Sổ tay thủy văn cầu đường - Dự báo quá trình diễn biến lòng sông part 2 potx

Các yếu tố trên mặt cắt ngang Mặt cắt ngang lòng sông được tạo thành do kết quả của quá trình tác động tương hỗ giữa dòng nước và lòng dẫn với các điều kiện địa hình, địa chất của nó, c

cong có chiều dài lớn, bán kính cong bé, tạo thành hình nút thắt với eo sông hẹp,

thì gọi là vòng sông

Hình 6-4a thể hiện một đoạn sông uốn khúc, hình 6-4b thể hiện một vòng sông

Hình 6-4: a) Đoạn sông Hồng từ Hà Nội đến Hưng Yên;

b) Vòng sông Hữu Chung trên sông Luộc

Chú ý rằng, sự phân loại trên thích hợp trong điều kiện vận động hoàn toàn

tự do của dòng sông, không bị cưỡng bức tự nhiên hoặc nhân tạo Đối với một

đoạn sông, loại hình sông có thể chuyển đổi khi có sự thay đổi lớn của các điều kiện ảnh hưởng Sự chuyển đổi diễn ra theo một quá trình và có thể theo một chu

kỳ nào đó

6.2.2 Các yếu tố trên mặt cắt ngang

Mặt cắt ngang lòng sông được tạo thành do kết quả của quá trình tác động tương hỗ giữa dòng nước và lòng dẫn với các điều kiện địa hình, địa chất của

nó, chịu ảnh hưởng rất lớn của hình dạng và cấu trúc thung lũng sông

a ở vùng rừng núi

Nơi dòng chảy tạo lòng sông bằng tác dụng chủ yếu là cắt gọt, xâm thực địa hình nguyên sinh, thì mặt cắt ngang thường có hình dạng chữ V hoặc chữ U phát triển không hoàn toàn như hình 6-5 thể hiện

Hình 6-5: Mặt cắt ngang lòng sông miền núi

Trong trường hợp này, hai bờ sông thường dốc, mặt dốc thẳng hoặc cong ở nơi có địa chất phân tầng và tính năng chống xói khác nhau, xuất hiện mặt cắt ngang dạng bậc thang, giữa có đáy và bờ không có ranh giới rõ rệt

Mặt cắt ngang lòng sông miền núi có mặ t nước hẹp, giữa các mùa nước lòng sông thường không có phân giới địa hình Trong một số đoạn có bãi bên bằng cuội, sỏi Mực nước mùa kiệt thường ngang với cao trình đỉnh bãi cuội, sỏi đó

Tỷ lệ chiều rộng và chiều sâu trong mặt cắt ngang sông vùng núi thường nhỏ xa 100, có chỗ chỉ 10  20 Tỷ lệ đó, ở nơi thung lũng hẹp thường giảm nhỏ khi mực nước lên cao, ở những nơi khác không thay đổi nhiều, khi mực nước lên xuống

b ở vùng đồng bằng trầm tích

Mặt cắt ngang thung lũng sông thường có độ dốc thoải, dốc và đáy khó phân biệt, chỉ nhận thấy phân giới ở những vùng hẹp Các yếu tố mặt cắt ngang dòng sông đồng bằng được thể hiện trên hình 6-6

Đặc điểm rõ nhất của mặt cắt ngang sông đồng bằng là có thềm bãi sông rộng, chỉ bị ngập trong mùa lũ Trong thời gian nước lũ tràn bãi, bùn cát bồi lắng tập trung ở dải gần bờ, nên mặt bãi có độ dốc ngang: sát bờ địa thế cao như một tuyến đê tự nhiên, càng xa mặt bãi càng thấp, hình thành vùng ao hồ, đầm lầy

Trên mặt cắt ngang lòng sông đồng bằng có thể nhận biết các cấp bậc lòng sông mùa nước Cao trình mép bãi bên ngang với mực nước mùa kiệt; cao trình thềm bãi sông ngang với mực nước mùa trung (ứng với lưu lượng tạo lòng); mùa

lũ, mực nước cao hơn mặt bãi sông, nếu có đê, dòng nước chảy giữa hai tuyến đê

Phần lòng sông dưới mực nước mùa kiệt gọi là lòng sông mùa kiệt, phần lòng sông giữa mực nước kiệt và cao trình mặt bãi sông gọi là lòng sông mùa nước trung, phần lòng sông trên mặt bãi sông gọi là lòng sông mùa lũ

Chú ý rằng, mặt cắt ngang được xác định vuông góc với phương dòng chảy, nhìn từ thượng lưu về hạ lưu Vì vậy, ở những đoạn sông phân lạch, mặt cắt ngang

có thể không cùng nằm trên một đường thẳng mà trên một đường gẫy khúc Mặt cắt ngang được vẽ trên cơ sở những số liệu đo đạc định kỳ tại các mặt cắt cố định hoặc từ các bình đồ có điểm đo đủ dày, tỷ lệ 1:5000 hoặc lớn hơn

Mặt cắt ngang lòng sông thường có hình dạng phức tạp, độ sâu biến đổi nhiều trên phương ngang Độ sâu trung bình mặt cắt dưới một mực nước nào đó

1.2.3 - Mực nước mùa lũ, mùa trung, mùa kiệt;

4 - Dốc thung lũng dạng bậc trầm tích;

5 - Phân giới giữa dốc thung lũng và bãi sông;

6 - Bãi sông; 7 - Bãi bên; 8 - Mép bờ ; 9 - Đê;

10 - Tầng trầm tích; 11 - Đá gốc

Hình 6-6: Mặt cắt ngang sông đồng bằng

những đoạn sông rộng và nông, độ sâu trung bình thường được dùng để thay thế cho bán kính thủy lực trong tính toán gần đúng

6.2.3 Các yếu tố trên mặt bằng

Mặt bằng lòng sông được thể hiện trên các bình đồ khảo sát theo các tỷ lệ quy định, được xác định bằng các đường đồng mức địa hình (theo một hệ thống cao đạc chuẩn), trên nước và dưới nước Trong bình đồ để nghiên cứu lòng sông,

đường đồng mức có độ chênh cao lớn nhất là 1 m

Các yếu tố trên mặt bằng của lòng sông bao gồm: Đường trũng, trục động lực, chiều dài, hệ số uốn khúc, bán kính cong các khối bồi lắng và lạch sâu

a Đường trũng là đường cong trơn thuận, đi qua các điểm thấp nhất của đáy

sông theo lạch chính

b Trục động lực là đường cong nối các điểm có lưu tốc trung bình thủy trực

lớn nhất qua các mặt cắt, thường được coi là gần đúng theo đường có lưu tốc mặt lớn nhất Trục động lực thường bám sát đường trũng, nhưng có những nơi tách rời nhau, vì ngoài yếu tố độ sâu, lưu tốc còn phụ thuộc độ dốc và hệ số nhám Các mùa nước khác nhau có trục động lực khác nhau, có khi lệch xa nhau khá xa, thậm chí gần vuông góc với nhau

c Chiều dài của đoạn sông thường được tính theo đường trũng (trong mùa lũ

thường tính theo chiều dài tuyến đê)

d Tỷ số giữa chiều dài của đoạn sông và chiều dài đoạn thẳng nối trực tiếp hai

điểm đầu và cuối của đoạn sông gọi là hệ số uốn khúc Trong một khúc cong, hệ số

uốn khúc lớn hơn 3 được gọi là vòng sông

e Bán kính cong có ý nghĩa trong đường thủy là bán kính cong của đường tim

lạch tầu, thường được thay bằng bán kính cong đường trũng tại đỉnh cong Khi nghiên cứu quan hệ hình thái lòng sông, bán kính cong thường đo theo trục hình học lòng sông, tức là đường chia đôi chiều rộng mặt nước ngang thềm bãi sông

f Phần lòng sông thấp hơn độ sâu trung bình mặt cắt toàn đoạn thì gọi là lạch

sâu Trên bình đồ thường được nhận ra bởi các đường đồng mức khép kín có mật

độ dày Trên các sơ đồ, khu vực lạch sâu thường được gạch chéo Trên cùng một mặt cắt ngang có thể có nhiều lạch sâu, nhưng chỉ có một lạch sâu nằm trên đường

trũng, gọi là lạch sâu chính Lạch sâu chính không nhất thiết là lạch có độ sâu lớn

nhất Trong các trường hợp như trong hình 6-7 thể hiện, các đoạn lạch sâu không

nằm trên đường trũng gọi là lạch thừa hoặc lạch cụt

4 1

3

1- Doi cát; 2- Bãi bên; 3- Bãi giữa; 4- Ngưỡng cạn

Hình 6-8: Doi cát

1

2

1

1 2

1 - Lạch sâu chính; 2 - Lạch thừa

Hình 6-7: Lạch sâu chính và lạch thừa

g Các khối bồi lắng liền một phía bờ, cao trình thấp, ít có thực vật sinh

trưởng gọi là bãi bên Hầu hết bãi bên có đường viền ngoài cong thoải như hình

lưỡi trai Khi bãi bên có phần ngoài nhỏ hẹp

kéo dài song song với bờ, nhưng không liền

bờ như trong hình 3-8 thể hiện thì gọi là doi

cát

h Các khối bồi lắng giữa hai lạch sâu

và không liền bờ gọi là bãi giữa Bãi giữa có

cao trình thấp, ngang với cao trình bãi bên

không có thực vật sinh trưởng thì gọi là bãi

giữa non Bãi giữa có cao trình ngang với bãi

tràn hai bên bờ, có thực vật sinh trưởng gọi là

bãi đảo

i Các khối bồi lắng nối liền hai bờ, hoặc nối liền một bờ và bãi giữa, hoặc

nối liền hai bãi bên, ngăn cách hai lạch sâu thượng, hạ lưu, gọi là ngưỡng cạn

Ngưỡng cạn có nhiều loại, sẽ được thảo luận chi tiết ở các phần sau Trong sơ đồ,

các khối bồi lắng được biểu thị bằng vùng các dấu chấm nhỏ

6.2.4 Các yếu tố trên mặt cắt dọc

Mặt cắt dọc lòng sông được vẽ theo đường trũng Đường đáy sông vẽ chi

tiết thì rất phức tạp, cao trình biến đổi trong một biên độ rất lớn, có khi hàng chục

mét, vực sâu đỉnh cạn xen kẽ nhau theo hình răng cưa không đều Nếu vẽ mặt cắt

dọc lòng sông từ nguồn đến cửa, đáy sông trung bình có dạng một đường cong lõm

như hình 6 - 9 thể hiện

Độ dốc dọc đáy sông ở vùng đầu nguồn rất lớn và giảm dần về hạ du Do

đó, sông thượng du (vùng I) quá trình xói sâu chiếm ưu thế, sông vùng hạ du (vùng

III) quá trình bồi đắp chiếm ưu thế, sông vùng trung du (vùng II), tương đối ổn

định

Z(m)

z

2

MN mùa lũ

MN mùa kiệt

Mực nước mùa lũ Mực nước mùa kiệt