145 146

Chơng 4. phơng pháp dự báo sự
phát triển động lực của các bờ
hoạt động
4.1. Phân tích và phân loại các phơng pháp dự
báo sự tái lập bờ hiện hành
Sự khác biệt trong các điều kiện hình thành bờ đòi hỏi việc
cần thiết soạn thảo các phơng pháp dự báo sự tái lập bờ đa
dạng. Hiện nay trong nớc ta đã soạn ra hơn 60 phơng pháp
dự báo, đề xuất và hớng dẫn để tính toán sự tái lập bờ [2, 5,
82]. Việc phân loại và hệ thống hoá các phơng pháp dự báo đã
đcợ thực hiện bởi các tác giả khác nhau . Nh, V. L.
Maksimtruc [82] mọi phơng pháp dự báo chia thành các nhóm
nh sau: năng lợng, tơng tự, mô hình hoá toán học và vật lý,
hỗn hợp, thống kê. Trong các phơng pháp dự báo hiện hành
ngời ta sử dụng rộng rãi các kết quả khảo sát trong lĩnh vực
thuỷ địa chất, thuỷ lực, toán học và thống kê, địa chất và địa
mạo, cũng nh phân tích hệ thống và các dạng mô hình hoá
khác.
Các phơng pháp dự báo này có thể thực hiện việc tính
toán sự tái lập sờn bờ trong các thời đoạn khác nhau: từ 5 đến
100 năm và trên một giai đoạn phát triển cụ thể của nó. Bằng
các quan trắc đã xác định đợc rằng sự quan tâm thực tế trong
điều kiện các hồ chứa nhỏ chính là các dự báo ngắn hạn. Phù
hợp với những điều đã trình bày ở trên, đối với thuỷ vực nhóm I
tập trung thực hiện dự báo cho 15 năm; đối với thuỷ vực nhóm
II từ 5 đến 10 năm. bằng các nghiên cứu kiểm tra sự hội tụ của
các dự báo và ớc lợng độ tin cậy của thông tin dự báo đối với
điều kiện các hồ chứa lớn ở nớc ta đã có nhiều tác giả nghiên
cứu : G.S. Zolotarev [24], O. G. Grigorev [15], V. K. Rudacov

147 148
sai số tuyệt đối :

dbtt
yy

= (4.1)
và sai số tơng đối :

100
.
/)(
dbtbtt
yyy =

(4.2)
với
y
tt
và y
db
- các giá trị dự báo và tự nhiên của các thành tố
mặt cắt tái lập. Ngoài và còn xác định các giá trị
và

:

n
n
/ ++=


Trong bảng 4.2 dẫn các giá trị tính toán và

đối với
các phơng pháp khác nhau. Từ bảng đã dẫn thấy rõ rằng các
giá trị này biến đổi trong một phạm vi lớn, hơn nữa quan sát
thấy sự phân kỳ lớn giữa các giá trị dự báo và số liệu quan trắc
hoặc thiên lớn hoặc thiên nhỏ.Sự hội tụ lớn nhất theo các tham
số này đối với hai nhóm hồ chứa là phơng pháp năng lợng
[30, 31], theo tham số

trong điều kiện thuỷ vực nhóm hai -
phơng pháp tơng tự [6] và năng lợng [30, 38]. Khả dĩ nhất
và chỉ áp dụng với nhóm hồ chứa thứ hai là các phơng pháp
cuả E. G. Katrugin [20] và B. A. Pskin [98].

Bảng 4.2. Sai số tơng đối và tuyệt đối dự báo tái lập bờ trong điều kiện các
hồ chứa nhỏ đồng bằng

Nhóm 1 ( A > 0,5m) Nhóm 2 ( A < 0,5m)
Zaslav Lepel Krinhixa Drozd Trizov Vôncvich
Tác giả
phơng pháp
m

% m

%
m


lập bằng phơng pháp E. G. Kachugin:
- dự báo ngắn hạn trong thời gian 5 năm có xấp xỉ tốt nhất
với số liệu thực tế;
- khi dự báo cho thời hạn 10 - 15 năm sai số nhỏ nhất thu
đợc đối với các hồ chứa phân bố trong vùng rừng phần Âu nớc
Nga, cận Ban Tích, Bạch Nga theo phơng pháp B. A. Pskin.
Phân tích và khái quát các nguyên nhân độ tin cậy không
cao của các phơng pháp hiện hành gắn với công trình của V. V.
Dmitriev [18] và Pendin [88], trong đó đã phân các nhóm sai số
cơ bản, dẫn đến sự không trùng khớp của số liệu dự báo và thực
tế [16]. Đã phân ra đợc các nguyên nhân sau đây:
- gắn với sự đánh giá không hết các điều kiện và nhân tố
tạo bờ;
- gắn với sự không chính xác của sơ đồ tính toán;
- gây nên bởi sự vắng mặt của các chỉ tiêu lựa chọn tài liệu
gốc;
- không tính đến sự thay đổi ảnh hởng các nhân tố tạo bờ
riêng biệt theo thời gian.
Ngoài ra, cần phải lu ý rằng phù hợp với công trình của
V. K. Episin, V. N. Ezarian [20] khi đánh giá độ tin cậy (tính áp
dụng) phơng pháp này hay phơng pháp khác cần tính đến sự
kiện là sai số phơng pháp
M bằng tổng đại số các sai số tích
luỹ trong toàn bộ chu trình dự báo, tức là:


=
=
n
i

đợc xác định và phụ thuộc vào linh cảm của chuyên gia thực
hiện dự báo, nó hoặc âm, hoặc dơng. Trong lý thuyết sai số các
sai số dẫn trên đòi hỏi nhất định phải loại bỏ. Trong điều kiện
các hồ chứa nhỏ đòi hỏi này đạt đợc bằng việc đặt các tuyến đo
kỹ lỡng bằng các mốc thờng xuyên và tiến hành đo sâu nhiều
151 152
lần.
Sai số

O tính đến tính đồng nhất và tơng tự của các điều
kiện đợc xem xét bằng phơng pháp dự báo này hay phơng
pháp dự báo khác với các điều kiện thực tế của đối tợng cụ thể
(tuyến đo, đoạn, hồ chứa v.v ). Đối với việc triệt tiêu nó tiến
hành lọc các số liệu tính toán và dự báo với việc tuân thủ các đòi
hỏi về tính phù hợp của các tham số mô hình (sơ đồ tính toán)
và đối tợng dự báo. Thí dụ, độ cao bờ
H
tb
H
d
; h
1%tb
h
1%d v.
v
Thành phần cuối cùng của phơng trình, có nghĩa là

,
đảm bảo bởi thời kỳ dự báo : càng tăng hạn dự báo
t, càng tăng

Khi đánh giá độ tin cậy của dự báo cần lu ý các đặc điểm
cấu tạo địa mạo của bờ hồ chứa vùng rừng phần Âu của đất
nớc. Chiều dài lớn nhất là các bờ cấu tạo bởi các trầm tích
aluvi bao gồm cát kích cỡ khác nhau , cát pha, á sét và sét. Liên
quan tới điều này khi thành lập các dự báo với mục đích giảm
các sai số

M' và

O trên các bờ nghiên cứu của các hồ chứa
nhất thiết phải phân biệt các đoạn và tuyến đo có sự sai khác
thạch học ít nhất cũng nh là các đặc trng sóng gió.
Liên quan tới điều khu vực đang xét thuộc vào vùng mà
địa hình của nó đợc hình thành dới tácđộng của băng hà đệ
tứ hoặc nằm ngoài biên giới băng kỳ hiện đại, hồ chứa đợc tạo
thành trên các thung lũng kém phát triển, bờ của chúng đợc
cấu tạo bởi các trầm tích băng hà và thuỷ băng hà. Các lát cắt
tơng đối nhỏ của thung lũng sông phía bắc đa đến việc sau
thành tạo hồ chứa trên nó sự cân bằng các bờ của chúng hiếm
khi bị phá vỡ so với các vùng đồi núi của đất nớc. Ngoài ra, các
kích thớc của đối tợng nớc cũng gây ảnh hởng lớn lên qui
mô, cờng độ và động lực của quá trình mài mòn và các hiện
tợng khác. Hồ chứa phía bắc vùng rừng có dạng đẳng cao và
điều đó gây nên sự khác biệt trong các sai số dự báo. Vậy, trên
hồ chứa có lòng chảo kéo dài, đặc trng bởi hệ số kéo dài
k
kd

hớng gió thống trị thờng hớng theo một góc nhọn vào bờ dẫn
tới sự xói các lớp tích tụ bởi dòng chảy dọc bờ từ bãi bồi bờ và

của chúng theo thời gian và không gian đối với điều kiện của
vùng đang xét.
Phơng pháp dự báo đề xớng đợc chỉ định để sử dụng
trong thực tế thiết kế và tiến hành các biện pháp bảo vệ và giữ
nớc trong đới bờ các hồ chứa nhỏ đồng bằng. Các đề xớng này
ứng dụng cho hồ chứa nhỏ dạng điều tiết khác nhau với phạm vi
dao động mực nớc khác nhau ở tuyến trên đập.
Cần lu ý rằng, phơng pháp dự báo cho phép thực hiện
dự báo cả hồ chứa đang thiết kế lẫn hồ chứa trong giai đoạn vận
hành đầu tiên.
Trên cơ sở phơng pháp dự báo này đã soạn thảo hớng
dẫn [55], trong đó trình bày chi tiết mọi điều kiện ứng dụng các
quan hệ đề xuất, thuyết minh và cấu trúc của chúng , cũng nh
các ví dụ để thực hiện các tính toán thực tế. Trong phần này
chúng ta chỉ dừng lại ở các luận điểm cơ bản của phơng pháp,
các khả năng của các giả thuyết phục vụ cho việc soạn thảo nó.
Trớc khi thuyết minh phơng pháp trớc tiên dừng lại ở
các hạn chế mà các tác giả trình bày khi nhận các quan hệ.
Xuất phát từ các khái quát đã nêu trớc đây, đã xác định :
- quá trình tái lập các bờ mài mòn các hồ chứa nhỏ đồng
bằng là một quá trình đa nhân tố;
- quá trình tái lập là mang tính giai đoạn và diễn ra với
động lực khác nhau theo thời gian;
- cờng độ và qui mô của quá trình đợc xác định bởi các
nhân tố sóng cũng nh chế độ dao động mực nớc trong thuỷ
vực;
- sự lan truyền mạnh mẽ trong điều kiện các hồ chứa nhỏ
và trung bình trung phần Châu Âu của đất nớc có các bờ mài
mòn dạng bồi tụ - tr
ợt lở, cấu tạo bởi cát, cát pha kèm sạn, sỏi,

khi đó cơ sở của phân loại này là chế độ dao động mực nớc ở
tuyến trên đập trong thời kỳ không đóng băng. Đã phân ra hai
nhóm đối tợng: nhóm 1 - dao động mực nớc vận hành hơn 0,5
m; nhóm 2 - dao động mực nớc vận hành nhỏ hơn 0,5 m;
- phân loại đất đai xói lở. Đã xét các đất đá đồng nhất liên
kết và đất đá không đồng nhất không liên kết.
Trớc đây đã lu ý rằng quá trình tái lập bờ là quá trình
đa nhân tố. Cho nên khi xây dựng các mô hình xác suất thống
kê mô tả hình dạng lát cắt bờ bị phá huỷ trong các thời gian
khác nhau về mọi khía cạnh đã tính đến ảnh hởng của các
nhân tố và các điều kiện xác định quá trình gây nên [49]. Trên
cơ sở thực hiện phân tích nhân tố và cũng nh việc phân tích
bằng phơng pháp đánh giá thực nghiệm [57] đã xác định đợc
rằng sự phát triển của quá trình tái lập trong các điều kiện hồ
chứa nhỏ diễn ra dới tác động của một số các nhân tố ít hơn so
với điều kiện của hồ chứa lớn. Khi đó nhóm nhân tố tạo bờ chủ
yếu gồm: sóng gió và chế độ mực nớc, đo đạc hình thái hồ chứa,
đặc điểm cấu tạo sờn bờ và các đặc trng thạch học của đất đá
thành tạo. Hình 4.2. Sơ đồ tính toán dự báo tái lập bờ các hồ chứa nhỏ
a - sờn trợt lở; b - sờn phẳng

Điều này trong tổng thể có nghĩa là biểu thức để xác định
một tham số nào đó của lát cắt tái lập (Hình 4.2) có thể thể hiện
bằng quan hệ hàm dạng:

), ,,(
i

2
- biên độ dao động mực nớc trong
thời kỳ không đóng băng (
A
kb
); x
3
- chiều dài đà sóng (D); x
4
-
phân bố độ sâu theo đã sóng (
h
D
); x
5
- độ cao bờ lở có gờ mài mòn
(
H
mm
); x
6
- độ dốc sờn bờ (i
b
); x
7
- đờng kính trung bình của
phần tử đất đá (
d
50
); x

i
= (4.11)
và thứ hai - đối với bờ dạng sờn bờ bở rời:

b
odt
tyyy
i
+=
(4.12)
với
y
0
- giá trị tham số y
t1
ở cuối năm đầu tiên vận hành hồ
chứa;
y
d
- giá trị đầu tiên của sự phá huỷ sờn bờ;
Liên quan đến tính kém chính xác của việc xác định
y
d

thờng sử dụng phơng trình (4.11). Do các mô hình (4.11) và
(4.12) không tính đến ảnh hởng của các nhân tố tạo bờ riêng
biệt nên sau khi phân tích nhân tố các tác giả đã áp dụng xấp xỉ
quan hệ phi tuyến thành các đoạn tuyển tính (4.9), mô tả động
lực của hiện tợng, khi đó đờng cong (4.9) đợc thể hiện dới
dạng các đờng thẳng thành phần và cho phép bỏ qua phân bố

kb
- đặc trng chế độ thuỷ văn
của hồ chứa;
X
3
= H
b
/d
50
- các đặc trng địa mạo của sờn bờ
trợt lở;
X
3
= i
b
/ - đặc trng địa mạo của sờn gồ ghề.
Đối với bờ cấu tạo bởi đất đá tơng đối đồng nhất nhng có
hình dạng ban đầu khác nhau, mô hình quá trình ở cuối thời
đoạn tái lập có dạng:
- đối với bờ dạng bở rời của sờn bờ:









+

AAy
b
kb
D
ot
K
%
(4.14)
- đối với sờn bờ gồ ghề:









+








+



1
, A
2
, A
3
dẫn ra trong bảng 4.3. Tính toán các
nguyên tố của lát cắt với sự nội suy kết quả cho các thời đoạn
vận hành khác nhau của thuỷ vực
t
i
theo các mô hình dạng:

b
tt
t
yy
Ki
1
= (4.16)
với
t
k
- hạn tái lập cuối cùng hoặc là thời gian hình thành lát cắt
cân bằng. Giá trị
b dẫn trên bẳng 4.4. Chấp nhận rằng sự hình
159 160
thành lát cắt tái lập diễn ra trong thời kỳ không đóng băng vơpí
các cao độ bằng hoặc gần bằng mực nớc chuẩn hiệu dụng, ta có
các hệ thức sau: trong tính toán bằng thời hạn cuối cùng đối với
hồ chứa nhóm 1 coi

A
3

S -74.07 0.02 97.71 0.002
15 Trợt
Q -46.08 0.06 39.44 0.006
S 20.40 0.007 -58.90 -64.18
1
15 Gồ ghề
Q 25.10 0.009 -86.43 75.49
S 42.65 -0.03 -4.84 -0.001
10 Trợt
Q 67.10 -0.04 -28.46 -0.001
S 2.81 0.02 -3.82 -13.29
2
10 Gồ ghề
Q 3.96 0.01 -4.01 28.40

Khi tính toán các nguyên tố của lát cắt cấu tạo bởi đất đá
có tính bất đồng nhất cao hơn, ngời ta sử dụng mô hình dạng:

QS
b
tt
k
t
yy
Ki
,,
.

Dạng
lát cắt
Nguyên t
ố
lát cắt
b Nhóm
hồ chứa
Dạng
lát cắt
Nguyên t
ố
lát cắt
b
S 0,22 S 0,40
Q 0,25 Q 0,79
B 0,35 B 0,78
Trợt lở
i 0,41
Trợt lở
i 0,42
S 0,30 S 0,57
Q 0,79 Q 0,43
B 0,64 B 0,56
1
Gồ ghề
i 0,58
2
Phẳng
i 0,42


- số năm vận hành hồ chứa. Coi lợng các nhân tố tạo bờ
và các giá trị hệ thức của chúng
X
1
, X
2
, X
3
trong các phơng
trình là hằng số, khi dự báo có thể sử dụng các đồ thị thay đổi
các hệ số
A
0
, A
1
, A
2
, A
3
theo thời gian (Hình 4.3) [54]. Biểu thức
nhận đợc dạng (4.18) là mô hình động lực hình thái của quá
trình tái lập.

161 162
Bảng 4.5. Các điều kiện biên ứng dụng quan hệ (4.14) - (4.18)

Các nhân tố tạo bờ và giới hạn thay đổi của chúng Nhóm hồ
chứa
D, m h
p

phá huỷ cực đại sờn dốc.
2. Theo đồ thị phơng sai (Hình 4.6) đã xác định - đối
tợng đang xem xét (hồ chứa)
G thuộc nhóm hồ chứa thứ hai.
3. Thời hạn tính toán cuối cùng của tái lập
t
k
= 10 năm.
Hình 4.3. Sự thay đổi các hệ số A
0
A
3
theo thời gian

4. Theo tài liệu hiệu chỉnh - hớng gió chủ đạo trong thời
kỳ không đóng băng là các hớng bắc và tây bắc.
5. Theo bình đồ hồ chứa và định vị của nó (xem hình 4.4)
và hớng gió chủ đạo trong thời kỳ không đóng băng, tơng ứng
là cả với sóng, nhận đợc - sự tái lập sẽ đợc khẳng định chỉ ở
bờ trái trong phần gần đập của hồ chứa.
6.Trên bình đồ ở tỷ lệ tơng ứng theo đờng pháp tuyến
với mép nớc đặt các mặt cắt tính toán ngang qua từng 50 m
sau đó vẽ lát cắt của nó với mực nớc đặc trng của tuyến trên
đập với mực nớc chuần hiệu dụng , mực nớc chết. Số tuyến
ngang tất cả là 11.
7. Theo lát cắt ta xác định - bờ trên đoạn xói lở dạng gồ ghề
cấu tạo bởi cát cỡ hạt trung bình.

Số TĐ D, m h
p
, m h
1%
,m A, m i
1 1200 4,5 1,19 0,5 0,08 4,0
2 1100 5,5 1,13 0,5 0,08 4,0
3 1200 5,5 1,19 0,5 0,17 4,0
4 1200 5,5 1,19 0,5 0,13 4,0
5 1260 6,0 1,24 0,5 0,08 4,0
6 1280 5,5 1,25 0,5 0,05 4,0
7 1300 5,5 1,26 0,5 0,04 4,0
8 1400 5,5 1,32 0,5 0,06 4,0
9 1500 6,0 1,39 0,5 0,05 4,0
10 1600 6,0 1,45 0,5 0,04 4,0
11 1680 6,0 1,49 0,5 0,06 4,0

Nh việc phân tích kết quả tái lập bờ đã chỉ ra trong giai
đoạn cuối cùng, sự vận chuyển cấu tạo của nhà máy đá thực
hiện không hiệu quả do sự tái lập tuyến tính bờ không lớn.
165 166
Bảng 4.7. Kết quả dự báo tái lập bờ hồ chứa G trong thời kỳ 10 năm

Số TĐ S, m Q, m
3
/m Số TĐ S, m Q, m
3
/m
1 12,73 6,23 7 13,06 6,69
2 12,26 5,34 8 13,63 6,13

Hình 4.6. Tiến trình mực nớc ở tuyến trên đập hồ chứa G

Thuộc phân nhóm tơng tự thứ ba là các phơng pháp của
Ph. P. Savarenski [110], V.L. Bulakha [6], L. B. Rozovski [103,
104], Ph. A. Norkus [87] và Đ. P. Phinarov [125, 127]. Các
phơng pháp này yêu cầu các quan trắc chế độ thờng xuyên
trong các hồ chứa vận hành và hầu nh là dạng chuyển tiếp
sang phơng pháp dự báo quá trình tái hình thành bờ của các
hồ chứa thiết kế.
Các bờ hồ chứa dự báo cần thoả mãn tơng tự của mình
theo hình dạng đờng bờ theo bình đồ và lát cắt, theo thành
phần đất đá, theo vị trí chân sờn và theo chế độ mực nớc và
167 168
chế độ sóng. Để các so sánh có cơ sở đã tiến hành thành lập các
album mô hình tơng tự lát cắt và không gian. Phơng pháp
tơng tự đợc áp dụng bởi V. L. Bulakha khi thành lập dự báo
sự tái lập bờ hồ chứa Kakhovski. Bằng con đờng so sánh cấu
tạo địa chất và địa mạo bờ A. Đ. Kolbutov và Đ. Ph. Phinarov
[36, 125] đề xuất chọn mô hình tơng tự .
Bằng phơng pháp tơng tự với động lực học bờ biển B. A.
Pskin [98] sử dụng để giải thích quá trình tái hình thành các
bờ hồ chứa.
Phơng pháp đợc soạn thảo đầy đủ nhất trong nhóm này
là phơng pháp L. B. Rozovski. Dự báo đợc thực hiện bằng
cách nội suy số liệu với mô hình tự nhiên lên đối tợng dự báo.
Việc lựa chọn tơng tự tiến hành theo các đánh giá định tính và
các chỉ tiêu thích hợp định lợng. Có năm chỉ tiêu thích hợp địa

- chỉ tiêu độ cong của sờn trên bình đồ:

RHI
np
/

=
(4.22)
(với
H - độ cao sờn; R - bán kính cong của sờn trên bình đồ;
dấu " + " tơng ứng với bờ lồi và dấu " - " tơng ứng với bờ lõm);
- chỉ số phân tán sờn dốc bằng các dạng địa hình xói mòn:

xHI
p
/
=
(4.23)
(với
x - khoảng cách lát cắt đang xét đến thung lũng gần nhất);
- chỉ số độ dsì đoạn không ổn định:

z
H
I
/
=
(4.24)
(với
z - độ dài đoạn cắt hay là đoạn cong nâng lên);

- phơng pháp có thể áp dụng ( trong trờng hợp thực hiện
điểm đã nêu) đối với các sờn bờ giống nhau về hình dạng
(tơng tự và đối tợng dự báo);
- đạt đến sự thích hợp của tơng tự và đối tợng dự báo
bằng cách thực hiện các diều kiện thích hợp thuỷ địa mạo, thuỷ
văn và đó đạc hình thái.
Ngoài các điều kiện thích hợp đã nêu, cần tuân thủ thích
hợp quá trình có tính đến nhân tố thời gian cũng nh tính giai
đoạn .
Trong dạng tổng quát, điều kiện thích hợp có dạng [67]:

(
)
()()











kkHkkaH
kkkH
kkkkkkkkkaH
MMMM
MMM

hDM
BHM
BLM
H
T
y
/
/.
/
3
10
(4.27)
thuỷ văn:








=
=
=


/
/
/
%

k
k
d
50
21
(4.29)
với
L - chiều dài hồ chứa, m; B
cp
- độ rộng trung bình của hồ
chứa, m;
D - chiều dài đà sóng tính toán, m;
D
h
- độ sâu trung
bình của hồ chứa theo chiều dài đà, m;
A
kb
- biên độ dao động
mực nớc trong thời kỳ không đóng băng, m;
h
1%
- độ cao sóng
1% trong hệ thống, m;
cp
W - thể tích trung bình nhiều năm của
dòng chảy sông vào tuyến đo hồ chứa, triệu m
3
; V - thể tích đầy
đủ của hồ chứa triệu m

=
=
50
1
dHM
AhM
hDM
d
A
H
k
k
Dk
/
/
/
%
(4.30)
Khi so sánh tơng tự với các điều kiện cho trớc cần phải
sao cho giá trị các chỉ tiêu với sự trùng hợp hoàn toàn các chỉ
tiêu là gần giống nhau. Giá trị số của ácc chỉ tiêu thích hợp
trên cơ sở tính toán hàng loạt hồ chứa đợc dẫn trong các biểu
thức (4.27) - (4.29).
Cần lu ý rằng tơng tự các quá trình diễn ra trong điều
kiện của mô hình tơng tự và đối tợng đang xét có thể đạt đợc
chỉ khi tuân thủ sự thích hợp mọi chỉ tiêu trên các mực khác
nhau, cụ thể là: hồ chứa - đoạn - tuyến. Khi đó tơng tự hoàn
toàn có thể đạt đợc bằng cách đảm bảo các điều kiện nh sau:
- thích hợp hồ chứa bằng cách chỉ số hoá các chỉ tiêu thuỷ
văn và đo đạc hình thái;

và chế độ sóng gió); đo đạc hình thái thuỷ vực và các đặc trng
công trình nớc dâng, thể hiện ở bảng 4.8.
Bảng 4.8. Đặc trng hồ chứa tơng tự và thiết kế của đối tợng nớc

Hồ chứa Đập Hồ chứa
L,
m
B,
m
H,
m
A,
m
h
1%,

m
V,
m
3

H,
m
d50,
mm
m
2

Tơng tự 2,0 1,80 2,30 1,35 0,70 1,41 4,50 0,25 3 11
Thiết kế 1,80 1,70 2,0 1,20 0,68 1,39 5,0 0,20 4 -

M
kr
M
kH
M
k

M
kA
M
k
M
ki
M
kd
M
k


Tơng tự 1,11 0,0013 652,17 0,59 0,52 6,25 0,80 1670 2,3
Thiết kế 1,06 0,0012 750,0 0,60 0,57 5,75 0,83 1640 2,4
Hình 4.8. Biến hình chân đập thợng
a - hồ chứa tơng tự; b - hồ chứa thiết kế

Xuất phát từ bảng 4.9 có thể coi rằng giữa đối tợng tơng
tự và đối tợng dự báo tồn tại một sự tơng tự trọn vẹn và với
sự lựa chọn cuối cùng của việc đặt mái sóng ổn định ngời thiết

- O
z

Hồ chứa dạng hồ Hồ chứa dạng hồ
O
w
- O
w

Hồ chứa dạng hồ Hồ chứa dạng lòng sông
O
w
- W
r

Hồ chứa dạng lòng sông Hồ chứa dạng hồ
W
r
- O
w

Hồ chứa dạng hồ Hồ chứa dạng đổ
O
w
- W
n

Hồ chứa dạng đổ Hồ chứa dạng hồ
W
n

Trong thực tiến dự báo sự tái hình thành các bờ hồ chứa
phơng pháp năng lợng đợc phổ biến rộng rãi nhất. Các
phơng pháp này đợc soạn thảo từ những năm 50 bởi E. G.
Kachugin và N. E. Kondrachev [30, 37, 38]. Xét mỗi phơng
pháp trong nhóm này riêng biệt.
Phơng pháp E. G. Kachugin (1959). Phơng pháp tính
toán tái lập bờ hồ chứa dựa trên các giả thuyết sau đây:
a) tổng thể tích đất đá bị xói bởi sóng mọi độ cao tỷ lệ
thuận với năng lợng tổng cộng của sóng ở khu vực đã cho;
b) cờng độ quá trình tái lập bờ tắt dần theo thời gian và
phụ thuộc vào sức kháng của đất đá xói lở và độ cao của bờ.
Công thức để tính toán xói lở bờ độ cáo không quá 30 m có
dạng:

b
pt
ktEkQ =
(4.31)
với E - năng lợng sóng tính toán trung bình nhiều năm tính
bằng tấn.mét trong một năm trên một đơn vị chiều dài đờng
bờ;
k
p
- hệ số xói lở của đất đá cấu tạo bờ, m
3
/tm; k - hệ số ảnh
hởng của độ cao bờ và mức độ xói lở đất đá;
t - thời hạn xói
trong năm;
b - chỉ số mũ, tính đến điều kiện hình thành và trầm

lý - kỹ thuật của đất đá và các đặc điểm cấu trúc của mái bờ.
Phân biệt các giá trị
k
p
sau đây theo hạng đất:
a) đất đá rất dễ bị xói lở (cát mịn, cát pha, đát bột nhẹ bở
rời) - từ 0,0065 đến 0,003 m
3
/tm;
b)đất đá dễbị xói lở (cát hạt trung bình và lẫn, á sét nhẹ
deluvi, cát pha) từ 0,003 đến 0,001 m
3
/tm;
c) đất đá xói lở trung bình ( á sét deluvi nặng, á sét băng
hà từ núi lửa, sét hồ và biển, cát và sạn sỏi fluvi) từ 0,001 đến
0,0005 m
3
/tm;
d) đất đá khó bị xói lở (sạn fluvi và cát, cát kết pha sét
nguồn gốc biển, sét biển) nhỏ hơn 0,0005 m
3
/tm; Hình 4.10. Sơ đồ tái tạo sờn bờ

3
- độ dốc sờn có tính bi trên hồ chứa tơng tự;
4
- độ dốc trên bi

nhau tơng ứng với năng lợng cực đại.
Mái sờn không ngập nớc nhận theo tơng tự với mái tự
nhiên phụ thuộc vào thành phần và tính chất đất đá cấu tạo bờ.
Hớng dẫn sử dụng các góc cong tới hạn và độ cao tờng thẳng
đứng sau đây đối với mái bờ không ngập nớc (bẳng 4.11).
Chiều rộng vùng xói trong thời hạn đã cho với các lát cắt
riêng biệt đợc đa lên bình đồ đoạn bờ hồ chứa.
Việc chuyển từ dự báo hạn dài sang dự báo hàng năm sự
tái lập bờ, theo hớng dẫn của L. N. Kaskevich đợc thực hiện
với nhờ xấp xỉ cờng độ bất đồng nhất của sự tái tạo lại bờ theo
thời gian (theo tơng tự với phơng pháp E. G. Kachugin). Theo
Kachugin, thể tích đất đá xói lở của bờ tỷ lệ thuận với số ănm
tồn tại hồ chứa, nhân với một hệ số nhỏ hơn 1. Với độ cao bờ
không đổi, thể tíchđất đá xói lở của bờ có quan hệ chặt chẽ với
sự xáo trộn máp nớc bờ. Khi coi sự xáo trộn mép tỷ lệ thuận
với số ănm tồn tại thuỷ vặc, với hệ số nhân 0,8 đối với các hồ
chứa đồng bằng, có thể viết:

10
80
10
10
kS
h
SS
t
=




Các giá trị k đợc tính toán nh vậy đối với một, hai năm
tồn tại của thuỷ vực nhân với giá trị xáo trộn mép cho 10 năm
và thu đợc giá trị xáo trộn mép cho 1, 2, 3 năm tức là những
năm đầu tiên vận hành hồ chứa.
Phơng pháp này đợc giới thiệu sử dụng đối với các dự
báo hạn ngắn định kỳ.
Phơng pháp N. E. Kondrachev [38} đợc hớng dẫn để
tính toán vận tốc tái lập bờ trên cơ sở xét năng lợng sóng tác
động lên mái sờn đất á sét và cát kết mềm.
Tính toán đợc tiến hành theo quy trình sau đây.
Theo chu vi hồ chứa đánh dấu một loạt các tuyến đo vuông
góc với mép nớc, trên đó tiến hành tính toán sự tái lập bờ.

181 182 Hình 4.11. Đồ thị để xác định độ sâu tác động bào mòn của sóng

Tính toán chế độ sóng gồm các thành phần sau: so sánh
bảng tần suất gió gốc theo 8 hớng và các khoảng vận tốc gió và
xác định các tham số sóng. Độ cao sóng 1% (trên rìa ngoài bãi
bồi) đợc các định theo toán đồ Braslav đối với vận tốc gió 10, 20
và 30 m/s kèm với hệ số chuyển đổi (bảng 4.11).
Khi thay đổi độ sâu theo chiều dài đà, mặt cắt đáy thuỷ
vực đcợ chia ra các đoạn với độ sâu hoặc độ dốc đáy xấp xỉ
nhau. Khi có các số liệu đo gió đối với lát cắt theo các hớng
khác nhau ta xác định độ cao sóng tính toán, giá trị của nó h
điều chỉnh theo góc tới theo công thức:

= coshh

mykyx
/
,//
20
2
(4.35)
để tiện lợi cho việc xác định chiều rộng của bãi bồi (
x) dẫn ra
bảng 4.12.
Các đại lợng
m
n
và m
0
đợc xác định bằng góc bãi bờ
trên mép (
m
n
) và ở một độ sâu tơng đối (m
0
), nhận đợc trong
quan hệ phụ thuộc vào các phần tử lớn tạo nên phần bãi bồi
tơng ứng theo bảng 4.13. Xác định các đại lợng
d
0
và d
n
theo
đờng cong phân cấp hạt cho toàn bộ thể tích phá huỷ.
Từ thành phần cấp hạt chung loại bỏ các cấp hạt đờng

7.0
3370
2603
642
2520
555
310
2490
523
277
155
2477
514
269
146
106
2473
512
267
144
183
707
6,0
2600
1940
500
1858
420
240
1834

1269
268
143
80,4
59,5
428
4,0
1440
907
267
847
206
125
826
183
103
62,8
818
177
98,8
56,8
42,5
816
175
95,2
55,2
41,8
312
3,3
1190

40,7
464
103
58,4
35,9
28,4
462
102
57,1
34,6
27,1
260
2,5
750
386
135
344
3,7
62,5
329
78,1
46,9
31,2
324,1
74,0
42,8
27,1
21,9
323
72,9

132,4
42,3
31,1
122,3
32,4
21,2
15,5
119,9
29,8
18,5
12,9
11,0
119,1
29,1
17,8
12,2
10,4
88
1,0
240,0
81,6
41,7
64,3
23,6
18,6
56,9
16,8
11,8
9,3
55,1

2,7
2,6
0,50
110,0
28,7
18,7
19,5
9,5
8,2
16,0
6,0
4,7
3,6
15,1
5,1
3,8
2,7
2,7
14,8
4,8
3,8
2,9
2,7
2,6
y, m
0,25
52,5
11,4
8,8
6,6

0,211
0,447
0,712
0,0201
0,102
0,210
0,442
0,7
1,312
m
0

0,001
0,001
0,005
0,001
0,005
0,010
0,001
0,005
0,01
0,02
0,001
0,005
0,01
0,02
0,03
0,001
0,005
0,01

H tính
bằng mét đợc xác định theo đồ thị (Hình 4.13). Giá trị
h/d dẫn
trong bảng 4.13.
Bảng 4.13. Đặc trng lát cắt bi bồi bờ ổn dịnh

Đất đá d, mm m m
0
h/d
Bùn 0,001 - 0,01 - - -
Bụi 0,01 - 0,1 0,005 0,001 100
cát nhỏ 0,1 - 0,25 0,03 0,005 70
cát trung bình 0,25 - 0,50 0,07 0,01 70
cát lớn 0,50 - 1,0 0,14 0,02 70
sạn nhỏ 1,0 - 2,0 0,19 0,03 45
sạn trung bình 2,0 - 5,0 0,21 0,05 45
0

sạn lớn 5,0 - 10,0 0,25 0,08 25
cuội nhỏ 10 - 20 0,30 0,10 11
cuội trung bình 20 - 50 0,36 0,15 6
cuội lớn 50 - 100 0,40 0,20 4

Chiều rộng đầy đủ của lát cắt bãi bồi bờ bằng(Hình 4.14):

ntntnt
BBB "'
+
=
(4.36)

thức (4.35) - (4.38) và đờng cong thành phần cấp hạt thể tích
abc.
Góc sờn ngập nớc tg
v
n
đợc nhận bằng 0,5. Góc sờn
không ngập nớc bằng góc bờ ở trạng thái tự nhiên. Hình 4.13. Sơ đồ tái tạo sờn bờ (theo N. E. Kondrachev)

Vị trí của lát cắt bờ cuối cùng đợc xác định bằng cách đặt
lát cất đã xây dựng trên vòng bờ ban đầu để sao cho tỷ số thể
tích tích tụ
Q
tt
(thể tích cde) và thể tích phá huỷ Q
t
(thể tích
abc) , đợc gọi là hệ số tích tụ bằng thể tích phá huỷ tơng
đối của các phần tử độ lớn không quá 0,1mm.
Trong các công trình muộn hơn của E. Đ. Kondrachev đã
soạn thảo phơng pháp dự báo sự hình thành lại đờng bờ theo
thời gian, xuất phát từ việc sơ đồ hoá các điều kiện tự nhiên,
bao gồm việc thay thế một loạt các cơn bão bằng một hằng số
nào đó của thời gian sóng theo hệ thức đến sự đa dạng sóng
hoạt động trong tự nhiên [30, 40], rằng đơn giản đi một vài
phơng pháp tính toán chúng. Trong thực tiễn dự báo áp dụng
đối với hồ chứa nhỏ các soạn thảo này không đợc áp dụng rộng
rãi. Vào năm 1985, phơng pháp này đợc đa vào chuẩn xây

Thờng dự báo theo phơng pháp này ợc thực hiện đối với
phần hồ chứa dạng hồ. Khi xây dựng các lát cắt tính toán ngời
ta xác định tính chất bãi bồi (mài mòn, mài mòn tích tụ, mài
mòn xói mon), độc dốc của nó. Từ mực nớc dâng bình thờng
về phía dới bổ sung độ sâu tác động sóng, phản ánh vị trí của
thành gờ bãi bồi trong giai đoạn 10 năm, dàng gấp rỡi độ cao
sóng 1% trong các đất đá cát kết- á sét và gấp đôi trong đất
hoàng thổ. Việc làm chính xác hoá độ sâu tác động sóng đợc
thực hiện theo đồ thị. Đờng gờ của bãi bồi tích tụ tiến hành
dới một góc
1
(10 - 20
o
phụ thuộc vào thành phần phù sa).
Dới một góc
2

là đờng tích tụ của phần bãi bồi đến đến giao
điểm với mực nớc dâng bình thờng với địa hình nguyên thuỷ
(điểm
b). Từ điểm b với một góc
3

đến giao điểm với mực nớc
dâng bình thờng là đờng bề mặt phần mài mòn của của bãi
bồi. Cao hơn điểm này phân bố vùng lăn của sóng xác định theo
công thức:

mkhdh
H


Mọi phép tính toán đợc tiến hành theo trật tự đã trình
bày ở trên. Sự khác biệt là ở chỗ không phải từ mực nớc dâng
bình thờng mà từ mặt ngang làm việc xuống dới một đại
lợng bằng 2,5 - 3 độ cao sóng 1% đối với đất đá liên kết, còn đối
với đất hoàng thổ nhẹ dễ xói lở khoảng 3,3 - 4 độ cao sóng.
Các độ dốc tích tụ (
2
) và mài mòn (
3
) phần bãi bồi, vùng
lăn (
4
) đợc lấy mềm mại hơn.
Mái không ngập đợc xác định theo tơng tự với các mái tự
nhiên bền vững.
Một số phơng pháp tính toán sự hình thành bờ đối với
vùng thợng hồ chứa và vùng đổ có hơi khác.
Tại đây thế vào chỗ vùng lăn là vùng bãi bồi xói mòn nằm
giữa mực nớc dâng bình thờng và mực nớc lũ 50% suất bảo
đảm đối với giai đoạn 10 năm và 4 - 5% đối với giai đoạn cuối
cùng(xem hình 4.15). Góc nghiêng phần xói mòn của bãi bồi đối
với 10 năm (
1
) và giai đoạn cuối cùng (
2
) cần phải xác định
theo độ dốc thành sông ở vùng lũ mùa thu.
Việc xây dựng mái không ngập không ổn định đợc tiến
hành đối với giai đoạn 10 năm và bền vững đối với giai đoạn

- sự dịch chuyển mảng bờ sau k năm;
k
n
- hệ số chia cắt bờ bởi vịnh bằng tỷ số diện tích vịnh và diện
tích đoạn đó.
Khi tính toán sự hình thành bờ theo thời gian cần tính
toán sự thay đổi theo thời gian các góc nghiêng mài mòn và tích
tụ của phần bãi bồi. Sự thay đổi góc nghiêng bãi bồi tuân theo
phơng trình:

()
ttnHt
th






= (4.41)
với
t
- góc nghiêng thay đổi (theo thời gian) của bãi bồi,
o
;
H

-
góc nghiêng bãi bồi ven bờ đợc hình thành sau 2 - 5 năm xói lở
với đất đá dễ xói lở (h

1
(4.42)
Cho phép đối với vùng rừng phần Âu
t
= 0,03, còn đối với
các hồ chứa Xibia trong vùng này
t
= 0,02.
cần nhất thiết chỉ ra rằng phơng pháp này đợc sử dụng
khi dự báo sự phát triển bờ các hồ chứa nhỏ trong trờng hợp
khi mà chúng có cấu tạo địa chất phức tạp [5, 102].

Bảng 4.14. Góc bi bồi ven bờ vùng chân sóng đề xuất cho việc thành lập
lát cắt dự báo sự tái lập sờn các hồ chứa đồng bằng (theo G. S. Zolotarev)

Góc mài mònĐặc trng tổ hợp đất tạo
nên bãi bồi
10
năm
Giai đoạn
cuối
Góc vùng
đế sau 10
năm
% vật
chất tích
tụ
Tính
bào
mòn

Sét đen phân lớp và cát bùn 4 2 6-10 Hầu nh
mài mòn
Xói
yếu
Hầu nh
không xói
Sét xám đậm đặc có cát phủ b
ề
mặt
6 2-3 5-8 5-10 Xói
yếu
Không xói 2
- 3 thán
Sét lẫn lớp phủ đá vôi không lớn 6-8 2-4 15-20 20-30 Xói
yếu
Không xói 2
- 3 tháng
Đá vôi, dolomit. 60-70 Không
xói
Không

193 194
4.6. Các đặc điểm công trình bảo vệ bờ xói lở
Việc thành lập các hồ chứa và ao đòi hỏi các công trình:
công trình nớc dâng, công trình đập, các công trình bảo vệ bờ
trên các đoạn bờ riêng biệt, cũng nh các biện pháp bảo vệ khác
trong vùng tràn và vùng ngập. Trên các hồ chứa dạng rót đổ tồn
tại việc xây dựng các dập nớc dâng theo chu vi thuỷ vực. Trong
đa số các trờng hợp tiến hành đắp đập đồng nhất từ cát hạt
mịn hay trung bình hoặc đập từ cát với mạt sét hoặc nhân sét

Trên hàng loạt các đối tợng đã thực hiện việc xây dựng
các dạng công trình ncớ dâng đã liệt kê đã tự khẳng định mình
trong vận hành khá tốt. Vậy nên, công trình lát cắt chảy áp
dụng khi xây dựng hồ chứa Seles trên sông Iased, Rudnhi,
Zelv, Levki, Gorotritri, Zagate, Murovno và hàng loạt sông
khác. Việc xây dựng các công trình dạng này đợc thực hiện chủ
yếu nhờ việc áp dụng cơ chế xây khô và ít hơn - sử dụng bãi tràn
thí dụ nh tổ hợp thuỷ lợi trên sông Iased. Các công trình đã
liệt kê ở trênđã thu hút các nhà xây dựng công nghệ chính xác,
tính giản đơn, tính kinh tế so với đập và đê lát cắt bó với việc
củng cố mái trên. Ngoài ra, công trình lát cắt chảy có thể tiến
hành trên các nền yếu. Điều này đặc biệt quan trọng trong
trờng hợp xây dựng công trình vùng Polesia và các vùng có
điều kiện địa chất giống nh thế.
Bãi tắm nhân tạo nh là một công trình bảo vệ kỹ thuật
cũng khá hay đợc áp dụng trong thực tiến các biện pháp bảo
vệ. Đủ để nhận thấy rằng, có hơn 15 hồ chứa ở Bạch Nga các
công trình này đợc xây dựng và trong vòng nhiều năm đã
khẳng định tốt trong vận hành. Một số đặc tr
ng của bãi tắm