thiensu408
New Member
Download miễn phí Giáo trình Kỹ thuật biển - Tập 1: Nhập môn về công trình bờ
Mục lục
1 Mở đầu . 6
1.1 Mục đích, yêu cầu. 6
1.2 Các chuyên mục. 6
1.3 Các tài liệu xuất bản định kỳ . 7
1.4 Tài liệu chung . 7
1.5 Tạp chí chuyên ngành chung . 7
1.6 Tạp chí kỹ thuật chuyên ngành. 7
1.7 Tổng quan tóm lược. 8
1.8 Các sách tham khảo. 8
1.9 Những đồng tác giả. 9
1.10 So sánh với lần xuất bản 1976 . 9
1.11 Một số điểm lưu ý . 10
2 Tổng quan về kỹ thuật bờ. 11
2.1 Định nghĩa . 11
2.2 Các nghiên cứu cơ sở . 11
2.3 Các chuyên ngành. 11
2.4 Các vũng vịnh và cảng . 11
2.5 Địa mạo bờ . 12
2.6 Kỹ thuật biển khơi . 13
3 Hải dương học . 14
3.1 Mở đầu . 14
3.2 Mô tả các đại dương. 15
3.3 Dòng chảy gió đại dương . 16
3.4 Động lực dòng chảy đại dương. 16
3.5 Dòng chảy trôi Ekman . 18
3.6 Các tính chất vật lý của nước đại dương. 20
3.7 Các dòng chảy mật độ. 24
4 Thang gió Beaufort . 25
5 Lý thuyết sóng ngắn. 27
5.1 Mở đầu . 27
5.2 Các mối liên hệ cơ bản. 27
5.3 Vật tốc hạt nước . 27
5.4 Sự dịch chuyển của hạt nước . 28
5.5 Vận tốc sóng. 28
5.6 Công suất sóng . 29
5.7 Các phép đơn giản hoá. 31
5.8 Các phép xấp xỷ đối với nước sâu. 31
5.9 Các phép xấp xỉ đối với nước nông . 32
5.10 Vùng nước chuyển tiếp . 34
5.11 Một số điểm lưu ý . 34
5.12 Các ví dụ . 35
6 Tính toán vận tốc và bước sóng . 37
6.1 Mở đầu . 37
6.2 Phương pháp lặp . 37
6.3 Phương pháp sử dụng các bảng . 39
7 Các tác động của nước nông ven bờ. 41
7.1 Mở đầu . 41
7.2 Biến đổi độ cao sóng. 41
7.3 Ví dụ . 43
7.4 Chỉ tiêu sóng đổ . 43
8 Các loại sóng đổ . 46
8.1 Mở đầu . 46
8.2 Các loại sóng đổ . 46
8.3 Các cách phân loại định lượng . 47
9 Phản xạ và khúc xạ sóng . 50
9.1 Mở đầu . 50
9.2 Khúc xạ sóng . 50
9.3 Nhiễu xạ sóng . 53
10 Các quan hệ thống kê của sóng . 55
10.1 Mở đầu. 55
10.2 Hiện tượng và các đặc trưng sóng. 57
10.3 Xác định tần suất xuất hiện . 60
10.4 Các chu kỳ sóng . 62
11 áp dụng các đặc trưng thống kê của sóng . 64
11.1 Mở đầu. 64
11.2 Đặt vấn đề và cách tiếp cận. 65
11.3 Phép xử lý số. 65
11.4 Ví dụ. 67
11.5 Phương hướng phát triển. 69
11.6 Vấn đề tiếp cận nghịch đảo. 69
11.7 Vấn đề thứ hai . 70
12 Số liệu sóng . 72
12.1 Mở đầu. 72
12.2 Các số liệu hiện có . 72
12.3 Chương trình đo đạc . 72
12.4 Sử dụng các số liệu thay thế . 73
12.5 Phương pháp dự báo SMB . 73
13 Thiết kế tối ưu . 77
13.1 Mở đầu. 77
13.2 Chỉ tiêu dự án . 77
13.3 Các thủ tục tối ưu hoá . 77
13.4 Các tiếp cận ẩn . 78
14 Lịch sử phát triển cảng. 79
14.1 Mở đầu. 79
14.2 Giai đoạn đầu . 79
14.3 Tác động của nạo vét. 79
14.4 Các hướng phát triển hiện đại. 80
15 Các lạch tàu . 82
15.1 Mở đầu. 82
15.2 Các vấn đề liên quan . 82
15.3 Vấn đề tối ưu hoá. 83
16 Các thiết bị nạo vét . 84
16.1 Mở đầu. 84
16.2 Các nguyên lý cơ bản . 84
16.3 Máy hút phẳng . 84
16.4 Máy hút cắt. 88
16.5 Máy hút thùng. 91
16.6 Máy hút gầu . 92
16.7 Các hướng phát triển mới. 95
232
17 Vấn đề thu đổ bùn cát. 97
17.1 Mở đầu. 97
17.2 Thu đổ bùn cát ra biển . 97
17.3 Thu đổ bùn cát lên bờ . 97
18 Các công trình bảo vệ. 99
18.1 Mở đầu. 99
18.2 Vai trò địa mạo của các công trình bảo vệ . 99
18.3 Những vấn đề khác . 100
19 Sóng seiche. 101
19.1 Định nghĩa . 101
19.2 Các trường hợp đơn giản . 101
20 Các sông có triều . 104
20.1 Mở đầu. 104
20.2 Các cửa sông. 104
20.3 Các lòng sông . 106
20.4 Dòng triều . 108
20.5 Giao thông đường sông . 113
20.6 Ví dụ. 114
20.7 Các tác động khác của triều . 120
21 Đo đạc triều trên sông . 121
21.1 Mở đầu. 121
21.2 Cách đặt vấn đề cụ thể. 121
21.3 Ví dụ về phương pháp giải đơn giản . 122
21.4 Lời giải chính xác hơn . 124
21.5 Ví dụ. 126
21.6 Phân tích đánh giá . 129
22 Dòng chảy mật độ trong sông . 130
22.1 Mở đầu. 130
22.2 Biến đổi độ mặn theo triều. 130
22.3 Năng lượng tản mát / phần dư của thế năng. 133
22.4 Tương quan độ mặn -mật độ . 134
22.5 Đặc trưng tĩnh của các khối nước phân tầng. 134
22.6 Sóng nội . 135
22.7 Nêm mặn “tĩnh”. 137
22.8 Các vấn đề lắng đọng. 139
22.9 Cửa ra vào cảng Rotterdam. 141
22.10 Những vấn đề ô nhiễm . 142
22.11 Các phương pháp khắc phục dòng chảy mật độ. 143
23 Dòng chảy mật độ trong cảng. 144
23.1 Dòng triều trong cảng . 144
23.2 Dòng chảy mật độ trong cảng . 145
23.3 Tổng hợp các thành phần dòng chảy . 147
23.4 Dòng chảy trong các cảng bị giới hạn. 150
23.5 Vấn đề thực tiễn. 153
23.6 Những ảnh hưởng khác của dòng chảy. 156
23.7 Lắng đọng trong cảng . 156
23.8 Các phương pháp khắc phục dòng chảy mật độ trong cảng. 163
23.9 Tổng quan. 165
24 Ô nhiễm. 166
24.1 Định nghĩa . 166
24.2 Các chất ô nhiễm . 166
24.3 Các biện pháp kiểm tra. 169
24.4 Đề xuất hệ thống thu góp . 169
25 Vận chuyển trầm tích ra - vào bờ. 171
25.1 Mở đầu. 171
25.2 Những nguyên lý cơ bản của vận chuyển trầm tích. 171
25.3 Trắc ngang (profile) bãi biển . 172
25.4 Thành tạo các đụn cát. 175
25.5 Xói mòn các đụn cát . 175
26 Vận chuyển trầm tích dọc bờ . 177
26.1 Mở đầu. 177
26.2 Công thức CERC. 178
26.3 Công thức Bijker. 179
26.4 Các ứng dụng . 180
27 Các loại bờ bùn . 183
27.1 Mô tả vật lý hiện tượng . 183
27.2 Các tính chất và quá trình vận chuyển. 183
27.3 Tác động của sông . 187
27.4 Các ví dụ . 187
27.5 Bờ biển Suriname. 188
28 Quá trình thành tạo bờ. 190
28.1 Mở đầu. 190
28.2 Các lưỡi cát . 190
28.3 Các doi cát nổi. 192
28.4 Bờ dạng Tombolo . 194
29 Các châu thổ delta. 196
29.1 Mở đầu. 196
29.2 Châu thổ vùng bờ lặng . 196
29.3 Châu thổ delta với tác động phân bố quy mô vừa . 200
29.4 Châu thổ vùng chịu tác động biến đổi mạnh. 203
29.5 Tác động của vận chuyển dọc bờ. 204
30 Bảo vệ bờ . 207
30.1 Mở đầu. 207
30.2 Các dạng bờ xói và bồi. 207
30.3 Mỏ hàn. 207
30.4 Hệ thống các mỏ hàn . 208
30.5 Các dụn cát . 208
30.6 Các khối chắn. 209
30.7 Các tường chắn ven biển. 209
30.8 Vận chuyển cát. 209
31 Mười khuyến nghị về địa mạo bờ . 210
32 Kỹ thuật biển khơi . 211
32.1 Các bộ môn liên quan . 2209
32.2 Các dạng cấu trúc công trình biển. 2209
32.3 Sử dụng các công trình biển. 214
32.4 Những vấn đề xây dựng . 218
32.5 Các vấn đề khác . 221
Các ký hiệu và ghi chú. 222
Các kí tự Lamã . 222
Ký tự Hy Lạp. 223
Tài liệu tham khảo. 227
Mục lục. 231
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
đi qua các bãi cạn đó.Một số kết luận quan trọng có thể rút ra từ hình 20.8:
a. Cả hai tàu đều cần chờ sóng triều thứ hai để vượt qua bãi cạn thứ ba.
Tốc độ tàu nhanh hơn trong ví dụ này không đưa đến sự khác biệt về
thời gian để hai con tàu cần vượt qua 170 km đầu của cửa sông.
b. Con tàu chậm hơn có thể tránh được việc dừng chờ dọc đường nếu xuất
phát chậm hơn một ít. Điều này có thể tiến hành bằng cách dịch
chuyển đường cong cho tàu về bên phải một ít trên hình 20.8. Bãi cạn
thứ hai sẽ ngập sâu trong đợt triều thứ nhất và tàu sẽ đến muộn đủ
để bãi cạn thứ ba cho pháp tàu đi qua được.
118
119
Hình 20.8 Đường cong tương quan khoảng cách- thời gian đối với triều và tàu thuyền
120
c. Việc nao vét bãi cạn thứ 3 cũng tương đương việc nạo cả hai bãi cạn
đầu và thứ hai đảm bảo cho tàu đi lại thuận lợi.
d. Việc nạo vét dải ngầm ngoài cửa có thể cho phép tàu nhanh vượt qua
cả bã cạn thứ hai và thứ ba trong con triều đầu.
e. Việc nạo vét bã cạn thứ hai không làm biến đổi đặc biệt tới hành trình
tàu trên cửa sông.
Vấn đề lựa chọn các phương án nạo vét cũng như độ sâu cần thiết đối với các
lạch tàu liên quan tơí các vấn đề kinh tế-kỹ thuật đã được đề cập tới trong chương
13. Việc xác định độ sâu tối ưu cho lạch tàu sẽ được xem xét kỹ lưỡng trong
chương 5 của tập II.
20.7 Các tác động khác của triều
Khi nước ngọt từ sông đổ ra gặp nước mặn, sự khác nhau của mật độ sẽ dẫn
tới xuất hiện dòng chảy bổ sung. Sự biến đổi của độ muối cũng gây ảnh hưởng các
tính chất hoá lý của trầm tích . Những vấn đề này sẽ được xem xét chung trong
các chương 22 và 23.
121
21 Đo đạc triều trên sông
E.W. Bijker
21.1 Mở đầu
Một trong những yêu cầu quan trọng nhất về số liệu điều tra, khảo sát các
sông có triều là mực nước. Việc quan trắc triều, độ sâu lạch và địa hình đáy đều
liên quan tới vấn đề này.
Những số liệu này có thể thu được dễ dàng từ các trạm tự ghi mực nước, qua
đó có thể xác định được mực nước biển trung bình. Về nguyên tắc những số liệu
tương tự có thể tiến hành đối với các vùng trong đất liền dọc theo các cửa sông
thông qua các kỹ thuật khác nhau, tuy nhiên công việc này thường gặp rất nhiều
khó khăn đặc biệt đối với các vùng biển nhiệt đới, tại đó hầu như không có được
các chuỗi quan trắc đảm bảo.
Một cách khác để xác định các số liệu mực nước tại những khu vực nêu trên
sẽ được diễn giải trong phần tiếp theo. Cách này chủ yếu căn cứ vào chính đặc
điểm của sông.
Một trong những giả thiết quan trọng được sử dụng trong toàn chương này là
việc cho rằng dòng nước ngọt từ sông đổ ra là không đáng kể.
21.2 Cách đặt vấn đề cụ thể
Vấn đề đơn giản nếu chúng ta cần xác định mực biển trung bình tại cửa sông
theo số liệu trạm đo mực nước. Chúng ta cũng dễ dàng tiến hành đo mực nước tại
một điểm bất kỳ về phía thượng lưu ( điểm A trên hình 21.1). Vấn đề đặt ra bây
giờ là xác định số liệu mực nước trên cho điểm thứ hai nằm trên điểm B. Cho
rằng quy mô thời gian đo tại hai điểm nêu trên là đồng bộ.
Bài toán bây giờ có thể dẫn đến việc xác định thời điểm mà tại đó mực nước
trên hai trạm A-B như nhau không tạo nên độ nghiêng mặt nước. Như vậy giá trị
tuyệt đối của mực nước tại hai trạm hoàn toàn như nhau.
Vận tốc triều trên điểm C nằm giữa A và B cũng cần được xác định. Tất cả
các loại số liệu nêu trên được dẫn ra trong bảng 21.1 và hình 21.1 đối với cửa sông
nêu trên.
122
Hình 21.1 Sơ đồ sông
21.3 Ví dụ về phương pháp giải đơn giản
Chuyển động triều trên sông có thể mô tả bằng phương trình sau:
hC
VgV
x
z
q
t
V
x
V
V
2
(21.01)
trong đó:
C là hệ số ma sát Chezy
g là gia tốc trọng trường
h là độ sâu
t thời gian
V là vận tốc dòng
x toạ độ dọc sông
z mực nước tuyệt đối.
Phương trình này hoàn toàn như phương trình 20.02 ở chương trước.
Nếu như các số hạng quán tính trong vế trái phương trình 21.01 có thể bỏ
qua, thì độ dốc mặt biển sẽ đạt được tại thời kỳ nước đứng.
Rất tiếc vì điều này quá đơn giản. Do vai trò quán tính khá quan trọng nên
nước tiếp tục chảy cho tới khi độ dốc theo hướng ngược lại được hình thành. Điều
đó có nghĩa rằng độ dốc sẽ bằng zero tại thời điểm trước khi nước đứng một
khoảng t. Trong phần này ta cho rằng ảnh hưởng của quán tính khi khi triều
cao cũng tương tự như khi triều thấp và do đó:
tf = te (21.02)
Nói cách khác tại thời điểm trước khi nước đúng lên tf và trước khi nước
đứng rút te, giá trị mực nước tuyệt đối trên hai đường cong triều là như nhau.
Giả thiết 21.02 sẽ đảm bảo nếu như không có dòng nước ngọt từ sông đổ ra.
Trong trường hợp lưu lượng nước sông lớn, sai số của phép xấp xỉ này sẽ trở nên
đáng kể. Trong trường hợp đó, phương pháp chúng tui trình bày trong phần sau
123
sẽ đưa ra kết quả tốt hơn. Tuy nhiên những trường hợp lưu lượng lớn cũng làm
biến đổi đáng kể các kết quả tính toán.
Vấn đề được giải bằng toán đồ bằng cách dịch chuyển đường cong triều tại
điểm B theo hướng thẳng đứng qua đường cong A. Khi vị trí được trùng với giá trị
t, mực nước tại A và B như nhau tương ứng với tỷ lệ trục thẳng đối với A cũng
như đối với B. Hai đường cong triều trong vị trí mô tả trên đây được thể hiện trên
hình 21.3.
Trên hình này đường cong triều A được thể hiện bằng đường đậm liền. đường
cong của điểm được thể hiện bằng đường ngắt và thời điểm nước đứng cũng như
trên hình 21.2. Giá trị thu được của t không có ý nghĩa đặc biệt nào. Chúng ta
thực sự quan tâm đến giá trị zero được sử dụng trong chuỗi mực nước tại B vì nó
tương đương với – 0,53 m so với mực nước trung bình. Như vậy chuỗi mực nước
tại B có thể so sánh với mực nước trung bình bằng cách lấy giá trị trong bảng 21.1
trừ đi 0,53 mét.
Bảng 21.1 Số liệu mực nước và dòng chảy
Thời gian
(h)
Mực triều tại A
(m)
Mực triều tương đối tại B
(m)
Dòng chảy tại C
(m/s)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
+0,15
-0,35
-0,75
-1,00
-1,00
-0,75
-0,20
+0,30
+0,72
+0,95
+0,98
+0,80
+0,37
-0,18
-0,68
+0,99
+0,69
+0,22
-0,06
-0,21
-0,13
+0,15
+0,49
+0,91
+1,14
+1,32
+1,31
+1,11
+0,77
+0,39
-0,10
-0,35
-0,52
-0,60
-0,57
-0,45
-0,24
+0,10
+0,38
+0,50
+0,50
+0,37
+0,07
-0,25
-0,44
124
Hình 21.2. Mực nước nước triều tại A (trên), B (giữa) và dòng chảy tại C (dưới)
Hình 21.3. Hiệu chỉnh các đường cong triều
21.4 Lời giải chính xác hơn
Giả thiết cơ bản được sử dụng trong phần trước đó là các khoảng thời gian tf
và te như nhau (phương trình 21.02). Giả thiết này thường không được đảm bảo,
125
đặc biệt trong trường hợp khi đường cong vận tốc tại điểm C trên hình 21.1 không
đối xứng.
Cơ sở lý thuyết vẫn dựa vào phương trình 21.01 mà chúng tui m...