Công trình bảo vệ bờ biển và đê chắn sóng - Chương 4

Việt nam có bờ biển dài hơn 300km, lãnh hải và vùng đặc quyền kinh tế của nước ta gấp 3 lần đất liền, mang lại cho chúng ta nhiều tài nguyên vô giá nhưng cũng không ít hiểm họa.

Chương 4 :

XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ SÓNG BIẾN DẠNG

4.1 Lý thuyết áp dụng

4.1.1 Chiều cao sóng biến dạng

Chiều cao sóng có suất đảm bảo i% ở vùng nước nông với độ dốc đáy ≥ 0,001 được xác định theo công thức:

d i l r t

i k k k k h

Trong đó:

kt : hệ số biến hình

kr : hệ số khúc xạ

kl : hệ số tổn thất

ki : được xác định như sóng nước sâu

Hệ số biến hình kt lấy với đồ thị 2.5 theo đường cong l và tỷ số

d

d

λ = 0.376

4.1.2 Hệ số khúc xạ

Hệ số khúc xạ được xác định theo công thức:

a

a

Trong đó:

ad : khoảng cách giữa các tia sóng cạnh nhau vùng nước sâu (m)

a : khoảng cách giữa chính các tia sóng đó nhưng theo đường thẳng vẽ qua một điểm cho trước ở vùng nươc nông (m)

Trên mặt bằng khúc xạ, các tia sóng ở vùng nước sâu phải lấy theo hướng lan truyền sóng đã được cho trước, còn ở vùng nước nông thì phải kéo dài các tia đó phù hợp với sơ đồ và các đồ thị trên hình 2.5

Hệ số tổn thất kl lấy theo bảng 2.6 ứng với các giá trị đã biết của đại lượng

d

d

λ (d – chiều sâu khu nước) và độ dốc đáy i, khi i ≥ 0,03 thì kl = 1

4.1.3 Chiều dài sóng biến dạng

Bước sóng truyền từ vùng nước sâu vào vùng nước nông phải xác định theo

đồ thị 2.6 từ các đại lượng

d

d

%

.T

g

h i

trong đó chu kỳ sóng được lấy bằng chu

kỳ sóng vùng nước sâu

4.1.4 Độ vượt cao sóng biến dạng

Độ cao đỉnh sóng trên mực nươc tính toán ηc lấy theo đồ thị 2.3 dựa theo

d

λ

và g T2

h i

4.1.5 Phân vùng sóng biến dạng

Khi tính toán thông số sóng biến dạng cần xác định dọc theo tia khúc xạ đến tận đường bờ , coi như sóng chưa đổ thiết lập bảng sau:

Trong đó dcr được xác định theo đồ thị 2.5 khi biết hi Độ sâu tại vị trí sóng đổ lần đầu chính là vị trí mà di = dcri Sau khi biết được độ sâu sóng đổ lần đầu tính lại các hi nằm trong vùng sóng đổ

4.2 Tính toán

4.2.1 Xác định chiều cao của sóng biến dạng

Vì sóng là sóng nước nông có độ dốc đáy ≥ 0,001 nên chiều cao sóng với suất đảm bảo i% được xác định theo công thức:

d i l r t

i k k k k h

h =

kt : hệ số biến hình ( tra theo đồ thị 2.5 )

kl : hệ số tổn thất tra theo bảng 2.6

ki : được xác định như sóng nước sâu tra theo đồ thị 2.2 với suất đảm bảo i = 1%

kr : hệ số khúc xạ xác định theo công thức:

a

a

ad : khoảng cách giữa các tia sóng cạnh nhau vùng nước sâu (m)

a : khoảng cách giữa chính các tia sóng đó nhưng theo đường thẳng vẽ qua một điểm cho trước ở vùng nươc nông (m)

Việc xác định ad, a được thực hiện như sau:

+ Vẽ tia khúc xạ:

- Trơn hoá đường đồng mức

- Vẽ các đường đồng mức trung gian

- Xác định α (góc hợp giữa hướng sóng tới và pháp tuyến đường đồng mức

- Xác định tỷ số:

d d

d d

λ λ

2

1 ,

- Tra đồ thị 2.4 xác định các giá trị ∆α

+ Vẽ tia khúc xạ lên bình đồ, xác định các giá trị ai

Bảng 4-1: Bảng xác định các giá trị ∆α

20.5 0.32

15.5 0.24

10.5 0.17

5.5

0.09 6

0.5 0.02 Chọn khoảng cách gữa hai tia sóng cạnh nhau vùng nước sâu là ad =150 m

Vẽ các tia khúc xạ lên bình đồ ta xác định được a là khoảng cách giữa các tia sóng Chiều cao sóng biến dạng được xác định trong bảng sau:

Bảng 4-2 : Bảng xác định chiều cao sóng biến bạng

4.2.2 Xác định chiều dài sóng biến dạng

Suất đảm bảo tính toán của chiều cao sóng trong hệ sóng được lấy theo bảng 2-1 Với công trình chắn sóng tường đứng trọng lực thì i = 1%

Chiều cao sóng với suất đảm bảo i = 1% được xác định theo công thức:

h k

h1 % = 1 % Tra đồ thị 2-2 với i = 1% và .2 = 4204 , 46

w

V

L g

; .2 = 0 , 41

w

V

d g

ta được k1% = 2,28

→ h1% = 2,28.2,412 = 5,717 (m)

với

d

d

% 1

.T

g

h

Ta có kết quả như bảng sau:

Bảng 4-3 : Bảng xác định chiều dài sóng biến dạng

2

% 1

.T

g

h

d

d

λ

λ

4.2.3 Xác định độ vượt cao của sóng

Độ cao đỉnh sóng trên mực nước tính toán được lấy theo đồ thị 2-3 dựa trên

các tỷ số :

d

d

%

.T

g

h i

Kết quả được tính toán như bảng sau:

Bảng 4-4 : Bảng tính toán độ vượt cao của sóng

d

d

% 1

.T

g

h

% 1

h

c

η

c

η

4.2.4 Phân vùng sóng biến dạng

Độ sâu tại vị trí sóng đổ lần đầu chính là vị trí mà di = dcri Ta tính toán như trong bảng sau:

Bảng 4-5: Giá trị độ sâu sóng đổ lần đầu

20.5 6.633 0.0156 0.138 9.446 15.5 6.512 0.0153 0.135 9.211 10.5 6.464 0.0152 0.13 8.771 5.5 6.271 0.0147 0.125 8.3422

Ta lấy vị trí sóng đổ lần đầu là dcr = 8,8m