tÝnh thuû lùc phẳ
abinski Enhix©y; 2– Enhix©y nhá; 3– Enhix©y lín; 4– Kamen−
sông vào thời Holoxen muộn hình thành nên sự phân nhánh của lòng dẫn bao gồm bốn nhánh: Deriabinski Enhixây (trái); Enhixây nhỏ; Enhixây lớn (trung tâm) và– Kamen−i Enhixây (phải). Các nhánh phân chia bởi các khối bãi bồi kéo dãn với các ngòi len lỏi. Phân tích lịch sử sự phân nhánh này [93] chứng tỏ rằng trong giai đoạn đầu tiên ở đây hình thành một loạt các sóng cát lớn phân bố theo ô bàn cờ. Tiếp theo diễn ra sự chết các lạch n−ớc nhỏ và liên kết các sóng cát lớn dọc
theo dòng sông thành các sóng cát lớn nhất phân chia mảng liên kết theo chu vi bằng các nhánh sông. Quá trình hình thành sự phân nhánh sông song song theo mảng t−ơng tự trên sông Verkhaia Obi trong vùng Phominski đã đ−ợc K. M. Bercovitrs, S. N. Ruleva, R. S. Tralov [10] mô tả.
Trong các lòng dẫn với sóng cát lớ
n xu h−ớng kết nối các đoạn lòng dẫn kéo dài. Sự ảnh h−ởng qua lại của các lòng dẫn nh− vậy giảm xuống, mỗi lòng dẫn trong số chúng đ−ợc phát triển độc lập. Thế nên trong một nhánh có thể hình thành vũng (sông Akhtub), còn nhánh khác – phân nhánh (sông Vonga). Các đặc điểm tương tự của các sóng cát lớn nhất cho phép đặt chúng vào một mực cấu trúc địa hình lòng sông riêng.
Kết quả giải ph−ơng trình phân tích tuyến
ng bằng ph−ơng pháp xáo trộn nhỏ cho một tr−ờng liên tục các cao trình đáy lòng dẫn không ổn định trong một phạm vi rộng của số sóng dọc và ngang. Chúng rơi vào bốn miền nhận rõ trên phổ hai chiều liên tục của biên độ sóng không ổn định theo sự hiện diện của các cực trị vận tốc địa phương tăng biên độ sóng. Lĩnh vực sóng bất ổn định đ−ợc tách ra này trong lòng dẫn sông ngòi tương ứng với các dạng địa hình lòng sông kiểu sóng cát bền vững về động lực có trong thực tế, chúng liên kết trong các mực cấu trúc sóng cát nhỏ nhất, nhỏ, vừa, lớn và lớn nhất (Hình 3.20). Nh− vậy, không ổn định nhất vào đầu thời kỳ phát triển của mình các hệ cao trình đáy do kết quả hoạt động t−ơng hỗ giữa lòng sông và dòng sông trở thành các dạng lòng sông bền vững về động lực học. Nhờ khoảng biến đổi rộng của bước sóng của hệ cao trình đáy không bền vững ngay cả kích
thước của các dạng lòng dẫn bền vững về động lực học cũng thay đổi trong một phạm vi lớn.
Hình 3.20. Miền thành tạo các dạng sóng cát của địa hình lòng dẫn.
t nhỏ nhất) tạo thành do kết quả của dòn
ự hình thành các sóng cát vừa và nhỏ là hệ quả của sự hiệ
sóng cát nhỏ hơn trên
I– sóng cát nhỏ nhất (1–gợn sóng); II– sóng cát nhỏ và III– sóng cát trung bình (2– đụn cát; 3– cồn cát; 4 – rãnh cát; 5 – sóng cát) IV– sóng cát lớn ( 6–dạng đáy phụ) 7– ranh giới giữa các miền.
Các gợn sóng (sóng cá
g chảy không đồng nhất với đáy nhám trong mặt thẳng
đứng và sự xuất hiện sóng trên mặt thoáng. Kích thước gợn sóng, theo công thức (3.1) đ−ợc xác định bởi độ sâu và nhiệt
động học của dòng sông cũng nh− dạng của phân bố nhiễu động vận tốc trên thuỷ trực (chủ yếu là các thành phần ngang và dọc).
S
n diện trong dòng sông độ nhám của đáy. Kích thước của chúng đ−ợc xác định bởi độ sâu và nhiệt động học của dòng
sông, cũng nh− hệ số nhám của lòng dẫn sông ngòi. Các sóng cát vừa và nhỏ phân bố trong một miền rộng giữa các gợn sóng với kH =1,4/Fr và các sóng cát lớn, kích th−ớc tối thiểu của nó
đ−ợc mô tả bằng đ−ờngkH=1,6g/C02exp(1,8Fr). Trong khoảng này diễn ra sự tích tụ các các sóng cát lớn và tạo nên nghiên cứu các sóng cát phức tạp khác nhau, chúng tập hợp thành các nhân đụn cát, cồn cát, rãnh cát v.v..
Hình 3.21. Toán đồ tỷ số độ dài các dạng lòng dẫn các hạng kề nhau /L
L
a – đối với sóng cát vừa và nhỏ; b – đối với sóng cát lớn
vừa và nhỏ các dạn
+1 i
Xử lý số liệu đo đạc kích thước các sóng cát
g khác nhau của hơn 50 đoạn sông khác nhau (hình 3.21) chứng tỏ rằng tỷ số kích th−ớc trung bình của các sóng cát các
hạng kề nhau L/Li+1 =3,7. Bước đụn cát lớn hơn bước gợn sóng trung bình kh Các sóng cát nhỏ ba chiều và đồng mức / 2 1,0
oảng 6 lần.
= L
L . Các sóng cát vừa kéo dài theo dòng sông, mức
độ kéo dài của chúng tăng cùng sự tăng của chiều dài sóng cát.
Ranh giới giữa các sóng cát nhỏ và vừa nằm trong miền b−ớc sãng kH =1,2(2g/C02)0.3exp(−2,0Fr).
Các sóng cát lớn đ−ợc tạo thành trong lòng sông với lòng dÉn
ra sự thành tạo lòng dẫn các dạng phức tạp.
ớn – thành tạo lòng dẫn hai chiều, độ kéo dãn của
àn l−
nhÊt ph©n bè trong miÒn
a tổ hợp các dạng lòng dẫn (số l−ợng dạn
nhám khi hiện diện hoàn lưu ngang. Kích thước của chúng cũng thay đổi trong phạm vi rộng ở các ranh giới
) 8 , 1 exp(
/ 6 ,
1 g C02 Fr
kH = và kH=3,0g/C02Fr1,1. T−ơng ứng diễn Tû sè kÝch th−íc trung bình của các sóng cát lớn các hạng kề nhau khoảng 3,2 (xem h×nh 3.21b).
Các sóng cát l
chúng L1/L2 tăng với sự tăng độ nhám lòng dẫn và giảm cường độ ho u ngang.
Các sóng cát lớn
1 , 1 2
/ 0
0 ,
3 g C Fr
< , chúng đặc tr−ng bởi độ kéo dãn lớn
Tính phức tạp chung củ kH
40 ...
20 / 2
1 L >
L .
g lòng dẫn) đ−ợc xác định bởi các đặc tr−ng thuỷ lực dòng sông và chiếm:
( )
[2 / 2 2]
lg 8 , 1 0 ,
1 g C Fr
N= − o .
Trong vùng biến đổi U =1,0...3,0m; H =1,0...50,0m và n 9.
Trong trúc địa hình sóng cát đã đề
xuÊ
70 ...
40 , N biễn đổi từ 5 đế khuôn khổ phân loại cấu
0 = C
t chia ra các mực cấu trúc thuỷ lực xác định sau đây: 1)gợn;
2)các sóng cát nhỏ nhất (gợn sóng); các sóng cát vừa và nhỏ (đụn cát, cồn cát, luống cát…); 4) các sóng cát lớn (sóng cát – cù lao –
dải sóng cát …); 5) các sóng cát lớn nhất (phân nhánh song song, đoan h−ớng và bãi bồi). Đồng thời phân loại tập trung và chính xác cảu N. E. Kondrachev gồm các mực cấu trúc siêu nhỏ, vi mô, trung mô, vĩ mô và siêu lớn. R. S. Tralov [97] đề xuất một hệ thống địa hình lòng dẫn bậc thang gồm các mắt xích sau:
thung lũng sông ngòi – bãi bồi – hình dạng lòng dẫn – dạng sóng cát của địa hình lòng dẫn. Các sóng cát đáy lại đ−ợc phân ra các dạng nhỏ, vừa và lớn. Cũng làm sáng tỏ các dạng lòng dẫn phức tạp và thứ sinh. Phân loại của Hiệp hội các kỹ s− dân sự Hoa Kỳ gồm các dạng hình thái lòng dẫn (river channel pattern) – sóng cát lớn đ−ợc xác định lúc lòng kiệt (bars) – các dạng đáy bé (bed forms). Ba phân loại tập trung này với sự đa dạng về thuật ngữ của chúng đều dựa trên một và chỉ một khái niệm. Tất cả đều được xây dựng theo nguyên tắc tính tương đối của kích thước và dấu hiệu. Chúng đều coi cơ sở là một nguyên tố duy nhất: dạng lớn nhất – dạng lòng dẫn – river channel pattern. Dạng lớn tương đối – dạng lòng dẫn theo mức độ giảm kích th−ớc và/hay mất các dấu hiệu về chất (hiện diện của bãi bồi) chia ra các dạng vừa (sóng cát lớn và vừa, doi cát) và tiếp theo các dạng nhỏ và siêu nhỏ (sóng cát nhỏ và các dạng đáy).
Sự tăng kích thước ứng với dạng lớn cho phép nghĩ đến dạng siêu lớn – các dạng lòng dẫn phức tạp. Cho nên để làm sáng tỏ khả năng so sánh các phân loại địa hình lòng dẫn tập trung hay thuỷ lực cần xét tới tỷ số dạng lòng dẫn (dạng lớn) với các dạng sóng cát thuỷ lực chi phối.
Ch−ơng 4
n tố xác định nó
Khái niệm "hì ình thái học lòng
dẫn) còn ch−a đứng vữ thuyết cũng nh−
các vấn đề ứng dụng của quá trình lòng sông. Thường thay nó là các
của địa hình lòng sông, nó điều khiển dòng chảy sôn
quan hệ với dòng chảy sông ngòi mùa kiệt và
ng dÉn
đ−ợ
Các lòng dẫn thẳng ít được nghiên cứu. Chúng thường đặc tr−ng cho các sông ngòi miền núi và bán sơn địa với các dạng
ô lớn của aluvi các sông nh− vậy dẫn đến việc
thể của bê.
Hình dạng lòng sông và các nhâ
nh dạng lòng dẫn" (dạng h ng trong văn bản về lý
thuật ngữ t−ơng đ−ơng khái niệm "dạng vĩ mô", "dạng quá
trình lòng sông". Định nghĩa dạng lòng sông còn thiếu ngay cả ở các tác giả th−ờng xuyên sử dụng khái niệm này [54]. Trong khi
đó nó vẫn đ−ợc dùng trong các văn bản "lòng dẫn ", trong số đó – khi xây dựng phân loại hình thái và hình thái động lực lòng dẫn sông ngòi.
Dạng lòng dẫn sông ngòi (trên bình đồ) là sự phác hoạ lòng dẫn xác định bởi các thành thung lũng và/hoặc các nguyên tố bÒn v÷ng nhÊt
g ngòi cả mùa kiệt lẫn mùa lũ. Hình dạng lòng sông th−ờng bị chi phối nởi các dạng lòng dẫn tạo nên trong quá trình lòng sông, nh−ng về sau đ−ợc củng cố bởi các thành tạo bãi bồi. Các dạng lòng dẫn vĩ mô nh− thế hình nh− đã v−ợt khỏi phạm vi của chính lòng dẫn.
Các dạng trung bình (doi) th−ờng không đ−ợc phủ bởi bãi bồi và thảm thực vật, rất hoạt động vào thời kỳ lũ. Chúng thường ổn định theo
chủ yếu đ−ợc điều kiển bởi nó. Cho nên có thể nói về dạng
lòng dẫn mùa kiệt đã phác hoạ dạng trung mô xác định.
Đ−ợc thừa nhận là phân loại dạng lòng dẫn của K. I.
Rosinski, I. A. Kuzmin [77]. với sự hiệu chỉnh của O. V. Adreev và I.A. Iaroslavxev [6] và Leopold và Iolmen [120]: lò
c chia thành thẳng, uốn khúc và phân nhánh.