Khoa Xáy Dựng Thủy lợi - Thủy điện Bộ môn Cơ Sở Kỹ Thuật Thủy Lợi

Bài giảng thủy lực công trình Trang 33

CHƯƠNG 3
DÒNG CHẢY ỔN ĐỊNH TRONG SÔNG THIÊN NHIÊN
(Steady flow in River )
***
§3.1 ĐẶC ĐIỂM CHUNG VÀ CÁCH CHIA ĐOẠN
I. Đặc điểm
II. Cách chia đoạn
§3.2 PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN CỦA DÒNG CHẢY TRONG SÔNG.
§3.3 CÁCH XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ THUỶ LỰC CỦA MẶT CẮT VÀ ĐỘ
NHÁM CỦA LÒNG SÔNG
§3.4 TÍNH TOÁN SÔNG CÓ BÃI VÀ ĐOẠN SÔNG RẼ NHÁNH
I. Tính đoạn sông có bãi
II. Tính đoạn sông rẽ dòng

Khoa Xáy Dựng Thủy lợi - Thủy điện Bộ môn Cơ Sở Kỹ Thuật Thủy Lợi

Bài giảng thủy lực công trình Trang 34
§3.1 ĐẶC ĐIỂM CHUNG VÀ CÁCH CHIA ĐOẠN.
I. Đặc điểm
Dòng chảy trong sông rất phức tạp vì không những lưu lượng trong sông thay đổi
theo thời gian mà các yếu tố khác như:

B
n
O
l
n
B
ω
ω
Khoa Xáy Dựng Thủy lợi - Thủy điện Bộ môn Cơ Sở Kỹ Thuật Thủy Lợi

Bài giảng thủy lực công trình Trang 35
§3.2 PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN CỦA DÒNG CHẢY TRONG SÔNG
Trong kênh máng nhân tạo do có độ dốc đáy i xác định (i = const) nên thường dùng
phương trình cơ bản cho sự liên hệ giữa độ sâu dòng chảy h và chiều dài l, còn ở trong
sông vì đáy sông mấp mô, lồi lõm, độ sâu h thay đổi phức tạp; nên người ta thường xét
quan hệ giữa cao trình mặt nước z theo chiều dài l.

Từ phương trình năng lượng: E =
hw
g.2
v
p
z
2

(
dl
d
dl
dz
2
+
α
=−
với
)
g
v
(
dl
d
.
k
Q
dl
d
h
dl
d
h
dl
d
h
J
c

Đây là phương trình vi phân cơ bản của dòng chảy ổn định trong sông.
Ý nghĩa các số hạng của phương trình như sau
(1)
dl
dz
: Biểu thị sự thay đổi của cao trình đường mặt nước trong sông, có thể âm hoặc
dương.
(2)
2
2
K
Q
: Biểu thị tổn thất dọc đường, luôn luôn dương.
(3)
)
g2
v
(
dl
d
2
α
: Biểu thị sự thay đổi động năng trung bình do biến thiên lưu tốc, có thể âm
hoặc dương.
(4)
)
g2
v
.(
dl

ξ
c
.
Khoa Xáy Dựng Thủy lợi - Thủy điện Bộ môn Cơ Sở Kỹ Thuật Thủy Lợi

Bài giảng thủy lực công trình Trang 36
Nếu bỏ qua cả số hạng biến đổi động năng do lưu tốc thay đổi )
g2
v
(
dl
d
2
α
thì phương trình
(3.2) thành:

l.
k
Q
zzz
2
2
dt
∆=−=∆
(3.3)
Khoa Xáy Dựng Thủy lợi - Thủy điện Bộ môn Cơ Sở Kỹ Thuật Thủy Lợi

Bài giảng thủy lực công trình Trang 37
§3.3 CÁCH XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ THUỶ LỰC CỦA MẶT CẮT

Nếu trường hợp không có tài liệu thực đo để
tính n thì người ta có thể tra bảng để
tìm n.
h
B
Khoa Xáy Dựng Thủy lợi - Thủy điện Bộ môn Cơ Sở Kỹ Thuật Thủy Lợi

Bài giảng thủy lực công trình Trang 38
§3.4 TÍNH TOÁN SÔNG CÓ BÃI VÀ ĐOẠN SÔNG RẼ NHÁNH

I.
Tính đoạn sông có bãi
Tại đoạn sông có bãi, vì mặt cắt phức tạp nên cần chia mặt cắt sông ra thành phần
dòng chính và phần các bãi.
Để đơn giản môt cách gần đúng, ta cho rằng phần lưu lượng chảy trên bãi là Q
b
và
lưu lượng chảy trong dòng chính Q
c
là riêng biệt.
Ta có: Q = Q
b
+ Q
c

Viết phương trình (1) cho:
Dòng chảy chính:
c
c
c

∆
∆
=→∆=∆
2
2

Cho
zzz
cb
∆=∆=∆ , lll
cb
∆
=
∆
=∆
l
z
.k
l
z
).kk(QQQ
bc
bc
∆
∆
=
∆
∆
+=+=
với

k
Q
z
l
k
Q
z
2
2
2
2
(3.5) Nếu đoạn rẽ dòng không dài lắm, ta xem như chỉ có một đoạn (1-1)
Æ(2-2)
Vậy:
21tp
zzzzz −=∆=∆=∆
Thay vào (3.5) được :
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎨
⎧
∆
∆
=

∆
∆
=∆
∆
+
∆
=+=→
với
t
p
tp
l
l
.kkk
∆
∆
+=

A-B
b
ãi
b
ãi
dòng chính
Q
Q
t

7.
Em hãy cho biết độ nhám lòng sông, tại một mặt cắt sông, thông thường thay đổi
như thế nào ? Vì sao ?
8.
Sông rẽ nhánh và sông chính có tiết diện dòng chảy như nhau, độ nhám như nhau;
nhưng sông rẽ nhánh có chiều dài lớn hơn; thì sông nào có lưu lượng lớn hơn ? Vì
sao ? TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyen Canh Cam & al., Thuy luc T2, NXB Nong Nghiep 2000.
2. Nguyen Tai, Thuy Luc T2, NXB Xay Dung 2002.
3. Frank M. White, Fluid Mechanics, McGrawHill 2002.
4. R. E. Featherstone & C. Nalluri, Civil Engineering Hydraulics, Black well
science 1995.
5. M. Hanif Chaudhry, Open - channel flow, Springer 2008.
6. A. Osman Akan, Open - channel hydraulics, Elsvier 2006.
7. Richard H. French, Open - channel hydraulics, McGrawHill 1986.
8. Ven-te-Chow, Open - channel hydraulics, Addition-Wesley Pub. Compagny
1993.
9. Hubert Chanson, The hydraulic of open channel, McGrawHill, Newyork
1998.

Website tham khảo:

/>