Đang tải... (xem toàn văn)
Tóm tắt nội dung: Khái niệm, nguyên nhân gây nên diễn biến Các hình thức diễn biến của dòng sông Các nhân tố ảnh hưởng đến DBDS Sự hình thành và đặc điểm chung của dòng sông. Sự diễn biến của một số đoạn sông ĐB Các đặc trưng hình thái sông ngòi. Hệ phương trình cơ bản trong tính toán diễn biến dòng sông
N SW C O M V N CHƯƠNG QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH VÀ DIỄN BIỄN DỊNG SƠNG TĨM TẮT NI DUNG Khái niệm, Nguyên nhân gây nên diễn biến Các hình thức diễn biến dòng sông Các nhân tố ảnh hưởng đến DBDS Sù h×nh thành đặc điểm chung dòng sông S diễn biến số đoạn sơng ĐB C¸c đặc trng hình thái sông ngòi H phng trỡnh tính tốn diễn biến dòng sơng N SW C O M V N .V N M C O N SW Fly River, Papua New Guinea Jamuna (Brahmaputra) River, Bangladesh Image courtesy J Imran V N M N SW C O Genessee River, New York, USA Rakaia River, New Zealand Hii River, Japan Image courtesy H Takebayashi 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG Mục đích { Xem xét hình thành thay đổi dòng sơng Quan hệ: dòng nước lòng sơng { M N { SW C { => Xác định hình thức diễn biến dòng sơng => cở cho việc nghiên cứu biện pháp chỉnh trị sông => biện pháp lợi dụng, giảm thiểu tác hại Phạm vi nghiên cứu diễn biến lòng sơng: Rộng: q trình hình thành phát triển lòng sơng Hẹp: Những biến đổi cận đại thân lòng dẫn O { V N N SW C O M V N 5.2 NGUYÊN NHÂN GÂY NÊN DBDS 5.2 NGUYÊN NHÂN CƠ BẢN Nguyên nhõn: Nguyên nhân gây nên diễn biến lòng sông cân vận chun bïn c¸t G1 G2 M G1 – G2 > Bồi V N C O G1 – G2 < Xãi N SW Trong bÊt k× đoạn sông no khu vực cục no đoạn sông, dới điều kiện thủy lực định, dòng chảy có khả mang lợng bùn cát định gọi l sức tải cát Nếu S = ST, lòng dẫn trạng thái ổn định tơng đối, không bị bồi xói; Nếu S > ST, lòng dẫn bị bồi Nếu S < ST lòng dẫn đá gốc (hoặc cha bị hoá thô) lòng dẫn bị xói 5.2 NGUN NHÂN CƠ BẢN V N Diễn biến lòng sơng trình vận động tự điều chỉnh để cố đạt tới trạng thái cân ba yếu tố: dòng nước, bùn cát lòng sơng O M Nắm qui luật chuyển động dòng nước bùn cát khái quát qui luật diễn biến lòng sơng N SW C A gravel-bed reach of the Las Vegas Wash, USA, where the river is degrading into its own deposits 5.3 CÁC LOẠI DIỄN BIẾN LỊNG SƠNG SW C O M V N Các loại diễn biến lòng sơng (biến hình lòng sơng) { Xét mặt khơng gian: diễn biến lòng sơng theo hướng dọc, diễn biến lòng sơng theo hướng ngang { Xét mặt thời gian: diễn biến lòng sơng hàng năm diễn biến lòng sơng nhiều năm N 5.3 CÁC LOẠI DIỄN BIẾN LỊNG SƠNG SW C O Gây chuyển cát không cân theo hướng dọc, Các yếu tố thủy lực lòng sơng ln thay đổi theo khơng gian thời gian: địa hình, địa chất lòng sơng bùn cát sơng cao trình sơng Sự xây dựng cơng trình sơng như: đập, cầu, cống, cơng trình trị sơng M V N Diễn biến lòng sơng theo hướng dọc thay đổi cao trình lòng sơng mặc cắt dọc thay đổi diện tích mặt cắt ngang N { N SW C O M V N III Đoạn sông phân dòng III Đoạn sơng phân dòng Khái niệm chung N ⇒ SW C O M Hiện tượng phân dòng phổ biến sơng tự nhiên, tạo đảo, bãi nhánh rẽ Đoạn sông phân dòng, đặc biệt đoạn sơng phân dòng có lạch phức tạp => gây sạt lở bờ sông, khơng có lợi cho việc phòng lũ; ảnh hưởng đến hoạt động cửa lấy nước phục vụ cho nông nghiệp, công nghiệp sinh hoạt; gây trở ngại cho giao thông vận tải thủy Cần nghiên cứu: vấn đề dòng chảy, hình thái mặt nước, bùn cát, tốc độ, lưu lượng, biến dạng lòng sơng nơi phân dòng hợp dòng, thối hố phát triển nhánh rẽ, chọn đường vận tải thủy, dự báo xu diễn biến, xây dựng cơng trình chỉnh trị đoạn sơng phân dòng V N III Đoạn sơng phân dòng Điều kiện hình thành dòng rẽ { Điều kiện địa chất địa mạo V N Điều kiện địa chất địa mạo Đường trục động lực dòng chảy mùa lũ mùa kiệt khơng thống => vào mùa lũ dòng bị xói sâu, vào mùa kiệt, dòng khác lại bị xói ⇒ hình thành hai dòng khác khu vực hai dòng có tốc độ bé, bùn cát bồi lắng nhanh thành bãi ⇒ bãi bồi cao kéo dài ra, lạch phát triển rộng sâu, lòng sơng mở rộng thêm, điều kiện dòng chảy thay đổi hẳn, bùn cát dễ bồi lắng phức tạp lòng sơng N { SW C O Sông tương đối rộng, bờ sông cấu tạo đất mềm => dễ xói => lòng sơng dễ phát triển rộng; Hoặc nơi đoạn sông rộng, hẹp xen kẽ nhau, dòng chảy sau khỏi nơi co hẹp, mở rộng => điều kiện thủy văn thủy lực thay đổi, tốc độ giảm đột ngột => bùn cát dễ bồi lắng lớn lòng sông rộng thành bãi bồi lắng thành bãi bên, sau cắt dòng tạo thành bãi M III Đoạn sơng phân dòng SW C O M Đoạn sơng phân dòng có lạch phức tạp đoạn sơng phân dòng có nhiều dòng rẽ N V N Phân loại đoạn sơng phân dòng – cách { Phân loại theo hình dạng bình diện: loại Đoạn sơng phân dòng có lạch phức tạp III Đoạn sơng phân dòng { Lạch kép có hai nhánh tương tự chiều rộng, chiều dài, độ dốc lưu lượng (hình a) Lạch kép có nhánh nhánh phụ (hình b) Nhánh có lưu lượng, chiều rộng lớn nhánh phụ lưu lượng chiều rộng bé Nhánh phụ thường có khả bị thối hố nhánh phải đoạn cống Liên Mạc (1960) Lạch kép có nhánh thẳng nhánh cong (hình c) Hình a N { SW C O { V N Đoạn sông phân dòng có lạch kép: đoạn sơng phân dòng có hai dòng rẽ Loại lại phân thành loại nhỏ: M Hình b Hình c III Đoạn sơng phân dòng Phân loại theo chiều dài tương đối (Makavêev) C O M V N Tỉ số chiều dài lạch l1 khoảng cách đoạn cong l2, đoạn sơng phân dòng chia thành ba loại: SW N { III Đoạn sơng phân dòng l2 Loại thường xuất sông lớn, lạch dòng sơng Dòng chảy nơi phân lưu hợp lưu loại khơng có quan hệ với nhau, không ảnh hưởng đến Lạch trung bình tỉ số l1 = SW { C O M V N Phân loại theo chiều dài tương đối (Makavêev) Tỉ số chiều dài lạch l1 khoảng cách đoạn cong l2, đoạn sơng phân dòng chia thành ba loại: l1 { Lạch dài tỉ số >2 l2 Tình hình dòng chảy nơi phân lưu nơi hợp lưu loại có quan hệ với Sự phân phối lưu lượng thay đổi theo cấp mực nước Loại thường không ổn định N { { Lạch ngắn tỉ số l1 chướng ngại việc lại tàu bè sông Xuất tồn bãi bên, bãi sông, tam giác châu, ghềnh cạn N N SW C O M V N IV Ghềnh cạn IV Ghềnh cạn SW C O M V N Đặc điểm hình thành Ghềnh cạn hình thức tồn cục tất yếu dòng sơng thời kì phát triển Dưới tác dụng dòng nước, ghềnh cạn ln biến đổi, lúc bồi cao, lúc bị xói di chuyển qua lại theo chiều ngang Lòng sơng đoạn sơng đồng thường có bãi bên, bãi sông khối bùn cát bồi lắng khác Khi dòng nước chảy qua hai khối cát so le hình thành dòng chảy vòng Ở điểm ngoặt dòng chảy vòng, bị chuyển hướng nhiễu loạn dòng chảy mà sức tải cát dòng nước yếu làm cho bùn cát lắng đọng hình thành ghềnh cạn Về mùa lũ, lượng bùn cát dòng nước đưa nhiều nên tốc độ bồi lắng nhanh làm cho ghềnh cạn cao lên nhanh; mùa cạn, lượng bùn cát bị xói nên trở ngại cho việc lại thuyền bè sông Sau hình thành, ghềnh cạn lại ảnh hưởng ngược trở lại kết cấu dòng chảy chuyển động bùn cát => ảnh hưởng đến biến hình tồn lòng sơng N { IV Ghềnh cạn V N Ghềnh cạn nằm tam giác châu đoạn sơng có sức tải cát dòng nước giảm nhỏ đột ngột => bùn cát bồi lắng nhiều tạo thành dạng tam giác châu lục địa, dòng chảy thành nhiều nhánh sơng có tính chất hỗn loạn ghềnh cạn tán loạn thay đổi khơng có qui luật => bất lợi cho giao thông vận tải thủy Cải tạo loại ghềnh phức tạp cần thiết phải có biện pháp chỉnh trị tồn đoạn sơng có kết tốt ⇒ ⇒ C O M { SW { Phân loại ghềnh cạn Phân loại ghềnh cạn theo vị trí hình thành N Ghềnh cạn nơi lũng sông mở rộng { { Ở hạ lưu, lũng sông mở rộng => tốc độ dòng nước giảm => sức tải cát giảm => bùn cát bồi lắng nhiều => dễ hình thành ghềnh cạn Hình dạng ghềnh cạn loại liên quan đến vị trí tương đối bãi bên sông IV Ghềnh cạn Ghềnh cạn nơi lũng sông thu hẹp ⇒ Ghềnh cạn đoạn độ đoạn sông cong { { N SW C O - Lũng sông thu hẹp => làm cho mực nước thượng lưu dâng cao, giảm độ dốc mặt nước, giảm sức tải cát dòng nước gây bồi lắng lớn hình thành ghềnh cạn Quá trình phát triển ghềnh cạn chịu ảnh hưởng ba yếu tố: phạm vi dâng nước thay đổi dòng nước bãi già chảy vào tác dụng lái dòng nước bờ sơng vào thời kì nước lũ .V N { M Trên đoạn độ đoạn sông cong, dòng chảy vòng chuyển hướng => tốc độ dòng nước giảm, bùn cát bồi lắng nhiều hình thành ghềnh cạn Đặc điểm ghềnh cạn sông cong có vị trí tương đối cố định Chỉ di chuyển tồn sơng cong thay đổi Ngồi ra, q trình phát triển đoạn cong, bán kính cong giảm nhỏ làm hình dạng ghềnh cạn thay đổi theo IV Ghềnh cạn Ghềnh cạn nơi sông phân dòng Ở nơi sơng phân dòng, sức cản nhánh rẽ khác dòng chảy bị uốn cong => thường có nước ứ lại dâng lên tương đối cao => gần nhánh dòng rẽ hình thành ghềnh cạn Ở gần cửa đoạn sơng phân dòng, chuyển cát thay đổi dòng chảy bị uốn cong nên ghềnh cạn có điều kiện hình thành bên nhánh có nhiều bùn cát Ghềnh cạn đoạn độ đoạn sông cong O C SW { M V N { N IV Ghềnh cạn Ghềnh cạn nơi có sơng nhánh chảy vào (nhập lưu) Ở nơi có sơng nhánh chảy vào, biên độ lên xuống sơng nhánh khác với sơng chính, thời gian nước lên xuống khác => đoạn sông nhánh phía ngã ba sơng thường có ghềnh cạn nước ứ đọng tạo thành Ở sơng phía hạ lưu ngã ba sông, bùn cát sông nhánh bổ sung vào nên bị bồi thành ghềnh cạn Các loại cơng trình sơng cầu, cống, đập dâng nước làm thay đổi kết cấu thủy lực dòng nước => dồn ứ nước cơng trình gây nên tạo điều kiện cho bùn cát bồi lắng tạo thành ghềnh cạn SW { C Ghềnh cạn gần cơng trình sơng N O M V N { ... hởng mạnh đến diễn biến lòng sông N SW C O M V N 5. 4 CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG N SW C O M V N 5. 5 SỰ HÌNH THÀNH VÀ ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA DỊNG SƠNG 5. 5 SỰ HÌNH THÀNH VÀ ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA DỊNG SƠNG N... sông thờng có dải cát dài song song chéo với hớng nớc chảy Chúng đợc gọi địa Đoạn sông đồng hình bờm ngựa Bi bên; Ghềnh cạn; Bi giữa; Doi cát; Lạch sâu Địa hình bờm ngựa 5. 5 S HèNH THNH V ĐẶC ĐIỂM... theo hớng Nguyên nhân: - Sự nâng lên hạ xuống khu vực đất liền riêng biệt, - Sự thay đổi cao trình mực nớc biển hồ chứa nơi sông đổ vào thay đổi trữ lợng nớc nhiều năm - Sự tác động chiều dòng