bài tập lớn động lực học sông biển

NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN
Môn học: ĐỘNG LỰC HỌC SÔNG BIỂN..............................................................
Sinh viên: Nguyễn Thế Trung....................................................................................
....................................................................................................................................
Ngày giao đề: 11/3/2016............................................................................................
....................................................................................................................................
Ngày nộp: 13/5/2016..................................................................................................
1. Số liệu ban đầu
1.1. Bình đồ:Đoạn cạn số 11......................................................................................
1.2. Số liệu thủy văn...................................................................................................
Q (m3/s)
763
741
649
554
436
346
387
456
552
513
464
452
486
459
400
306
351
382
305
265

219

H (m)
1.14
1.12
1.02
1
0.783
0.672
0.721
0.744
0.89
0.842
0.772
0.774
0.8
0.773
0.702
0.578
0.65
0.697
0.605
0.551
0.48

1.3. Địa chất................................................................................................................
0.063 0.09
0.125 0.18
0.25
0.355 0.5

1
2
P%
0.15
9.98
13.25 63.68 85.14 97.4
99.37 99.62 100
2. Yêu cầu:


2.1. Nội dung:
St
Công việc
t
1
Phôtô, can lại bình đồ
Chương 1. Lập bình đồ dòng chảy:
- Cơ sở lý thuyết của lập bình đồ dòng chảy.
- Vẽ mặt cắt ngang lòng sông;
2
- Xây dựng đường lũy tích lưu lượng;
- Xác định tọa độ bó dòng;
- Xác định vận tốc của bó dòng;
- Vẽ bình đồ dòng chảy (A3).
Chương 2. Dự báo biến dạng lòng sông:
2.1 Dự báo biến dạng cho bó dòng:
- Cơ sở lý thuyết của dự báo bồi xói cho bó dòng;
- Xác định lưu lượng bùn cát cho các bó dòng;
- Xác định tốc độ bồi xói ban đầu;
- Vẽ đồ thị biến dạng của các bó dòng;

3
- Biểu diễn bồi xói trên bình đồ.
2.1 Dự báo biến dạng cho cả lòng sông:
- Cơ sở lý thuyết của dự báo bồi xói cho cả lòng sông;
- Xác định lưu lượng bùn cát của các mặt cắt;
- Xác định độ biến dạng của các đoạn sông;
- Vẽ đồ thị biến dạng của đoạn sông;
4
Hoàn thiện và nộp

Tiến độ

Thực
hiện

2.2. Quy cách:
2.2.1. Nêu ngắn gọn lý thuyết áp dụng trước khi tính.
2.2.2. Các hình vẽ minh họa, bảng biểu, đồ thị phải có tên, đánh số thứ tự.
2.2.3. Các công thức phải được đánh số thứ tự.
2.2.4. Thuyết minh khổ A4, bìa Nilon, các đồ thị vẽ bằng tay trên giấy kẻ ly hoặc vẽ trên
các phần mềm chuyên dụng đảm bảo đầy đủ thông số, bao gồm các phần theo trình tự
sau:
- Bìa ngoài;
- Nhiệm vụ BTL;
- Mục lục;
- Nội dung tính toán;
- Phụ lục tính toán (nếu có);
- Tài liệu tham khảo.
2.3. Thưởng, phạt:

- Nộp sớm: .................................................................................................................
- Trình bày đẹp, đúng quy cách: ...............................................................................
- Lý do khác: ..............................................................................................................
2.3.2. Phạt:
- Chậm tiến độ: ..........................................................................................................
- Trình bày xấu, không đúng quy cách: ....................................................................
- Lý do khác: ..............................................................................................................
2.3.3. Đánh giá của giáo viên hướng dẫn:
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
Trưởng bộ môn

Giáo viên hướng dẫn

Mục Đích
Khi nghiên cứu về một dòng sông chúng ta phải đưa ra dự báo về sự biến dạng của
lòng sông. Để dự báo về sự biến dạng của lòng sông chúng ta biết được lưu lượng bùn cát
trong sông, để biết được lưu lượng bùn cát trong sông cần phải đi tìm vận tốc dòng chảy
của dòng sông. Việc lập bình đồ dòng chảy sẽ giúp chúng ta tìm được vận tốc chảy của
dòng sông.
Mục lục
Phần I: Lập bình đồ dòng chảy
1. Cơ sở lý thuyết
2. Các bước thực hiện
3. Ứng dụng
Phần II : Dự báo biến dạng cho từng bó dòng và cả lòng dẫn

1. Cơ sở lý thuyết


Phần I: LẬP BÌNH ĐỒ DÒNG CHẢY

I/ CƠ SỞ LÝ THUYẾT: * Phương pháp mặt cắt phẳng:

- ứng dụng trong trường hợp đoạn sông tương đối thẳng và mặt cắt ướt có thể coi
là phẳng.
Hay

Độ dốc dọc của lòng sông li và độ nhám n không đổi theo phương ngang.
Vận tốc dòng chảy ít biến đổi theo chiều dài.
δW
≈0
δl

W.

=>

δW
=0
δl

Suy ra:
W2
g 2 =0
C H

gI1 Lưu lượng trên một thuỷ trực: q = W. H

 gI1 =

gq 2
C2H 3

gI 1 H 3 2
C
g

=> q2 =

1 16
R
n

=> q =
I1

≈

Mà C =
với R H => q =
Lưu lượng của cả dòng sông:
B

∫
Q=

0

I1
n

5

I1

H db
3

n

=

I 1 .C.H

1 16 3 2
H H
n

B

∫H
0

5

3

3

2

I1

=

n

H

5

3

I
Q
= 1
Q'
n

db

= αQ’ với α =

Q' chỉ phụ thuộc vào đặc trưng hình học của lòng sông và hoàn toàn xác định
được khi biết mặt cắt ngang sông và mực nước.
Các bước thực hiện phương pháp mặt cắt phẳng:

- Bl: Chia đoạn sông thành các đoạn bởi các mặt cắt sao cho sự biến đổi của lòng
sông giữa hai mặt cắt được coi là tuyến tính.
- B2: Vẽ các mắt cắt tương ứng vói mực nước của lưu lượng đã cho.
- B3: Vẽ đường luỹ tích lưu lượng.
+ Chia mặt cắt sông thành các dải sao cho sự diễn biến của lòng sông là
tuyến tính, bề rộng của dải không nhất thiết phải bằng nhau.


B

n

∫ H 3 db = ∑ H i 3 ∆b
5

5

i =1

0

+ Vẽ đường luỹ tích lưu lượng
B4: Chia lòng sông thành các bó dòng có lưu lượng bằng nhau:
∆Q

=

Chia tung độ thành khoảng bằng nhau, gióng sang bình đồ được các bó dòng.
-

B5: Tính diện tích các bó dòng.

-

B6: Tính vận tốc Vi của các bó dòng.

-

B7: Vẽ bình đồ dòng chảy.

II/ ÚNG DỤNG:
- Khái niệm về bình đồ dòng chảy: Là việc thể hiện các bó dòng của dòng chảy trên
mặt bằng.
- Đặc điểm: Lưu lượng của bó dòng không đổi
- Nguyên tắc lập bình đồ dòng chảy: Xét nhiều mặt cắt dọc theo chiều dòng chảy,
trên mỗi mặt cắt chia thành các mảnh sao cho lưu lượng trên mỗi mãnh bằng lưu lượng
quy định của mỗi bó dòng (ví dụ: Q/5), vị trí các mảnh đó là vị trí các bó dòng, và từ đó
nối các điểm tương ứng trên bình đồ ta sẽ có bình đồ dòng chảy.
-

Trên bình đồ chọn các mặt cắt ngang của dòng chảy (chọn 8 mặt cắt).

-

Từ bình đồ vẽ được các mặt cắt ngang đã chọn.

-

Đặt mực nước tính toán: Htt = 0.9m.
- Nhận thấy: Htt = 0.9 nằm trong khoảng 0.783m-1m nên nội suy quan hệ mực

nước- lưu lượng ta được:
=> Q = 280(m3/s)

+ Mặt cắt 1-1: α1 = =

280
842.465

= 0.032



∆B

1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
0

(m)

11
24

15
32
22
16
STT
10
16
1
30
2
43
4
5

Htb(m)

Htb5/3(m)

∆B

5/3

Htb (m)

1.8
2.664
29.304
4.1
10.503
252.072

4.2
10.933
163.995
3.2
6.949
222.368
2.35
4.154
91.388
1.85
2.788
44.608
1.25∆B(m)1.45 Htb(m) 14.5 ω(m2)
0.8 23 0.689 3.65 11.02467.4
0.6 11 0.427 4.1
12.8145.65
0.2515 0.099 4.05 0.39661.5
32
3.3
105.6
100
0.9
114.25

∑

∆B

H

5/3
tb

(m)

29.304
281.376
445.371
667.739
759.127
803.735
Q(m3)
818.235
829.259
56
842.069
56
842.465
56
56
56

α=
0.332
0.332
0.332
0.332
0.332
0.332
υ(m/s)

0.332
0.332
0.83
0.332
1.226
0.332
0.911
0.53
0.49

Q(b)(m3)
9.729
93.417
147.863
221.689
252.03
266.84
271.654
275.314
279.567
280


+ Mặt cắt 2-2: α2 = =
∆B

1
2
3
4

5
6
7
8
9
10
11

(m

)
14
26STT
261
142
123
144
305
19
21
20
10

Htb(m)
0.5
1.2
1.65
1.75
2.2
2.1

1.3
1.15
0.75
0.2
0.1

280
297.039

= 0.943

Htb5/3(m)
0.315

∆B

H

5/3
tb

4.41

(m)

∑

2.304
2.541
3.721

3.444
1.548
1.262
0.019
0.068
0.022

H

5/3
tb

(m)

4.41 3
Q(m )
39.64
0.95 59.904 48.5
56
99.544
135.118
1.8 35.574 49.5
56
176.446
2.15 41.328 28.6
56
1.75 48.216 51.25 224.662
56
0.75 46.44 61.975 271.102
56

23.978
295.08
0.399
295.479
1.36
296.839
0.2
297.039

2
∆B(m)
1.355 Htb(m)35.23 ω(m )

42
30
12
25
89

∆B

α=

Q(b)(m3)

0.943

4.159
37.381
93.869

127.416
166.389
211.856
255.649
278.260
278.637
279.919
280

υ(m/s)
0.943

1.154
0.943
0.943
1.131
0.943
1.958
0.943
1.093
0.943
0.904
0.943
0.943
0.943
0.943


+ Mặt cắt 3-3: α3 = =
∆B

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

(m)

Htb(m)

280
355.563

= 0.787

Htb5/3(m)

8
0.2
0.068
16
0.65
0.488

STT
∆B(m)
55
1.1
1.172
141
1.2 81 1.355
162
1.15 93 1.262
323
1 44
1
404
0.7 26 0.552
305
0.4 28 0.217
32
1.8
2.664
28
2.1
3.444
5
0.4
0.217

∆B

5/3

Htb (m)

0.544
7.808
Htb(m) 64.694ω(m2)
1
18.9761.2
1.05 20.19283.7
32 51.7
0.35
22.08
2.9
61.75
6.51
2.4
78.25
85.248
96.432
1.085

∑

∆B

H

5/3
tb

(m)

0.544
8.352 3
Q(m )
73.046
56
92.016
112.208
56
144.208
56
166.288
56
172.798
56
258.046
354.478
355.563

α=

Q(b)(m3)

0.787
0.787
υ(m/s)
0.787
0.915
0.787
0.787

0.669
0.787
1.083
0.787
0.907
0.787
0.716
0.787
0.787
0.787

0.428
6.573
57.487
72.417
88.308
113.492
130.869
135.992
203.082
278.974
280


+ Mặt cắt 4-4: α4 = =
∆B

1
2
3

4
5
6
7
8
9
10
11

(m)

6
14
46
40STT
581
282
163
264
325
14
12

Htb(m)

280
353.619

= 0.792

Htb5/3(m)

0.45
0.264
0.75
0.619
1.7
2.421
1.75 ∆B(m)
2.541
0.45 49 0.204
0.15 25 0.042
0.15 34 0.042
0.4 126 0.217
1.65 58 2.303
1.65
2.303
0.3
0.134

∆B

H

5/3
tb

(m)

∑

1.584
8.666
111.366
Htb(m)101.64ω(m2)
0.75 15.32749.5
1.5 1.176 59.75
1.4 0.672 54.1
0.8 5.672 49.558
2.5 73.69653.33
32.242
1.608

∆B

5/3

Htb (m)

1.584
10.25
121.6163
Q(m )
223.256
56
238.583
239.759
56
240.431
56

246.073
56
319.769
56
352.011
353.619

α=

Q(b)(m3)

0.792
0.792
0.792
υ(m/s)
0.792
1.131
0.792
0.792
0.937
0.792
1.035
0.792
1.13
0.792
1.05
0.792
0.792

1.255

8.118
96.319
176.819
188.958
189.889
190.421
194.889
253.257
278.793
280


+ Mặt cắt 5-5: α5 = =
∆B

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

(m)

6
28

36
28STT
181
162
323
524
125
15

Htb(m)

280
427.286

= 0.655

Htb5/3(m)

∆B

Htb5/3(m)

∑

0.4
0.217
1.302
1.05
1.085
30.38

1
1
36
2
0.45 ∆B(m)0.264 Htb(m) 7.392 ω(m )
0.35 163 0.174 0.5
3.132 117.475
0.4 15 0.247 1.7
3.472 31.25
0.85 20 0.763 2.3 24.41645
2.3 18 4.008 3
208.41651.3
2.95 28 6.068 1.4 72.81651.6
1.8
2.664
39.96

∆B

Htb5/3(m)

1.302
31.682
67.682 3
Q(m )
75.074
56
78.206
81.678
56

106.094
56
314.51
56
387.326
56
427.286

α=

Q(b)

0.655
0.655
0.655
υ(m/s)
0.655
0.477
0.655
0.655
1.792
0.655
1.244
0.655
1.092
0.655
1.085
0.655

0.853

20.752
44.332
49.173
51.225
53.499
69.492
206.004
253.698
280


+ Mặt cắt 6-6: α6 = =
∆B

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

(m)

5
16
16

STT
26
1 30
2 26
3 28
4 34
5 30
11

280
690.021

= 0.406

Htb

Htb5/3

∆B

0.05
0.25
0.35
∆B(m)
0.45
121
0.7
1
13
2.45

13
3.4
14
3.3
59
1.85

0.007
0.099
0.174
Htb(m)
0.264
0.6
0.552
12.1
4.453
2.6
7.688
3.1
7.315
3.5
2.788

0.035
1.584
2.784 2
6.864ω(m )
16.5660.5
26 29.65
124.684

34.45
261.392
44.8
219.45
100.5
30.668

Htb5/3

∑

∆B

Htb5/3

0.035
1.619
4.403 3
Q(m )
11.267
56
27.827
53.827
56
178.511
56
439.903
56
659.353
56

690.021

α=
0.406
0.406
0.406
υ(m/s)
0.406
0.926
0.406
0.406
1.889
0.406
1.626
0.406
1.25
0.406
0.557
0.406

Q(b)
0.014
0.657
1.788
4.574
11.298
21.854
72.475
178.6
267.697

280


+ Mặt cắt 7-7: α7 = =
∆B

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

(m)

14
16
16
STT
14
1 14
2 14
3 26
4 16
5 16
6

280
301.12

= 0.932

Htb

Htb5/3

0.15
0.4
0.85
∆B(m)
1.1
64
1.2
1.9
13
2.55
7
2
17
1.45
50
0.8

0.042
0.217
0.763

Htb(m)
1.17
1.05
1.36
2.92
1.8
4.76
2.4
3.18
2.9
1.86
2.2
0.689

∆B

Htb5/3

0.6
3.472
12.208 2
16.38ω(m )
19.0476.05
40.8832.3
123.76
30.5
50.8849.3
29.76114.3
4.134

∑

∆B

Htb5/3

0.6
4.078
16.286 3
Q(m )
32.666
56
51.706
92.586
56
216.346
56
267.226
56
296.986
56
301.12

α=
0.932
0.932
0.932
υ(m/s)
0.932
0.736

0.932
0.932
1.734
0.932
1.836
0.932
1.136
0.932
0.49
0.932

Q(b)
0.559
3.801
15.179
30.445
48.19
86.29
201.634
249.055
276.791
280


PHẦN II: DỰ BÁO BIÊN DẠNG LÒNG SÔNG
I/ Biến dạng của bó dòng:
1. Phương trình biến dạng:
Phương trình biến dạng cho một bó dòng bề rộng Ab (Ab đủ nhỏ để lưu lượng bùn
cát và bề mặt đáy sông ít thay đổi theo phương ngang):
bi +1

∫

bi

∂z 0 
 ∂q s
+
(
1
+
ε
)
 ∂l
db = 0
∂
t



∂Qsbd
∂z
+ (1 − ε )∆b 0 = 0
∂l
∂t

; bi+1 – bi =

Trong đó: Qsbd là lưu lượng bùn cát của bó dòng.
là hệ số rỗng của bùn cát.

2. Dự báo biến dạng:
- Thực hiện dự báo biến dạng cho một bó dòng thực chất là giải phương trình (*).
Dùng phương pháp sai phân ta có:
Qsbd = ∆b.qs


3

qs = 0.015

∆btb =

U 
  d (U − U 0 )
U0 

∆bi +1 + ∆bi
2

Trong đó:
∆b là bề rộng bó dòng.
∆btb là bề rộng bó dòng trungbình trên một đoạn sông.
qs là lưu lượng đơn vị bùn cát trên một thuỷ trực.
- Khi đó vận tốc biến dạng trong phạm vi bó dòng và 2 mặt cắt i, i+1 được xác
định như sau

∆Q sbd 864 .10 4
∆z
=−
.

∆t
∆l (1 − ε ) ∆btb
Nếu ∆z < 0 xói.

(cm/ ngày)

Nếu ∆z > 0 bồi.
a- Dự báo bồi xói cho từng bó dòng:
Tĩm đường kính hạt ta sẽ nội suy dựa theo bảng cấp phối hạt:
Đường kính
0.063 0.09
hạt(mm)
p%
0.15
9.98
d50% = 0.165 mm

0.125 0.18 0.25
13.25 63.68 85.14

0.35 0.5
1
2
97,4 99.37 99.62 100

d90% = 0.29 mm
Tìm vận tốc khởi động của bùn cát theo công thức Gôntrarôp:

U

0

= 0.96 gd 0.4 (d 50%

 h
+ 0.014) 0.6 
 d 50%





0.2

 d 50%

 d 90 %





0.2


Tìm độ lỗ rỗng theo công thức: =
*) Xác định qs :
+ Nếu

d

> 2.10 − 4
h

n
= 0.23
100 − n

dùng công thức Lê-vi:
3

qs = 0.00076
+ Nếu

0.25
 U 

 d (U − U 0 ) d 
 gd 
h



d
< 5.10 − 4
h
U

U0

dùng công thức Grisanhim:

3


 d (U − U 0 )


qs =0.015
-Xác định htb của bó dòng
-Xác định s = .qs
m

∑ ∆Q
p =1

si

-Xác định Qs=
-Các kết quả được ta lập thành bảng tính, như sau:
Bảng 1: Mặt cắt 1-1
Bó dòng

Htb (m)

U (m/s)

Uo (m/s)

1
2

3
4
5

3.65
4.1
4.05
3.3
0.9

0.83
1.226
0.911
0.53
0.49

0.5207689
0.5330196
0.5317132
0.5103748
0.3935817

qs.(10-6)
(m2/s)
3.76
25.30
5.72
0.07
0.56

∆b(m)
23
11
15
32
100

Qsbd.(10-3)
(m2/s)
0.086
0.278
0.086
0.002
0.056

Bảng 2: Mặt cắt 2-2
Bó dòng

Htb (m)

U (m/s)

Uo (m/s)

1
2
3

0.95
1.8

2.15

1.154
1.131
1.958

0.3978608
0.4521067
0.4684617

qs.(10-6)
(m2/s)
55.35
31.89
326.28

∆b(m)
42
30
12

Qsbd.(10-3)
(m2/s)
2.325
0.957
3.915


4
5

1.75
0.75

1.093
0.904

0.4495666
0.3794886

27.74
21.27

25
89

0.693
1.893

∆b(m)

Qsbd.(10-3)
(m2/s)
1.47
0.329
3.67
0.194
0.067

Bảng 3: Mặt cắt 3-3

Bó dòng

Htb (m)

U (m/s)

Uo (m/s)

1
2
3
4
5

1
1.05
0.35
2.9
2.4

0.915
0.669
1.083
0.907
0.716

0.4019633
0.4059049
0.3258367
0.4973545

0.4788822

qs.(10-6)
(m2/s)
18.15
3.53
83.41
7.45
2.38

81
93
44
26
28

Bảng 4: Mặt cắt 4-4
Bó dòng

Htb (m)

U (m/s)

Uo (m/s)

1
2
3
4
5

0.75
1.5
1.4
0.8
2.5

1.131
0.937
1.035
1.13
1.05

0.3794886
0.4359179
0.4299442
0.3844186
0.482808

qs.(10-6)
(m2/s)
59.68
14.93
25.32
56.81
17.5

∆b(m)
49
25

34
126
58

Qsbd.(10-3)
(m2/s)
2.924
0.373
0.861
7.158
1.015

Bảng 5: Mặt cắt 5-5
Bó dòng

Htb (m)

U (m/s)

Uo (m/s)

1

0.349929
4
0.446967
8
0.474823
3
0.500738

0.477

0.232751

2
3
4

qs.(10-6)
(m2/s)

∆b(m)
163

0.97
1.792

0.297295

0.157
15

260.04
1.244
1.092

0.315823
0.33306

Qsbd.(10-3)
(m2/s)

3.901
20

41.50
18.40

18

0.83
0.331


5

2
0.429944
2

1.085

0.285972

28
31.58

0.884

Bảng 6: Mặt cắt 6-6
Bó dòng

Htb (m)

U (m/s)

Uo (m/s)

1
2
3
4
5

0.6
2.1
2.6
3.1
3.5

0.926
1.889
1.626
1.25
0.557

0.3629248
0.4662623
0.4866101

0.5040328
0.5164164

qs.(10-6)
(m2/s)
28.06
283.83
127.53
34.13
0.15

Qsbd.(10-3)
(m2/s)
3.395
3.69
1.658
0.478
0.009

∆b(m)
121
13
13
14
59

Bảng 7: Mặt cắt 7-7
Bó dòng

Htb (m)

U (m/s)

Uo (m/s)

1
2
3
4
5

1.05
1.8
2.4
2.9
2.2

0.736
1.734
1.836
1.136
0.49

0.4059049
0.4521067
0.4788822
0.4973545
0.4706206

qs.(10-6)

(m2/s)
5.90
216.97
229.44
22.83
0.07

Qsbd.(10-3)
(m2/s)
0.378
2.821
1.606
0.388
0.003

∆b(m)
64
13
7
17
50

Từ các giá trị Qsbd vừa tìm được ta dự báo biến dạng cho các bó dòng. Cụ thể ta lập bảng
tính rồi lập biểu đồ như sau.:
Bảng 8: Bó dòng 1
Đoạn
1-2
2-3
3-4
4-5

5-6
6-7

Qi.10-3
(m3/s)
0.086
2.325
1.47
2.924
0.157
3.395

Qi+1.10-3
(m3/s)
2.325
1.47
2.924
0.157
3.395
0.378

∆Qsbd
(m3/s)
2.239
-0.855
1.454
-2.767
3.238
-3.017

∆Bi(m)

∆Bi+1(m)

∆B(m)

∆L(m)

23
42
81
49
163
121

42
81
49
163
121
64

32.5
61.5
65
106
142
92.5

300

236
164
200
264
132

z0.(10-3)
(m/ngđ)
-25.8
6.61
-15.3
14.65
-9.69
27.73

Kết
luận
xói
bồi
xói
bồi
xói
bồi


Bảng 9 : Bó dòng 2
Đoạn
1-2
2-3
3-4

4-5
5-6
6-7

Qi.10-3
(m3/s)
0.278
0.957
0.329
0.373
3.901
3.69

Qi+1.10-3
(m3/s)
0.957
0.329
0.373
3.901
3.69
2.821

∆Qsbd
(m3/s)
0.679
-0.628
0.044
3.528
-0.211
-0.869

∆Bi(m)

∆Bi+1(m)

∆B(m)

∆L(m)

11
30
93
25
15
13

30
93
25
15
13
13

20.5
61.5
59
20
14
13

296
244
176
232
260
136

z0.(10-3)
(m/ngđ)
-12.6
4.696
-0.48
-85.3
6.504
55.15

Kết
luận
xói
bồi
xói
xói
bồi
bồi


Bảng 10 : Bó dòng 3
Đoạn
1-2
2-3

3-4
4-5
5-6
6-7

Qi.10-3
(m3/s)
0.086
3.915
3.67
0.861
0.83
1.658

Qi+1.10-3
(m3/s)
3.915
3.67
0.861
0.83
1.658
1.606

∆Qsbd
(m3/s)
3.829
-0.245
-2.809
-0.031
0.828

-0.052

∆Bi(m)

∆Bi+1(m)

∆B(m)

∆L(m)

15
12
44
34
20
13

12
44
34
20
13
7

13.5
28
39
27
16.5
10

296
264
200
228
272
132

z0.(10-3)
(m/ngđ)
-108
3.719
40.41
0.565
-20.7
4.42

Kết
luận
xói
bồi
bồi
bồi
xói
bồi


Bảng 11 : Bó dòng 4
Đoạn
1-2

2-3
3-4
4-5
5-6
6-7

Qi.10-3
(m3/s)
0.002
0.693
0.194
7.158
0.331
0.478

Qi+1.10-3
(m3/s)
0.693
0.194
7.158
0.331
0.478
0.388

∆Qsbd
(m3/s)
0.691
-0.499
6.964
-6.827

0.147
-0.09

∆Bi(m)

∆Bi+1(m)

∆B(m)

∆L(m)

32
25
26
126
18
14

25
26
126
18
14
17

28.5
25.5
76
72
16

15.5

296
272
168
200
260
136

z0.(10-3)
(m/ngđ)
-9.19
8.073
-61.2
53.2
-3.97
4.791

Kết
luận
xói
bồi
xói
bồi
xói
xói


Bảng 12 : Bó dòng 5
Đoạn

1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7

Qi.10-3
(m3/s)
0.056
1.893
0.067
1.015
0.884
0.009

Qi+1.10-3
(m3/s)
1.893
0.067
1.015
0.884
0.009
0.003

∆Qsbd
(m3/s)
1.837
-1.826
0.948

-0.131
-0.875
-0.006

∆Bi(m)

∆Bi+1(m)

∆B(m)

∆L(m)

100
89
28
58
28
59

89
28
58
28
59
50

94.5
58.5
43
43

43.5
54.5

296
248
164
204
260
140

z0.(10-3)
(m/ngđ)
-7.37
14.12
-15.1
1.676
8.681
0.088

Kết
luận
xói
bồi
xói
bồi
bồi
bồi


II/ Biến dạng của cả lòng sông:

1) Phương trình biến dạng:
Ngoài việc dự báo chi tiết ở mức bó dòng, trong thực tế người ta còn dự báo biến
dạng cho cả lòng sông. Phương trình biến dạng cho toàn bộ mặt cắt lòng sông:
b1 ( t )

∂z0 
 ∂q sl
+
(
1
−
ε
)
∫b (t )  ∂l
db = 0
∂
t

2
b2 ( t )

∂qs
 ∂t ' ∂ω 
+
(
1
−
ε
)
∫b (t ) ∂l

 B ∂t − ∂t  = 0


1

∂Qs
 ∂t ' ∂ω 
+ (1 − ε ) B −  = 0
∂l
 ∂t ∂t 

=>
Trong đó :
B1(t), b2(t) là tọa độ 2 bờ sông.
B= b2 – b1 là bề rộng sông.

1
3

là hệ số rỗng của bùn cát ( thường lấy bằng )
Qs là lưu lượng bùn cát của toàn bộ lòng sông.
2) Dự báo biến dạng :
Trong trường hợp tổng quát, khi lòng sông bị biến dạng do bồi hoặc xói thì các yếu
tố thủy lực của dòng chảy cũng thay đổi theo, phụ thuộc vào thời gian do điều kiện
∆t

thủy văn. Chia khoảng thời gian cần dự báo T thành các khoảng thời gian đủ
nhỏ sao cho các đặc trưng thủy lực của dòng chảy thay đổi không đáng kể.

∂Qs
∂ω
− (1 − ε ) = 0
∂l
∂t

Khi đó ta có:
(*’)
Q = U.w
Từ phương trình (*’), dùng phương pháp sai phân ta có:

∆Qs
∆ω
− (1 − ε ) = 0
∆l
∆t
∆Qs
∆ω
=
∆t ∆l (1 − ε )


Trong đó:
∆Qs là độ chênh lưu lượng bùn cát lòng sông giữa 2 mặt cắt: ∆Qs = Qi+1- Qi
∆l là khoảng cách giữa 2 mặt cắt
∆w là biến dạng diện tích lòng sông.
∆t là khoảng thời gian dự báo biến dạng.
Btb là bề rộng sông trung bình của đoạn sông.
∆z0tb là biến dạng đáy trung bình trên đoạn sông giữa 2 mặt cắt.
a) Bùn cát có kích thước lớn:

Công thức tính lưu lượng bùn cát của Lêvi:
3

0.25
 U 
d


 d (U − U 0 ) 
q s = 0.0076
 gd 
h



Trong đó: U là vận tốc trung bình của mặt cắt.
ω0 =

Q
U0

-U0 là lưu tốc không xói,
-

ω0

là diện tích mặt cắt không xói.

Thực hiện phép tích phân bề rộng sông và thay B=

ω
htb

có :


5

k1  ω  d  Q 4
1 −  
Qs =
3
( gd ) 2  ω 0  htb  ω 3
4

k1 là hệ số hiệu chỉnh, lấy bằng 0.0008
Giả thiết sự thay đổi độ sâu rất nhỏ so với bản than độ sâu nên:
d
= const
ω 0 = const
htb

;

5

Đặt

4

k1  d 
  = const
D1 =
3
( gd ) 2  htb 

Q4
Qs = D1 3
ω


ω
1 −
 ω0

suy ra:





b, Bùn cát có kích thước nhỏ:
Công thức tính lưu lượng bùn cát trên một thủy trực của Brown:

Φ=

40
ϕ3

Lấy tích phân theo bề rộng sông có:

3

 ρ  ω0
 2 (htb I ) 3 B
Qs = 40k 2 
 ρs − ρ  d
k
Qs = 40 26
k3

3

 ρ  ω0 B 2Q 6

 3
7
ρ
−
ρ
 s
 g d ω

Trong đó:
B

1
k2 =
h 3 db
3 ∫
B.htb 0

÷

với sông có dạng parabol k2 = 1.5.

k3 = 6 7
ρ

là khối lượng riêng của nước.