100 Chơng 7. Các thành tạo đáy 7.1. Tổng quan Một đặc trng phổ biến của dòng chảy trong sông, cửa sông và biển là xu hớng của đáy cát tự hình thành một trong nhiều loại thành tạo đáy. Loại thành tạo (hoặc đáy gồ ghề) phụ thuộc vào cờng độ và trạng thái dòng chảy: dòng chảy ổn định, dòng chảy thuỷ triều, sóng, hoặc kết hợp của chúng. Một vài loại đáy gồ ghề đợc thể hiện trên hình 23. Dòng chảy ổn định trong sông hình thành các gợn cát nhỏ, các đụn cát lớn và đôi khi là các gợn cát trên sờn các đụn cát. Các thành tạo tơng tự đợc hình thành do dòng chảy thuỷ triều trong cửa sông và trong biển, nơi trạng thái dao động của thuỷ triều liên tục làm thay đổi bức tranh gợn cát, và có thể làm cho hình dạng của đụn cát hoặc sóng cát đối xứng hơn. Tên gọi các thành tạo lớn hơn trong biển vẫn cha đợc xác lập đầy đủ. Tên sóng cát đợc nhiều nhà hải dơng học sử dụng cho các thành tạo lớn về bề ngang, kể cả các thành tạo tơng tự nh những thứ đợc gọi là đụn cát trong sông, và cách định danh này đợc tuân thủ trong cuốn sách này. Tuy nhiên các kỹ s thuỷ lực thờng giữ lại cái tên sóng cát đối với các thành tạo lớn nhất (độ dài bớc sóng vài trăm hoặc vài nghìn mét) thấy trong biển. Các tên sóng cát và sóng đáy đôi khi cũng đợc sử dụng để chỉ bất kỳ loại nhiễu động nào có dạng sóng của đáy, kể cả gợn cát. Một phạm vi rộng của các thành tạo khác, cả ngang và dọc theo dòng chảy, cũng thấy trong biển. Nơi sóng là yếu tố thuỷ động lực nổi trội, gợn cát do sóng hình thành theo một hình dạng đặc biệt khác với các gợn cát hình thành bởi dòng chảy. Sóng cũng có thể tạo ra các thành tạo đáy rất lớn, nh các doi cát ngăn sóng trong vùng sóng đổ (xem hình 23d). Các ứng dụng kèm theo các thành tạo đáy bao gồm sự bồi lấp các công trình lấy nớc, làm xói các đờng ống dẫn đến việc dãn rộng ra và có thể làm gãy chúng. Các thành tạo đáy cũng có ảnh hởng thống trị lên các đặc trng ma sát và hình thành rối trong dòng chảy, và có cả hiệu ứng trực tiếp (dịch chuyển đáy gồ ghề) lẫn gián tiếp (làm tăng độ lơ lửng) lên vận chuyển trầm tích. 72. Các gợn cát và sóng cát do dòng chảy Kiến thức Đối với dòng chảy vợt quá ngỡng chuyển động, một đáy phẳng ban đầu có thể biến dạng thành nhiều loại đáy gồ ghề, xếp theo kích thớc từ gợn cát nhỏ đến các bờ cát lớn. Khi vận tốc dòng chảy tăng cao, và nơi nguồn cung cấp cát hạn chế, cát có thể bị giữ lại thành các đụn cát hình răng ca và/hoặc thành các lớp cát mỏng 101 chuyển động trên lớp cuội sỏi. Với vận tốc ôn hoà hơn, các đáy gồ ghề có hớng ngang với dòng chảy, và có thể tạo ra các gợn cát, đụn cát và/hoặc sóng cát. Các bờ cát hình thành khi thích nghi với bức tranh dòng chảy quy mô lớn. Hình 23. Các loại đáy gồ ghề: a) gợn cát do dòng chảy b) gợn cát do sóng c) sóng cát / đụn cát d) doi ngăn sóng Các gợn cát là những thành tạo đáy nhỏ, độ cao và bớc sóng của chúng rất nhỏ so với độ sâu nớc. Chúng hình thành trên đáy cát với cỡ kích thớc hạt đến 0,8mm, đối với vận tốc dòng chảy vợt quá ngỡng chuyển động nhng không lớn đến mức làm trôi rửa các gợn cát. Các hạt thô hơn 0,8mm không tạo nên các gợn cát, cho dù các sóng cát có thể hình thành với mọi kích thớc hạt, kể cả cuội sỏi, lúc đó chúng đợc gọi là sóng cuội. Với vận tốc dòng chảy rất lớn (ví dụ U >1,5ms -1 đối với d = 0,2mm) các gợn cát bị rửa trôi để trở thành một đáy phẳng với dòng trầm tích sát đáy vận chuyển trầm tích mạnh. Với vận tốc dòng chảy thấp, dới ngỡng chuyển động, các thành tạo đáy giữ nguyên hình dạng mà chúng có vào lúc dòng chảy có giá trị dới ngỡng. Hình dạng 102 này nói chung không biết đợc khi thực hiện tính toán cho một điểm riêng biệt theo thời gian mà không xét đến lịch sử dòng chảy trớc đó, do vậy để xác định nó thờng giả định rằng đáy là phẳng đối với các điều kiện dới ngỡng. Tuy nhiên, trong thực tế, thờng thấy rằng bức tranh gợn cát sẽ vẫn nh vậy nếu vận tốc dòng chảy giảm chậm hợp lý, do đó phỏng đoán tốt nhất để tính toán độ nhám đáy cho dòng chảy dới ngỡng là coi chúng nh gợn cát. Mặt khác, trong các khu vực có các hoạt động sinh học mạnh, đáy gợn cát có thể hình thành bởi các động vật cày xới chỉ trong vài giờ. Gợn cát do dòng chảy sinh ra thờng có mặt cắt bất đối xứng, với mái dốc hơn ở sờn phía sau đỉnh (xem hình 23a). Chúng tạo ra bức tranh không đều, thiên về 3 chiều khi nhìn từ trên xuống, với độ dài đỉnh của một gợn cát riêng lẻ tiêu biểu khoảng 1-3 lần bớc sóng. Bớc sóng r của gợn cát thờng lấy xấp xỉ 1000 đờng kính hạt, độ cao r có thể đến 1/7 bớc sóng: 50 1000d r (81a) 7/ rr . (81b) Một đánh giá trung bình cho tất cả các kích thớc hạt dựa trên quan trắc tại đáy biển, trên đáy cát phẳng chịu tác động nội thuỷ triều, và trong các máng thí nghiệm, cho thấy gợn cát do dòng chảy sinh ra có bớc sóng khoảng 0,14 m và độ cao khoảng 0,016 m.Các gợn cát chuyển động xuống hạ lu rất chậm theo hớng dòng chảy. Trong dòng chảy thuỷ triều mạnh (triều cờng) các gợn cát sẽ bất đối xứng, hớng và độ dịch chuyển thay đổi theo sự biến đổi hớng dòng chảy. Các đụn cát và sóng cát là các thành tạo lớn hơn phát sinh do dòng chảy, thờng có bớc sóng khoảng vài chục mét và có độ cao vài mét (xem hình 23c). Độ cao và bớc sóng đợc khống chế bởi độ sâu nớc và ứng suất trợt tại đáy. Một chỉ dẫn thô đối với bớc sóng của chúng là bằng 6 lần độ sâu nớc. Có nhiều công thức kinh nghiệm đối với độ cao s và bớc sóng s cho các sóng cát, các công thức đáng tin cậy nhất trong số chúng gồm có: Yalin (1964): 0 s với crs 0 SC (82a) s cr s h 0 1 6 với crscr 6,17 0 SC (82b) 0 s với crs 6,17 0 SC (82c) h s 2 SC (82d) Van Rijn (1984): 0 s với crs 0 SC (83a) s T s s Te h d h s 25111,0 5,0 3,0 0 50 với crscr 26 0 SC (83b) 103 0 s với crs 26 0 SC (83c) h s 3,7 SC (83d) trong đó s = độ cao sóng cát s = bớc sóng cát h = độ sâu nớc s0 = ứng suất trợt tại đáy do ma sát lớp đệm cr = ngỡng ứng suất trợt đối với chuyển động trầm tích cr crs s T 0 d 50 = kích thớc hạt trung vị. Các công thức này đợc minh hoạ trong hình 24. Công thức Van Rijn đợc kiến nghị sử dụng do nó đợc hiệu chỉnh theo tập hợp số liệu lớn nhất. Chú ý rằng Van Rijn sử dụng k s = 3d 90 để tính toán s0 , cho giá trị hơi lớn hơn so với nhận đợc bằng k s = 2,5d 50 . Hình 24. Các công thức đối với độ cao sóng cát Các phơng trình (82) và (83) áp dụng cho dòng chảy ổn định đơn hớng nh trong sông. Trong các điều kiện thuỷ triều, nơi vận tốc dòng chảy luôn thay đổi, đáy gồ ghề không thể hoàn toàn đáp ứng dòng chảy, và công thức ít tin cậy. Trong dòng chảy đơn hớng, các thành tạo đáy dịch chuyển chậm về hạ lu. Trạng thái tơng tự quan trắc đợc trong các cửa sông và biển nếu có dòng chảy mạnh thống trị theo hớng triều lên và xuống. Một ví dụ đợc cho trong hình 25, trong đó các sóng cát có 104 độ dài 15m và độ cao 0,8m dịch chuyển 1m/ngày trong một phần cửa sông Taw, Tây Nam nớc Anh, với dòng triều lên mạnh chiếm u thế. Thuật ngữ đụn cát có xu hớng đợc sử dụng đối với các thành tạo đáy lớn trong sông, trong khi thuật ngữ sóng cát đợc sử dụng trong biển. Không hoàn toàn rõ ràng chúng có đồng nhất về mặt hình thái học hay không, nhng trong biển các sóng cát (có thể có độ dài vài trăm mét) thờng có thành tạo đáy với kích thớc trung bình chồng lên chúng, và do vậy chúng đợc coi là đụn cát. Ngoài ra, các gợn cát có thể cùng tồn tại với các đụn cát và/hoặc sóng cát. Hình 25. Dịch chuyển sóng cát trong cửa sông Taw - khảo sát đáy hàng ngày; trục tung =10x Độ dịch chuyển thành tạo đáy có thể sử dụng nh một phơng pháp đo đạc suất vận chuyển dòng di đáy. Nếu giả thiết rằng tất cả các hạt di động lăn trên đáy gồ ghề, ngợc lên mái thợng lu (theo sờn đón) và xuôi xuống mái hạ lu (theo sờn khuất), và nằm lại tại chỗ trũng, thì suất vận chuyển thể tích dòng di đáy q b có thể tính toán theo phơng trình: migmb Vaq (84) trong đó a m = hằng số = độ cao đáy gồ ghề V mig = vận tốc dịch chuyển. Hằng số a m là tích số của (1-) trong đó là độ xốp (xem mục 2.3) với một hệ số mô tả hình dạng của thành tạo đáy. Nếu = 0,4 và có dạng hình tam giác, thì a m = 0,60 x 0,5 = 0,30. Các giá trị quan trắc nói chung nằm trong phạm vi 0,22 < a m < 105 0,37. Sử dụng giá trị a m = 0,32 nếu hình dạng và độ xốp không đợc biết (Jinchi, 1992). Phơng pháp nói trên có thể sử dụng hoặc đối với gợn cát hoặc đối với đụn cát/ sóng cát. Giả thiết mà phơng trình (84) dựa trên đó có thể không hoàn toàn hiệu lực, bởi vì nhiều hạt không nằm lại ở chỗ trũng, mà chỉ tiếp tục lăn dọc theo đáy, hoặc đợc mang vào trạng thái lơ lửng. Do đó các đo đạc suất vận chuyển dòng di đáy theo sự dịch chuyển thành tạo đáy có thể thiên lớn, đến 2 lần. Với vận tốc dòng chảy lớn, các gợn cát và đụn cát bị trôi rửa, và đáy trở nên phẳng với vận chuyển trầm tích mạnh xảy ra giống nh dòng sền sệt hoặc dòng trầm tích sát đáy trong bề dày khoảng vài mm trên đáy. Điều kiện này xảy ra phù hợp với chỉ tiêu xấp xỉ: 8,0 s (85a) hoặc dsg s 18,0 0 (85b) trong đó s0 = ứng suất trợt tại đáy do ma sát lớp đệm s = tham số ma sát lớp đệm Shields g = gia tốc trọng trờng = mật độ nớc s = mật độ tơng đối của trầm tích d = đờng kính hạt. Trong biển, sự rửa trôi các gợn cát xảy ra trong nớc nông với dòng chảy mạnh hoặc dới tác động sóng mạnh nh trong vùng sóng đổ. Quy trình 1. ví dụ 7.1. Kích thớc sóng cát - Để tính toán kích thớc sóng cát đối với điều kiện dòng chảy cho trớc, cho các giá trị của: + độ sâu nớc h 10m + đờng kính hạt d 0,200mm + vận tốc dòng chảy thuỷ triều cực đại U 1,0ms -1 - Tính toán ngỡng ứng suất trợt tại đáy (ví dụ 6.3) cr 0,176Nm -2 - Tính toán ứng suất trợt tại đáy thực tế do ma sát lớp đệm từ phơng trình (34) s0 0,952Nm -2 106 Sử dụng phơng pháp Van Rijn - Tính toán T s = crcrs 0 4,41 - Vì cr 0s 26 cr , sử dụng phơng trình (83b) để tính toán s 0,78m - Độ dài sóng cho bởi phơng trình (83d) là s 73m - Công thức Yalin phơng trình (82) cho lời giải tơng ứng là s = 1,36m và s = 63m. 2. Để đo đạc vận chuyển trầm tích di đáy theo mức dịch chuyển sóng cát, đo lặp nhiều lần bằng máy hồi âm dọc theo hớng dòng chảy u thế, hoặc trong vùng có thuỷ triều, khảo sát lặpđi lặp lại bằng cọc thuỷ chí dọc theo đờng vuông góc với các đỉnh sóng cát. Trong cả hai trờng hợp, đòi hỏi độ chính xác cao khi cố định vị trí. Đối với thuỷ triều bán nhật, một chu kỳ 12,5 hoặc 25 h giữa các đợt khảo sát là phù hợp. Ví dụ 7.2. Dịch chuyển các sóng cát - Phân tích bản ghi để nhận đợc : + độ cao trung bình từ chân đến đỉnh 0,8m + vận tốc dịch chuyển trung bình, bằng cách xếp chồng liên tiếp các mặt cắt và xê dịch để nhận đợc sự khớp nhất V vig 1,0m/ngày - Sử dụng phơng trình (84) với a m =0,32 để nhận đợc suất vận chuyển thể tích q b = 0,32 x 0,8 x 1,0 = 0,26m 2 /ngày - Suất vận chuyển trung bình, lấy trung bình theo ngày = 0,26/(24 x 3600) = 3,0 x 10 -6 m 2 s -1 73. Gợn cát do sóng Kiến thức Gợn cát do sóng thờng đối xứng qua đỉnh trong mặt cắt ngang, với đỉnh tơng đối nhọn (xem hình 23b). Đỉnh của chúng thẳng hàng với đỉnh sóng nớc, và khi nhìn từ trên xuống, tạo nên bức tranh đều đặn các đờng gần nh song song với chiều dài nối đỉnh rất dài, đôi chỗ bị gián đoạn do chập với gợn cát khác. Bớc sóng của chúng r nói chung bằng 1-2 lần biên độ quỹ đạo A = U w T/(2 ) của chuyển động 107 sóng tại đáy, trong đó U w là biên độ vận tốc quỹ đạo và T là chu kỳ sóng. Độ cao r của chúng thờng giữa 0,1 và 0,2 lần bớc sóng của chúng. Gợn cát do sóng bị trôi rửa bởi vận tốc quỹ đạo rất lớn, làm cho đáy phẳng với dòng trầm tích nhiễu động sát đáy. Chỉ tiêu để trôi rửa gợn cát đợc cho ở dạng tham số ma sát lớp đệm Shields ws , với giá trị tới hạn tiêu biểu khoảng 0,8 (phơng trình (85a)), hoặc ở dạng số sóng di động với giá trị tiêu biểu khoảng 150, trong đó: dg s ws cr (86) d)s(g U w 1 2 . (87) Các phơng pháp khác nhau đợc đề xuất để tính toán r và r . 1. Grant và Madsen (1982) Đối với crws 0 rr (hoặc các giá trị có từ trớc) SC (88a) Đối với Bwscr A crwsr 16,0 )/(22,0 SC (88b) 04,0 )/(16,0/ crwsrr SC (88c) Đối với Bws AD crwsr 15,08,05,1 * )/()4/(48,0 SC (88d) 04,06,05,1 * )/()4/(28,0/ crwsrr D SC (88e) với 6,05,1 * )4/(8,1 D crB SC (88f) 50 31 2 1 d )s(g D / * 2. Nielsen (1992) đa ra công thức đối với các sóng (đều) trong phòng thí nghiệm Đối với crws , 0 rr (hoặc các giá trị đã có từ trớc) SC (89a) A r 5,0 022,0275,0 với 156 SC (89b) 5,1 24,0128,0/ wsrr 831,0 ws . SC (89c) Đối với 156 hoặc 831,0 ws , 0 rr SC (89d) 108 Điều kiện trôi rửa = 156 và ws = 0,831 không hoàn toàn tơng thích với nhau. Phơng pháp chi tiết hơn, dựa trên một khối lợng số liệu đợc đề xuất bởi Mogride và nnk (1994). Quy trình 1. Để tính toán độ cao, bớc sóng của gợn cát trên đáy cát thạch anh trong nớc biển tại 10 o C và 35o/oo, lúc đầu cho độ cao H và chu kỳ T sóng. Các sóng đợc giả thiết đơn điệu. Ví dụ 7.3. Gợn cát do sóng - Cho độ cao sóng H 1m - Cho chu kỳ sóng T 6s - Cho độ sâu nớc h 10m - Cho kích thớc hạt tại đáy d 50 0,2mm - Tính toán vận tốc quỹ đạo, sử dụng hình 14, (sóng đơn điệu) U w 0,310ms -1 - Tính toán biên độ quỹ đạo 0,310 x 6/2 A 0,296m - Tính toán ngỡng tham số Shields (xem ví dụ 6.3) theo đờng cong Shields cr 0,0633 - Tính toán hệ số ma sát sử dụng phơng trình (60) Swart f wr 0,0118 - Tính toán tham số Shields ma sát lớp đệm ws 0,183 - Tính toán tham số di động sóng phơng trình (87) 31,0 - Tính toán độ cao gợn cát sử dụng phơng pháp Nielsen phơng trình (89b) r 0,0452m - Tính toán độ dài gợn cát sử dụng phơng trình (89c) r 0,265m 2. Để so sánh, phơng pháp Grant và Madsen cho r =0,0579m, r = 0,373m. 74. Ma sát do đáy gồ ghề Kiến thức Khi có mặt gợn cát, đụn cát hoặc sóng cát, chúng phát sinh sức cản hình dạng bởi trờng phân bố áp suất động lực trên bề mặt của chúng. Đây là sức cản cả khối, 109 tơng tự nh sức cản của gió lên một cái ôtô. Sức cản hình dạng có thể lớn hơn nhiều lần ma sát lớp đệm tác động lên các hạt cát và thờng là nguyên nhân thống trị của sức cản mà sông hoặc dòng chảy thuỷ triều trong cửa sông và biển cảm nhận đợc. Đối với mục đích vận chuyển trầm tích, ma sát lớp đệm os có bổn phận đối với vận chuyển dòng di đáy và sự cuốn theo cát từ đáy, trong khi sức cản hình dạng f0 liên quan đến rối mạnh, làm khuếch tán trầm tích lơ lửng vào dòng chảy. Các thảo luận tiếp theo về os và f0 , và sự bổ sung của của chúng để nhận đợc ứng suất tổng cộng đợc cho trong mục 1.4, mục 3.4 và phơng trình (39). Đối với gợn cát do dòng chảy, ứng suất tổng cộng thờng nhận đợc bằng cách lấy độ dài nhám z 0 , hoặc độ nhám Nikuradse k s , trong đó k s = 30z 0 . Bảng 7 đa ra giá trị trung bình từ các đo đạc trên đáy gợn cát trong biển có z 0 = 6mm. Nh vậy, thành phần sức cản hình dạng z of có thể liên quan đến độ cao r và bớc sóng r của gợn cát: r r rf az 2 0 SC (90) trong đó các khảo sát khác nhau cho ta a r trong phạm vi 0,3 < a r < 3, với giá trị tiêu biểu a r = 1,0. Độ dài nhám tổng cộng z 0 nhận đợc bằng cách sử dụng phơng trình (43), trong đó thành phần vận chuyển trầm tích z ot có thể phù hợp. Ma sát trên gợn cát do sóng có thể dẫn xuất theo cách tơng tự. Phơng trình (90) đợc sử dụng với giá trị phù hợp của a r để nhận đợc z 0r , và có thể bổ sung thành phần vận chuyển trầm tích. Một vài phơng pháp đợc đề xuất. 1. Grant và Madsen (1982) sử dụng a r = 0,923 trong phơng trình (90) với r và r đợc tính toán bằng phơng pháp riêng của họ (phơng trình (88)), cộng với thành phần vận chuyển trầm tích: 2 5,0 500 7,0)5,0(33,5 cr ws crt dsz . SC (91) 2. Nielsen (1992) sử dụng a r =0,267 trong phơng trình (90) với r và r đợc tính toán bởi phơng pháp riêng của ông (phơng trình (89)), cộng với thành phần vận chuyển trầm tích: 50 5,0 0 )05,0(67,5 dz wst . SC (92) 3. Raudkivi (1988) sử dụng a r = 0,533 trong phơng trình (90) với r và r đợc tính toán bởi phơng pháp Nielsen (phơng trình (89)), cộng với thành phần vận chuyển trầm tích: 25,2 0 00533,0 wt Uz SC (93) trong đó z 0t tính bằng mét và U w bằng ms -1 . [...]... của gợn cát phương trình (81a) - Xác định độ cao sóng của gợn cát phương trình (81b) - Tính toán theo phương trình (90) 2 z 0 10,0286 0,00408m 0,20 - Sử dụng phương trình ( 37) nhận được CD={0,40/[1+ln(0,00408/10)]}2= 0,00346 - Sử dụng phương trình (30) để tính toán ứng suất trượt tổng cộng 0 10 27 0,00346 0,502 0,887Nm-2 2 Khi áp dụng đối với các giá trị số nhận được trong ví dụ 7. 4 với đáy cát thạch... biển gợn cát, sử dụng cùng đầu vào như đối với ví dụ 7. 3: - Tính toán độ cao sóng và bước sóng của gợn cát như trong ví dụ 7. 3 Phương pháp Nielsen cho ta: r + độ cao sóng gợn cát 111 0,0452m r + bước sóng gợn cát 0,265m z0f 2,06 x1 0-3 m - Phương pháp Nielsen để tính toán z0f sử dụng phương trình (90) với ar= 0,2 67 - Tính toán thành phần vận chuyển trầm tích z0 z0t 4,14 x 1 0-4 m z0s 1, 67 x 1 0-5 m z0 theo... 0, 175 m, d50= 0,200 m, d65= 0,230m m, d90= 0,313m m, phương pháp đối với sông đưa ra các dự báo sau đây cho ứng suất trượt tổng cộng: Engelund 0,965Nm-2 White và nnk 0,384Nm-2 Van Rijn 0,600Nm-2 Các phương pháp này dự báo đụn cát là phần tử nhám chủ yếu, thay vì gợn cát 3 Ví dụ 7. 5 ứng suất trượt tổng cộng do sóng - Để tính toán biên độ ứng suất trượt tổng cộng w phát sinh do sóng trên đáy biển. .. 2,49 x 1 0-3 m - Tính toán thành phần ma sát lớp đệm z0 theo phương trình (25) - Tính toán z0 tổng cộng sử dụng phương trình (43) - Tính toán hệ số ma sát sóng bằng phương pháp Swart, phương trình (60) 0,139 - Tính toán biên độ ứng suất trượt tại đáy w tổng cộng sử dụng phương trình ( 57) 6,84Nm-2 Để so sánh, phương pháp Raudkivi cho ta w = 11,0Nm-2, và phương pháp Grant và Madsen cho ta w = 10,8Nm-2 4... cộng 0 Các chi tiết hơn và các ví dụ của các phương pháp nói trên được cho bởi Fisher (1993) 110 Quy trình 1 Ví dụ 7. 4 ứng suất trượt tổng cộng do dòng chảy - Để tính toán ứng suất trượt tổng cộng 0 phát sinh do dòng chảy thuỷ triều trên một đáy biển gợn cát với d50= 0,200 mm trong nước biển tại 10oC và 35o/oo: + Cho độ sâu nước h 10m + Cho vận tốc trung bình độ sâu U 0,5ms-1 r 0,20m r 0,0286m - Xác... bước và ví dụ thực hiện được đưa ra Một ví dụ của phương pháp 2 giai đoạn là của Van Rijn (1984) Độ cao sóng s và bước sóng s của đụn cát được dự báo bằng cách sử dụng phương trình (38a-d) Sau đó chúng được sử dụng để có ks theo phương trình sau đây: ks= 1,1 s 1 exp( 25 s / s ) 3d 90 SC (95) Giá trị ks này sau đó sử dụng trong công thức Chezy (tương tự phương trình ( 37) ) để nhận được ứng suất trượt...Ma sát do đụn cát và sóng cát có thể xử lý theo 2 cách: - Trong sông, ứng suất trượt tổng cộng 0 thường được mô tả bằng một hàm của ma sát lớp đệm 0s Phương pháp này, được gọi là phương pháp 'ma sát bồi tích' dựa trên giả thiết rằng các thành tạo đáy cân bằng với dòng chảy, và rằng các đặc trưng ma sát của chúng được xác định đơn trị bởi dòng chảy tổng hợp - Phương pháp 2 giai đoạn, trong... bước sóng của sóng cát được xác định trước hết, sau đó chúng được sử dụng để xác định ma sát Phương pháp thứ 2 phù hợp hơn đối với biển, bởi vì dòng chảy thuỷ triều và sóng mặt biến đổi nhanh với quy mô thời gian tính bằng giờ, trong khi các sóng cát phản ứng hơi chậm hơn với quy mô thời gian tính bằng ngày, do đó dòng chảy nói chung không ở trạng thái cân bằng với thành tạo đáy Nếu các giá trị đo đạc... Nếu các giá trị đo đạc độ cao sóng và bước sóng của sóng cát có sẵn, thì có thể sử dụng trực tiếp chúng để nhận được các tính toán ma sát chính xác hơn Một phương pháp ma sát bồi tích có trước đó nhưng đơn giản được Engelund (1966) đưa ra: 2,5 s 0,061 / 2 trong đó SC (94) 0 g s 1d s 0 s g s 1d 0 = ứng suất trượt tổng cộng 0 s = ứng suất trượt ma sát lớp đệm g = gia tốc trọng trường =... trượt tại đáy w tổng cộng sử dụng phương trình ( 57) 6,84Nm-2 Để so sánh, phương pháp Raudkivi cho ta w = 11,0Nm-2, và phương pháp Grant và Madsen cho ta w = 10,8Nm-2 4 Chi tiết về các phương pháp có sẵn trong SandCalc đối với ứng suất trượt tổng cộng tại đáy do sóng được cho trong mục 4.6 112 . sông hình thành các gợn cát nhỏ, các đụn cát lớn và đôi khi là các gợn cát trên sờn các đụn cát. Các thành tạo tơng tự đợc hình thành do dòng chảy thuỷ triều trong cửa sông và trong biển, nơi. thuỷ động lực nổi trội, gợn cát do sóng hình thành theo một hình dạng đặc biệt khác với các gợn cát hình thành bởi dòng chảy. Sóng cũng có thể tạo ra các thành tạo đáy rất lớn, nh các doi cát. (xem hình 23d). Các ứng dụng kèm theo các thành tạo đáy bao gồm sự bồi lấp các công trình lấy nớc, làm xói các đờng ống dẫn đến việc dãn rộng ra và có thể làm gãy chúng. Các thành tạo đáy cũng