m
3
/tm; k - hệ số ảnh
hởng của độ cao bờ và mức độ xói lở đất đá;
t - thời hạn xói
trong năm;
b - chỉ số mũ, tính đến điều kiện hình thành và trầm

tích ven bờ.
Năng lợng sóng trung bình nhiều năm
E đợc xác định
theo số liệu quan trắc gió nhiều năm trên trạm khí tợng thuỷ
văn gần nhất với đoạn bờ tơng lai. Đối với điểm đợc lựa chọn,
sử dụng bảng gốc về thời gian kéo dài trung bình năm của gió
theo các vận tốc khác nhau trong thời kỳ không đóng băng qua
8 hớng. Các số liệu đợc lựa chọn theo các hớng đón gió và
xác định độ cáo sdóng 1% có thể. Sau đó theo độ cao các sóng
177 178
xác định và thời gian hoạt động của gió trong ngày tính năng
lợng sóng bằng tấn.mét (Hình 4.9).


Hình 4.9. Đồ thị để xác định năng lợng sóng theo thời gian gió và độ cao
sóng suất đảm bảo 0,1%

Năng lợng sóng tổng cộng đợc tính cho một m chiều dài
bờ với việc tính góc tới của sóng theo công thức:

(
)
= cossin/ 8
2

hE (4.32)
Hệ số xói lở đất đồi
k
p
đợc xác định qua các tính chất vật

lý - kỹ thuật của đất đá và các đặc điểm cấu trúc của mái bờ.
Phân biệt các giá trị
k
p
sau đây theo hạng đất:
a) đất đá rất dễ bị xói lở (cát mịn, cát pha, đát bột nhẹ bở
rời) - từ 0,0065 đến 0,003 m
3
/tm;
b)đất đá dễbị xói lở (cát hạt trung bình và lẫn, á sét nhẹ
deluvi, cát pha) từ 0,003 đến 0,001 m
3
/tm;
c) đất đá xói lở trung bình ( á sét deluvi nặng, á sét băng
hà từ núi lửa, sét hồ và biển, cát và sạn sỏi fluvi) từ 0,001 đến
0,0005 m
3
/tm;
d) đất đá khó bị xói lở (sạn fluvi và cát, cát kết pha sét
nguồn gốc biển, sét biển) nhỏ hơn 0,0005 m
3
/tm;


Hình 4.10. Sơ đồ tái tạo sờn bờ

3
- độ dốc sờn có tính bi trên hồ chứa tơng tự;
4
- độ dốc trên bi

Hệ số k
p
về số bằng độ cao trung bình của bờ trong giới
hạn khối sạt lở nhân với hệ số thực nghiệm
C chấp nhận đối với
đất đá dễ xói lở là 0,03 và đất đá khó xói lở là 0,05.
Với bờ cao hơn 30 hệ số
k là 1,0
Chỉ số mũ
b về số bằng phần chiếm bởi phần mài mòn của
bãi bồi so với tổng độ rộng của nó nằm trong phạm vi từ 0,45 -
0,9.
Thể tích đất bị xói Q
t
về số bằng diện tích xói S
t
trên lát
cắt, đồ thị đợc đa về lát cắt bờ đầu tiên, nằm giữa giới hạn
179 180
trên và giới hạn dới của vùng xói (xem hình 4.5) có tính đến độ
dốc của bãi bồi. Mực nớc dâng bình thờng đợc hớng dẫn xác
định theo đồ thị (Hình 4.10) phụ thuộc vào thành phần đất và
độ cao sóng. Bỏ qua việc xác định mực nớc dâng bình thờng
bằng cách tính độ cáo sóng làm việc từ mực nớc trong hồ chứa
suất đảm bảo 96 - 98% trong thời kỳ không đóng băng. Còn mực
nớc dâng cao nhất - tăng một phần ba độ cao sóng làm việc với
mực nớc 2 - 4% suất đảm bảo cũng trong thời kỳ đó. Độ cao
sóng làm việc đcợ xác định theo bảng tính toán năng lợng
sóng theo mùa nh là trung bình từ độ cao theo các hớng khác

nhau tơng ứng với năng lợng cực đại.
Mái sờn không ngập nớc nhận theo tơng tự với mái tự
nhiên phụ thuộc vào thành phần và tính chất đất đá cấu tạo bờ.
Hớng dẫn sử dụng các góc cong tới hạn và độ cao tờng thẳng
đứng sau đây đối với mái bờ không ngập nớc (bẳng 4.11).
Chiều rộng vùng xói trong thời hạn đã cho với các lát cắt
riêng biệt đợc đa lên bình đồ đoạn bờ hồ chứa.
Việc chuyển từ dự báo hạn dài sang dự báo hàng năm sự
tái lập bờ, theo hớng dẫn của L. N. Kaskevich đợc thực hiện
với nhờ xấp xỉ cờng độ bất đồng nhất của sự tái tạo lại bờ theo
thời gian (theo tơng tự với phơng pháp E. G. Kachugin). Theo
Kachugin, thể tích đất đá xói lở của bờ tỷ lệ thuận với số ănm
tồn tại hồ chứa, nhân với một hệ số nhỏ hơn 1. Với độ cao bờ
không đổi, thể tíchđất đá xói lở của bờ có quan hệ chặt chẽ với
sự xáo trộn máp nớc bờ. Khi coi sự xáo trộn mép tỷ lệ thuận
với số ănm tồn tại thuỷ vặc, với hệ số nhân 0,8 đối với các hồ
chứa đồng bằng, có thể viết:

10
80
10
10
kS
h
SS
t
=

=
.
(4.33)
với
S
t
- xáo trộn mép trong 1, 2, 3, , t năm, m; S
10
- xáo trộn
mép trong 10 năm, tính theo một trong những phơng pháp đã
biết;
k = h/10; 0,8 - chỉ số mũ.
Bảng 4.11. Góc cong tới hạn và độ cao tờng đứng đối với mái không ngập

Góc cong tới hạn đối với đất Loại đất cấu tạo
chân sờn
Trạng thái khô Trạng thái ẩm
Độ cao tờng thắng
đứng, m
Cát hạt to 32 26 2
Cát hạt vừa 32 24 3
Cát hạt nhỏ 40 23 4
Cát pha 35 - 40 22 - 20 3 - 7
Mùn 38 - 40 20 - 18 5 - 9
á sét 45 15 - 20 7
Sét 50 5 - 10 10 - 15

Các giá trị k đợc tính toán nh vậy đối với một, hai năm
tồn tại của thuỷ vực nhân với giá trị xáo trộn mép cho 10 năm
và thu đợc giá trị xáo trộn mép cho 1, 2, 3 năm tức là những
năm đầu tiên vận hành hồ chứa.
Phơng pháp này đợc giới thiệu sử dụng đối với các dự
báo hạn ngắn định kỳ.
Phơng pháp N. E. Kondrachev [38} đợc hớng dẫn để
tính toán vận tốc tái lập bờ trên cơ sở xét năng lợng sóng tác
động lên mái sờn đất á sét và cát kết mềm.
Tính toán đợc tiến hành theo quy trình sau đây.
Theo chu vi hồ chứa đánh dấu một loạt các tuyến đo vuông
góc với mép nớc, trên đó tiến hành tính toán sự tái lập bờ.

181 182


Hình 4.11. Đồ thị để xác định độ sâu tác động bào mòn của sóng

Tính toán chế độ sóng gồm các thành phần sau: so sánh
bảng tần suất gió gốc theo 8 hớng và các khoảng vận tốc gió và
xác định các tham số sóng. Độ cao sóng 1% (trên rìa ngoài bãi
bồi) đợc các định theo toán đồ Braslav đối với vận tốc gió 10, 20
và 30 m/s kèm với hệ số chuyển đổi (bảng 4.11).
Khi thay đổi độ sâu theo chiều dài đà, mặt cắt đáy thuỷ
vực đcợ chia ra các đoạn với độ sâu hoặc độ dốc đáy xấp xỉ
nhau. Khi có các số liệu đo gió đối với lát cắt theo các hớng
khác nhau ta xác định độ cao sóng tính toán, giá trị của nó h
điều chỉnh theo góc tới theo công thức:

= coshh

p
(4.34)
với - góc tạo bởi đờng đà và pháp tuyến hớng vào bờ.
Giá trị thờng gặp nhất ứng với 5% suất bảo đảm nhân với
hệ số chuyển đổi 0,7. đại lợng nhận đợc
h
0
= 0,7 h
pmax
nhận
đợc cho độ cao sóng tính toán.



Hình 4.12. Xác định hệ số chuyển đổi khi tính toán vận tốc gió trên mặt
nớc; 1 - đối với hồ chứa lớn; 2 - đối với hồ chứa nhỏ

Khi tính toán sự tái lập tới hạn của bờ, sờn của nó cấu tạo
bởi các đất đá bở rời, vị trí tới hạn của đờng cong (Hình 4.12)
phần mài mòn của bãi bồi đợc xây dựng theo phơng trình:

()



=
+=
onon
n
mmmmk

mykyx
/
,//
20
2
(4.35)
để tiện lợi cho việc xác định chiều rộng của bãi bồi (
x) dẫn ra
bảng 4.12.
Các đại lợng
m
n
và m
0
đợc xác định bằng góc bãi bờ
trên mép (
m
n
) và ở một độ sâu tơng đối (m
0
), nhận đợc trong
quan hệ phụ thuộc vào các phần tử lớn tạo nên phần bãi bồi
tơng ứng theo bảng 4.13. Xác định các đại lợng
d
0
và d
n
theo
đờng cong phân cấp hạt cho toàn bộ thể tích phá huỷ.
Từ thành phần cấp hạt chung loại bỏ các cấp hạt đờng

kính nhỏ hơn 0,1 mm; độ lớn trung bình từ 30% các phần tử bé
còn lại nhận giá trị
d
0
, độ lớn trung bình từ 10% loại lớn là d
n
.
183 184
8.0
4160
3352
800
3264
70
389
3243
674
354
194
3227
665
345
185
132
3223
663
343
181
131
868

7.0
3370
2603
642
2520
555
310
2490
523
277
155
2477
514
269
146
106
2473
512
267
144
183
707
6,0
2600
1940
500
1858
420
240
1834

390
210
120
1823
382
202
112,0
82,1
1820
380
200
110
80
560
5,0
2000
1376
375
4303
304
179
1281
277
152
89,3
1271
270
145
82,2
61,4

1269
268
143
80,4
59,5
428
4,0
1440
907
267
847
206
125
826
183
103
62,8
818
177
98,8
56,8
42,5
816
175
95,2
55,2
41,8
312
3,3
1190

708
219
653
164
102,5
635
143
81,9
51,2
628
138
76,4
45,8
35,6
627
136
75
44,4
34,2
211
3,0
960
535
175
483
126
81,4
669
108
63,2

40,7
464
103
58,4
35,9
28,4
462
102
57,1
34,6
27,1
260
2,5
750
386
135
344
3,7
62,5
329
78,1
46,9
31,2
324,1
74,0
42,8
27,1
21,9
323
72,9

41,7
26,0
20,8
167
2,0
560
259,7
100,0
225,6
67,7
45,7
212,3
52,8
32,8
22,8
208,5
49,5
29,5
19,2
16,1
207,5
48,6
28,6
18,6
15,2
126
1,5
390
158,8
68,8

132,4
42,3
31,1
122,3
32,4
21,2
15,5
119,9
29,8
18,5
12,9
11,0
119,1
29,1
17,8
12,2
10,4
88
1,0
240,0
81,6
41,7
64,3
23,6
18,6
56,9
16,8
11,8
9,3
55,1

15,0
10,0
7,5
6,7
54,6
14,5
9,5
7,0
6,2
5,5
0.75
172,5
52,1
28,7
38,8
19,5
9,5
8,2
16,0
6,0
4,7
3,6
15,1
5,1
3,8
2,7
14,8
4,8
3,8
2,9

2,7
2,6
0,50
110,0
28,7
18,7
19,5
9,5
8,2
16,0
6,0
4,7
3,6
15,1
5,1
3,8
2,7
2,7
14,8
4,8
3,8
2,9
2,7
2,6
y, m
0,25
52,5
11,4
8,8
6,6

4,2
3,8
4,9
2,4
2,1
1,9
5,4
1,9
1,6
1,4
1,4
4,3
1,8
1,5
1,3
1,3
1,2
k
0,0250
0,0207
0,120
0,0203
0,108
0,233
0,0201
0,104
0,215
0,467
0,0201
0,103

0,211
0,447
0,712
0,0201
0,102
0,210
0,442
0,7
1,312
m
0

0,001
0,001
0,005
0,001
0,005
0,010
0,001
0,005
0,01
0,02
0,001
0,005
0,01
0,02
0,03
0,001
0,005
0,01

0,02
0,03
0,005
Bảng 4.12. Toạ độ đờng cong x = y
2
/k +y/m, m
m
0,005
0,03
0,03
0,07
0,07
0,07
0,14
0,14
0,14
0,14
0,19
0,19
0,19
0,19
0,21
0,21
0,21
0,21
0,21
0,21
0,21

Độ sâu hoạt động xói lở trên biêncủa bãi bồi bờ

H tính
bằng mét đợc xác định theo đồ thị (Hình 4.13). Giá trị
h/d dẫn
trong bảng 4.13.
Bảng 4.13. Đặc trng lát cắt bi bồi bờ ổn dịnh

Đất đá d, mm m m
0
h/d
Bùn 0,001 - 0,01 - - -
Bụi 0,01 - 0,1 0,005 0,001 100
cát nhỏ 0,1 - 0,25 0,03 0,005 70
cát trung bình 0,25 - 0,50 0,07 0,01 70
cát lớn 0,50 - 1,0 0,14 0,02 70
sạn nhỏ 1,0 - 2,0 0,19 0,03 45
sạn trung bình 2,0 - 5,0 0,21 0,05 45
0

sạn lớn 5,0 - 10,0 0,25 0,08 25
cuội nhỏ 10 - 20 0,30 0,10 11
cuội trung bình 20 - 50 0,36 0,15 6
cuội lớn 50 - 100 0,40 0,20 4

Chiều rộng đầy đủ của lát cắt bãi bồi bờ bằng(Hình 4.14):

ntntnt
BBB "'
+
=
(4.36)

với
B'
nt
- chiều rộng đoạn cong tuyến tính của lát cắt bãi bồi
bằng:

nnt
mHkHB //' +=
2
(4.37)
với
B''
nt
- chiêud rộng đoạn thẳng tuyến tính của lát cắt bãi bồi
bằng:

(
)
nkbnt
mkHAB //" 12
+
=
(4.38)
với
A
kb
- sự hạ mực nớc hồ chứa cả thời kỷ không đóng băng.
Lát cắt bãi bồi bờ
bfd đợc xây dựng khi sử dụng các công
185 186

thức (4.35) - (4.38) và đờng cong thành phần cấp hạt thể tích
abc.
Góc sờn ngập nớc tg
v
n
đợc nhận bằng 0,5. Góc sờn
không ngập nớc bằng góc bờ ở trạng thái tự nhiên.


Hình 4.13. Sơ đồ tái tạo sờn bờ (theo N. E. Kondrachev)

Vị trí của lát cắt bờ cuối cùng đợc xác định bằng cách đặt
lát cất đã xây dựng trên vòng bờ ban đầu để sao cho tỷ số thể
tích tích tụ
Q
tt
(thể tích cde) và thể tích phá huỷ Q
t
(thể tích
abc) , đợc gọi là hệ số tích tụ bằng thể tích phá huỷ tơng
đối của các phần tử độ lớn không quá 0,1mm.
Trong các công trình muộn hơn của E. Đ. Kondrachev đã
soạn thảo phơng pháp dự báo sự hình thành lại đờng bờ theo
thời gian, xuất phát từ việc sơ đồ hoá các điều kiện tự nhiên,
bao gồm việc thay thế một loạt các cơn bão bằng một hằng số
nào đó của thời gian sóng theo hệ thức đến sự đa dạng sóng
hoạt động trong tự nhiên [30, 40], rằng đơn giản đi một vài
phơng pháp tính toán chúng. Trong thực tiễn dự báo áp dụng
đối với hồ chứa nhỏ các soạn thảo này không đợc áp dụng rộng
rãi. Vào năm 1985, phơng pháp này đợc đa vào chuẩn xây

dựng mới (BCH - 163 -83) [7], trong đó đã xử lý và bắt đầu áp
dụng khi dự báo sự tái lập bờ trong thiết kế các hồ chứa nhỏ và
trung bình.
4.5. Phơng pháp đồ giải - giải tích
Các phơng pháp này đợc sử dụng khi dự báo sự tái lập
bờ có cấu tạo địa chất phức tạp và các dạng biểu hiện sờn khác
nhau của hồ chứa nhỏ. Cơ sở của nó là các soạn thảo đợc G. S.
Zolotarev [23] thực hiện ứng dụng cho dự báo sự tái lập bờ các
hồ chứa lớn. Trong những năm gần đây, hàng loạt các chuyên
gia đã làm chính xác và bổ sung phơng pháp đồ giải giải tích
và nó đợc áp dụng để đánh giá sự phát triển bờ các hồ chứa
nhỏ.
Để thực hiện dự báo, ngoài các tài liệu gốc về hiện trạng
các sờn, cần biết:
a) Mực nớc dâng bình thờng, mặt ngang mực nớc làm
việc trong thời kỳ lòng hở trong những năm nớc ít (suất đảm
bảo 95%), mực nớc cực đại của lũ 5% và 50% suất đảm bảo;
b) góc nghiêng phần bãi bồi mài mồn và tích tụ, vùng lăn
của các laọi đất đá khác nhau theo hai giai đoạn tính toán: đối
với vùng thợng hồ chứa và vùng đổ cần thiết các góc bãi bồi;
c) số liệu về độ cong của các mái và sờn ổn định và không
ổn định tạo nên trong các đất đá khác nhau.
d) hệ số tích tụ với hệ số điều chỉnh theo dịch chuyển dọc
bờ của phù sa.
187 188

Hình 4.14. Sơ đổ xây dựng lắt cắt dự báo tái lập bờ phần mở rộng hồ chứa.
a - đối với giai đoạn đầu qua 10 năm; b - giai đoạn cuối

Thờng dự báo theo phơng pháp này ợc thực hiện đối với
phần hồ chứa dạng hồ. Khi xây dựng các lát cắt tính toán ngời
ta xác định tính chất bãi bồi (mài mòn, mài mòn tích tụ, mài
mòn xói mon), độc dốc của nó. Từ mực nớc dâng bình thờng
về phía dới bổ sung độ sâu tác động sóng, phản ánh vị trí của
thành gờ bãi bồi trong giai đoạn 10 năm, dàng gấp rỡi độ cao
sóng 1% trong các đất đá cát kết- á sét và gấp đôi trong đất
hoàng thổ. Việc làm chính xác hoá độ sâu tác động sóng đợc
thực hiện theo đồ thị. Đờng gờ của bãi bồi tích tụ tiến hành
dới một góc
1
(10 - 20
o
phụ thuộc vào thành phần phù sa).
Dới một góc
2

là đờng tích tụ của phần bãi bồi đến đến giao
điểm với mực nớc dâng bình thờng với địa hình nguyên thuỷ
(điểm
b). Từ điểm b với một góc
3

đến giao điểm với mực nớc
dâng bình thờng là đờng bề mặt phần mài mòn của của bãi
bồi. Cao hơn điểm này phân bố vùng lăn của sóng xác định theo
công thức:

mkhdh
H

/,23
=
(4.39)
với
k - hệ số nhám (đối với cát là 1,5 - 2mm) 0,775; m - hệ số độ
dốc vùng lăn, bằng ctg .
Đối với giai đoạn 10 năm nên lấy chiều rộng vùng lăn nhỏ
hơn hai lần so với giai đoạn cuối cùng. Cao hơn vùng lăn, từ
điểm
d xây dựng mái trên ngập nhận với giai đoạn 10 năm
không ổn định và độ uốn tới hạn.
Sau khi xây dựng lát cắt tiến hành kiểm tra tỷ số diện tích
tích tụ và xói lở (
F
tt
/ F
t
) phù hợp với phần trăm tích tụ đợc
chấp nhận. Chuyển dịch điểm
a về bên trái hoặc bên phải để
đạt đến tỷ số cần thiết của các phần bãi bồi với dạng mài mòn
của sự phát triển của chúng, còn điểm
a đợc cộng trực tiếp lên
mái nguyên thuỷ.
189 190
Ngoài ra, dự báo hình thành bờ có thể đợc thực hiện trên
giai đoạn cuối cùng đối với phần hồ chứa dạng hồ (Hình 4.15).

Hình 4.15. Sơ đồ xây dựng lát cắt dự báo tái lập bờ ở thợng lu và vịnh hồ
chứa. a- đối với giai đoạn đầu qua 10 năm; b - đối với giai đoạn cuối

Mọi phép tính toán đợc tiến hành theo trật tự đã trình
bày ở trên. Sự khác biệt là ở chỗ không phải từ mực nớc dâng
bình thờng mà từ mặt ngang làm việc xuống dới một đại
lợng bằng 2,5 - 3 độ cao sóng 1% đối với đất đá liên kết, còn đối
với đất hoàng thổ nhẹ dễ xói lở khoảng 3,3 - 4 độ cao sóng.
Các độ dốc tích tụ (
2
) và mài mòn (
3
) phần bãi bồi, vùng
lăn (
4
) đợc lấy mềm mại hơn.
Mái không ngập đợc xác định theo tơng tự với các mái tự
nhiên bền vững.
Một số phơng pháp tính toán sự hình thành bờ đối với
vùng thợng hồ chứa và vùng đổ có hơi khác.
Tại đây thế vào chỗ vùng lăn là vùng bãi bồi xói mòn nằm
giữa mực nớc dâng bình thờng và mực nớc lũ 50% suất bảo
đảm đối với giai đoạn 10 năm và 4 - 5% đối với giai đoạn cuối
cùng(xem hình 4.15). Góc nghiêng phần xói mòn của bãi bồi đối
với 10 năm (
1
) và giai đoạn cuối cùng (
2
) cần phải xác định
theo độ dốc thành sông ở vùng lũ mùa thu.
Việc xây dựng mái không ngập không ổn định đợc tiến
hành đối với giai đoạn 10 năm và bền vững đối với giai đoạn

cuối cùng theo tơng tự với mái tự nhiên.
Đối với hồ chứa với sức hạ mực nớc lớn (3 - 6 m) vào thời
kỳ không đóng băng khi xác định giai đoạn tái lập 10 năm thì
mực nớc tính toán là mực nớc có độ lặp lại lớn nhất, luôn luôn
thấp hơn mực nớc dâng bình thờng. Xây dựng lát cắt tính
toán đợc hớng dẫn tiến hành từ mực nớc trung bình làm
việc mùa hè cho giai đoạn 10 năm và từ mực nớc cực tiểu
trung bình cho giai đoạn cuối cùng.
Khi tính toán tái lập bờ vào thời kỳ tiếp nhận nớc đầu
tiên đối với mỗi trạng thái trung gian của mực nớc việc tính
191 192
toán tiến hành theo vị trí cực đại của nó. Độ sâu thành bờ bãi
bồi nhận đợc bằng cách đặt từ mực nớc trung bình độ cao
sóng 1% với vận tốc tính toán cực đại của gió.
Sự phân cắt bờ bởi các vũng và động đợc tính theo công
thức:

(
)
ntntk
kSS
+
= 1 (4.40)
với
S
tk
- sự dịch chuyển mảng bờ cuối cùng sau k năm với hiệu
chỉnh đến độ chia cắt;
S
tn

- sự dịch chuyển mảng bờ sau k năm;
k
n
- hệ số chia cắt bờ bởi vịnh bằng tỷ số diện tích vịnh và diện
tích đoạn đó.
Khi tính toán sự hình thành bờ theo thời gian cần tính
toán sự thay đổi theo thời gian các góc nghiêng mài mòn và tích
tụ của phần bãi bồi. Sự thay đổi góc nghiêng bãi bồi tuân theo
phơng trình:

()
ttnHt
th






= (4.41)
với
t
- góc nghiêng thay đổi (theo thời gian) của bãi bồi,
o
;
H

-
góc nghiêng bãi bồi ven bờ đợc hình thành sau 2 - 5 năm xói lở
với đất đá dễ xói lở (h

1%
) đến 2 m;
n
- - 2
o
- 2
o
30' đối với các hồ
chứa vùng Xibia, với h
1%
= 1,5 m;
n
- 1
o
30- 2
o
đối với hồ chứa
phần Âu,
k
- góc nghiêng tới hạn của bãi bồi;
t
- độ suy giảm
tắt dần, bằng:

()( )
Kntnt
arctgh
t

= /

1
(4.42)
Cho phép đối với vùng rừng phần Âu
t
= 0,03, còn đối với
các hồ chứa Xibia trong vùng này
t
= 0,02.
cần nhất thiết chỉ ra rằng phơng pháp này đợc sử dụng
khi dự báo sự phát triển bờ các hồ chứa nhỏ trong trờng hợp
khi mà chúng có cấu tạo địa chất phức tạp [5, 102].

Bảng 4.14. Góc bi bồi ven bờ vùng chân sóng đề xuất cho việc thành lập
lát cắt dự báo sự tái lập sờn các hồ chứa đồng bằng (theo G. S. Zolotarev)

Góc mài mònĐặc trng tổ hợp đất tạo
nên bãi bồi
10
năm
Giai đoạn
cuối
Góc vùng
đế sau 10
năm
% vật
chất tích
tụ
Tính
bào
mòn

Quá trình
xói lở tự
nhiên
Cát aluvi, hạt mịn, nén theo lớp
mỏng và cát pha đễ vón cục
1,5 40-1 3-5 20-30 Dễ xói Nhanh
Sạn nhỏ và cát lớn lẫn đất sét 0-12 6-8 16-20 60-70 Xói
vừa
Nhanh
á
sét xám, đá vôi nặng và trung
bình, mật độ vừa dễ trợt chảy,
deluvi
2-3 1-1,5 4-6 5-10 Dễ xói Khá nhanh
Tích tụ theo thời gian các vật
liệu đọng và chảy, cấu thành sét
3-4 1-2 4-6 Hầu nh
mài mòn
Dễ xói Rơi trong
nớc 1-2 giờ
Hỗn hợp, sét thấp 3-4 2 6-10 5 Xói
vừa
Hầu nh
không xói
Bùn 10 3-5 10-12 20-40 Khó
xói
Hầu nh
không xói
trong vài
tháng

Sét đen phân lớp và cát bùn 4 2 6-10 Hầu nh
mài mòn
Xói
yếu
Hầu nh
không xói
Sét xám đậm đặc có cát phủ b
ề
mặt
6 2-3 5-8 5-10 Xói
yếu
Không xói 2
- 3 thán
Sét lẫn lớp phủ đá vôi không lớn 6-8 2-4 15-20 20-30 Xói
yếu
Không xói 2
- 3 tháng
Đá vôi, dolomit. 60-70 Không
xói
Không

193 194
4.6. Các đặc điểm công trình bảo vệ bờ xói lở
Việc thành lập các hồ chứa và ao đòi hỏi các công trình:
công trình nớc dâng, công trình đập, các công trình bảo vệ bờ
trên các đoạn bờ riêng biệt, cũng nh các biện pháp bảo vệ khác
trong vùng tràn và vùng ngập. Trên các hồ chứa dạng rót đổ tồn
tại việc xây dựng các dập nớc dâng theo chu vi thuỷ vực. Trong
đa số các trờng hợp tiến hành đắp đập đồng nhất từ cát hạt
mịn hay trung bình hoặc đập từ cát với mạt sét hoặc nhân sét

và củng cố mái trên bằng các lớp phủ bảo vệ [71, 114]. Để bảo
vệ mái trên của đê, đập cũng nh phần bờ bị xói lở của hồ chứa
ngời ta áp dụng các dạng công trình bảo vệ bờ khác nhau mà
theo tính chất tác động với sóng và dòng chảy phù sa chia ra
loại chủ động và thụ động.
Các công trình bảo vệ bờ chủ động là kè, các kiến trúc phá
sóng khác nhau cũng nh các bãi tắm nhân tạo và củng cố bằng
sinh học các mái [82].
Dạng công trình thụ động bao gồm tờng chắn sóng, đạp
sụt lở với mái đợc củng cố (từ phía lãnh thổ hồ chứa), khoác len
mái và sờn tự nhiên của bờ các công trình cố định.
Phụ thuộc vào các vật liệu chính từ đó tiến hành các công
trình bảo vệ bờ, chúng có thể chia ra các loại : đất, bê tông, đá,
sắt và bê tông cốt thép, gỗ, sinh học và vật liệu nhân tạo,
composite.
Trên các hồ chứa nhỏ hiện nay sử dụng các dạng công
trình bảo vệ bờ sau đây:
- chủ động - phá sóng, bãi tắm nhân tạo, củng cố sinh học.
- thụ động - đập lở, tờng chắn sóng, khoác lên sờn và
mái bờ các công trình kỹ thuật thuỷ bằng đất.
Dới đây sẽ dừng lại chi tiết hơn trên các dạng đã điểm các
công trình bảo vệ bờ và sự vận hành của chúng trong các điều
kiện hồ chứa nhỏ vùng rừng.
Từ các công trình bảo vệ bờ chủ động thờng hay gặp là
các bãi tắm nhân tạo cũng nh là các công trình ncớ dâng - đê
và đập nện phía trên không gắn lên mái và ít gặp hơn là các
công trình củng cố sinh học và phá sóng .
Vào thời điểm hiện nay các đê và đập của lát cắt nghiên
cứu với các mái nện chặt phía trên đợc sử dụng khá rộng rãi
trong các công trình thuỷ lợi ở Bạch Nga, Latvi và Litva.

Trên hàng loạt các đối tợng đã thực hiện việc xây dựng
các dạng công trình ncớ dâng đã liệt kê đã tự khẳng định mình
trong vận hành khá tốt. Vậy nên, công trình lát cắt chảy áp
dụng khi xây dựng hồ chứa Seles trên sông Iased, Rudnhi,
Zelv, Levki, Gorotritri, Zagate, Murovno và hàng loạt sông
khác. Việc xây dựng các công trình dạng này đợc thực hiện chủ
yếu nhờ việc áp dụng cơ chế xây khô và ít hơn - sử dụng bãi tràn
thí dụ nh tổ hợp thuỷ lợi trên sông Iased. Các công trình đã
liệt kê ở trênđã thu hút các nhà xây dựng công nghệ chính xác,
tính giản đơn, tính kinh tế so với đập và đê lát cắt bó với việc
củng cố mái trên. Ngoài ra, công trình lát cắt chảy có thể tiến
hành trên các nền yếu. Điều này đặc biệt quan trọng trong
trờng hợp xây dựng công trình vùng Polesia và các vùng có
điều kiện địa chất giống nh thế.
Bãi tắm nhân tạo nh là một công trình bảo vệ kỹ thuật
cũng khá hay đợc áp dụng trong thực tiến các biện pháp bảo
vệ. Đủ để nhận thấy rằng, có hơn 15 hồ chứa ở Bạch Nga các
công trình này đợc xây dựng và trong vòng nhiều năm đã
khẳng định tốt trong vận hành. Một số đặc tr
ng của bãi tắm