Lập bình đồ dòng chảy và dự báo biến dạng cho đoạn cạn trung mầu sông đuống

Dự báo biến dạng cho cả lòng sông: - Cơ sở lý thuyết của dự báo bồi xói cho cả lòng sông.. - Xác định tốc biến dạng của các đoạn sông.. Để dự báo về biến dạng của lòng sông chúng ta biết

Trang 1

Sinh viên: Case Study_1233456 Trang 1

Nhiệm vụ bài tập lớn

1 Số liệu ban đầu:

1.1 Bình đồ: Đoạn cạn Trung Mầu sông đuống.

Trang 2

1.3 Địa chất:

Đường kính

hạt(m) 63 90 125 180 250 355 500 1000 2000P% 0,51 8,98 13,2 63,7 85,1 97,4 99,4 99,6 99,8

2 Yêu cầu:

2.1 Nội dung:

Thời hạn(tuần thứ) Thực hiện

Chương II 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 lư u lượng bùn cát cho bó dòng

- Xác định tốc độ bồi xói ban đầu

- Vẽ đồ thị biến dạng của các bó dòng

- Biểu diễn bồi xói trên bình đồ

2.2 Dự báo biến dạng cho cả lòng sông:

- Cơ sở lý thuyết của dự báo bồi xói cho cả lòng sông

- Xác định l ưu lượng bùn cát của các mặt cắt

- Xác định tốc biến dạng của các đoạn sông

- Vẽ đồ thị biến dạng của đoạn sông

4 Hoàn thiện và nộp

2.2.Quy cách:

2.2.1 Nêu ngắn gọn lí thuyết áp dụng trước khi tính

2.2.2 Các hình vẽ minh hoạ, 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 Nếu áp dụng tin học trong tính toán, phải đưa vào phụ lục

Trang 3

2.2.5 Thuyết minh khổ A4, bìa nilon, các đồ thị vẽ bằng ACAD, bao gồm cácphần theo trình tự sau:

- Bìa ngoài;

- Nhiệm vụ bài tập lớn;

- Mục lục;

- Nội dung tính toán;

- Phụ lục tính toán (nếu áp dụng tin học);

- Tài liệu tham khảo

Trang 4

Mục đích:

Khi nghiên cứu về một dòng sông chúng ta phải đưa ra dự báo về sự biếndạng của lòng sông Để dự báo về biến dạng của lòng sông chúng ta biết được lưulượng bùn cát trong sông, để biết được lưu lượng bùn cát trong sông cần phải đitìm vận tốc chảy của dòng sông Việc lập bình đồ dòng chảy sẽ giúp chúng ta tìm

được vận tốc chảy của dòng sông

*

Trang 5

Sinh viªn: Case Study_1233456 Trang 5

Trang 6

- Độ dốc dọc của lòng sông Ilvà độ nhám n không đổi theo phương ngang

- Vận tốc dòng chảy ít biến đổi theo chiều dài

gIl -W

2g

C2H = 0Lưu lượng trên một thuỷ trực: q = W H

= Q' với  = Q

Q' =

Il

nQ' 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:

- B1: Chia đoạn sông thành các đoạn bởi các mặt cắt sao cho sự biến đổi củalòng sông giữa hai mặt cắt được coi là tuyến tính

- B2: Vẽ các mắt cắt tương ứng với 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 làtuyến tính, bề rộng của dải không nhất thiết phải bằng nhau

+ Vẽ đường luỹ tích lưu lượng

Trang 7

- B4: Chia lòng sông thành các bó dòng có lưu lượng bằng nhau:

Q

 = Q

NChia tung độ thành khoảng bằng nhau, gióng sang bình đồ được các bó dòng

- Đặc điểm: Lưu lượng của bó dòng không đổi

- Nguyên tắc lập bình đồ dòng chảy: Xét nhiều mặt cắt dọc theo chiều dòngchảy, trên mỗi mặt cắt chia thành các mảnh sao cho lưu lượng trên mỗi mãnh bằnglưu lượng quy định của mỗi bó dòng (ví dụ: Q/5), vị trí các mảnh đó là vị trí các bódòng, 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 4 mặt cắt)

+ Mặt cắt 2- 2: 2= Q

Q' =

1515.2074562.973 = 0.332+ Mặt cắt 3- 3: 3= Q

Q' =

1515.2074834.765 = 0.313+ Mặt cắt 4- 4: 4= Q

Q' =

1515.2072617.577 = 0.579

Trang 8

A B

C D

Trang 9

400 300

200 100

Q(m3/s)

A B

C D

Trang 10

Sinh viªn: Case Study_1233456 Trang10

400 300

200 100

Q(m3/s)

A B

C D

Trang 11

400 300

200 100

B

A

C D

Trang 12

Trang 13

phÇn ii: dù b¸o biÕn d¹ng lßng s«ng

i

db t

z l

1()

Q t

10.864

Trang 14

Sinh viên: Case Study_1233456 Trang14

- Độ biến dạng của đáy sông trong khoảng thời gian t cho trước được xác

định theo công thức:

b l

t Q z

10.864

a- Dự báo bồi xói cho từng bó dòng:

*Tìm đường kính hạt ta sẽ nội suy dựa theo bảng cấp phối hạt:

Đường kính

hạt(m) 63 90 125 180 250 355 500 1000 2000P% 0,51 8,98 13,2 63,7 85,1 97,4 99,4 99,6 99,8

h d

gd

U o

% 90

% 50

2 , 0 2

, 0 6

, 0 4

,

96,0

Tìm độ lỗ rỗng theo công thức:

n100

3

)(

.00076,

015,

3

0

U U d U

Trang 15

h tb (m

U o (m/s )

q s (10 -6 ) (m 2 /s) b(m) Q sbd (10 -3 )

h tb (m

U o (m/s )

q s (10 -6 ) (m 2 /s) b(m) Q sbd (10 -3 )

h tb (m

U o (m/s )

q s (10 -6 ) (m 2 /s) b(m) Q sbd (10 -3 )

h tb (m

U o (m/s )

q s (10 -6 ) (m 2 /s) b(m) Q sbd (10 -3 )

Trang 16

Sinh viên: Case Study_1233456 Trang

16

Từ các giá trị của Qsbd vừa tìm được ta dự báo biến dạng cho từng bó dòng

Cụ thể ta lập bảng tính rồi lập biểu đồ như sau:

Bảng 6: Bó dòng 1

-3 ) (m 3 /s)

Q i+1 (10 -3 ) (m 3 /s)

1-2 14,478 3,138 -11,340 114,750 156,343 135,547 470 19,973 bồi 2-3 3,138 43,837 40,699 156,343 43,205 99,774 720 -63,571 xói 3-4 43,837 1276,662 1232,825 43,205 43,766 43,486 525 -6059,275 xói

0 Zo(m/ngđ)

l(m) 1800 1500 1200 900

600 300

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

-3 ) (m 3 /s)

Q i+1 (10 -3 ) (m 3 /s)

1-2 15,188 19,846 4,658 70,370 70,799 70,585 480 -15,427 xói 2-3 19,846 13,914 -5,932 70,799 63,069 66,934 685 14,517 bồi 3-4 13,914 104,013 90,099 63,069 35,082 49,076 505 -407,931 xói

Zo (m/ngđ)

0 0,1

Trang 17

B¶ng 8: Bã dßng 3

-3 ) (m 3 /s)

Q i+1 (10 -3 ) (m 3 /s)

1-2 12,740 17,393 4,653 64,386 71,484 67,935 475 -16,180 xãi 2-3 17,393 10,734 -6,659 71,484 68,107 69,796 650 16,470 båi 3-4 10,734 66,545 55,811 68,107 43,743 55,925 485 -230,885 xãi

0

-0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0,1

Q i+1 (10 -3 ) (m 3 /s)

1-2 14,788 13,677 -1,111 65,537 80,167 72,852 480 3,565 båi 2-3 13,677 9,813 -3,864 80,167 135,208 107,688 615 6,547 båi 3-4 9,813 78,189 68,376 135,208 159,882 147,545 450 -115,555 xãi

300 600 900 1200 1500 1800 l(m)

Zo (m/ng®)

0

-0,25 -0,20 -0,15 -0,10 -0,05 0,05

Trang 18

18

-3 ) (m 3 /s)

Q i+1 (10 -3 ) (m 3 /s)

1+2 10,604 11,464 0,860 68,815 94,399 81,607 485 -2,438 xói 2+3 11,464 33,313 21,849 94,399 226,647 160,523 560 -27,273 xói 3+4 33,313 174,175 140,862 226,647 186,143 206,395 395 -193,874 xói

) )

o sl

b

t

z l

) )

t B l

Trong đó:

b1(t), b2(t) là toạ độ 2 bờ sông

B = b2 - b1là bề rộng sông

Trang 19

 là hệ số rỗng của bùn cát (thường lấy bằng

3

1)

Qslà 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 thìcác yếu tố thuỷ lực của dòng chảy cũng thay đổi theo, phụ thuộc vào thời gian do

điều kiện thuỷ văn Chia khoảng thời gian cần dự báo T thành các khoảng thời gian

t đủ nhỏ sao cho các đặc trưng thuỷ lực của dòng chảy thay đổi không đáng kể

s tb

Trong đó:

Qslà độ chênh lưu lượng bùn cát lòng sông giữa 2 mặt cắt: Qs= Qi+1- Qi

l là khoảng cách giữa 2 mặt cắt

 là biến dạng diện tích lòng sông

t là khoảng thời gian dự báo biến dạng

Btblà bề rộng sông trung bình của đoạn sông

zotblà biến dạng đáy trung bình trên đoạn sông giữa 2 mặt cắt

U

25 , 0 3

00076,

0Trong đó: U là vận tốc trung bình của mặt cắt

Trang 20

h

d gd

k Q

tb o

k D

4 1

d k

3

6 3

2

d g k



o tb

db h h B

3 2

1

víi s«ng cã d¹ng parabol k21,5.7

Trang 21

s là khối lương riêng của bùn cát

Đặt

d g k

h tb (m

U o (m/s )

q s (10 -6 ) (m 2 /s) b(m) Q sbd (10 -3 )

h tb (m

U o (m/s )

q s (10 -6 ) (m 2 /s) b(m) Q sbd (10 -3 )

h tb (m

U o (m/s )

q s (10 -6 ) (m 2 /s) b(m) Q sbd (10 -3 )

Trang 22

h tb (m

U o (m/s )

q s (10 -6 ) (m 2 /s) b(m) Q sbd (10 -3 )

Bảng 16:

-3 ) (m 3 /s)

Q i+1 (10 -3 ) (m 3 /s)

Q sbd (10 -3 ) (m 3 /s) b i (m) b i+1 (m) b(m) l(m) z o (10 -3 )

(m/ngđ)

Kết luận

1-2 67,798 65,520 -2,278 76,772 94,638 85,705 478 6,239 bồi 2-3 65,520 111,611 46,091 94,638 107,247 100,943 646 -79,311 xói 3-4 111,611 1699,584 1587,973 107,247 93,723 100,485 472 -3756,842 xói

Vậy ta có biểu đồ dự đoán bồi xói cho lòng dẫn và biểu đồ về sự biến dạngnhư sau:

Trang 23

1500 1200

900 600

- Do yêu cầu của đề tài là“ Lập bình đồ dòng chảy và dự báo biến dạng cho từng bó dòng” nên bình đồ sau sẽ chỉ vẽ về biến dạng cho từng đoạn của các bó

dòng

Trang 24

Định dạng
Số trang	24
Dung lượng	306,73 KB