Bài giảng: Tính toán thủy văn vùng sông ảnh hưởng thủy triều docBạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (208.5 KB, 31 trang ) Chương 6: Tính toán thủy văn quan trắc. Bởi vậy, có thể coi thủy triều là hiện tượng dao động có chu kỳ của mực nước biển tại vị trí quan trắc GV: PHẠM THÀNH HƯNG-ĐHBK ĐN 6.1.2. Các đặc trưng cơ bản của thủy triều Mực nước triều: là cao trình mực nước biển hoặc sông có ảnh hưởng thủy triều so với mặt chuẩn tại một vị trí quan trắc nào đó, thường ký hiệu là Z Quá trình mực nước triều: là đồ thị của quá trình thay đổi mực nước triều theo thời gian t, được ký hiệu là Z(t). GV: PHẠM THÀNH HƯNG-ĐHBK ĐN Chu kỳ triều Đỉnh triều Chân triều P h a t r i ề u l ê n P h a t r i ề u x u ố n g Mực nước Z (cm) t Biên độ triều Chu kỳ triều Đỉnh triều Chân triều P h a t r i ề u l ê n P h a t r i ề u x u ố n g Mực nước Z (cm) t Biên độ triều GV: PHẠM THÀNH HƯNG-ĐHBK ĐN Thời kỳ liên tục dZ/dt > 0: pha triều lên Thời kỳ liên tục dZ/dt <0: pha triều xuống Đỉnh triều là điểm chuyển tiếp giữa pha triều lên và pha triều xuống Chân triều là điểm chuyển tiếp giữa pha triều xuống và pha triều lên Tại đỉnh và chân triều dZ/dt=0 6.1.2. Các đặc trưng cơ bản của thủy triều (tiếp) GV: PHẠM THÀNH HƯNG-ĐHBK ĐN 6.1.2. Các đặc trưng cơ bản của thủy triều (tiếp) Mực nước đỉnh triều và chân triều là mực nước tương ứng với đỉnh và chân triều Biên độ triều là chênh lệch mực nước giữa đỉnh triều so với chân triều kế tiếp Chu kỳ triều là khoảng thời gian giữa 2 đỉnh triều đặc trưng kế tiếp nhau. K/h: T GV: PHẠM THÀNH HƯNG-ĐHBK ĐN 6.1.3. Phân loại thủy triều theo chu kỳ Bán nhật triều đều: Trong một ngày mặt trăng (24 giờ 50 phút) có hai lần triều lên và hai lần triều xuống, đỉnh và chân triều của hai lần đó xấp xỉ bằng nhau, chu kỳ triều gần bằng 12 giờ 25 phút. Nhật triều đều: Trong một ngày mặt trăng có một lần triều lên và một lần triều xuống, chu kỳ triều xấp xỉ 24 giờ 50 phút GV: PHẠM THÀNH HƯNG-ĐHBK ĐN 6.1.3. Phân loại thủy triều theo chu kỳ (tiếp) Bán nhật triều không đều: trong một ngày mặt trăng, có hai lần triều lên và hai lần triều xuống. Song đỉnh và chân triều trong hai lần liên tiếp có sự chênh lệch khá lớn. Nhật triều không đều: trong chu kỳ nửa tháng, số ngày nhật triều không quá 7 ngày, những ngày còn lại là bán nhật triều. GV: PHẠM THÀNH HƯNG-ĐHBK ĐN 6.1.4.Nguyên nhân sinh ra thủy triều Trong các lực gây triều thì lực hấp dẫn của mặt trăng, mặt trời đến các chất điểm nước trên trái đất là chủ yếu Lực hấp dẫn của Mặt trời đối với Trái đất gấp 179 lần lực hấp dẫn của Mặt trăng đối với Trái đất. Tuy nhiên khoảng cách giữa Mặt trời và Trái đất xa hơn khoảng 389 lần so với khoảng cách Mặt trăng và Trái đất. Vì vậy, lực gây triều của Mặt trời chỉ xấp xỉ 46% lực gây triều của Mặt trăng. GV: PHẠM THÀNH HƯNG-ĐHBK ĐN Lực gây triều của Mặt trăng (hoặc Mặt trời) GV: PHẠM THÀNH HƯNG-ĐHBK ĐN Triều cường Khoảng 2 tuần một lần, vào những ngày trăng non (ngày sóc) và trăng tròn (ngày vọng), Mặt trời, Mặt trăng và Trái đất nằm trên một đường thẳng. Khi đó lực gây triều tổng hợp là lớn nhất: biên độ triều lớn nhất, chân triều thấp còn đỉnh triều cao. Đây là thời kỳ triều cường. GV: PHẠM THÀNH HƯNG-ĐHBK ĐN Triều kém Trong những ngày thượng huyền hoặc hạ huyền, vị trí Mặt trăng và Mặt trời vuông góc với nhau qua tâm của Trái đất. Do vậy, tại một điểm quan trắc trên Trái đất, khi Mặt trăng có lực gây triều lớn nhất thì Mặt trời lại có lực gây triều nhỏ nhất và ngược lại. Kết quả, mực nước triều dao động ít, đó là những ngày triều kém trong tháng GV: PHẠM THÀNH HƯNG-ĐHBK ĐN Vịnh Fundy, Canada là một nơi ghi nhận được là có triều thay đổi nhiều nhất thế giới: 16m. Triều cường Triều kém GV: PHẠM THÀNH HƯNG-ĐHBK ĐN 6.2. Tính toán các đặc trưng mực nước triều thiết kế Có 3 phương pháp: Phương pháp phân tích điều hòa Phương pháp thống kê xác suất Phương pháp mô hình toán GV: PHẠM THÀNH HƯNG-ĐHBK ĐN a) Tính toán mực nước triều thiết kế trong trường hợp có nhiều tài liệu thực đo Tùy thuộc vào nhiệm vụ thiết kế công trình cần tính toán: mực nước đỉnh triều, chân triều, hày mực nước bình quân trong thời đoạn T Phương pháp tính toán: tương tự như khi tính toán xác định các đặc trưng thủy văn khác Z p = f(Z,C v ,C s ,P) GV: PHẠM THÀNH HƯNG-ĐHBK ĐN * Vấn đề chọn mốc cốt khi vẽ đường tần suất mực nước Mốc cốt địa hình của hệ thống sẽ ảnh hưởng rất lớn đến sai số của đường tần suất. Giả sử có chuỗi số liệu thực đo Z 1 Thêm vào mỗi số hạng của chuỗi một giá trị a, được chuỗi mới Z 2 Z 2i =Z 1i +a Xác định lại các tham số thống kê GV: PHẠM THÀNH HƯNG-ĐHBK ĐN * Vấn đề chọn mốc cốt khi vẽ đường tần suất mực nước (tiếp) Trị số trung bình Khoảng lệch quân phương Hệ số thiên lệch aZ n aZ n Z Z 1 n 1i 1i n 1i 2i 2 += + == == ( ) ( ) ( ) 1 1 2 11 1 2 11 1 2 222 111 σσ ==+== === n i i n i i n i i ZZ n aZaZ n ZZ n ( ) ( ) ( ) 1 3 1 1 3 11 3 1 1 3 11 3 2 1 3 22 2 )3()3()3( s n i i n i i n i i s C n ZZ n aZaZ n ZZ C = = + = = === σσσ GV: PHẠM THÀNH HƯNG-ĐHBK ĐN * Vấn đề chọn mốc cốt khi vẽ đường tần suất mực nước (tiếp) Hệ số phân tán Như vậy, khiZ càng lớn thì C v càng nhỏ và ngược lại. Điều này dẫn đến sai số khi xây dựng đường tần suất. 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 vv C aZ Z ZaZ Z aZZ C + = + = + == σσσ GV: PHẠM THÀNH HƯNG-ĐHBK ĐN * Vấn đề chọn mốc cốt khi vẽ đường tần suất mực nước (tiếp) Trong thực tế, người ta thay đổi mốc cốt cho hệ thống và xác định đặc trưng mực nước thiết kế. Sau đó sẽ chuyển giá trị mực nước tính toán về mốc cốt cũ của nó. Mực nước thiết kế theo mốc mới là: ( ) 1 222 +Φ= vp CZZ ( ) ( ) aZaCZaZZC aZ Z CaZZ pvvvp +=++Φ=++Φ= + + Φ+= 111111 1 1 112 11 GV: PHẠM THÀNH HƯNG-ĐHBK ĐN * Vấn đề chọn mốc cốt khi vẽ đường tần suất mực nước (tiếp) Khi tính toán chuyển về mốc cốt cũ: Trong thực tế, cần chọn a sao cho sai số vẽ đường tần suất nhỏ. aZZ pp = 21 GV: PHẠM THÀNH HƯNG-ĐHBK ĐN b) Tính toán mực nước triều thiết kế trong trường hợp có ít tài liệu Phương pháp phân tích tương quan: Xây dựng quan hệ tương quan mực nước cùng thời gian giữa 2 tuyến đo Vẽ đường tần suất mực nước của trạm tương tự và xác định mực nước thiết kế của trạm tương tự Theo quan hệ tương quan đã xây dựng, xác định mực nước thiết kế của trạm nghiên cứu Phương pháp mô hình toán: sử dụng mô hình dòng không ổn định để diễn toán mực nước trên hệ thống sông. GV: PHẠM THÀNH HƯNG-ĐHBK ĐN c) Tính toán mực nước triều thiết kế trong trường hợp không có tài liệu Phương pháp nội suy: tiến hành trên cơ sở tài liệu đo đạc ở tuyến trên và tuyến dưới. Điều kiện: tuyến tính toán có khoảng cách không lớn đến các tuyến có tài liệu, nhập lưu khu giữa nhỏ, điều kiện địa hình lòng sông biến đổi đều. Phương pháp mô hình toán GV: PHẠM THÀNH HƯNG-ĐHBK ĐN 6.3. Xác định đường quá trình mực nước triều thiết kế Trường hợp có đủ tài liệu đo đạc Trường hợp có ít tài liệu đo đạc Trường hợp không có tài liệu đo đạc GV: PHẠM THÀNH HƯNG-ĐHBK ĐN |
