Chương 3. Tuyến chỉnh trị
Chương 3
TUYẾN CHỈNH TRỊ
Việc thiết kế chỉnh trị bắt đầu từ việc chọn tuyến chỉnh trị dựa trên sự phân tích quá
trình lòng sông trong nhiều năm. Vì bề rộng tuyến chỉnh trị bao giờ cũng nhỏ hơn bề rộng
sông, mặt khác về mùa lũ mực nước dâng cao, giới hạn của dòng chảy là đê hai bên bờ,
cho nên tuyến chỉnh trị chỉ xác định được vào mùa kiệt.
Tuyến chỉnh tr
ị là lòng dẫn mới về mùa kiệt, được giới hạn bởi công trình chỉnh trị
và bờ. Vì bề rộng tuyến chỉnh trị phải đảm bảo chạy tàu nên bề rộng của tuyến được xác
định ứng với mực nước thiết kế. Điều kiện đảm bảo chạy tàu của tuyến như sau:
B
CT
≤ B
T
; T
CT
≤ T
T
; R
CT
≤ R
T
(3-1)
Trong đó:
B
CT
, T
CT
, R
CT
3-1
Chương 3. Tuyến chỉnh trị
Gọi Q, T, I - lưu lượng, chiều sâu trung bình, độ dốc mặt nước trước khi có công
trình chỉnh trị;
Gọi Q
T
, T
T
, I
T
- lưu lượng, chiều sâu trung bình, độ dốc mặt nước sau khi có công
trình chỉnh trị.
Ta có theo công thức Sêdi:
TICQ .
ω
=
(3-2)
TTTTT
ITCQ ...
ω
=
(3-3)
C, C
T
- hệ số Sêdi trước và sau khi có công trình chỉnh trị;
ω, ω
T
- diện tích mặt cắt sông trước và sau khi có công trình chỉnh trị.
Vì trước và sau khi có công trình chỉnh trị lưu lượng không thay đổi nên Q=Q
⎛
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=
TTT
T
I
I
C
C
T
T
BB
Đặt
2/12/3
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
1.1.1. Phương pháp thống kê:
Phương pháp này không xét đến sự ảnh hưởng của các yếu tố riêng biệt trong công
thức mà chỉ đánh giá ảnh hưởng mang tính tổng thể dựa trên các số liệu thống kê. Nhược
điểm của phương pháp này là B
T
không liên quan đến tuyến chạy tàu, chỉ áp dụng được
khi độ sâu chạy tàu nhỏ hơn độ sâu trung bình của ghềnh cạn tốt.
Phương pháp thống kê đòi hỏi phải có nhiều số liệu chi tiết về đoạn sông cần chỉnh
trị, bản chất của phương pháp này là lập các số liệu thống kê về bề rộng các mặt cắt đặc
trưng: vũng sâu, ghềnh cạn t
ốt (đảm bảo chạy tàu mà không cần tác động), ghềnh cạn
(không đảm bảo chạy tàu, cần phải tác động).
3-2
Chương 3. Tuyến chỉnh trị
0
P%
200
1400
800
400
600
1000
1200
(m)
B
gc
B
B
gct
=0.8, tuy nhiên để đảm bảo một lượng
dự trữ nào đó lấy
ϕ
=0.75 hay:
B
T
= 0,75B (3-7)
Trong đó B là giá trị trung bình bề rộng sông trên các ghềnh cạn.
Khi thiết kế kỹ thuật cần lấy theo tỷ số xác định được trên đoạn sông cần chỉnh trị.
Khi không có đủ số liệu của các mặt cắt, hoặc độ sâu chạy tàu lớn hơn độ sâu trung
bình của ghềnh cạn tốt thì không dùng được phương pháp thống kê.
1.1.2. Phương pháp hình thái học:
Phương pháp này cho phép xác định bề rộng tuyến chỉnh trị với độ sâu chạy tàu cho
trước.
Bản chất của phương pháp như sau: Lấy các mặt cắt tại các vị trí đặc trưng của
sông: ghềnh cạn, vũng sâu, ghềnh cạn tốt. Tại các mặt cắt này xác định B, T
max
. Vẽ đồ thị
quan hệ B và T
max
. Vẽ một đường cong là cận dưới của các điểm trên.
Xác định độ sâu của tuyến chỉnh trị:
T
T
= T
CT
+ ∆T.
∆T - độ sâu dự phòng có tính đến sai số của bình đồ lấy bằng 0,3 ÷ 0,5m;
T
CT
Phương thuỷ lực hình thái học có tính đến sự ảnh hưởng của dòng chảy với lòng
dẫn, nó được phân thành hai trường hợp: đầy đủ số liệu, không đầy đủ số liệu. Điều kiện
áp dụng là
3
%50
10
−
≤
T
d
.
1.1.3.1. Đầy đủ số liệu:
Từ phương trình :
2/12/3
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
ta được:
3/12/3
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=
TT
T
I
I
T
T
BB
(3-8)
Trước và sau khi chỉnh trị giá trị của độ dốc mặt nước thay đổi không nhiều có thể
coi
1
3-4
Chương 3. Tuyến chỉnh trị
Trong phương trình 3-9 nếu có đầy đủ số liệu ta có thể thiết lập được mối quan hệ
giữa T
T
và T
CT
dựa vào tính chất tương tự của lòng sông sau chỉnh trị gần giống với mặt
cắt ghềnh cạn tốt. Từ đó xác định được B
T
.
Trên các ghềnh cạn tốt thiết lập các tỷ số:
CTTN
T
T
=
η
và
CT
B
B
=
ξ
(3-10)
T
CTTN
- độ sâu chạy tàu tự nhiên trên ghềnh cạn tốt, B
CT
- bề rộng luồng tàu.
f ξ=η
do sau khi chỉnh trị mặt cắt lòng sông tương tự
như mặt cắt ghềnh cạn tốt nên có thể thay
)(
TKTK
f ξ=η
bằng
)(ξ=η f
- được gọi là đường
hình thái học và hoàn toàn xác định được (thông thường có dạng đường thẳng). Tiếp theo
chia cả hai vế của 3-9 cho B
CT
ta được:
2/3
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=
TCTCT
T
T
T
B
B
B
CTTK
TK
T
T
η
ξξ
(3-11)
Phương trình 3-11 được gọi là phương trình thuỷ lực, việc xác định bề rộng tuyến
thay bằng giải hệ phương trình:
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=
)
2/3
(
TKTK
CTTK
TK