Tt tin học tự nhiên và CÔng nghệ quốc gia việN ĐỊa chấT
- Tính sóng vùng biển sâu
tải về 1.68 Mb.
|
- Điều hướng trang này:
- 5.5.2 - Phương pháp tính dòng chảy sóng dọc bờ
5.5.1- Tính sóng vùng biển sâuSử dụng phương pháp tính sóng SMB [58,60] là phương pháp tính sóng dựa trên cơ sở thống kê quan hệ giữa các yếu tố tạo ra sóng như tốc độ gió (U), đà sóng (F), thời gian gió thổi (t), độ sâu khu vực tính (h) vv.. với các yếu tố sóng chính gồm có độ cao (H), chu kỳ sóng (T), độ dài bước sóng () vv... Phương pháp SMB cũng được sử dụng tính sóng cho vùng ven bờ khi độ dốc nhỏ hơn 0.001 vì trong trường hợp này không thể sử dụng phương pháp tính lan truyền sóng. Độ cao hữu hiệu và chu kỳ sóng được xác định theo công thức  (V.1)
 (V.2)
 (V.3)
Với: H - độ cao sóng hữu hiệu [m], g - gia tốc trọng trường, Ua - tốc độ kéo của gió trên mặt nước [m/s], d - độ sâu của điểm tính sóng , F - đà sóng [m], T - chu kỳ sóng [s]. t - thời gian gió thổi [s]. Tốc độ kéo của gió trên mặt nứơc được tính theo :  (V.4)
Với: U - tốc độ gió đo tại độ cao 10m trên mặt biển [m/s] Tại các trạm đo gió có độ cao khác với 10m sẽ sử dụng phân bố gió tầng sát mặt biển theo quy luật logarit để chuyển về tầng cao 10 mét, theo công thức chuyển đổi như sau:
Đà sóng được tính theo phương pháp 7 tia với bước hướng là 22.5 độ (o). 5.5.2 - Phương pháp tính dòng chảy sóng dọc bờĐể xác định dòng chảy do sóng đã sử dụng mô hình dòng chảy dọc bờ của Longuet- Higgins [54] được trình bày dưới đây: + Lực tạo ra dòng chảy dọc bờ là gradient vuông góc với bờ của bức xạ sóng dọc bờ Sxy. Lấy vi phân của bức xạ sóng dọc bờ theo hướng vuông góc với bờ ta có: - Phía ngoài vùng sóng đổ:
- Phía trong vùng sóng đổ:  (V.7)
Với: C0 Tốc độ pha của sóng tại vùng nước sâu, g Gia tốc trọng trường, m Độ dốc của đáy biển = dh/dx, Hệ số sóng đổ, Mật độ nước 0 Góc truyền sóng so với đường bờ tại vùng nước sâu. + Lực ma sát đáy: là lực ma sát tổng cộng do sóng và dòng chảy :  (V.8)
Với: C Hệ số Chezy, Ub Tốc độ quỹ đạo do sóng tại đáy, V Tốc độ trung bình của dòng chảy theo độ sâu, Tham số phụ thuộc vào hệ số Chezy và thành phần ma sát đáy do sóng. + Lực trao đổi rối ngang: Với: N Hệ số không thứ nguyên biểu thị ảnh hưởng của trao đổi rối ngang do sóng (N<0.016- theo Longguet- Higgins 1970) Phương trình cân bằng giữa 3 thành phần lực nêu trên là :  (V10)
Giải phương trình (V10) với các thành phần sức căng bức xạ của sóng, mà sát đáy và lực trao đổi rối ngang theo (V6), (V7), (V8), (V9) nhận được các biểu thức phân bố dòng chảy dọc bờ theo mặt cắt vuông góc với đường bờ:
+ Trong vùng sóng đổ :  (V11)
Với: + Ngoài vùng sóng đổ:
Bỏ qua trao đổi rối ngang, dòng chảy dọc bờ tại dải sóng đổ Vbr được xác định khi cho h=hbr.  (V13)
+ Dòng chảy dọc bờ không thứ nguyên: Longuet- Higgins đưa ra các thành phần không thứ nguyên X và V như sau :   (V14)
Hệ số không thứ nguyên P đại diện cho ảnh hưởng của trao đổi rối ngang của dao động quỹ đạo sóng đến ma sát đáy:  (V15)
Với: Cf Là hệ số cản lớp biên đáy do sóng và dòng chảy dọc bờ. Longuet- Higgins đã giải (V10) với các hệ số không thứ nguyên X,V và P đã nhận được kết quả như sau : + Trường hợp tổng quát, P 0.4
+ Trường hợp riêng, P = 0.4  0 X>1 (Ngoài vùng sóng đổ) (V24)
5.5.3 - Phương pháp tính dòng vận chuyển bùn cát dọc bờ (VCBC) Dòng VCBC dọc bờ theo phương pháp Bijker [58] bao gồm dòng VCBC đáy và dòng VCBc lơ lửng. S = Sb + Ss (V25) + Dòng VCBC đáy dưới tác dụng của sóng và dòng chảy: Dòng VCBC đáy được tính theo:   (V26)
Với:
B Hằng số (=1 – 5), D50 Đường kính trung bình của bùn cát đáy, V Tốc độ dòng chảy dọc bờ, C Hệ số Chezy ( r Tham số ghồ ghề đáy biển,
C: Hệ số Chezy khác (  ),
D50 Đường kính 90% của bùn cát đáy, và các tham số khác đã được nêu trong phần tính dòng chảy dọc bờ. Trong công thức tính dòng VCBC đáy theo Bijker (V26) dòng VCBC đáy gồm có hai thành phần. Thành phần đầu Tốc độ dòng chảy V trong công thức (V26) bao gồm các thành phần dòng chảy sau: + Dòng chảy ổn định ở vùng ven bờ do gió, dòng chảy sông đổ ra, dòng mật độ ... + Dòng chảy tuần hoàn vùng ven bờ cửa sông – dòng triều, + Dòng chảy do sóng gây ra khi truyền không thẳng góc với bờ. Dòng VCBC đáy theo (V26) được xác định là dòng VCBC tại tầng sát đáy có độ dày tương đương với tham số ghồ ghề đáy (r). Trong giới hạn của tầng sát đáy nêu trên hàm lượng bùn cát đáy Cb được tính theo:
Hay:
 (V28)
+ Dòng VCBC lơ lửng dưới tác dụng của sóng và dòng chảy: Dòng VCBC lơ lửng được tính theo công thức:  (V29)
Với: C(z’) Hàm lượng bùn cát tại tầng z’, V(z’) Tốc độ dòng chảy tại tầng z’. C(z’) được xác định theo:  (V30)
Với: Cb Hàm lượng bùn cát đáy, w tốc độ lắng chìm,
Thay các gía trị Cb theo công thức (V28) vào (V30) và sau đó thay giá trị C(z’) theo (V30) vào công thức tính dòng VCBC lơ lửng (V29) đồng thời chấp nhận phân bố dòng chảy theo độ sâu tuân theo quy luật logarit, Bijker nhận được sự phụ thuộc trực tiếp của dòng VCBC lơ lửng qua dòng VCBC đáy dưới dạng:  (V31)
Với Q là một hàm của hai tham số Q=f(A’,Z*): + Tham số A’ là tỷ số giữa độ ghồ ghề đáy và độ sâu:
+ Tham số Z* phụ thuộc vào các đặc trưng bùn cát và động lực sóng, dòng chảy:  (V33)
Bijker đã lập bảng tính Q theo các tham số A’ và Z* để sử dụng cho tính toán dòng VCBC lơ lửng thông qua dòng VCBC đáy. Каталог: sokhcn -> SiteAssets -> DS%20%C4%90%E1%BB%81%20t%C3%A0i,%20D%E1%BB%B1%20%C3%A1n sokhcn -> Căn cứ Nghị định số 63/2012/NĐ-cp ngày 31 tháng 8 năm 2012 của Chính phủ quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn và cơ cấu tổ chức Bộ y tế DS%20%C4%90%E1%BB%81%20t%C3%A0i,%20D%E1%BB%B1%20%C3%A1n -> Ubnd tỉnh quảng ngãi sở kh – CÔng nghệ & MÔi trưỜngt ubnd huyện lý SƠN SiteAssets -> VIỆn nghiên cứu quản lý biển và HẢI ĐẢo báo cáo tóm tắT ĐỀ TÀi khoa họC tải về 1.68 Mb. Chia sẻ với bạn bè của bạn:
|
(V.5)
(V.6)
(V.9)
; 
Trao đổi rối ngang do sóng,
Là hệ số không thứ nguyên phụ thuốc vào độ ghồ ghề đáy và biên độ dao động của sóng tại đáy.
(V12)
0
X>1 (Ngoài vùng sóng đổ) (V17)
(V18)
(V19)
(V20)
(V21)
(V22)
),
)
)
được gọi là tham số VCBC (transport factor) tính đến dòng VCBC do tác dụng của dòng ven với vận tốc V và thành phần trong hàm mũ gọi là tham số kéo (stirring factor) gây ra do tác động của vận tốc quỹ đạo của sóng Ub. Vận tốc quỹ đạo này tăng sẽ làm tăng dòng VCBC. Trên thực tế và lý thuyết, vận tốc quỹ đạo sóng tại đáy ở vùng ven bờ đặc biệt là tại dải sóng đổ thường lớn hơn rất nhiều so với tốc độ dòng chảy. Điều này nói lên vai trò quan trọng của động lực sóng đối với các quá trình bồi xói vùng bờ.
(V27)
(V32)