Krasnoslobod, Liubans hồ chứa khác), hồ chøa nhãm thø hai - - 10% (Osipovits, Vonkovitrs, Mlnovs, Bobruikovs hồ chứa khác) Chơng đặc điểm phát triển bờ hồ chứa nhỏ 3.1 Dạng hóa bờ giai đoạn phát triển chúng Khi nghiên cứu bờ hồ chứa nảy sinh cần thiết phải phân loại chúng Việc tìm kiếm hệ thống phân loại bờ giai đoạn để lựa chọn dạng dự báo phát triển chúng xác Bản thân nguyên lý phân loại đợc hiểu nh quy trình phân chia tập đối tợng bờ thành tập nhỏ theo dấu hiệu đặc trng khuôn khổ đối tợng khác Mức độ tơng tự phân loại đợc chấp nhận phụ thuộc vào mức độ tri thức trình bờ nghiên cứu Lần đầu tiên, phân chia bờ dạng đợc Iu S Kasin thực [34] Các điều chỉnh mang tính địa phơng phản ánh mức độ nghiên cứu ngày cao trình bờ [35] Cũng đà thành lập việc phân loại việc dự báo hồ chứa đồng lớn [82, 123] Xibia [120] Trên sở khảo sát khái quát tài liệu đợc công bố tảng phân loại bờ hồ chứa đà mang tính chất trình bờ nhân tố xác định chúng theo sơ đồ : nhóm tổng thể - dạng tổng thể - dạng bờ [124] Các vấn đề phân 99 100 loại bờ hồ chứa đợc nhà nghiên cứu khác xem xét [2, 95] Bảng 3.1 Các dạng bờ hồ chứa Bạch Nga nhân tố chi phối thành tạo chúng Nhóm huỷ Nhóm động lực Mài mòn Quá trình bờ nguyên Nguồn gốc Dạng bờ chủ đạo Sụt lở Hiện sóng Các nhân tố Thành phần thạch học bờ tợng Sóng gió Cát, sét, cát pha sụt lở Lë tÝch Lë tÝch Tr−ỵt lë HiƯn Sãng giã t−ỵng trợt lở Nâng mực nớc Sét hồ (theo lớp), sét ngầm, ma khí , sóng gió Mài mòn - Mài mòn - Lở bÃi, tích tụ Sóng tích tụ tích tụ Tích tụ Tích dòng Cát aluvi, fluvi cát pha phù sa chảy dọc bờ Tích tụ phù sa Sóng gió, hoạt hiệu hiệu động băng cỡ Tích tụ Tích tụ phù sa Sóng Cát aluvi, fluvi gió, dòng chảy dọc bờ Nguồn gốc Sông Xói sâu Lở, xói bề mặt phi sóng Phong hóa, dòng Sét, băng tích chảy kín Xói ngang Trung lập Khác với hồ chứa lớn, trình hình thành bờ hồ chứa nhỏ có đặc thù riêng [138] Cho nên thực tiễn nghiên cứu trình hình thành bờ hồ chứa nhỏ vùng Bạch Nga Cận Ban Tích chứng tỏ cần thiết phân chia bờ nhóm nguồn gốc sóng không sóng Cát aluvi cát rửa trôi tụ gió, Trong trình phát triển hiệu chỉnh sơ đồ phân loại đà làm rõ đợc số nhợc điểm riêng biệt chúng không giữ đợc nguyên tắc xây dựng phân loại xuyên suốt kế thừa nh thiếu tính tổng hợp cách tiệm cận nghiên cứu bờ, thực tiễn áp dụng dấu hiệu nhận dạng thuật ngữ truyền thống đa Nh thuật ngữ "bờ sở" đồng với sở đất đá cấu tạo Trong thời gian gần vấn đề đợc tranh cÃi việc phân chia "dạng bờ trung lập" [89] hồ chứa, đà có lúc A Gumbold phân loại nghiên cứu vùng bờ biển Xói sờn Lầy Quá trình lầy Xói, bào mòn mặt Cát aluvi, cát pha Cát, sét băng tích, cát pha Ngập, chua Tăng mực nớc Cát, sét băng tích, cát phèn Ngập Tăng mực nớc ngầm ngầm pha Nét đặc trng nghiên cứu năm gần tìm kiếm phân loại tổng hợp dùng để giải toán thực tiễn có tính đến dấu hiệu hình thành bờ tổng quát, thạch học, hình thái học dấu hiệu khác 101 Sự phân chia nh diện hồ chứa nhỏ có chiều dài lớn bền vững với mài mòn bờ, đợc hình thành điều kiện hầu nh hoàn toàn tác động sóng Các vùng động lực thụ động nh phạm vi hồ chứa có trớc hết phần thợng lu trung lu hồ chứa Chúng, bỏ qua dạng mài mòn, đợc ổn định chứa nớc, sau tăng vọt Bờ nguồn gốc sóng tập trung vào đới động lực mạnh (bảng 3.1) Trên sở khảo sát trình bờ đà đợc tiến hành nh tài liệu đà đợc công bố chia năm nhóm tổng quát gộp 10 dạng bờ Chỉ tiêu để phân chia nhóm bờ tổng quátlà tính chung dấu hiệu phát triển trình bờ, dạng riêng biệt chúng trình hình 102 thành bờ diễn gần gũi dấu hiệu thạch học đất đá Bảng 3.2 Chiều dài dạng bờ đặc trng hồ chứa Bạch Nga theo vùng hình thái, km (số liệu năm 1980) Hồ chứa, vùng Năm hình thái Mài mòn thành Sụt lập Osipovitrs Lở Mài Tích tụ Trung lập mòn Tích TÝch tơ LÇy NgËp tÝch tÝch tơ tơ Lë KÌ bờ Xói HQ Bê Từng Tổng Đất Kênh phần cộng tông 1953 Gần đập 64,7 4,2 1,0 1,8 0,1 0,3 Thợng nguồn - - 1,1 - Sau đập - - - - Trigirin S«ng 2,5 5,3 - - 0,5 - - 15,7 - 17,7 16,6 - 8,5 - - - 43,9 - 1,9 - - - 0,1 - 5,1 3,1 1960 Gần đập 42,7 6,7 0,2 3,5 0,9 0,2 2,2 4,4 - - 1,0 0,1 - - - 1,0 - - 7,5 5,9 - 3,2 - 0,1 - 17,7 Sau ®Ëp - - 0,2 - - 4,9 0,7 - - - 0,03 - 5,8 Đà xác định đợc hồ chứa nhỏ đợc đặc trng phân hoá trình bờ từ thợng nguồn thân đập Các trình phá huỷ tích cực gắn với vùng gần đập (dạng hồ) Từ thợng lu hồ chứa nhỏ, nơi hình thành loại bờ trung lập giai đoạn phát triển đến vùng trung lu đàn dần tăng vai trò trình xói mòn tích tụ Sự phân hoá trình bờ theo chiều dài hồ chứa tơng ứng hình thnàh dạng bờ chi phối chủ yếu tăng cờng sóng liên quan tới tăng độ sâu chiều dài đà sóng từ thợng lu đập 19,2 Thợng nguồn dụ hồ chứa dạng cực thành lập thuỷ vực nhân tạo đợc củng cố đập bờ đạt tới 70 -80, có tới 100% tổng chiều dài đờng bờ (bảng 3.2) Saligor 1967 Gần đập 71,6 0,8 - 0,9 8,4 - 3,0 2,8 - - 3,4 1,3 - 20,6 Th−ỵng ngn - - 2,3 1,7 - 14,9 5,2 - 1,0 2,9 11,8 0,3 40,1 Sau ®Ëp - - - - - 6,6 4,3 - - - - - 10,9 0,7 - 1,5 0,7 - 6,6 3,9 - - 3,8 4,3 0,2 21,7 Krasnoslobod 1972 Vilei 1973 21,7 163,1 Gần đập 2,1 0,1 4,5 10,8 - 2,8 4,1 - - 6,3 - - 30,7 Gi÷a hå 2,2 - 6,4 2,4 - 8,9 2,6 - - 8,4 0,3 - 31,2 Th−ỵng ngn 0,4 - 1,0 - - 26,1 3,6 1,2 - 0,8 - 0,1 33,2 Sau ®Ëp 0,9 - 4,4 1,9 - 41,6 14,0 0,3 1,2 - 0,7 3,0 68,0 Trong bờ có nguồn gốc nhân sinh, chia bờ bền vững (phủ bê tông hay đất nện) hay bờ kênh, đờng trùng với đờng bờ thuỷ vực Trong số trờng hợp, loại bờ lớn Ví 103 Việc làm sáng tỏ tính chu kỳ phát triển bờ có ý nghĩa không lý thuyết mà thực nghiệm Thực tiễn nghiên cứu vận hành hồ chứa lớn đồng (với thời gian vận hành 30 năm) cho phép ghi nhận giai đoạn phát triĨn bê cđa chóng S L Vendrov [9] ®· chia thời kỳ chế độ dừng không dừng Muộn hơn, lần đặt sở phát triển bờ hoàn lu tuần hoàn với ví dụ hồ chứa Xibia [130], giai đoạn phát triển bờ hồ chứa tổng thể dạng riêng biệt chúng [127] Đối với trình bờ tính giái đoạn phát triển bờ đặc thù Đối với mục đích thực tiễn đặc biệt quan trọng biểu trình bờ giai đoạn khác khác Điều thiết phải tính đến dự báo, Về tổng thể hồ chứa nhỏ đà xác định ba giai đoạn phát triển bờ: hình thành, ổn định suy thoái [142] Sự vận hành lâu dài hồ chứa nhá chØ r»ng ý nghÜa thùc tÕ chØ cã hai giai đoạn đầu hình thành bờ (Hình 3.1) Trong giai 104 đoạn diễn trình phá huỷ bờ tích cực hàng năm, đặt tảng phát triển bÃi bồi gần bờ Diễn san đờng bờ, chia cắt mũi phủ phù sa vào vịnh, hình thành lấp đầy Sự lùi mạnh mẽ mép bờ cấu tạo đất đá dễ bị xói lở nhận thấy pha giai đoạn này, đặc biệt - năm đầu tiên, đến năm Sự lùi mép bờ hàng năm pha khoảng 1,0 - 1,2 m [132] Thể tích bị phá huỷ đạt m3/m Khác với hồ chứa lớn, hình thành bờ hồ chứa nhỏ diễn theo sơ đồ phát triển nhanh Trong đó, phá huỷ bờ thờng đạt tới 50% tổng lợng phá huỷ cho giai đoạn vào pha thứ hai trình suy yếu dần Vào khoảng chục năm vận hành thứ hai hồ chứa nhỏ việc hình thành bờ kết thúc bÃi bồi đợc hình thành bắt đầu có thuỷ thực vật Trong thời gian phần thợng lu trung lu hồ chứa bờ trung lập đợc ổn định đới gần bờ tạo dải thực vật dới nớc Trên khu vực bờ bị xói mòn thợng lu hồ chứa sờn củng đợc củng cố thực vật, hình thành bÃi bồi giai đoạn ngắn tái lập bờ yếu ớt số khu vực gây nên nớc đâng, thay đổi điều tiết hữu tài nguyên nớc hồ chứa hay đặc trng thiết kế khác Trong giai đoạn thứ hai phát triển bờ, trình hoạt động quan sát thấy phần gần đập, nơi diến hình thành cuối bÃi bồi Nó dẫn đến việc hình thành đờng bờ cân bình địa, trình chủ yếu dịch chuyển phù sa dọc bờ Tại phần gần đập chúng tạo nên hệ động lực bờ phức tạp với đới nuôi dỡng, dịch chuyển tích tụ phù sa bờ xói lở sớm hơn, mà mức độ đà biết, làm giảm tác động lên bờ sóng gió đến cuối giai đoạn ổn định bờ bÃi bồi, phần gần đập hồ chứa theo tiêu đo đạc hình thái thuỷ động lực học giống với hồ có dòng chảy cỡ tơng tự Sự ổn định bờ bÃi bồi nh tạo thành đờng bờ cân bỏ qua pha kích hoạt trình Trong giai đoạn thứ ba đới bờ với bờ bị xói lở sớm diễn ổn định hoàn toàn trình sờn Bờ bÃi ven bờ đợc phủ thuỷ thực vật bậc cao Khi chúng bị tàn lụi xảy việc tích luỹ trầm tcíh hữu bÃi bồi phần hở, dẫn đến lầy hoá vùng bờ Đồng thời thống trị trình tích tụ 105 Giai đoạn tiến hoá bờ hồ chứa Hình thành bờ dòng sông Đờng bờ tự Hình thành đáy trũng Giảm bÃi bồi ven bờ Suy thoái Đờng bờ cân Tuyến hoạt động tái lập bÃi ổn định ổn định bờ bÃi bồi Tái lập suy thoái Tái lập mạnh Lấp đầy nớc hồ chứa Trởng thành Hình 3.1 Các giai đoạn tiến hoá bờ hồ chứa nhỏ Kinh nghiệm vận hành lâu dài hồ chứa nhỏ Uran Cận Ban Tích nh vùng khác đất nớc kỷ XIX chøng minh r»ng thêi gian tån t¹i cđa chóng cã thể đạt tới 100 năm [143] Khi vòng 40 - 50 năm vận hành hai giai đoạn 106 đà chia nhóm hồ chứa với bờ bền vững mà trình kể chỗ đứng (Veluga, Pogost hồ chứa khác) hình thành bờ đợc thực hoàn toàn (Hình 3.2) 3.2 Các bờ mài mòn Các quan trắc tiến hành hồ chứa nhỏ phân bố vùng rừng chứng minh trình tái lập diễn tích cực vào năm [78, 94, 120, 123] Quá trình ®i kÌm mét sè ®Ỉc thï chi phèi nã nh− chế độ vận hành đối tợng nh đặc điểm địa mạo - thạch học sờn Sự tái lập tích cực phát triển bờ cấu tạo đất đá không liên kết, bở rời Sự phá huỷ sờn bờ phần không ngập nớc kèm vối việc thành tạo lở tích, mà sờn dốc đợc cấu tạo đất cát kết Khi phá vỡ sờn đốc cấu tạo cát pha sét xuất lở đất Thờng mặt cắt phần không ngập nớc bờ mài mòn có dạng gần với đờng thẳng (Hình 3.3) Khi tái lập bờ cong ®é cao cì - 12 m (hå chøa Trizdov, Ostrosin, Đubrov, Vonkovitrs hồ chứa khác) phần gần mép nớc hình thành bậc với gốc nghiêng gần 20 - 30o Phần sờn dốc tơng đối bền vững nhờ diện lớp phủ cỏ gỗ Sự tác động sóng đến chân sờn cấu tạo cát gây đôi chỗ cấu tạo chia cắt sờn mạnh mẽ Lát cắt sờn mài mòn bao gồm phần ngập không ngập nớc Phần không ngập có sờn bờ, thềm, phần bÃi không ngập hẹp ( Bkn) Phần ngập nớc lát cắt chứa bÃi bồi bờ (Bn) , sờn bờ bị ngập dính đến phần lắng đọng đáy BÃi bờ hồ chứa nhỏ có số đặc điểm: Hình 3.2 Con đờng tiến hoá đờng bê cđa c¸c hå chøa a) nhãm hå chøa 1; b) nhãm hå chøa 2; c) hå chøa bê nh©n tạo Trong thời gian xói lở đờng bờ tích tụ sản phẩm phá huỷ diễn san abừng đờng bờ, tiến gần tới trạng thái giống nh bờ hồ tự nhiên Trên phông chung nh 107 - chiều rộng phần không ngập nớc hạn chế thay đổi từ 0,5 đến - 2,5m; 108 - lát cắt phần ngập nớc bÃi bồi lồi gần với đờng thẳng [44, 52, 60] đổi tái lập tích cực phản ánh lên kích thớc bÃi - phần ngập nớc bÃi bồi đợc tạo chủ yếu chia cắt bờ gốc, phần tích tụ không đáng kể; - bề mặt phần mài mòn bÃi có bề mặt thềm bậc thang đột ngột Điều thấy rõ trờng hợp dao động mực nớc lớn Nhng thông thờng bÃi bồi có bề mặt phẳng với dạng vi địa hình không đáng kể - đặc thù địa hình phân bố độ sâu làm trơn bÃi bờ đáy hồ chứa gờ thay đổi đột ngột Hình 3.4 Đồ thị quan hệ St = f(t) (a) B = f(t) (b) víi hå chøa nhãm vµ - độ sâu vùng phía bÃi phụ thuộc vào tham số sóng gió nằm phạm vi 0,2 - 0,8 m Các độ sâu tơng ứng với mực nớc thờng gặp thời kỳ không đóng băng Hình 3.3 Các dạng bờ mài mòn lở tích (a) mài mòn trợt lở (b) Hình 3.5 Sự thay đổi độ dốc bi bồi (i) chiều rộng (B) Sự sập đổ sờn bờ xói lở đất với phát triển dẫn đến phát triển tơng hỗ phần cạn cúng nh phần dới nớc sờn Sự thay đổi độ rộng bÃi bồi (Bn) phụ thuộc vào tái lập tuyến tính bờ (St) (Hình 3.4), sù thay 109 Sù thay ®ỉi kÝch th−íc b·i båi theo thời gian, cụ thể độ rộng (Bn) độ dốc (in), nh qua trắc đà chứng minh diễn tơng hỗ: với tăng độ rộng bÃi bồi diễn giảm độ 110 dốc, bÃi bồi trở nên phẳng ( Hình 3.5, bảng 3.3) Tại giai đoạn cuối phát triển trình ổn định, độ dốc 0,03 - 0,06 bồi tơng ứng với độ dốc (ikn)và ( in) (Hình 3.6) Các khảo sát thực địa chứng minh phát triển tái lập theo thời gian tuân theo quy luật tính giai đoạn, số giai đoạn hồ chứa với dao động mực nớc phạm vi 0,5 m đến 1, - m đợc bảo toàn thờng xuyên Sự khác biệt thời đoạn tái lập độ dài giai đoạn Đói với hồ chứa nh có ba giai đoạn Đó giai đoạn phát triển đầu tiên, tái lập tích cực suy thoái Bảng 3.3 Các đặc trng phần bi bồi ngập nớc (B, i) Sờn bờ Tham số Năm vận hành hồ chứa Osipovitrs B 5.8 6.0 7.0 0.07 0.06 0.06 0.06 B 5.5 0.08 0.08 0.08 0.06 0.06 8.0 10 11 9.7 B 8.0 11.0 11.0 11.0 11.0 11.0 11.0 i Lepee 9.0 6.5 Phần không ngập n−íc 7.2 6.5 PhÇn ngËp n−íc Lïi i Drozd− i Krinhixa B·i båi bê PKNN Hå chøa 0.12 0.11 0.09 0.09 0.09 0.06 0.06 0.06 B 17.0 17.0 21.0 24.0 26.5 27.0 0.06 0.06 0.04 0.04 0.03 0.03 Mài mòn Tích tụ 30.0 i Phần ngập nớc 0.03 Hình 3.6 Sơ đồ lát cắt tái lập bờ điều kiện hồ chứa nhỏ Sự khác biệt đà ghi nhận độ dài giai đoạn tái lập bờ hồ chứa với tính chất thay đổi mực nớc khác đà chi phối thay đổi dần đặc trng hình thái sờn bờ hồ chứa, nằm giai đoạn phát triển khác Coi tham số hình thái đợc chọn để so sánh phục vụ cho: lùi tuyến tính bờ (St), gây nên lùi thành bờ; thể tích tái lập (Qt), độ rộng phần cạn (Bkn) phần ngập (Bn) bÃi 111 Trong điều kiện hồ chứa nhỏ vùng rừng lát cắt đờng bờ cân thành tạo hồ chứa với đờng hạ mực nớc lớn sau 10 - 20 năm (Lepel), hồ chứa với dao động mực nớc nhỏ - sau - 10 năm Sờn bờ bắt đầu mài mòn đợc đặc trng tính chọn lọc vắng mặt hoàn toàn bÃi bồi s−ên Thêi kú nµy sù phơ thc vµo nhãm thuỷ vực kéo 112 dài - năm Trong giai đoạn mài mòn tích cực diễn không phá huỷ phần sờn cạn mà tạo thành bÃi bồi bờ Thời đoạn khoảng - năm Trong giai đoạn suy thoái sờn bờ có dạng cân Trên thuỷ vực chia ba vùng tái lập Trong phần lớn nhất, gần đập thuỷ vực thống trị sóng gió tái lập có nguồn gốc riêng sóng, Tại phần giữa, trình phá huỷ đợc chi phối tác động sóng gió lẫn dòng chảy Trên thợng lu chế độ thuỷ văn thuỷ vực vào vài mùa năm gần với sông ngòi xói lở bờ diễn chủ yếu dới tác động dòng chảy hồ Điều nhận thấy hồ chứa Petrovitrs, Tritririn, Krinhixa hồ chứa khác Do kết hoạt động sóng gió đà hình thành dạng đặc thù phần bÃi ngập nớc, gần với đờng thẳng với độ nghiêng nhỏ Tuy nhiên, ngời ta đà quan sát thấy trờng hợp tạo thành bÃi bồi với hình dạng đờng cong Thờng uốn khúc quan sát thấy phần gần mép đoạn hạ độ sâu Bề mặt bÃi nh thờng phẳng, sạt lở cát kết, chỗ lõm lồi kích cỡ lớn Chỉ dao động mực nớc lớn ta gặp phần gần mép dạng vi địa hình với mực nâng 10 cm Chúng đợc tạo thành trạng thái tuần hoàn mực nớc cao trình khác Tất nhiên, dạng sau bị san phẳng dới tác động dòng chảy mặt vị trí mực nớc hồ chứa Trên thuỷ vực với dao động mực nớc không lớn sờn bờ thờng phần bÃi cạn Nhận thấy rằng, xét trình tái lập theo thời gian nh trình tắt dần coi nh sau khoảng thời gian xác định đủ dài hình thành nên lát cắt cân động lực mà đặc trng tơng ứng với thay đổi 113 nhân tố tác động Quan điểm áp dụng điều kiện hồ chứa lớn, nơi mà tác động sóng, dao động mực nớc, dòng chảy nhân tố khác thể rõ ràng Trong điều kiện hồ chứa nhỏ, nơi mà nhân tố tạo bờ sóng, lát cắt ổn định đợc thành tạo nhanh hơn, sau khoảng thời gian dài không chịu thay đổi lớn Sự diện đất đá nguồn gốc băng tích chi phối thành tạo bờ hồ chứa đợc tái lập Cơ chế thành tạo liên quan với xói lở vận chuyển tớng cát kết sét từ khối đất bị phá huỷ Trên bề mặt bÃi bồi lại nhóm đá cuội, bÃi bồi có đợc thành bảo vệ tự nhiên làm tăng tính bền vững Đồng thời, sờn bờ cát kết vùng gần mép nớc qua sát thấy thành tạo feston nhỏ với doi cát chắn sóng, thành tạo chúng nhanh, Khi thay góc tới sóng dạng biến Sự diện bề mặt phẳng bÃi bồi hoàn toàn bÃi ngập nớc đáy giai đoạn hình thành muộn chúng cho phép ứng với điều kiện hồ chứa nhỏ lát cắt cân chúng dới tác ®éng cđa sãng vµ dao ®éng mùc n−íc Ýt thay đổi Độ sâu rìa bÃi bồi Hng trở nên không đổi đợc xác định theo quan hƯ tun tÝnh d¹ng [63] H ng = 1,87 − 0,50 Ak b + 1,34h1% , (3.1) víi h1%, Akb - tơng ứng độ cao sóng suất bảo đảm 1% biên độ dao động mực nớc vào thời kỳ không băng Các quan trắc tiến hành mạng lới đo đạc cố định qua loạt hồ chứa cho phép đánh giá động lực trình hình thành bờ dạng mài mòn lở tích mài mòn - sạt lở 114 nh qui mô trình Trên hình 3.7 dẫn động lực cờng độ hình thành bờ phần cạn sờn bờ, bảng 3.4 - 3.7 dẫn tài liƯu vỊ sù t¸i lËp bê hå chøa cã c¸c thời gian vận hành khác 0,4 - 0,5 m 0,5 m3 Bảng 3.4 Đặc trng bờ trì tái lập từ - năm Hồ chứa tuyến đo Lùi đờng tái lập bờ Hạt vừa 3.85 5.5 H¹t võa 2.5 H¹t võa 3.2 Hạt vừa Chièu rộng Độ dốc bÃi bÃi bồi båi 2.2 1.0/2.5 0.05/0.04 5.5 1.0 2.8/3.2 0.08/0.06 4.0 2.0 1.0/2.2 0.1/0.07 3.0 4.8 1.25 1.75/3.0 0.14/0.08 H¹t võa 3.5 5.5 1.0 2.5/4.0 0.1/0.4 H¹t võa 3.0 3.5 1.0 1.0/5.0 0.05/0.12 H¹t võa 3.0 4.5 1.25 0.8/4.0 0.06/0.08 Thể tích Drozđ Số đoạn Krinhixa Số hiệu Đất (cát) Độ cao gờ Hạt vừa 1.10 2.0 0.4 0.25/4.5 0.4/0.11 Bảng 3.5 Đặc trng bờ trì tái lập thời kỳ 10 năm Hồ chứa Số đoạn tuyến đo Sự phân tích tài liệu chứng minh r»ng sù lïi tỉng céng ®−êng bê qua 10 năm vận hành hồ chứa nhỏ với dao động mực nớc nhỏ chiếm khoảng 20 m, hồ chứa với dao động mực nớc lớn 8m, vận tốc trung bình tái lập 20 năm hồ chứa thứ với dao động mực nớc nhỏ - m/năm, 0,5 - 4m3 mét chiều dài năm, dạng thứ hai - tơng ứng 115 Chièu rộng Độ dốc bÃi bÃi båi båi 0.3 1.5/2.5 0.06/0.08 4.7 0.8 2.0/3.5 0.1/0.08 5.3 1.2 1.0/5.5 0.3/0.07 0.7 2.5 1.5 1.7/4.0 0.05/0.2 H¹t nhá 13.5 7.5 5.3 -/3.5 -/0.14 H¹t nhá 22.5 14.0 5.0 -/5.0 -/0.06 H¹t nhá 6.3 6.0 2.6 -/3.5 -/0.17 H¹t nhỏ tái lập bờ Hạt vừa 1.05 5.0 Hạt vừa 1.6 Hạt vừa 3.2 Voncovich Lùi đờng Hình 3.7 Sự thay đổi thể tích tái lập (Q) theo thêi gian trªn hå chøa Zaslav (a), Lepel (b) Osipovitrs (c), Krinhixa (d), Drozd− (e), Golovnoie (f) ThÓ tÝch Viatra Số hiệu Đất (cát) Hạt vừa Độ cao gờ 21.0 14.0 3.6 -/3.5 -/0.08 Xây dựng đồ thị dạng St = f(t) Qt = f(t) ®èi víi c¸c hå chøa thc thủ vùc cã chÕ độ mực nớc khác chứng tỏ trình t¸i lËp bê c¸c hå chøa nhá xÊp xØ víi biểu thức 116 đà biết dạng (Hình 3.7): St = S0 t b1 (3.2) vµ Qt = Q0 t b2 (3.3) với St Qt - tơng ứng tái lập tuyến tính (m) thể tích tái lập (m3/1m chiều dài); S0 Q0 - lùi đờng bờ thể tích tái lập năm vận hành hồ chứa đầu tiên; b1 b2 - số mũ phụ thuộc vào tính chất đất Bảng 3.6 Suất đảm bảo St(m) Qt (m3/m ) hồ chứa nhóm Thời kỳ, năm Tham số Suất đảm bảo, % 10 50 75 95 St 7.20 6.80 4.20 4.20 3.60 6.50 5.0 3.60 2.30 0.8 St 14.0 12.30 10.60 8.50 6.0 Qt 25 25 Qt 10 17.0 15.0 10.40 7.60 5.0 Bảng 3.7 Suất đảm bảo St(m) Qt (m3/m ) hồ chứa nhóm Thời kỳ, năm Tham số Suất đảm bảo, % 10 75 95 St 7.60 5.20 3.90 3.30 2.30 3.90 2.50 1.50 1.10 0.60 St 30.0 18.0 12.5 7.0 3.0 48.0 30.0 18.0 6.0 2.0 St 30.0 18.0 13.0 8.0 6.5 Qt 25 50 Qt 10 25 Qt ®èi với điều kiện hồ chứa nhỏ hai nhóm Kết tính toán thống kê thực máy tính điện tử hệ EC, thể dới dạng bảng đợc sử dụng thực tiễn dự báo (bẳng 3.6 - 3.7) 48.0 30.0 20.0 14.0 9.0 Trên sở số liệu quan trắc thu đợc tác giả đà tính suất đảm bảo tái lập tuyến tính thể tích tái lập sờn bờ 117 3.3 Các bờ mài mòn - trợt lở Hiện tợng trợt lở đà đợc biết đến quan trắc hình thành bờ hồ chứa lớn [75] Một khó khăn nghiên cứu trợt lở bờ hồ chứa nghiên cứu chúng nh thiếu phơng pháp luận tơng ứng vấn đề Trong phạm vi vùng rừng tợng trợt lở đợc nghiên cứu hồ chứa bậc thang Daugava hồ chứa kiểu hồ Poozera Bạch Nga Nh khảo sát cho thấy, tợng trợt lở đợc biết tới đoạn bờ hồ chứa trùng với bờ sông gốc cao hay bờ hồ có điều tiết, đặc biệt trờng hợp chế độ mực nớc không ổn định Có mức độ nghiên cứu tốt trình trợt lở giai đoạn phát triển hồ chứa Riga Trong số tợng trợt lở quan sát hồ chứa phân biệt loại "chân lý" giả trợt [94] Trợt lở hồ chứa Riga trợt lở bậc nhất, chiếm phần sờn dốc hồ chứa trớc đà giả trợt Khác với trợt lở bình thờng hay chân lý, trợt lở đà nghiên cứu bờ hồ chứa Riga biểu lộ cấp riêng biệt " lắng đọng đất chảy trôi nổi" Theo phân loại tổng quát Đ P Phinarov [127] bờ thuộc nhóm sụt lở đất chảy Các thành tạo trợt lë diƠn hai pha: tr«i nỉi vËt chÊt dới vật thể trợt lở lắng đọng chí sụp đổ Tuy nhiên với cấu trúc địa chất đồng bờ cấu tạo cát hạt mịn tách mảng hay sụp lở không quan sát thấy Bờ bị phá huỷ kết hợp tính chất 118 đất chảy bờ sụt lở m độ sâu gần m đất cát pha, mặt đệm sâu 2,5 - m cát chảy Dới lớp cát đất sét cứng dới đất đá gốc cát chảy có kích cì 0,25 - 0,05 mm (98%) vµ cã hƯ sè không đồng 1,9 - 2,1 với độ rỗng 46% Góc bờ tự nhiên 28 - 35o, góc ma sát nội 23 - 30o, hệ số thấm gần 4m/ ngày Trong hai năm tích luỹ hồ chứa diễn bÃo hoà cát ncớ sông đến mực nớc thiết kế Sự hoạt động hồ chứa dẫn tới tải có chu kỳ chúng Sự phá vỡ tính ổn định bờ diễn với chế độ mực nớc không ổn định, mà lËp tøc sau tÝch l n−íc hå chøa biªn độ ngày đêm dao động mực nớc m Sự bào mòn vận chuyển phần tử diễn nâng mực thuỷ tĩnh nớc ngầm lay động hạt cát đà bÃo hoà nớc đới tiếp xúc với mực nớc hoạt động diễn với tác động động học sóng gió Hình 3.8 Sơ đồ hình thành bờ trợt chảy theo Ia S Probocs a - giai đoạn đầu tiên, b - giai đoạn lắng khối tách rời Trên toàn bé chiỊu dµi cđa hå chøa Riga lµ 75 km, bờ đất chảy trợt lở chiếm 0,5 km Trên đoạn sờn dốc trợt lở hồ chứa cát, cát pha bùn hạt mịn đệ tứ Độ dày lớp c¸t kÕt - 119 VËy, vÝ dơ nh− c¸c trình trợt lở tích cực hồ chứa Riga diễn vào năm vận hành hồ chøa Trong thêi kú n−íc lín hå chøa qu¸ trình thay đổi bờ diễn vòng vài ngày pha ( 5-7 sau đạt mực nớc cực đại) lơ lửng phần tử nhỏ thành tạo đất chảy đới tiếp xúc nớc bờ đà tạo điều kiện để gắn kết khối bờ sờn dốc Độ dài khối theo chiều dài đoạn bị phá (cung) đạt m độ rộng 2,5 m Khi trạm thuỷ điện làm việc vòng - mực nớc hạ 1,0 - 1,5m Khi hình thành đới cát Mảng tách bị lắng xuống bề mặt trợt đất sét vật chất tích luỹ đợc trợt bề mặt sét lên bÃi bồi gần bờ, nơi mà với nâng lên mực nớc sóng gió trình diễn theo dạng mài mòn (Hình 3.8) [92 94] 120 Thời đoạn trình mài mòn phụ thuộc vào vật thể trợt lở thời gian tác động sóng gió lên Sau nghiền nát đáy đào xới lại lớp cát mỏng quan sát đợc tợng đất chảy lặp lại Vậy chu kỳ lặp lại số lần Vào cuối năm vận hành hồ chứa thứ hai (1978) đà ghi nhận suy giảm trình hình thành bÃi bồi gần bờ độ rộng khoảng 30 m Cuối năm 70 đầu năm 80 cđa thÕ kû XX x¶y mét kú n−íc nhỏ điều chi phối trạng thái mực nớc vào thời kỳ không đóng băng dới mực nớc hiệu dụng Điều thúc đẩy xói lở bÃi bồi đợc tạo thành tích tụ hạ thấp tính ổn định bờ Lợng phá huỷ năm 1979 chiếm gần 150 - 170 m3 mét chiều dài Trong thời gian gần 80 nghìn m3 đất đá xâm nhập vào hồ chứa Đến năm 1984 thể tích đất bị xói lở đà 275 m3 mét chiều dài Hệ số tích tụ đoạn nghiên cứu gần 0,7 Các trình trợt lở hồ chứa dạng sông hồ phạm vi Poozeria cao nguyên phân thuỷ có đặc thù riêng, đặc trng cấu trúc địa chất phân bố trầm tích băng tích [142] Các dạng phổ biến trợt lở thềm, phát triển bờ gốc cao m Các khảo sát chi tiết hồ chứa kiểu hồ Lepel kiểu sông Trizdov chứng minh nguyên nhân chủ yếu thành tạo nâng mực nớc ngầm tăng mực nớc hồ sông xây dựng hồ chứa xuất mặt trợt lớp đất sét cột nớc Tất nhiên dao động mực nớc sóng gió tạo điều kiện để chia cắt sờn đè nặng nớc ngầm phía hồ chứa Các trầm tích băng tích cột nớc thúc đẩy tích luỹ nớc vào lớp bên Tình cuối dẫn đến thay đổi lớn tính chất lý đất đá vật trợt theo đất sét vừ tạo nên 121 khe nứt Sự xáo trộn trợt lở vật liệu bở rời phụ thuộc vào mức độ bÃo hoà nớc chúng Thúc đẩy trình gồm dòng mặt theo sờn dốc lòng chảo hồ hay thung lũng bị ngập sông Trợt lở phát triển mạnh vào mùa thu mùa xuân Vào mùa đông mùa hạ chúng nằm trạng thái tơng đối yên tĩnh Nh đà chứng minh, việc theo dõi hàng loạt trợt lở chiếm 50 đến 350m3 Chiều dài vật thể trợt lở khác phụ thuộc vào điều kiện địa chất - địa mạo bờ Phổ biến dạng trợt lở bậc thang Mặc dù phân bố hạn chế tợng trợt lở vùng rừng, nâng mực nớc sông hồ dẫn tới việc xuất phân bố rộng rÃi dạng phát triển bờ trợt lở Các trình đòi hỏi xem xét nghiên cứu kỹ lỡng, đặc biệt khu vực xây dựng nhiều nh xây dựng đới tinh phản bờ hồ chứa Kết đà làm rõ tính chất ph¸t triĨn c¸c s−ên bê míi nh− vËy n»m mối quan hệ chặt chẽ hai trình thống trị: mài mòn trợt lở Các quan trắc thực nghiệm đợc tiến hành chứng tỏ để bắt đầu tơng hỗ nh cần có khoảng thời gian xác định Nếu dạng phát triển bờ khác hồ chứa nhỏ (mài mòn - trợt lở, mài mòn - sụt lở v.v ) trình hình thành thời điểm tích nớc hồ chứa kéo dài không 15 - 20 năm trình mài mòn trợt lở tiếp tục thời gian nhiều việc tái lập sờn, sau xuất trợt lở đất dịch chuyển có chu kỳ sờn xói lở chúng vào phần gần mép nớc 3.4 Các bê tÝch tơ Sù t¸i lËp bê c¸c hå chøa dẫn đến xói lở mạnh đất đá 122 xâm nhập vật liệu vào vùng gần bờ ®¸y thủ vùc Khi di chun däc theo mÐp n−íc dới tác động sóng gió dòng chảy, phù sa đợc tích tụ tạo thành vùng bờ dạng khác nhau: doi, bÃi, feston tổng thể với tái lập bờ xác định xu hớng san đờng bờ hồ chứa [22] Sự dịch chuyển phù sa thành tạo dạng tích tụ dẫn đến phức tạp công trình đập tràn, cống xả đáy, trạm đo phù sa v.v Liên qua đến điều việc dự báo tính toán dạng tích tụ vấn đề thời sự, giải cho phép trù tính có sở công trình khác ven bờ hồ chứa nhỏ Để phân tích đà đa tài liệu quan trắc thực hồ chøa n»m c¸c vïng rõng kh¸c [45, 68, 69] Vào thời kỳ vận hành hồ chứa, đờng bờ đặc trng tính uốn khúc cao xác định địa hình thung lũng sông Hệ số uốn khúc đờng bờ hồ chứa Vilei khác xa với chiều dài Phía bờ phải giá trị nằm khoảng 1,16 - 2,05 với giá trị trung bình trọng số 1,39, phía bờ trái tơng ứng 1,05 - 2,60 1,63 Từ nhËn thÊy r»ng ®−êng bê hå chøa mét giai đoạn phát triển định tiến dần tới trạng thái cân Chỉ tiêu định lợng đánh giá đờng bờ cân tổng chiều dài nó, hàm diện tích thuỷ vực Để đánh giá mức độ xấp xỉ chiều dài đờng bờ hồ chứa đờng bờ cân đề xuất hệ số bền vững đờng bờ (ky), tỷ số chiều dài đờng bờ hồ chứa đợc tái lập (Lmm) bê tÝch tô (Ltt) k y = Lmm / Ltt (3.4) Trong bảng 3.8 dẫn giá trị ky, phụ thc vµo thêi kú vËn hµnh hå chøa Víi sù tăng thời gian vận hành gía trị ky gần 123 tiến đến Bảng 3.8 Chiều dài bờ mài mòn tích tụ hồ chứa nhỏ Hồ chứa ChiỊu dµi bê, km ky Lmm Ltt Zaslav 3.80 2.30 0.70 Krinhix− 0.80 0.60 0.75 Drozd− 1.20 0.85 0.71 Trizov 1.10 0.90 0.90 Viatra 1.50 1.30 0.87 Osipovich 2.00 1.80 0.90 Lepel 3.00 2.70 0.90 Petrovich 1.10 0.60 0.50 Xilian 0.50 0.10 0.20 Cần nhận thấy dịch chuyển dọc bờ vật liệu đất đá bị xói lở dới dạng dòng phù sa với diện bÃi bồi bờ đợc hình thành, tức bÃi bồi mà dạng tơng ứng với lát cắt cân Về tổng thể trình san tích tụ bờ trình mài mòn, diễn theo giai đoạn,khi chia ba giai đoạn sau đây: 1) vùng bờ bên cạnh chuyển động ngang phù sa biểu thành tạo dòng phù sa dọc bờ Giai đoạn minh chứng trình mài mòn bắt đầu thĨ hiƯn sù tÝch tơ; 2) quan s¸t thÊy sù tăng trởng nhanh phát triển dạng tích tơ kh«ng khÐp kÝn : doi, bê; 3) ghi nhËn hình thnàh dạng tích tụ khép kín - bÃi ngang, bổ sung góc đến dạng tơng tự dẫn tới thành tạo đờng bờ cân 124 Tính lâu dài giai đoạn san đờng bờ mài mòn tích tụ trờng hỵp chung chiÕm mét thêi kú (trong tr−êng hỵp thủ vực có sức làm việc ngày lớn) khoảng 25 -30 năm Đó hồ chứa Vilei, Zaslav, Lepel, Soligor Víi sù h¹ mùc n−íc hå chøa nhá giai đoạn kéo dài 15 - 20 năm (hồ chứa Trigirin, Osipovitrs, Đrozd, Petrovitrs) lâu dài, giai đoạn thứ hai hình thành bờ diễn thành tạo cuối cảu bÃi bồi tạo nên đờng bờ cân Nơi tạo nên hệ bờ động lực phức tạp với đới nuôi dỡng, vận chuyển tích tụ phù sa [68, 69] Bảng 3.9 Phân loại đặc trng thành tạo tích tụ Câú tạo tự nhiên Quá trình san bờ hồ chứa bắt đầu việc mài mòn mũi nhô bổ sung dạng tích tụ phần châu thổ cửa vịnh vừa Tiếp theo rút ngắn chiều dài bờ việc chia hồ chứa thành thuỷ vực độc lập Chỉ tiêu Lấp sát mép Doi Đảo Khi lập đồ bờ hàng loạt hồ chứa nhỏ đà tách dạng tích tụ đặc thù nhất, ứng cho biển V P Zenkovich, điều kiện hồ chứa nhỏ dạng liên kết lại vào năm nhóm: tiếp giáp, hở, kín, viền tách [22] Zaslav Petrovich Lepel B = 30, L = 150 B = 15, L = 45 B = 35, L = 110 Zaslav Krinhisa B = 10, L = 38 B = 10, L = 15 Bê ch¾n Viatra B = 10, L = V«ncovich B = 8, L = Giữa dạng tích tụ tiếp giáp bờ thể rõ thềm phần thềm, bất đối xứng nguồn xuất lộ nuôi dỡng phía, mũi tích tụ, bổ sung góc xâm nhập (bảng 3.9) 125 Hå chøa V«ncovich B = 120, L = 50 B = 30, L = 17 Trizov B = 40, L = 30 Ostrosin Trong giai đoạn vận hành hồ chứa nhỏ ghi nhận đợc lúc đầu xu hớng tăng chiều dài bờ mài mòn sạt lở hớng đến co đờng bờ tổng thể Nó diễn nh kết xuất mài mòn nơi mà có tồn bờ trung lập nh tăng hệ số uốn khúc Tinh thể tích tụ hồ chứa nhỏ đợc hình thành ®iỊu kiƯn thủ vùc cã chÕ ®é mùc n−íc ỉn định đoạn bờ mài mòn phạm vi bÃi bồi ven bờ đà đợc hình thành nh bê biĨn cịng nh− trªn b·i båi hå chøa víi tác động dịch chuyển phù sa ngang dọc bờ [22] phần đợc tích luỹ làm tăng bÃi bồi đà có Với vận hành hồ chứa nhỏ Sơ đồ - tơng tự Vịnh Zaslav Drozd− B = 5, L = B = 8, L = 1.Saligor B = 10, L = 200 Feston Phân hoá bờ mũi tích tụ Thuật ngữ "đờng bờ cân bằng" đồng nghĩa với lý thuyết bê biĨn V P Zenkovich ®Ị xt [22] Nã đặc trng cho tính 126 bất biến hình dạng với ổn định tơng đối nhân tố tác động lên bờ Bảng 3.10 Chiều rộng bi bồi thành tạo hồ chứa thợng Vonga hồ chứa thuỷ điện ngoại ô Moscova vận hành 15 - 20 năm (theo E G Katrugin) Hồ chứa Diện tích mặt nớc km2 Chiều rộng bÃi cực đại, m Ivankov 300 65 Aculov 37 25 Istrin 30 16 Kliazmin 15 16 bồi gắn chặt với trình bờ thống trị (bảng 3.10) để ớc lợng trạng thái bÃi bồi ven bờ giai đoạn ổn định bờ phần gần đập hồ chứa trạm thuỷ điện Osipovitrs đà tiến hành trắc đạc chi tiết phần ngập nớc bờ mài mòn (Hình 3.9) [4, 44, 45] Các đặc trng bÃi bồi gần bờ hồ chứa dẫn bảng 3.11 Các khu vực bờ đợc theo dõi phân biệt độ cao bờ, cấu trúc địa chất, thành phần thạch học đất đá điều kiện thuỷ động lực Các trình mài mòn tắt dần sau - 15 năm vận hành, bờ củng cố vào cuối thập kỷ thứ hai Bảng 3.11 Góc nghiêng bi bồi ven bờ hồ chứa thuỷ điện Osipovitrs (thành phố Svislotrs) giai đoạn phát triển khác Thành phần thạch Trên pha tái Trên pha tái lập Trên pha ổn định bớc học đất đá tạo bờ lập bờ tích cực bờ suy thoái đầu bờ bÃi bồi â sét 4-5 4-5 3,5 - 4,5 â sét, cát pha, cát 4-5 4-5 3,5 - 4,5 1,5 - 2,0 1,0 - 2,5 0,0 - 2,5 Cát hạt mịn Hình 3.9 Bình đồ bi bồi ven bờ hồ chứa Osipovitrs giai đoạn ổn định ®o¹n sè (®é cao bê - 4m cÊu tạo sét cát) 1- đờng đồng vị cao độ - đờng viền bi - mÐp n−íc Sù ph¸t triĨn bê c¸c hå chøa nhá [11] diến nhanh trình hình thành bÃi bồi chúng, Các dạng bÃi 127 Các dạng bÃi bồi chúng với góc nghiêng kích thớc tơng đối ổn định đà khẳng định trình nh (bảng 3.12) Giá trị góc nghiêng nằm khoảng 1:10 - 1:16, chúng đợc làm rõ sau năm vận hành hồ chứa Theo trực giác, thành nghiêng ổn định bÃi bồi đợc bảo toàn trình hình thành phức tạp dạng tiểu địa hình chúng gắn liền với thành phần phù sa Phụ thuộc vào đà sóng, độ cao cấu tạo địa chất bờ đà hình thành nên bÃi bồi ổn định với đặc trng chúng : chiều rộng độ sâu Khi tồn mối liên hệ chiều rộng bÃi bồi độ sâu chân bÃi, đợc khẳng định đồ thị (Hình 3.10) Độ sâu ổn định chân bÃi chứng tỏ suy thoái trình hình thành bÃi kết thúc việc hình thành 128 Bảng 3.12 Đặc trng bi bồi ven bờ hồ chứa Osipovitrs vào giai đoạn ổn định bờ Thành phần Độ cao Số lợng thạch học mái đất đá tạo bờ tuyến đo Chiều rộng Phần mài mòn Phần tích Độ sâu Độ dốc bÃi bÃi bồi bÃi tụ bÃi bÃi mái sờn â sét 7-9 12 â sét, 3-4 0,5-1,0 cát pha, cát Cát hạt mịn 6,9 9,8 0,85 1,2 16 − 25 21 8,7 1,05 12,1 − 23,0 5,3 − 9,0 5,5 − 14,0 1,1 − 1,5 16 − 29 17,9 23 7,2 10,7 1,33 8,5 − 14,4 2,0 − 5,0 6,5 − 9,4 0,7 − 1,1 25 − 26 25 3,3 7,6 0,9 10,0 10,9 − 13,5 2,5 4,5 12,3 3,6 Vonkovitrs hồ chứa khác) Nh quan trắc đà tiến hành loạt hồ chứa đà chứng minh, thành tạo tích tụ hình thành đặc biệt từ vật liệu cát kết - cát độ lớn khác Các phần tử sét phân lớp mỏng (d50 = 0,01, , 0,025 mm) bị đa dòng chảy sóng sau bị dòng chảy đa phần hở thuỷ vực Vật liệu c¸t kÕt di chun däc theo mÐp, bỉ sung thĨ tích chân bÃi, gờ vịnh nhỏ, cửa kênh thuỷ lợi Trong trờng hợp bẻ ngoặt dòng phù sa xuất lộ bờ diễn thành tạo từ hớng đón gió vũng vịnh, hốc, hang doi tích tụ (xem bảng 3,9) Các thành tạo nh phổ biến Khi dịch chuyển cửa vịnh diễn phanh lại phần Khi doi đạt tới bờ đối diện trở thành bờ vắt Việc cắt ngang vịnh nh chuyển thành dạng lagoon với diện tích mặt nớc khoảng - 10 Hiển nhiên, thành tạo tích tụ lÃnh thổ nớc nông, có độ sâu không 1,5 - 2,0 m Do đoạn nớc nông bị lau sậy loại thực vật khác xâm chiếm, nh sản phẩm xói lở bề mặt mang đến nguồn lầy hoá địa điểm Cần nhận thấy thuỷ vực (Lepen, Đrozd) quan sát thấy thành tạo doi cánh quạt (xem bảng 3.9) Sự phát triển hình dạng nh đợc chi phối ảnh hởng gió mạnh với vị trí mực nớc khác tuyến đập Hình 3.10 Quan hệ độ sâu bi bồi (H) chiều rộng (B) giai đoạn ổn định trình mài mòn - trợt lở điều kiện hồ chứa nhá Di chun däc theo mÐp n−íc, phï sa t¹o nên dạng tích tụ khác (hồ chứa Osipovitrs, Lepel, Trizdov, Viatra, 129 Bên cạnh hình dạng đà mô tả, có thểv quan sát thêm dạng thành tạo tích tụ - đập chắn, nối liền bờ với vật cản nằm cách mép nớc khoảng nh đảo, chẳng hạn (xem bảng 3.9) Trong đa số trờng hợp tồn đập chắn, theo phân loại V P, Zenkôvich [22], thuộc bậc đối xứng với hai nguồn nuôi dỡng Với vỗ sóng theo tuyến vào 130 bờ tạo feston - gờ mịn mũi nhọn Hiện tợng nh quan trắc đợc hồ chứa Zaslav, Soligor, Petrovich Cần phải nhận hình dạng kiểu feston khác với kiểu đà nêu không ổn định Chúng hiển nhiên phát triển thời kỳ bÃo mùa thu, sau vào mùa xuân biến dạng nhận kiểu bÃi dọc bờ mũi nhô Khi chế phát triển bÃi hay mũi nhô bị chi phối tác động sóng với vị trí mực nớc tuyến đập xói lở phần bÃi ngập nớc thờng xuyên thay đổi dẫn đến tích l vËt liƯu xãi lë ë vïng c¹nh mÐp n−íc phơng trình thờng không xét tới Phơng trình phân bố hệ số bất đồng () nh đờng kính đặc trng phần tử (di) theo chiều rộng bÃi bồi đợc mô tả vi phân phù sa đới bờ, dạng tổng quát viết [56]: a) hồ chứa với hạ thấp mực nớc lớn: d50 B Cần ghi nhận bên cạnh sù vËn ®éng cđa phï sa däc bê cđa hå chứa nhỏ tồn di chuyển theo phơng ngang vật chất tái tạo bờ Nh khảo sát thực địa đà chứng minh, hồ chứa với thời gian vận hành ngắn, nơi mà bÃi bồi dọc bờ bắt đầu phát triển , dịch chuyển vật chất dọc bờ không xảy mà chủ yếu dịch chuyển ngang, phù sa xáo trộn dới đáy sờn ngập nớc [64, 68, 95] Điều đợc khẳng định thực tế thiếu vắng hoàn toàn dạng tích tụ hồ chứa Xnhian, Smolevits, Bobruikov, Mlnov hàng loạt hồ chứa khác có thời hạn vận hành từ đến 10 năm Dới tác động sóng gió b·i båi diÕn sù vËn ®éng cđa vËt liƯu vỏ dẫn đến phân loại tự nhiên - phân hoá phần tử đất đá Sự phân loại diễn mang phần tử hạt mịn nh tích tụ phần tử lớn Nh khảo sát thực tế tiến hành hồ chứa Bạch Nga chứng minh, vận chuyển vật liệu diễn trạng thái lơ lửng hỗn loạn Chiều rộng vùng khuấy lơ lưng chiÕm tõ - m ThĨ tÝch phÇn tử lơ lửng tổng thể tích dòng phù sa dọc bờ hồ chứa nhỏ thờng nhỏ đến møc c¸c 131 ⎫ ⎪ ⎣ i=1 ⎦ ⎪ ⎬ n ⎡ ⎤ = d50 ⎢∑ ( Bn + Bkn )⎥ exp[d2 − c2 ( Bn + Bkn )]⎪ ⎪ ⎣ i=1 ⎦ ⎭ ⎡ n ⎤ η B = η ⎢∑ ( Bn + Bkn )⎥ exp[d1 − c1 ( Bn + Bkn )] (3.5) b) ®èi víi hå chøa víi cao ®é mùc n−íc tuyÕn đập tơng đối ổn định d B = η exp[− c1 ( Bn )]Bn ⎪ ⎬ d d500 = d500 Bn exp( − c2 Bn )⎪ ⎭ (3.6) víi η0, d50 - t−¬ng ứng hệ số bất đồng đờng kính trung bình đất đá gốc bị xói lở; Bkn, Bn - chiều rộng phần bÃi không ngập ngập, d50 = (0,5 ÷ 2,0) mm, η0 = (5,0 ÷ 20,0) Bên cạnh nghiên cứu động lực phát triển bÃi bồi điều kiện địa chất thuỷ văn khác ngời ta đà thực khảo sát nghiên cứu thay đổi độ cao bÃi bồi dới ảnh hởng mực nớc thay đổi Đà xem xét trờng hợp phát triển bÃi bồi hồ chứa với dao động mực nớc lớn [95] Các khảo sát đợc thực hồ chứa cố định (Zaslav) thời kỳ năm 1980 - 1982 Các quan trắc đợc tiến hành đoạn bờ bị mài mòn, sờn bờ 132 đợc cấu tạo cát sỏi có gờ mài mòn độ cao 1,0 2,5 m Trong điều kiện quan trắc chế độ thuỷ văn đợc đặc trng dao động mực nớc đến 1,0 m, độ lặp lại sóng cực đại 0,3 + 0,4 m (P = 80%) độ cao sóng cực đại 1,2 m (quan trắc năm 1979) Khảo sát tiến hành hai tuyến, nhờ thớc đo thớc độ cao đà định vị đợc điểm đặc trng bÃi bồi Trong thời kỳ quan trắc đà tiến hành 11 trắc đạc bÃi bồi với vị trí mực nớc khác cong (R) (xem bảng 3.9) Bên cạnh việc xác định lát cắt hình dạng tích tụ ®Ỉc tr−ng tun tÝnh cđa chóng mét vÊn ®Ị lín xác định nét bình đồ chúng Nh quan trắc thực tế thực hồ chứa Saligor đà ra, đờng bờ bình đồ giai đoạn cân thể hệ thống gồm mũi cung xen kẽ Khi quan sát thấy thành tạo đoạn bờ số hệ kết hợp cung bậc khác chÝnh kÝch th−íc tun tÝnh cđa chóng KÕt qu¶ xư lý phân tích tài liệu nhận đợc đà xác định: Tiếp nhận quan điểm B A Popov [95, 96] vòng đờng bờ cân đợc mô tả đờng tròn bán kính khác nhau, tác giả dẫn cấu tạo bổ sung tiến đến kết luận chiều dài mũi tích tụ phân bố đờng bờ bằng: y = kD sin Θ (3.7) - BiÕn h×nh b·i båi diƠn vïng cËn mÐp n−cí réng 8,0 m, biến hình theo chiều thẳng đứng 4,0 cm; - đờng thay đổi biến hình độ cao có tính hạn chế định cho mvùng cận mép n−íc; - sù thay ®ỉi cao ®é lín nhÊt quan sát đợc với trạng thái mực nớc gần mực nớc dâng bình thờng định đói với chân gờ bờ giảm dần từ phía bÃi bồi; - với trạng thái dừng mực nớc cao độ lâu quan sát thấy ổn định tơng đối trình xói lở tích tụ với giá trị cực đại biến hình; với k - hệ số tỷ lệ; D - chiều dài đà sóng; - góc tới sóng vào bờ [42] Đồng thêi suy thÊy r»ng víi tiƯm cËn mỈt cđa sãng gần mặt (hồ chứa Petrovitrs) vòng đờng bờ cân theo Penar - Consideru [97] đợc viết phơng tr×nh dÉn nhiƯt: ∂y / ∂t = c∂ y / x - đới phân bố bÃi bồi biến hình độ cao diến xói dịch chuyển vật liệu phá huỷ sờn bờ mặt cắt ngang dọc (3.8) Biến thành chuỗi Phure ∞ y = y0 + ∑ Aie − mi t sin , (3.9) i=0 Hình dạng thành tạo tích tụ bình đồ (và mặt cắt ngang) đợc xác định trờng hợp tổng quát tham số chế độ sóng (h1%, 1%, 1%), cấu tạo địa mạo vùng bờ, đồ sờn ngập nớc đặc điểm thạch học sờn nhận đợc đờng bờ bình đồ xấp xỉ phơng trình hình sin, tức là: Các kích thớc thẳng hình dạng tích tụ đặc trng chiều dài (y0), chiều rộng phần gốc bờ (Btt), bán kính cung với y0 - khoảng cách từ trục hoành, đặt song song với mỈt sãng 133 y = y0 + Ae − mt sin 134 (3.10) thời điểm t; x - tung độ giai đoạn cuối, tức giai đoạn cân Trong công trình Iu N, Sokonhicov [117, 118] trình đợc đề xuất mô tả phơng tr×nh sicloid x = r(1 − cos Θ ), (3.11) với r - số xác định độ uốn cung, = (0 ữ 6) Tuy nhiên, nh phân tích quan trắc tự nhiên thực hàng loạt hồ chứa nhỏ đà chứng tỏ hình dạng vòng dạng tích tụ dù loại nào: chân, bê, gãc bỉ sung ë lÇn xÊp xØ thø nhÊt đợc viết phơng trình elip x = a cos Θ ; y = b sin Θ (3.12) Xö lý sơ đồ tơng tự dạng tích tụ sở đồng dạng hoá hình dạng chúng vùng bờ hồ chứa cho phép tiến hành tính toán thể tích phù sa đợc tích tụ chóng ThĨ tÝch c¸c doi, bê hay gãc bỉ sung diện tích thành tạo nhân với độ dày trung bình trầm tích [68]: b Wtt = h F ( x )dx (3.13) a ThÓ tÝch phï sa bờ vắt xấp xỉ lần thứ nhÊt thĨ hiƯn nh− tỉng c¸c thĨ tÝch cđa hai doi thành phần b d a c Wtt = h1 ∫ F1 ( x )dx + h2 ∫ F2 ( x )dx (3.14) Hình 3.11 Sơ đồ tính toán để xác định thể tích tích tụ a - bờ tích tơ mịi (hå chøa Saligor), b - feston (hå chøa Zaslav) hc chØ mét doi b Wtt = h3 ∫ F3 ( x )dx (3.15) a 135 CÇn nhËn thÊy lý tởng hoá hay việc đơn giản sơ đồ tơng tự nhận đợc sở khảo sát hàng loạt hồ chứa dẫn đến số sai số định tính toán Tuy nhiên với thiếu hụt thông tin đáng tin cậy việc sử 136 dụng sơ đồ tơng tự mô hình hoá trình tích tụ sản phẩm mài mòn phơng pháp đánh giá mặt định lợng trình Để ví dụ xét trờng hợp phân tách đờng bờ mũi hồ chứa Soligor Trên hình 3.11 dạng đồ thị thể sơ đồ tơng tự phân bố phù sa Wtt dọc mép thành tạo mũi Ký hiệu bm chiều rộng mũi đáy, Lm chiều dài mũi Lợng mũi đoạn đợc xác định hÖ thøc: n = Qtt / g i = B / bm = víi gi - thĨ tÝch phï sa mũi; B - chiều dài đoạn bờ Khi phơng trình để tính toán thể tích vật liệu tích tụ đoạn có dạng: ⎤ Wtt = ⎢ ( b1 + b2 )hi Lm ⎥ h + ⎢ ( y1 − y )( b3 + b4 )h j ⎥( n − 1) (3.16) ⎣2 ⎦ ⎣2 ⎦ ®ã cã thĨ h−íng dÉn sư dơng sơ đồ tơng tự thiết kế hồ chứa nhỏ phân bố công trình ngăm lũ đới gần bờ 3.5 Các bờ bị ngập lầy hoá Khi bổ sung đầy hồ chứa tơng ứng với dâng mực nớc ngầm diễn trình làm ngập bờ chúng Quy mô mức độ ngập bờ phụ thuộc vào phụ thuộc vào đặc điểm địa chất thuỷ địa mạo chúng nh chế độ thuỷ văn hồ chứa Các đặc trng định lợng ngập bờ hồ chứa nhỏ (chiều rộng đới ngập, dộ nâng mực nớc ngầm ) gần giống với số tơng tự bê bÞ ngËp cđa hå chøa lín vïng rõng Theo mức thay đổi bờ ngập phân biệt: với hi, hj - độ dày trung bình trầm tích phù sa mũi (1,5 - 2,0 m phạm vi đới thạch học thuỷ vực) tơng ứng cung cố định (0,6 - 0,7 m theo tài liệu trắc đạc) Khi tính Lm/B = (1,1 - 5,06), có y1 - y = 10 m; (n - 1) - số lợng điểm cung đo n = 8, Wtt = 1600 m3 1) bê ngËp m¹nh víi −u thÕ cđa ngËp vÜnh cưu ChiỊu réng tiĨu vïng ngËp mạnh 50 - 200m có chiÕm kho¶ng 15 - 30% tỉng chiỊu réng vïng ngËp Gần mép nớc thuỷ vực tạo đầm lầy hạ Trên đất đá không liên kết vùng tiểu địa hình âm đê đập tạo nên hồ nớc nông (Vilei); Trờng hợp riêng việc tách mũi bờ sóng vỗ vuông góc với mép feston Trong trờng hợp sơ đồ tính toán đơn giản - vắng đoạn bờ thẳng hai mũi nh ta có: 2) bờ ngập vĩnh cửu, tiểu vùng ngập vĩnh cửu chiÕm kho¶ng 60 - 80% tỉng chiỊu réng bê ngËp, độ rộng tiểu vùng ngập mạnh thờng không vợt 40 - 50 m, - 15% ®é réng vïng ngËp ⎡1 ⎤ Wtt = ⎢ y( b1 + b2 )hi ⎥ n ⎣2 ⎦ (3.17) với hi - chiều dày lớp trầm tích feston theo quan trắc hồ chứa Zaslav (đoạn 1) hi = 0,7 m Trong điều kiện quan trắc số mịi n = 30, cßn thĨ tÝch phï sa ®ã chiÕm Wtt = 1050 m3 Do 137 3) trªn c¸c bê ngËp u víi xu thÕ ngËp vÜnh cưu yếu tiểu vùng ngập mạnh đa số trờng hợp rõ Tiểu vùng ngập u chiÕm 40 - 60% tỉng ®é réng l·nh thỉ bị ngập Theo quy mô lan truyền trình ngập đoạn bờ có 138 thể chia bờ loại dải ngập rộng (300 - 600 m) bờ dải ngập hẹp (cha đến 300m) Chiều rộng vùng ngập đợc xác định chủ yếu vùng phân bố nớc ngầm dâng lên, mà phụ thuộc vào đặc trng hình thái hồ chứa, địa hình bờ, thành phần giới đất cấu tạo bờ, chế độ mực nớc Trong trờng hợp riêng, ngập tăng cờng lún bề mặt đất mảng nói VËy, nh− trªn bê hå chøa Soligor sơt lón chiếm từ 10 - 15 năm vận hành khoảng - 2,5 m Chiều rộng vùng ngập phần nhiều đợc xác định thời gian vận hành hồ chứa tơng ứng với giai đoạn phát triển dâng nớc ngầm, phần trình diễn hai giai đoạn: nớc ngầm dâng mạnh lúc thành tạo (70 90%) độ dâng dâng chậm (10 - 30%) Thời gian giai đoạn thứ - 10 năm, toàn thời kỳ hình thành ncớ dâng khoảng 30 năm Các hồ chứa nằm thời kỳ vận hành - 10 năm hầu nh đà có vùng ngập đợc hình thành Các hồ chứa kiểu hồ Pozeri tích làm việc không lớn (1 - 1,5 m), sờn lòng chảo hồ cong khác biệt với thuỷ vực trạng thái tự nhiên Diện tích ngập bờ chiếm khoảng - % diện tích mặt nớc, tiểu vùng ngập mạnh chiếm - 10%, tiểu vùng ngập vĩnh cửu 20 - 25% tỉng diƯn tÝch ngËp Vïng ngËp hå chøa d¹ng triỊu đạt tới kích thớc lớn Trong điều kiện bình nguyên Polesi khoảng 40 - 60% diện tích bề mặt thuỷ vực đà xây dựng Diện tích dất bị ngập hồ chứa khác khác (bảng 3.13) Chỉ có Bạch Nga tổng diện tích bờ ngập ngày 48% diện tích mặt hồ chứa Trong khoảng 10 - 15 năm gầm diện tích đất ngập tăng 43,9 nghìn ha, khả 139 lên tới 100 nghìn (bảng 3.14) 3.6 Mô hình phát triển bờ hồ chứa nhỏ Bảng 3.13 Các đặc trng nớc ngầm dâng dạng hồ chứa khác Hồ chứa Chỉ số đo đạc hình thái Đặc trng dâng nớc ngầm Thể tích, Diện tích Vùng phân bố, Nớc dâng mặt nớc, km triệu m km cực đại, m 1.16 2.25 0.25+0.07 0.8 Hồ chứa dạng hồ Đobromslen Kliutregor 0.4 1.20 0.3+0.5 0.6 Bobruicov 1.22 1.13 0.1+0.25 0.7 Zaslav 31.1 108.5 1.0+1.5 1.1 Sacovsin 1.05 1.5 0.05+0.5 0.5 Hå chøa vïng ph©n thủ Hå chøa vïng cùc B¹ch Nga Saligor 23.1 55.9 1.0+2.0 1.7 Lokt−s 15.9 50.2 0.1+0.4 1.0 Ml−noc 1.44 2.29 0.1+0.3 0.8 Luận điểm chủ yếu để xây dựng mô hình phát triển bờ hồ chứa nhỏ tuân thủ nguyên tắc cân phần bờ mài mòn tích tụ, đợc dùng với điều kiện xây dựng lát cắt cân động lợng chất xói lở phần lát cắt không ngập nớc đợc đặc trng tái lập bờ tuyên tính St thể tích xói Qt liên quan đến tăng trởng thành tạo bÃi bồi ven bờ đặc trng tham số Bn Bkn tức chiều rộng cao thấp mép nớc Khi hệ thức thành phần mặt cắt nằm cân định biểu thị quan hƯ d¹ng: 140 Qt / St = f ( Bn / Bkn ) (3.18) Bảng 3.14 Đặc trng vùng ngập hồ chứa Bạch Nga Vùng Đặc trng hồ chứa Diện tích mặt Các dạng số n−íc, km2 Hå Vitev 335.9 326.5 9.2 0.2 Minsk 240.8 24.5 187.0 29.3 Mogilev 50.9 48.4 2.5 Gomel 12.6 5.5 7.1 Grodnhen 25.7 21.9 3.8 Brest 72.3 27.7 44.6 Tæng Bạch Nga 738.2 299.7 87.5 Lòng 351.0 Triều Vùng ngËp, km2 Vïng DiƯn tÝch vïng ngËp, km C¸c kiểuvùng số ngập mạnh ngập tơng đối ngập yÕu Vitev 17.8/8.2 1.8/0.8 5.5/2.5 10.5/4.9 Minsk 198.0/86.0 42.8/13.9 137.3/64.2 17.9/4.9 Mogilev 3.33/11.8 3.2/0.8 19.7/7.2 10.4/3.8 Gomel 9.1/1.5 0.9/0.3 6.2/1.0 19.9/6.0 3.0/0.9 12.9/3.9 32.6/9.4 3.5/1.4 23.4/6.3 9.2/1.7 314.2/122.9 55.2/18.1 205.0/85.1 54.0/19.7 Xét sơ đồ chúng hình thành sờn bờ mài mòn hồ chứa nhỏ (Hình 3.12), dựng sở số liệu dẫn công trình [81, 82, 126, 127] Ta tiếp nhận hệ toạ độ sau đây: gốc toạ độ điểm mép nớc giai đoạn đầu; trục y - mặt nớc cao độ có tần suất lặp lại nhiều năm; trục x - dọc mép nớc; trục z - vuông góc với mặt nớc Từ bảng 3.15 điều kiện giai đoạn phát triển sờn bờ nhận giai đoạn phát triển bờ vắng vận chuyển vật liệu xói lở dọc bờ u trình tái lập, tức lµ Qx = 0; Qy > 4.0/1.2 Brest Khi tính đến trình hình thành bờ qua giai đoạn [121, 132], giai đoạn đợc đặc trng chế độ vận chuyển phù sa xác định diện lu lợng phù sa dọc bờ Qx lu lợng ngang Qy đới bờ đà xây dựng mô hình toán hình thành ®−êng bê ®iỊu kiƯn c¸c hå chøa nhá 2.0/0.2 Grodnhen điều kiện này, nh đà nói trên, có khối tích tụ không lớn điều đợc giải thích đặc điểm chế độ vận chuyển phù sa đới bờ hồ chứa nhỏ Tổng Bạch Nga Hệ thức số tham số St Bn điều kiện hồ chứa nhỏ nằm phạm vi 0,80 - 0,96 khác với hồ chứa nhỏ ncớ ta, nơi mà hệ thøc trªn b»ng 0,48 - 0,77 Sù hiƯn diƯn cđa nhân tố nói đặc điểm lát cắt cân hình thành hồ chứa nhỏ Nói riêng lát cắt cân 141 Khi đó, hớng tới phơng trình cân phù sa đới bờ cña V L Maksimtruk [81], ta cã: Qtt = gradQx + Qmm (3.19) Đối với trờng hợp xét cho giai đoạn hình thành bờ liên quan tới san mài mòn nó: Qtt = Qmm i (3.20) víi ξ - hƯ sè tÝch tơ cđa giai đoạn i (1 = 1) Tiếp theo ta nhận đợc rằng, tích tụ phụ thuộc vào thể tích xói hiệu chỉnh, thể tích xói phần không ngập bờ tơng ứng tổng khối xói thành phần (xem h×nh 3.12): 142 Qtt = gradQx + ξ t 3= tk ∫ F ( y)dy (3.23) t0 víi t3 = tk - thêi gian kÕt thóc t¸i lËp sờn, tơng ứng với tạo thành lát cắt cân Bảng 3.15 Các điều kiện dịch chuểyn phù sa đới bờ hồ chứa nhỏ giai đoạn phát triển lát cắt sờn bờ khác Giai đoạn hình thành bờ mài mòn Giai đoạn Q x = 0; t1 (3.21) t0 víi F(y) - ®é cao khối xói lở thành phần; dy - tái lập tuyến tính giai đoạn thứ nhất; t0, t1 - bắt đầu kết thúc giai đoạn Tại giai đoạn hình thành lát cắt thứ hai nhận b»ng ξ2 = ξ1, ®ã: Qy > Giai đoạn Q x > 0; Qy = Mô hình hình thành đờng bờ đà đề xớng tổng quát điều kiện hồ chứa nhỏ đồng bằng, đà tính đến tính giai đoạn trình hình thành bờ, mối quan hệ trình mài mòn tích tụ xảy đới bờ cúng nh đặc điểm thuỷ động lực dòng phù sa thời kỳ khác cảu phát triển lát cắt bờ Các điều kiện biên đặc trng chế độ vận chuyển phù sa đới bờ (bảng 3.15) nh đoạn thẳng nội suy xác định theo tơng tự với đối tợng tån t¹i t2 Qmm = ∫ F ( y )dy, Giai đoạn Q x 0; Hình dạng phần sờn ngập nớc xác định sở phơng trình vi phân biến hình bờ V L Maksimtruk [82] Hình 3.12 Sơ đồ tính toán hình thµnh s−ên bê Qmm = ∫ F ( y )dy, Qy > (3.22) t0 Trong giai đoạn hình thành lát cắt cuối cùng, tức giai đoạn suy thoái, trình vận chuyển phù sa dọc bờ chiÕm −u thÕ (Qx > 0; Qy = 0; ξ3