Tcvn tiêu chuẩn quốc gia tcvn 9901: 2014 Xuất bản lần 1 CÔng trình thủy lợi yêu cầu thiết kế ĐÊ biểN

Phụ lục E

E.1 Các số liệu đầu vào dùng để tính toán sóng

Tốc độ gió tính toán w₁₀, m/s, là tốc độ gió lấy trung bình trong 10 min tự ghi của máy đo gió ở độ cao 10 m trên mặt nước:

w₁₀ = k_l.k_đ.k₁₀.w_t (E.1)

trong đó:

w_t là tốc độ gió thực đo, lấy trung bình trong 10 min tương ứng với tần suất thiết kế;

k₁₀ là hệ số chuyển đổi sang vận tốc gió ở độ cao 10 m trên mặt nước biển, xác định theo bảng E.1:

k_l là hệ số tính lại tốc độ gió đo được bằng máy đo gió:

k_l = 0,675 + (E.2)

k_l  1,0

k_đ là hệ số tính đổi tốc độ gió sang điều kiện mặt nước, k_đ lấy như sau :

+ Khi đo trên bãi cát bằng phẳng : k_đ = 1,0

+ Khi đo trên các loại địa hình A, B, C, trị số k_đ lấy theo bảng E.2:
Bảng E.2 - Hệ số K_đ theo địa hình

Tốc độ gió wt m/s	Giá trị của kđ ở các loại địa hình
	A	B	C
10	1,10	1,30	1,47
15	1,10	1,28	1,44
20	1,09	1,26	1,42
25	1,09	1,25	1,39
30	1,09	1,24	1,38
35	1,09	1,22	1,36
40	1,08	1,21	1,34
CHÚ THÍCH: 1) Dạng địa hình A là dạng địa hình trống trải (bờ biển, bờ hồ trống trải, đồng cỏ, đồng cỏ có rừng thưa hay rừng non); 2) Dạng địa hình B là vùng thành phố, kể cả ngoại ô, các vùng rừng rậm và các địa hình tương ứng có các vật chướng ngại phân bố đều khắp, với chiều cao chướng ngại vật cao hơn 10 m so với mặt đất; 3) Dạng địa hình C là khu vực trong thành phố với các nhà cao hơn 25 m.

E.1.1.2 Đà gió

Đà gió xác định theo thực tế ở địa điểm dự báo, ký hiệu là D, đơn vị là km. Cách xác định đà gió như sau:

a) Đối với các vùng nước hẹp (vịnh, có nhiều đảo chắn gió ở phía ngoài v.v…), đà gió D xác định theo phương pháp đồ giải "đà gió tương đương” D_e, xem hình E.1:

- Từ vị trí dự báo vẽ một đường thẳng theo hướng gió chính (tia xạ chính), đường này có i = 0,  = 0⁰;

- Trong phạm vi  45⁰ của hai phía tia xạ chính, cứ 7,5⁰ vẽ một tia xạ, góc của các tia xạ thứ i là _i: _I = 7,5.i. Khoảng cách đến trên gió là r_i. Đà gió tương đương D_e là trị số trung bình hình chiếu của các trị số r_i lên tia xạ chính:

D_e = (E.3)

b) Đối với vùng không có yếu tố địa hình hạn chế, giá trị trung bình của đà gió D, m, được xác định theo công thức (E.4):

D = 5 x 10¹¹x (E.4)

trong đó:

w là tốc độ gió tính toán cho trước (tương ứng với tần suất thiết kế), m/s;

 là hệ số nhớt động học của không khí:  = 10^-5 m²/s;

c) Giá trị lớn nhất của đà gió, ký hiệu là D_max, được xác định theo bảng E.3:

e) Khi đà gió lớn hơn 100 km, tốc độ gió tính toán phải xác định có xét đến sự phân bố tốc độ gió theo không gian.

Phần sóng trên mặt nước tĩnh gọi là ngọn sóng, điểm cao nhất của ngọn sóng là đỉnh sóng. Phần sóng dưới mặt nước tĩnh gọi là bụng sóng, chỗ thấp nhất của bụng sóng gọi là chân sóng. Khoảng cách thẳng đứng giữa đỉnh sóng và chân sóng gọi là chiều cao sóng H_S. Khoảng cách nằm ngang giữa hai đỉnh sóng hoặc hai chân sóng kề nhau gọi là chiều dài sóng L_S. Tỷ số giữa chiều cao sóng và chiều dài sóng H_S/L_S gọi là độ dốc sóng. Đường nằm ngang chia đôi chiều cao sóng gọi là đường trung bình sóng, xem hình E.2. Đường trung bình sóng có vị trí cao hơn đường mặt nước tĩnh, độ cao chênh lệch gọi là độ dướn, ký hiệu là . Thời gian để thực hiện một lần nhô lên, thụt xuống của sóng gọi là chu kỳ sóng T_S. Trong quá trình nổi sóng, loại sóng có các yếu tố di chuyển về phía trước gọi là sóng tiến. Tốc độ mà ngọn sóng di chuyển theo phương ngang gọi là tốc độ sóng C. Độ cao sóng H_S, chiều dài sóng L_S, độ dốc sóng, tốc độ sóng C và chu kỳ sóng T_S đều là những đại lượng chủ yếu xác định hình thái sóng, gọi chung là các yếu tố sóng.

CHÚ DẪN:

1. 
   Ngọn sóng;
   
2. 
   Bụng sóng;
   
3. 
   Đỉnh sóng;
   
4. 
   Chân sóng;
   
5. 
   Mặt nước tĩnh;
   
6. 
   Đường trung bình sóng.
   

a) Giá trị trung bình chiều cao của một bộ phận sóng lớn nào đó trong liệt sóng đo đạc:

- Chiều cao sóng trung bình, ký hiệu H_spj hoặc _s cộng chiều cao tất cả các sóng liên tục đo được chia cho tổng số con sóng N:

H_spj = (E.5)

H_spj =

- Chiều cao trung bình của 1/3 con sóng lớn, ký hiệu H_s1/3 (còn gọi là sóng có ý nghĩa): sắp xếp chiều cao N con sóng đo được theo thứ tự từ lớn đến bé, trích ra N/3 con sóng từ trên xuống, tính trị số trung bình của chiều cao số sóng đó:

H_s1/3 = (E.6)

- Chiều cao trung bình của 1/10 sóng lớn H_s1/10: sắp xếp chiều cao của tất cả N con sóng đo được theo thứ tự từ lớn đến bé, lấy ra N/10 trị số đầu tiên và tính trung bình của chúng:

H_s1/10 = (E.7)

b) Giá trị chiều cao sóng tần suất luỹ tích H_sp%:

- Chiều cao sóng có tần suất 1 % (H_s1%): 1 % số con sóng thống kê có chiều cao bằng hoặc lớn hơn trị số đó;

- Chiều cao sóng có tần suất 5 % (H_s5%): 5 % số con sóng thống kê có chiều cao bằng hoặc lớn hơn trị số đó.

CHÚ THÍCH: H_sp% chỉ có ý nghĩa về sự phân bố của liệt sóng trong một quá trình sóng do gió, không có ý nghĩa về hoàn kỳ của chiều sóng (chu kỳ số năm lặp lại).

E.1.3.2 Quan hệ giữa H_SP% và tính theo các công thức sau:

a) Trong vùng nước sâu:

b) Trong vùng nước nông:

c) Hoặc xác định theo quan hệ giữa H_sp, và h (h là độ sâu mực nước tại điểm tính toán) được nêu trong bảng E.4.

Bảng E.4 - Trị số trong mối tương quan giữa với tần suất xuất hiện P

	Tần suất xuất hiện P, %
	0,1	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	10,0	13,0	20,0	50,0
0,0	2,97	2,42	2,23	2,11	2,02	1,95	1,71	1,61	1,43	0,94
0,1	2,70	2,26	2,09	2,00	1,92	1,86	1,65	1,56	1,41	0,96
0,2	2,46	2,09	1,96	1,88	1,81	1,76	1,59	1,51	1,37	0,98
0,3	2,23	1,93	1,82	1,76	1,70	1,66	1,52	1,45	1,34	1,00
0,4	2,01	1,78	1,69	1,64	1,60	1,56	1,44	1,39	1,30	1,01
0,5	2,80	1,63	1,56	1,52	1,49	1,46	1,37	1,33	1,25	1,01

L_s = (E.10)

trong đó:

L_s là chiều dài sóng, m;

g là gia tốc trọng trường, m/s²;

là chu kỳ trung bình của sóng, s;

h là là độ sâu mực nước tại điểm tính toán, m.

trong đó:

g là gia tốc trọng trường, m/s²;

H_s là chiều cao sóng tính toán, m;

T_p là chu kỳ đỉnh sóng tính toán, s;

D là đà gió thiết kế, m;

h là độ sâu nước trung bình của khu vực, m;

w là vận tốc gió thiết kế, m/s.

Đơn vị tính bằng mét