- Trang Chủ
- Địa Lý
- Thành tạo bờ các hồ chứa nhỏ vùng rừng ( Nhà xuất bản đại học quốc gia Hà nội ) - Chương 2
Xem mẫu
- thuû vùc cã diÖn tÝch mÆt n−íc nhá nhÊt. ChÝnh x¸c h¬n lµ sù
thµnh t¹o thuû vùc hå d¹ng kÐo d·n hoÆc « van trong phÇn ho¹t
®éng thuû lùc gÇn th©n ®Ëp [135. 136].
C¸c th«ng b¸o trªn ®©y vÒ sù thµnh t¹o bê c¸c hå chøa nhá
cho phÐp t×m c¸c th«ng sè m« h×nh ®−êng bê c©n b»ng [62, 64,
121, 146], ®−îc sö dông khi thiÕt kÕ c¸c c«ng tr×nh cè ®Þnh ven
Ch−¬ng 2. ChÕ ®é thñy ®éng lùc hå
bê, x©y dùng c¸c b·i nh©n t¹o vµ c¸c biÖn ph¸p kh¸c phôc vô
chøa vµ ¶nh h−ëng cña nã ®Õn sù
ven bê c¸c thuû vùc nh©n t¹o ®· x©y dùng còng nh− ®Ó dù b¸o
sù ph¸t triÓn bê trong t−¬ng lai.
h×nh thµnh bê
C¸c nh©n tè thuû ®éng lùc chÝnh chi phèi sù ph¸t triÓn bê
hå chøa bao gåm dao ®éng mùc n−íc, sãng giã, dßng ch¶y, chÕ
®é b¨ng vµ n−íc ngÇm.
ChÕ ®é thuû v¨n lµ tËp hîp c¸c thµnh phÇn, tøc lµ c¸c hiÖn
t−îng, qu¸ tr×nh thÓ hiÖn d−íi d¹ng c¸c biÕn ®æi mùc n−íc hå
chøa theo thêi gian: nhiÒu n¨m, mïa, ngµy ë trªn ®Ëp (chÕ ®é
mùc n−íc), l−u l−îng n−íc (chÕ ®é dßng ch¶y), c¸c hiÖn t−îng
b¨ng hµ (chÕ ®é b¨ng hµ) v.v..
C−êng ®é ngËp vµ tiªu c¸c khu vùc gÇn bê vµ bê hå chøa
phô thuéc vµo tiÕn tr×nh thay ®æi mùc n−íc vµ biªn ®é cña nã.
Sãng giã vµ dßng ch¶y kÕt hîp víi c¸c nh©n tè kh¸c x¸c ®Þnh
c−êng ®é ho¹t ®éng n¨ng l−îng. C¸c chØ sè nµy cµng t¸c ®éng
m¹nh ®Õn bê cµng cÇn thiÕt ph¶i t¨ng c−êng søc lùc vµ thêi
gian ®Ó h¹ c¸c t¸c ®éng xÊu cña chóng khi vËn hµnh l©u dµi hå
chøa.
2.1 ChÕ ®é mùc n−íc
ChÕ ®é dao ®éng mùc n−íc trong tr−êng hîp tæng qu¸t
®−îc x¸c ®Þnh bëi d¹ng ®iÒu tiÕt tån t¹i ë ®èi t−îng xem xÐt.
Phô thuéc vµo thÓ tÝch hå chøa vµ môc ®Ých khai th¸c kinh tÕ
53 54
- cña nã mµ chia ra c¸c lo¹i ®iÒu tiÕt ngµy, mïa vµ nhiÒu n¨m, kh«ng æn ®Þnh Trong nÒn t¶ng ®Þnh d¹ng nµy chøa c¸c ®Æc
thËm chÝ lµ hçn hîp nh− ®iÒu tiÕt tuÇn - ngµy (hå chøa tr−ng ®Þnh l−îng nhiÒu n¨m kÕt hîp víi d¹ng ®iÒu tiÕt còng
Osipovits). Hå chøa vïng rõng phÇn ¢u cña ®Êt n−íc cã hÇu nh− cã tÝnh ®Õn d¹ng h×nh th¸i cña chóng (b¶ng 2.1).
hÕt c¸c d¹ng ®iÒu tiÕt dßng ch¶y. Tuy nhiªn sè l−îng lín nhÊt
c¸c thuû vùc nhá nh©n t¹o thùc hiÖn viÖc ®iÒu tiÕt mïa. Trong B¶ng 2.1. D¹ng vµ kiÓu hå chøa theo chÕ ®é mùc n−íc
sè c¸c hå chøa ®iÒu tiÕt nhiÒu n¨m cã thÓ t¸ch ra hå chøa Vilei,
Pliavin, Kegum, Riga, cßn ®iÒu tiÕt mïa lµ c¸c hå chøa Zaslav, §Æc tr−ng kiÓu mùc n−íc , cm TÇn suÊt mùc
Viatra, Vonkovits, ®iÒu tiÕt ngµy - Osipovits, Trigirin. D¹ng KiÓu n−íc P (%)
Biªn ®é §é lÖch H TB H TB
ChÕ ®é mùc n−íc ®−îc ®Æc tr−ng tæng qu¸t b»ng sù thay nhiÒu n¨m
TB th¸ng cùc tiÓu cùc ®¹i
®æi mùc n−íc, biªn ®é vµ ®é b¶o ®¶m (tÝnh lÆp l¹i) cña chóng. Víi chÕ ®é mùc Hå ch−a nhá, ®iÒu tiÕt ngµy,tuÇn 20 5 10 15 45-70
Kh«ng phô thuéc vµo d¹ng ®iÒu tiÕt, biªn ®é dao ®éng mùc n−íc n−íc bÒn vøng (I) (Ia) (Saligor, Osipovitr. Gat)
(hiÖu gi÷a vÞ trÝ mùc n−íc cao nhÊt vµ thÊp nhÊt) trong ®iÒu Víi chÕ ®é mùc Hå chøa nhá, võa, chñ yÕu lµ ®iÒu 70 20 30 45 50-60
kiÖn c¸c hå chøa nhá kh«ng v−ît qu¸ 1,5 m. ChØ cã ë hå chøa n−íc æn ®Þnh (II) tiÕt mïa (IIa) (Liuban, Tregirin)
Vilei biªn ®é ®¹t tíi 3 m. Víi chÕ ®é mùc Hå chøa trung b×nh chñ yÕu ®iÒu 100 35 50 50 35-55
n−íc kh«ng æn tiÕt mïa (IIIa) (Zaslav, ...)
Sù vËn hµnh hå chøa vµ tiÕp theo lµ c¸c ®iÒu kiÖn thµnh
®Þnh (III)
t¹o vïng bê th−êng rÊt kh¸c nhau ë c¸c ®èi t−îng n−íc ph©n bè Hå chøa trung b×nh ®iÒu tiÕt 200 60 100 100 35-55
nhiÒu n¨m (IIIb) (Vilei)
ph©n t¸n vµ nh¶y cãc. ë mét møc ®é nµo ®ã ®iÒu nµy ®−îc gi¶i
thÝch bëi sù kh¸c biÖt lín vÒ c¸c ®iÒu kiÖn thuû ®éng lùc vµ sù
Hå chøa cã chÕ ®é mùc n−íc æn ®Þnh (Ia) gåm c¸c hå chøa
®iÒu tiÕt dßng ch¶y s«ng ngßi.
thuû ®iÖn nhá ®iÒu tiÕt mïa vµ ngµy víi biªn ®é dao ®éng mùc
ChÕ ®é mùc n−íc c¸c hå chøa nhá ®−îc vËn hµnh riªng biÖt n−íc trung b×nh nhiÒu n¨m gÇn 20 cm. Sù thay ®æi hµng th¸ng
kh«ng phô thuéc vµo sù hiÖn diÖn cña c¸c hå chøa kh¸c trªn l−u cña mùc n−íc kh«ng v−ît qu¸ 5 cm / th¸ng. ViÖc lµm tr¬n c¸c
vùc cã nÐt ®Æc thï riªng. Còng nh− c¸c thuû vùc tù nhiªn biªn gi¸ trÞ mùc n−íc cùc ®¹i diÔn ra ®ång thêi víi chÕ ®é lµm viÖc
®é dao ®éng mùc n−íc (A) trong thêi kú nhiÒu n¨m lµ mét ®Æc cña c«ng tr×nh thuû ®iÖn. §a sè hå chøa d¹ng nµy thùc hiÖn viÖc
tr−ng nhËn d¹ng râ nÐt cña chÕ ®é mùc n−íc vµ ph¶n ¸nh mèi ®iÒu tiÕt ngµy hoÆc tuÇn - ngµy. ChØ riªng ë B¹ch Nga ®Õm ®−îc
quan hÖ víi diÖn tÝch (F) cña l−u vùc A = f(F). V× chÕ ®é mùc 10 hå chøa thuû ®iÑn nhá d¹ng hå vµ s«ng ®Æc tr−ng bëi chÕ ®é
n−íc lµ mét trong c¸c nh©n tè luü tÝch thµnh t¹o vïng ®−êng mùc n−íc æn ®Þnh. Khi c«ng tr×nh thuû ®iÖn ngõng ho¹t ®éng
bê hå chøa nªn ®èi víi nã cÇn ®−îc nhËn d¹ng. chÕ ®é mùc n−íc phô thuéc hoµn toµn vµo dßng ch¶y s«ng ngßi
Theo tÝnh chÊt dao ®éng mùc n−íc hå chøa ®−îc chia vµ c¸c chØ sè ®o ®¹c h×nh th¸i lßng ch¶o hå chøa.
thµnh ba d¹ng: chÕ ®é mùc n−íc æn ®Þnh, æn ®Þnh trung b×nh vµ Hå chøa víi chÕ ®é mùc n−íc æn ®Þnh trung b×nh (IIa) ph©n
55 56
- biÖt bëi sù hiÖn diÖn bëi thêi k× tr−íc lò vµ lò xu©n rÊt râ rµng. thuéc vµo môc ®Ých khai th¸c kinh tÕ cña chóng, chÕ ®é vËn
Vµo c¸c th¸ng hÌ thu diÔn ra sù h¹ mùc n−íc hå chøa xuèng 5 - hµnh, tû sè gi÷a nhu cÇu dïng n−íc vµ cÊp n−íc vµ d¹ng ®iÒu
40 cm thÊp h¬n mùc n−íc nhiÒu n¨m trung b×nh. Sù thay ®æi tiÕt.
nhiÒu n¨m cña mùc n−íc ®¹t tíi 50 cm. §èi víi hå chøa d¹ng Hå chøa vïng rõng cña n−íc ta ®−îc sö dông víi môc ®Ých
nµy ®Æc tr−ng cho sù chªnh lÖch th¸ng trung b×nh kho¶ng 3 - 4 tæng hîp vµ n«ng nghiÖp, h¬n n÷a trong tr−êng hîp ®Çu còng cã
lÇn v−ît chªnh lÖch ë c¸c hå chøa víi chÕ ®é mùc n−íc æn ®Þnh. mét nhµ sö dông thèng so¸i vµ x¸c ®Þnh lu«n tÝnh chÊt ®iÒu tiÕt.
TiÕn tr×nh chung cña mùc n−íc gièng chÕ ®é mùc n−íc cña Theo d¹ng ®iÒu tiÕt cã thÓ ph©n lo¹i hå chøa: ®iÒu tiÕt nhiÒu
nhiÒu hå. n¨m - ®ãi víi viÖc cÊp n−íc c«ng nghiÖp (d¹ng thung lòng), ®iÒu
D¹ng hå chøa víi chÕ ®é mùc n−íc kh«ng æn ®Þnh gåm hai tiÕi mïa - ®èi víi viÖc cÊp n−íc n«ng nghiÖp, t−íi tiªu, ng−
tiÓu d¹ng: c¸c hå chøa kh«ng lín ®iÒu tiÕt mïa (IIIa) vµ hå nghiÖp ( d¹ng hå, s«ng, triÒu), ®iÒu tiÕt ngµy - hå chøa thuû
chøa trung b×nh víi ®iÒu tiÕt nhiÒu n¨m (IIIb). ®iÖn.
C¸c hå chøa kh«ng lín ®iÒu tiÕt mïa víi chÕ ®é mùc n−íc C¸c ®Æc tr−ng chñ yÕu cña chÕ ®é mùc n−íc hå chøa g©y
kh«ng æn ®Þnh cã biªn ®é dao ®éng trung b×nh nhiÒu n¨m h¬n 1 ¶nh h−ëng ®Õn sù h×nh thµnh bê lµ tÝnh chÊt thay ®æi chung
m vµ víi c¸c gi¸ trÞ thùc nghiÖm nhiÒu n¨m ®¹t tíi 50 cm cña mùc n−íc, biªn ®é cña chóng vµ thêi gian n−íc ®øng. Trong
(Zaslav, Krasnoslobod, Lepel). C−êng ®é dao ®éng mùc n−íc sè c¸c mùc n−íc ®Æc tr−ng cã thÓ t¸ch ra mùc n−íc ho¹t ®éng
kho¶ng 1,5 - 2 lÇn cao h¬n so víi hå chøa víi chÕ ®é mùc n−íc tøc lµ mùc n−íc ¶nh h−ëng trùc tiÕp ®Õn sù thay ®æi bê vµ h×nh
æn ®Þnh trung b×nh. §é lÖch trung b×nh th¸ng xÊp xØ 1. C¸c hå thµnh b·i c¹n vµ th−êng lµ gÇn víi mùc n−íc chuÈn hiÖu dông.
chøa ®iÒu tiÕt nhiÒu n¨m kÝch th−íc trung b×nh ph©n biÖt víi ®Ó nhËn ®−îc c¸c ®Æc tr−ng chÕ ®é mùc n−íc vµ ph©n tÝch nã
mäi d¹ng kh¸c bëi c¸c gi¸ trÞ cùc ®¹i cña c¸c ®Æc tr−ng nhiÒu ng−êi ta dùng c¸c ®å thÞ tÇn sè vµ suÊt ®¶m b¶o trong thêi kú
n¨m (Vilei). TiÓu d¹ng thø hai cã sù thay ®æi cùc trÞ nhiÒu n¨m vËn hµnh qua 22 hå chøa vµ ®· thµnh lËp b¶ng biªn ®é dao
cña mùc n−íc v−ît tiÓu d¹ng tr−íc mét cÊp. Hå chøa ®Æc tr−ng ®éng mùc n−íc trong n¨m vµ thêi kú kh«ng ®ãng b¨ng.
bëi sù h¹ mùc n−íc tr−íc lò, lò xu©n vµ h¹ nhÞp nhµng mùc Ngoµi viÖc ph©n tÝch thuû v¨n, nhê m¸y tÝnh ®iÖn tö thùc
n−íc hÌ thu. hiÖn viÖc xö lý thèng kª c¸c th«ng tin trong viÖc tÝnh to¸n c¸c
HiÖn nay trong tµi liÖu c«ng bè kh¸ ®Çy ®ñ chÕ ®é mùc th«ng sè c¸c ®−êng cong ph©n bè ( hÖ sè biÕn ®æi Cv vµ bÊt ®èi
n−íc hµng lo¹t c¸c hå chøa lín vµ ¶nh h−ëng cña nã tíi qu¸ xøng Cs). Coi th«ng tin ban ®Çu sö dông khi tÝnh to¸n lµ c¸c
tr×nh h×nh thµnh bê [1, 42]. Tuy nhiªn ph©n tÝch c¸c ®Æc ®iÓm gi¸ trÞ vÞ trÝ trung b×nh chôc ngµy cña mùc n−íc ë tuyÕn trªn
vµ tÝnh chÊt chÕ ®é mùc n−íc c¸c hå chøa nhá hÇu nh− ch−a ®Ëp hå chøa trong thêi gian vËn hµnh.
®−îc ph¶n ¸nh trong c¸c tµi liÖu hiÖn t¹i. KÕt qu¶ ph©n tÝch biªn ®é dao ®éng vµ ®é ®¶m b¶o mùc
Nh− ®· nhËn thÊy ë trªn, chÕ ®é mùc n−íc hå chøa phô n−íc ho¹t ®éng ®−îc chia thµnh hai nhãm thuû vùc (b¶ng 2.2).
57 58
- B¶ng 2.2. C¸c ®Æc tr−ng chÕ ®é mùc n−íc hå chøa
Hå chøa víi biªn ®é dao ®éng mùc n−íc lín h¬n 0,5 m vµ
suÊt ®¶m b¶o cña mùc n−íc ho¹t ®éng nhá, hå chøa víi dao
Biªn ®é dao ®éng mùc n−íc SuÊt ®¶m
®éng mùc n−íc bÐ (0,1 - 0,5) nh−ng suÊt ®¶m b¶o mùc n−íc ho¹t
nhiÒu n¨m trung b×nh, m b¶o mùc
®éng lín, còng nh− c¸c hå chøa víi gi¸ trÞ biªn ®é lín vµ suÊt Hå chøa D¹ng D¹ng ®iÒu tiÕt theo thiÕt kÕ
n−íc ho¹t
Thêi kú
®¶m b¶o cña mùc n−íc ho¹t ®éng lín. Lo¹i hå thuû triÒu ®−îc Trong n¨m
®éng %
kh«ng b¨ng
liÖt vµo nhãm cuèi cïng tr−íc tiªn.
Nhãm I
SuÊt ®¶m b¶o cña mùc n−íc ho¹t ®éng ®èi víi hå chøa
Vilei S«ng NhiÒu n¨m 3.57 2.28 15
nhãm thø nhÊt chiÕm kho¶ng 20 %, ®èi víi hå chøa nhãm thø
Krasnoslobod S«ng Mïa 1.40 1.28. 4
hai kho¶ng 60%.
Liuban S«ng Mïa 0.87 0.60 37
Sù kh¸c biÖt vÒ thêi gian vµ chu kú cña mùc n−íc ho¹t
Saligor S«ng Mïa 0.95 0.75 7
®éng trùc tiÕp ¶nh h−ëng tíi c−êng ®é t¸i lËp, h×nh d¹ng vµ kÝch
Tritririn S«ng Ngµy 0.93 0.84 18
th−íc phÇn ngËp cña b·i c¹n, ®Æc biÖt trªn giai ®o¹n h×nh thµnh
H÷u nghÞ S«ng Mïa 0.87 - 8
mÆt c¾t bê t¸i lËp.
Nhãm II
Trªn c¬ së ph©n tÝch tÝnh chÊt ph©n bè tÇn sè vµ suÊt ®¶m Braslav S«ng Mïa 0.60 0.42 25
b¶o cña mùc n−íc hå chøa, kh¸c biÖt theo môc ®Ých kinh tÕ vµ
Vonkovichi S«ng Mïa - - 100
d¹ng ®iÒu tiÕt vµ c¸c mÆt c¾t bê, nhËn ®−îc trªn c¬ së c¸c quan
Viatra S«ng Mïa - - 100
tr¾c ®Òu ®Æn nhiÒu n¨m theo hµng lo¹t hå chøa ®· lµm râ ®−îc
Gezgal S«ng Ngµy 0.67 0.50 30
c¸c ®Æc ®iÓm t¸c ®éng cña chÕ ®é mùc n−íc lªn qu¸ tr×nh bê.
Dobr¬m−slen S«ng Ngµy 0.70 0.36 30
§· x¸c ®Þnh ®−îc r»ng, víi c¸c gi¸ trÞ biªn ®é dao ®éng Kliutregor S«ng Mïa 0.76 0.60 65
mùc n−íc bÐ vµ suÊt ®¶m b¶o cña mùc n−íc ho¹t ®éng cao qu¸ Lepel Hå Mïa 1.13 0.84 70
tr×nh t¸i lËp diÕn ra m¹nh h¬n kho¶ng 1,5 lÇn so víi c¸c hå
Osipovitrs S«ng Ngµy 0.70 0.30 75
chøa cã biªn ®é dao ®éng mùc n−íc lín. §iÒu nµy tr−íc hÕt biÓu
Con ®−êng céng s¶n S«ng Ngµy 0.50 0.50 14
thÞ ë c−êng ®é lÊn bê. Ngoµi ra, trong tr−êng hîp nµy mÆt c¾t
Seliav Hå Ngµy 0.80 0.48 55
t¸i lËp d¹ng cæ ®iÓn tÊt nhiªn cã chç hâm, b·i båi, sôt ®é s©u
Teterin S«ng Mïa 1.07 1.06 50
®−êng bê, khi ®ã gièng nh− trªn c¸c hå chøa cã dao ®éng mùc
Trizov S«ng Mïa 0.36 0.26 20
n−íc lín, l¸t c¾t b·i c¹n cã thÓ cã c¸c thµnh t¹o thø sinh (bËc,
Liubasev TriÒu Mïa 0.70 0.64 40
vòng).
Víi c¸c dao ®éng mùc n−íc bÐ, bÒ mÆt b·i b»ng ph¼ng réng
tíi 10 m, khi ®ã gièng nh− ë c¸c hå chøa cã dao ®éng mùc n−íc
59 60
- B¶ng 2.3. §Æc tr−ng chÕ ®é mùc n−ícmét sè hå chøa bËc thang Svislots
lín, b·i c¹n réng h¬n nhiÒu (tíi 30 m). Trong vïng chia c¾t bÒ
mÆt cña nã ®−îc phñ bëi hµng lo¹t kiÓu vi ®Þa h×nh song song
Biªn ®é dao ®éng mùc
víi vïng c¾t phï hîp víi tr¹ng th¸i mùc n−íc trung gian.Trªn
n−íc nhiÒu n¨m trung SuÊt ®¶m
c¸c hå chøa thuû triÒu víi mùc n−íc ho¹t ®éngcao h¬n dao ®éng D¹ng ®iÒu
b×nh, m b¶o mùc
mùc n−íc diÔn ra trong kho¶ng thêi gian ng¾n (trong vßng mét Hå chøa D¹ng tiÕt theo
n−íc ho¹t
Thêi kú
vµi ngµy), vµ chØ ¶nh h−ëng lªn l¸t c¾t c©n b»ng - phÇn ngËp thiÕt kÕ Trong
®éng %
kh«ng
n−íc cña b·i. Nã cã d¹ng cong vµ trong hµng lo¹t c¸c tr−êng hîp n¨m
b¨ng
- bÒ mÆt kh«ng b»ng ph¼ng, khóc khuûu.
Zaslav Hå s«ng NhiÒu n¨m 1,2 0,6 12
ChÕ ®é mùc n−íc c¸c hå chøa nhá vËn hµnh kiÓu bËc thang
Krinhixa S«ng b·i båi Mïa 0,23 0,08 60
cã thÓ ph©n tÝch qua thÝ dô c¸c hå bËc thang Svislov (B¹ch Nga)
§roz− S«ng b·i båi Mïa 0,10 0,05 96
vµ Daugava (Latvia).
Hå bËc thang Svislov n»m trong ph¹m vi l·nh thæ ngo¹i «
§Ó thuËn tiÖn chÕ ®é mùc n−íc hå chøa bËc thang ®· ®−îc
Minsk vµ Mogilev vµ trong mét phÇn thµnh phè Minsk. Nã gåm
ph©n tÝch trong m−êi n¨m gÇn ®©y (1975 - 1985). §· x¸c ®Þnh
c¸c hå chøa Zaslav, Kr−nhixa, §rozd−, hå Komsomon, hå chøa
®−îc r»ng, ®é lÆp l¹i cña mùc n−íc cùc ®¹i chiÕm 51 - 66% sè
Tridzov. Hå chøa hiÖn nay ®−îc sö dông trong viÖc cÊp n−íc kü
l−îng quan tr¾c chung trªn tÊt c¶ hå chøa bËc thang (b¶ng 2.4).
thuËt, n−íc uèng, lµm Èm thµnh phè Minsk, phôc vô ®iÒu
§a sè mùc n−íc cùc ®¹i (42 - 54%) diÔn ra trong thêi kú nhËn
d−ìng vµ vÖ sinh s«ng Svislov trong ph¹m vi thµnh phè còng
n−íc mïa xu©n, vµo mïa thu gi¶m ®i 2 lÇn. Mùc n−íc cùc tiÓu
nh− ®Ó c©u c¸ vµ n¨ng l−îng. C¸c chØ sè ®Æc tr−ng c¬ b¶n cña
th−êng n»m võo thêi kú mïa hÌ (46%). GÇn 39% mùc n−íc cùc
mùc n−íc dÉn trªn b¶ng 2.3. Biªn ®é dao ®éng mùc n−íc lín
tiÓu r¬i vµo thêi kú mïa thu, khi mµ sãng giã ho¹t ®éng m¹nh
nhÊt ë hå chøa Zaslav, l−îng cÊp n−íc trung b×nh nhiÒu n¨m
trªn c¸c b·i c¹n ®ang h×nh thµnh. Trong b¶ng 2.4 ph¶n ¸nh ®é
cña nã theo tµi liÖu quan tr¾c ®¹t 1,2 - 1,5 m.
lÆp l¹i cña mùc n−íc cùc ®¹i vµ cùc tiÓu trong thêi kú chôc n¨m
§èi víi hå chøa bËc thang Daugava (s«ng t©y Dupna) ®Æc (1975 - 1984) vµ riªng cho n¨m ®Æc tr−ng 1979.
tr−ng bíi sù liªn hÖ chÆt chÏ cña chÕ ®é mùc n−íc víi c«ng t¸c
Ph©n tÝch chÕ ®é mùc n−íc ba hå chøa cña bËc thanh
thuû ®iÖn. C¸c tr¹m thuû ®iÖn lµm viÖc lu©n phiªn trong c¸c
Daugava cho phÐp lÊy ra c¸c nÐt ®Æc tr−ng nhÊt cña nã:
thêi gian ng¾n (mét vµi giê trong ngµy), thùc hiÖn sù ®iÒu tiÕt
- tÝnh æn ®Þnh cña mùc n−íc hå chøa bËc thang tõ khi
ngµy cña dßng ch¶y. C¸c ®Æc ®iÓm ®iÒu tiÕt dßng ch¶y nµy ®·
nhËn n−íc mïa xu©n ®Õn thêi kú mïa hÌ (kiÖt);
x¸c ®Þnh chÕ ®é mùc n−íc cña hå chøa bËc thang.
- vÞ trÝ kiÖt æn ®Þnh cña mùc n−íc c¸c hå chøa Riga vµ
Kegum trong nöa cuèi mïa hÌ vµ mïa thu;
61 62
- B¶ng 2.4 §é lÆp l¹i cña mùc n−íc cùc ®¹i vµ cùc tiÓu trong thêi kú quan
- dao ®éng mùc n−íc khi x¶ ®ét ngét vµ x¶ trong vßng 3 - 5
tr¾c 1975 - 1985 trªn c¸c hå chøa bËc thang §augava
ngµy cña c¸c hå chøa Riga vµ Kegum trong thêi kú nhËp l−u tõ (theo sè liÖu cña Ia. S. Probocs)
l−u vùc vµ thêi kú cã m−a khÝ quyÓn.
Hå chøa Sè ngµy Sè l−u l−îng cùc ®¹i (% cña tæng sè)
- kh¼ng ®Þnh dao ®éng Èm l·nh thæ l−u vùc cña hå chøa
quan tr¾c mïa xu©n mïa thu quan tr¾c mïa xu©n mïa thu
bËc thang cao (Pliavin).
75-85 75-85 75-85 1979 1979 1979
Dao ®éng mùc n−íc ngµy trªn hå chøa Pliavin lµ 0,5 - 2,0
Pliavin 66 42 34 14 33 9
m. ChÕ ®é dßng ch¶y mïa x¸c ®Þnh biªn ®é lín nhÊt cña dao
Kegums 60 42 20 31 66 11
®éng mùc n−íc s«ng Daugava. Mùc n−íc cùc ®¹i ®¹t tíi 72,1 m,
Riga 51 54 42 24 45 27
cùc tiÓu 67,5 m. Mùc n−íc lín chiÕm 40% mùc n−íc cùc ®¹i chu
Toµn bé 59 48 32 23 48 16
kú ngµy. Sù h¹ cùc ®¹i mùc n−íc ®¹t ®Õn 5 - 6 m hoÆc h¬n x¸c
Hå chøa Sè ngµy Sè l−u l−îng cùc tiÓu (% cña tæng sè)
®Þnh vµo th¸ng 6 c¸c n¨m 1969 vµ 1980. Trong thêi kú b¶o
quan tr¾c
d−ìng mùc n−íc thÊo nhÊt diÔn ra vµo th¸ng 6, th¸ng 7 hoÆc mïa xu©n mïa thu quan tr¾c mïa xu©n mïa thu
75-85
th¸ng 9, th¸ng 10. Sù n©ng mùc n−íc kÌm theo sù gi¶m ®é réng 75-85 75-85 1979 1979 1979
b·i c¹n vµ t¨ng ®é s©u däc bê. Pliavin 46 16 50 36 13 37
Kegums 48 14 28 15 10 10
Hå chøa Kegum cã biªn ®é dao ®éng mùc n−íc nhá h¬n vµ
Riga 53 16 39 26 22 11
tiÕn tr×nh mùc n−íc mÒm m¹i h¬n (0,5 - 1,5 m). Trong tiÕn tr×nh
Toµn bé 49 15 39 29 15 19
mùc n−íc n¨m thÊy râ cùc ®¹i mïa xu©n kÐo dµi 3 - 4 th¸ng.
§íi xãi lë c¸c s−ên bê n»m trong ph¹m vi 32,2 m ( thêi kú xu©n
hÌ) vµ 31,2 m (mïa thu).
2.2. Sãng giã
Liªn quan ®Õn sù biÕn d¹ng m¹nh mÏ dßng ch¶y trong c¸c
C¸c ®Æc ®iÓm cña chÕ ®é giã vïng rõng bÞ chi phèi bëi hoµn
hå chøa Pliavin vµ Kegum, ë hå chøa Riga sù thay ®æi mïa cña
l−u chung khÝ quyÓn. §íi nµy n»m vÒ phÝa b¾c cña l−ìi cao ¸p -
mùc n−íc thÓ hiÖn yÕu h¬n. T¹i ®©y quan s¸t thÊy sù h¹ mùc
trôc Voeicov, cho nªn mïa hÌ thèng trÞ h−íng giã t©y b¾c vµ
n−íc kh«ng lín l¾m vµo th¸ng 7, th¸ng 8 ( gÇn 0,7 - 0,8 m). Tuy
h−íng nam. ¦u thÕ cña c¸c dßng khÝ h−íng t©y liªn quan tíi sù
nhiªn sù h¹ mùc n−íc ngµy cña hå chøa ®¹t tíi 2,3 m. Ranh giíi
vËn chuyÓn kh«ng khÝ tõ §¹i t©y d−¬ng vÜ ®é cao sang phÝa
xãi lë ¸cc s−ên n»m trong kho¶ng mùc n−íc tõ 17,3 - 18,2 m.
®«ng vµ sù ho¹t ®éng hoµn l−u cã nguån gèc front cùc vµ cËn
C¸c ®−êng cong ®¶m b¶o mùc n−íc hå chøa bËc thang
cùc. Trong thêi kú chuyÓn tiÕp, ®Æc biÖt lµ mïa xu©n (th¸ng 4,
®−îc thµnh lËp chøng tá r»ng ranh giíi c¸c ®íi xãi lë s−ên c¸c
th¸ng 5) cã kh¶ n¨ng xuÊt hiÖn giã c¸c h−íng kh¸c.
bê t−¬ng øng víi mùc n−íc su¸t ®¶m b¶o 5% khi cÊp ®ñ n−íc
Sù ph¸t triÓn giã däc bê x¸c ®Þnh sù ®Þnh h×nh lßng ch¶o
cã vµ suÊt ®¶m b¶o 95% khi hå chøa lµm viÖc hÕt c«ng suÊt.
63 64
- hå chøa. §èi víi hå chøa Daugava, lßng ch¶o cña nã ®−îc ®Þnh tr−êng hîp xuÊt hiÖn giã c¸c h−íng kh¸c kh¸c nhau kh«ng
h×nh tõ ®«ng b¾c ®Õn t©y nam, ¶nh h−ëng lín ®Õn bê t©y lµ giã nhiÒu l¾m. Th−êng hay gÆp nhÊt lµ giã cã tèc ®é 10 m/s.
h−íng nam, t©y nam, t©y vµ ®«ng nam, cßn bê ®«ng lµ c¸c giã Quan tr¾c chÕ ®é giã trong ph¹m vi ¶nh h−ëng cña hå chøa
h−íng b¾c, ®«ng b¾c, t©y b¾c vµ ®«ng. Trong c¸c hå chøa vïng ch−íng tá vÒ sù biÕn d¹ng cña nã trªn mÆt n−íc, mµ ®Çu tiªn lµ
rõng kÐo dµi theo ph−¬ng kinh tuyÕn hoÆc l©n cËn g©y xãi lë bê n»m trong sù thay ®æi h−íng. c¸c quan tr¾c chØ ra r»ng sù kÐo
®«ng. dµi hå chøa tõ t©y sang ®«ng chi phèi sù ph©n bè ®ång ®Òu giã
Tèc ®é giã trung b×nh th¸ng lín nhÊt ( 4 - 5 m/s) ghi nhËn trong c¸c l−íi t©y nam - t©y - ®«ng b¾c - vµ gi¶m h¼n c¸c sè
vê thêi kú mïa ®«ng. Vµo mïa hÌ tèc ®é giã 2 - 3 m/s chiÕm lÜnh tr−êng hîp giã h−íng ®«ng vµ nam.
kh¾p n¬i. Tr¹ng th¸i lÆng giã chiÕm 8 - 12% c¸c tr−êng hîp vµ Do sù thay ®æi cña mÆt ®Öm l−u vùc x©y dùng hå chøa cã
th−êng quan s¸t thÊy vµo mïa hÌ, vÒ ban ®ªm th−êng xuyªn giã ®i qua lµm thay ®æi c¶ vËn tèc cña nã. Sù t¨ng tèc ®é giã
h¬n ban ngµy. Nh− vËy, theo sè liÖu cña 60 tr¹m khÝ t−îng ë diÔn ra do sù gi¶m lùc kh¸ng cña mÆt ®Öm còng nh− lµ hËu qu¶
B¹ch Nga trong mét n¨m cã 5 - 10 ngµy tèc ®é giã lín h¬n 15 cña sù kh¸c biÖt c¸c tÇng ph©n ho¸ nhiÖt c¸c líp kh«ng khÝ
m/s. Trong ph¹m vi vïng rõng cã nh÷ng khu vùc quan s¸t thÊy trªn mÆt ®Êt vµ trªn thuû vùc kÓ c¶ ¶nh h−ëng phô cña gradien
sù t¨ng m¹nh ho¹t ®éng cña giã. ThÝ dô, ë t©y nam vµ phÝa b¾c ¸p suÊt. Céng thªm vµo sù thay ®æi h−íng giã lµ sù ®Þnh h×nh
B¹ch Nga cã thÓ t×m thÊy hai vïng ho¹t ®éng giã m¹nh : vïng thung lòng s«ng Vilei, ph¹m vi ngËp vµ d©n c− quanh bê hå
Sarcovsin - Vitebsk - Doksinx, n¬i cã tèc ®é giã trung b×nh n¨m chøa .
lµ 4,2 - 1,3 m/s, vµ sè ngµy cã giã m¹nh lµ 15, cßnn trong vïng
Quan hÖ tuyÕn tÝnh gi÷a tèc ®é giã ®o ë ®é cao 2,0 m trªn
Th¸ng M−êi - Gomel sè ngµy giã m¹nh lµ 20, cßn vËn tèc giã
bÒ mÆt thuû vùc vµv tèc ®é giã quan tr¾c t¹i c¸c tr¹m khÝ t−îng
trung b×nh n¨m lµ 4,0 m/s. Kh¸c víi c¸c vïng nãi trªn, phÇn cßn
®−îc viÕt bëi ph−¬ng tr×nh
l¹i cña l·nh thæ B¹ch Nga ®Æc tr−ng bëi sù kh¸c biÖt kh«ng lín
ω 2 = 0,375ω10 + 1,28 (2.1)
trong chÕ ®é giã.
víi ω2 - tèc ®é giã ë ®é cao 2 m trªn bÒ mÆt n−íc, ω10 - tèc ®é giã
Quan tr¾c sù thay ®æi cña giã, thu ®−îc bëi c¸c t¸c gi¶ khi
theo sè liÖu c¸c tr¹m lôc ®Þa ë ®é cao 10,0 m. BiÓu thøc ®óng víi
tiÕn hµnh c¸c kh¶o s¸t dµi h¹n t¹i hµng lo¹t hå chøa vïng rõng
giã cã vËn tèc 5 m/s, h¬n n÷a sù thay ®æi lín h¬n c¶ øng víi giã
cho phÐp x¸c ®Þnh c¸c ®Æc ®iÓm cña nã. Tµi liÖu gèc lµ c¸c kÕt
cã vËn tèc 3 m/s. Gi¶m h¬n 30% sè lÇn lÆng giã trªn thuû vùc.
qu¶ quan tr¾c thùc nghiÖm trªn c¸c hå chøa Vilei vµ Zaslav tõ
n¨m 1975 ®Õn n¨m 1979 , còng nh− lµ c¸c sè liÖu tr¹m khÝ §Ó x¸c ®Þnh hÖ sè chuyÓn ®æi khi tÝnh l¹i vËn tèc giã theo
t−îng lôc ®Þa, Vilei vµ Minsk n»m c¸ch c¸c hå chøa t−¬ng øng sè liÖu c¸c tr¹m khÝ t−îng lôc ®Þa vµ sè liÖu ®o ®¹c trªn mÆt
lµ 4,5 vµ 10 kilomet. n−íc thuû vùc l©n cËn ( trªn mÆt n−íc 2,0 m) ®Ò xuÊt mét ®å thÞ
thu ®−îc theo sè liÖu quan tr¾c thùc nghiÖm. Víi vËn tèc giã 10
Theo sè liÖu cña tr¹m khÝ t−îng Vilei trong ph¹m vi hå
m/s ë ®é cao cét trªn bÒ mÆt n−íc hå chøa còng gÆp c¸c vËn tèc
chøa Vilei ®é lÆp l¹i lín nhÊt lµ giã h−íng t©y vµ t©y nam. Sè
65 66
- t−¬ng tù nh− vËy. l−îng thuû vùc vµ thÓ tÝch n−íc kh«ng lín trong nã giíi h¹n
kÝch th−íc cña sãng. ThËm chÝ trong tr−êng hîp, khi mµ theo
Quan s¸t giã trong ®iÒu kiÖn cã t−êng ch¾n giã ë gÇn ®Ëp
dÊu hiÖu ®éng häc thuû vùc lµ s©u, sãng giã trong c¸c hå chøa
vµ phÇn hë cña thuû vùc cho phÐp x¸c ®Þnh mét sè ®Æc ®iÓm
nhá lu«n nhá h¬n so víi hå lín trong cïng c¸c ®iÒu kiÖn t¹o
biÕn d¹ng cña dßng khÝ: 1) thuû vùc cµng n«ng th× ¶nh h−ëng
sãng gièng nhau ( λ = 2H).
cña h−íng giã vµ ngay c¶ ®©n c− bªn bê hå ®Õn sù ®Þnh h×nh
lßng ch¶o cµng t¨ng; 2) ®èi víi thñ vùc nhá tÝnh hë cña mÆt Trong ®iÒu kiÖn c¸c hå chøa nhá kh¸c víi c¸c hå chøa lín
vµ trung b×nh, ®é cao sãng lµ mét hµm cña vËn tèc giã (ω) vµ
n−íc, d©n c−, ®é cao s−ên ¶nh h−ëng m¹nh ®Õn sù biÕn d¹ng giã
chiÒu dµi ®µ sãng (Dp) [47, 53].
h¬n lµ sù bÊt ®èi xøng cña thung lòng thuû vùc [70]. Quan tr¾c
h1 % = f (ω n , D p ),
ngµy ®ªm vÒ sù biÕn ®æi vËn tèc giã quan s¸t ®−îc víi ®µ sãng 3 m
(2.2)
- 4 km (b¶ng 2.5). Khi t¨ng ®µ sãng ®Õn 6 km, vËn tèc giã tiÖm
víi n vµ m - c¸c biÕn phô thuéc vµo ®µ t−¬ng ®èi D p / ω 2 . C¸c
cËn ®Õn gi¸ trÞ ban ®Çu. Sù t¨ng vËn tèc giã ( 5 m/s vµ h¬n n÷a)
®¹i l−îng n ≥ 1, m p 5. KÕt qu¶ qua tr¾c sãng tr×nh b»y trong c¸c
lµm t¨ng sù biÕn d¹ng dßng khÝ. c¸c sè liÖu dÉn trªn chøng tá
vÒ chÕ ®é giã kh«ng dõng trªn khu vùc ¶nh h−ëng cña c¸c hå c«ng tr×nh [17, 78], chøng tá r»ng ®é t¨ng tr−ëng cña sãng vµ sù
chøa nhá. suy tho¸i diÔn ra trong vßng 20 - 30 phót [70]. ¶nh h−ëng cña
chiÒu dµi ®µ sãng ®Õn sù t¨ng c¸c tham sè sãng giíi h¹n trong
C¸c kÕt qu¶ kh¶o s¸t thùc nghiÖm cña hµng lo¹t nhµ
ph¹m vi 0 < D p < 6 . Khi ®ã viÖc t¨ng c¸c tham sè sãng diÔn ra
nghiªn cøu [50, 70, 71] kh¼ng ®Þnh ¶nh h−ëng cña c¸c nh©n tè
kh«ng qu¸ 15%. (ω = 5 m/s).
®Þa ph−¬ng ®Õn tÝnh chÊt ho¹t ®éng cña giã khi gi¶m diÖn tÝch
thuû vùc ( ®Õn diÖn tÝch 25 km2).
§· x¸c ®Þnh b»ng thùc nghiÖm r»ng, ®èi víi c¸c hå chøa
nhá d¹ng ®−êng trßn, ®é dµi ®µ tÝnh to¸n Dp cã thÓ ®−îc x¸c
B¶ng 2.5. X¸c ®Þnh hÖ sè biÕn ®æi vËn tèc giã trªn mÆt n−íc ®Þnh thoe kho¶ng c¸ch cùc ®¹i tõ tuyÕn ®ang xÐt ®Õn bê ®èi diÖn
( 2m trªn MNDBT)
kh«ng phô thuéc vµo ®Þnh h×nh cña lßng ch¶o hå chøa [49].
D p = 0,27[ Do + 0,85(D+1 + D−1 ) + 0,05(D+ 2 + D− 2 )]
§µ giã, km
(2.3)
VËn tèc giã ®o ë ®Ëp m/s
3,00 5,00 6,00
víi D0 - chiÒu dµi ®µ theo tia chÝnh; D±1 - chiÒu dµi ®µ theo tia
2 1,01 1,08 1,00
hîp víi tia chÝnh mét gãc 22,5o; D±2 - chiÒu dµi ®µ theo tia hîp
4 1,19 1,15 1,01
víi tia chÝnh mét gãc 45o; Khi ®ã h−íng cña trôc chÝnh ®−îc
Sãng giã trªn thuû vùc nhá cã hµng lo¹t c¸c ®Æc ®iÓm, chän lµ cùc ®¹i nh−ng kh«ng nhá h¬n víi h−íng tia chÝnh 15o.
chóng x¸c ®Þnh bëi vËn tèc giã trªn thuû vùc, ®o ®¹c h×nh th¸i Nh− vËy, sù ®Þnh h×nh trôc chÝnh cña hå chøa khi tÝnh to¸n
lßng ch¶o, ph©n bè ®é s©u vµ tÝnh tho¸ng cña nã. C¸c chØ sè ®o kh«ng ph¶i xÐt tíi. Thêi ®iÓm nµy lµ cè ®Þnh khi tÝnh to¸n c¸c
®¹c h×nh th¸i x¸c ®Þnh chiÒu dµi ®µ vµ kÝch th−íc sãng. §¹i nguyªn tè sãng trªn hå chøa d¹ng triÒu [59, 63].
67 68
- P% = (m + 0,3) / (n + 0,4 ).100 (2.7)
Tham sè sãng trong c¸c hå chøa nhá vïng rõng ®−îc x¸c
®Þnh theo c¸c quan hÖ nhËn ®−îc khi tiÕn hµnh c¸c kh¶o s¸t n
∑ (n − 1) / n
Cv ( h ) =
2
trªn hå chøa Osipovits [113, 149]. §é cao sãng tÝnh to¸n suÊt (2.8)
i
®¶m b¶o 1% ®−îc x¸c ®Þnh theo quan hÖ thùc nghiÖm khi xö lý
c¸c to¸n ®å trªn hå chøa Osipovits [70, 149]: n
∑ (n − 1) / nCv( x )
Cs(h ) =
3 2
(2.9)
τ 1% = 0,00215 D ω10
0, 76
0, 62 i
(2.4)
Chu kú sãng trung b×nh τ 1% t−¬ng øng lµ: víi m - sè thø tù; n - sè l−îng thµnh viªn cña chuçi.
h1% = 0,00158ω 0,7 0,65
D (2.5) KÕt qu¶ tÝnh to¸n dÉn ë b¶ng 2.6.
10
víi Dp - chiÒu dµi ®µ sãng; ω10 - vËn tèc giã trªn thuû vùc ë ®é
cao 10 m. B¶ng 2.6. HÖ sè Cv vµ ChØ sè Sn theo tµi liÖu quan tr¾c ë hå chøa Zaslav
C¸c quan tr¾c ®Òu ®Æn tiÕn hµnh trªn hå chøa Zaslav, n¬i
C v( h ) C s( h ) Cv( ω10 ) Cs( ω10 ) C v( ω 2 ) C s( ω 2 )
N¨m
cã phÇn s¸t ®Ëp thiÕt lËp ®iÓm ®o sãng, cho phÐp nhËn ®−îc
quan tr¾c
hµng lo¹t c¸c th«ng tin quan träng theo quan ®iÓm −íc l−îng
1978 0.45 0.01 0.51 0.02 0.60 0.02
®éng lùc häc c¸c qu¸ tr×nh bê vµ néi thuû. Trong ®íi nµy cã sù
1979 0.40 0.01 0.53 0.02 0.54 0.03
lÆp l¹i lín cña sãng cao 0,1 - 0,3 m ( víi chiÒu dµi ®µ sãng ®Õn
2,5 km vµ vËn tèc giã trung b×nh 0,5 m/s). Sãng giã ph¸t triÓn §èi víi sù ph©n bè ®é cao sãng vµ vËn tèc giã ®Æc tr−ng bëi
m¹nh nhÊt vµo thêi ®o¹n th¸ng 8, th¸ng 9. §é cao sãng h1% víi sù bÊt ®èi xøng d−¬ng, cã nghÜa lµ ®a sè c¸c thµnh phÇn cña liÖt
chiÒu dµi ®µ sãng ®Õn 5,0 km khi ®ã cã thÓ ®¹t 1,2 m [50]. n»m trong vïng gi¸ trÞ nhá.
§èi víi c¸c hå chøa, n¬i tu©n thñ quan hÖ (h1%/ hD < 0,1 C¸c gi¸ trÞ hÖ sè bÊt ®èi xøng nhá Cs(ω) ®−îc chØ ra trªn
(víi h1% - lµ ®é cao sãng 1% trong chÕ ®é quan tr¾c; hD - ®é s©u luËt ph©n bè chuÈn vµ cµng kh¼ng ®Þnh gi¶ thiÕt, ®· ®−îc nãi
trung b×nh thuû vùc) vµ sù hiÖn diÖn c¸c tr¹m khÝ t−îng n»m tr−íc ®©y trong c¸c c«ng tr×nh cña V. M. Iukhnovxa [149], S. A.
c¸ch hå chøa kho¶ng 10 km, ®é cao sãng ®−îc x¸c ®Þnh theo §vinski [17] vµ E. M. Phedulova [122], vÒ sù phô thuéc cña ®é
c«ng thøc: cao sãng chØ vµo c¸c tham sè Dpω10. Gi¶ thiÕt nµy ®· tr×nh bµy
( )
h1% = ω10 / g kD
2
(2.6) trong c¸c c«ng tr×nh [80, 81], cã thÓ viÕt d¹ng ph−¬ng tr×nh phô
thuéc d−íi d¹ng v« thø nguyªn [50].
Xö lý thèng kª c¸c sè liÖu thu ®−îc cho phÐp x©y dùng c¸c
®−êng cong ®é cao sãng vµ vËn tèc giã còng nh− tÝnh to¸n hÖ sè
B¶ng 2.7. §é lÖch ∆h1% sãng h1% tÝnh to¸n vµ quan tr¾c
biÕn ®æi (C v(h) ; Cv(ω)) vµ bÊt ®èi xøng (C s(h) ; Cs(ω)) theo c¸c
ph−¬ng tr×nh:
69 70
- th−íc tuyÕn tÝnh lín, vµ t−¬ng øng víi c¸c ®iÒu kiÖn ph¸t triÓn
§é lÖch Ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n
sãng giã, sù t¸i lËp bê ®«i khi chiÕm h¬n 50% toµn bé ®−êng bê
trung b×nh H−íng dÉn SNIP. 02.06.82 G.G. Karasaev V. Ph. Gusin
[81, 151].
[107] [117] [33] [16]
∆h1% +22,0 +11,0 -29,0 -14,0
( )
gh1% / ω10 = f gD / ω10
2 2
(2.10)
So s¸nh sè liÖu quan tr¾c tù nhiªn ®é cao sãng vµ tµi liÖu
nhËn ®−îc theo ph−¬ng ph¸p G. G. Karaiseva [33], V. Ph. Gusin
[16], A. P. Braslavski [30], còng nh− theo SNIP. 02.06.87 [119]
vµ H−íng dÉn [107] ®−îc thùc hiÖn theo quan hÖ:
∆h1% = (h1% H − h1% P ) / h1% P .100 (2.11)
C¸c tÝnh to¸n chøng minh r»ng sù trïng hîp tèt nhÊt gi÷a
c¸c gi¸ trÞ quan tr¾c vµ tÝnh to¸n lµ theo SNIP. 02.06.87 [119]
(b¶ng 2.7)
Quan tr¾c ®é cao vµ h−íng chuyÓn ®éng cña sãng trªn hå
chøa Zaslav chøng minh r»ng vËn tèc xãi lë c¸c s−ên bê phô
thuéc vµo ®é lÆp l¹i sãng trïng víi h−íng giã chñ ®¹o. Ph©n tÝch
sù thay ®æi theo thêi gian cña sù t¸i lËp ®−êng bê (∆St) vµ vËn
tèc giã cùc ®¹i trong thêi kú kh«ng ®ãng b¨ng (ω10) trong nhiÒu
H×nh 2.1. Sù thay ®æi gia tèc t¸i lËp tuyÕn tÝnh ®−êng bê (∆St) vµ vËn tèc giã
n¨m chøng tá tÝnh kh«ng b¶o toµn d¹ng vµ tÝnh chÊt ph¸t triÓn
(ω10) c¸c hå chøa Krinhixa (a) vµ Drozd− (b)
chung, lµ kh¼ng ®Þnh ý nghÜa quyÕt ®Þnh cña sãng giã trong qu¸
1- sù lïi bê hµng n¨m; 2 - vËn tèc giã cùc ®¹i thêi kú kh«ng ®ãng b¨ng
tr×nh t¸i lËp (H×nh 2.1). §èi víi mçi hå chøa chän ra 1 tr¹m tiªu
chuÈn cã c¸c ®Æc tr−ng sãng gÇn nhÊt, h×nh d¹ng c¸c s−ên, Còng trªn c¸c hå chøa nhá sãng giã ph¸t triÓn chñ yÕu lµ ë
thµnh phÇn ®Êt ®¸ vµ theo ®ã tiÕn hµnh sù so s¸nh. VËn tèc giã phÇn gÇn th©n ®Ëp cña thuû vùc vµ g©y ra t¹i ®ã sù ph¸t triÓn
nhËn tõ tr¹m khÝ t−îng Minsk. Nh− ®· biÕt, ¶nh h−ëng cña ®o m¹nh mÏ qu¸ tr×nh t¸i lËp ®−êng bê gèc. PhÇn gÇn ®Ëp cña c¸c
®¹c h×nh th¸i thuû vùc ®Õn viÖc t¸i lËp bê thÓ hiÖn trªn c¸c hå thuû vùc nhá ®Æc tr−ng bëi ®é réng cùc ®¹i Bmax vµ t−¬ng øng lµ
chøa lín miÒn ®ång b»ng còng nh− trªn c¸c hå chøa nhá vµ chiÒu dµi ®µ sãng lín nhÊt Dmax. Khi ®ã víi mét vµ chØ mét vËn
gi¸n tiÕp thÓ hiÖn qua c¸c ®iÒu kiÖn ph¸t triÓn sãng giã. VËy tèc giã víi sù t¨ng Dmax vµ t−¬ng øng lµ ®é cao sãng quan s¸t
nªn trªn c¸c hå chøa lín nh Kiev, Krementruc, Kakhov, cã kÝch thÊy sù t¨ng t¸i lËp ®−êng bê (H×nh 2.2). Ph©n bè ®é s©u trong
71 72
- thuû vùc (hp) vµ phÇn nµo dã khi sãng ®¸nh vµo bê mµi mßn x¸c Viatra. S¬ ®å c¸c hå chøa dÉn ra trªn h×nh 2.3, cßn c¸c ®Æc
®Þnh c¸c ®Æc tr−ng sãng trªn bê b·i c¹n, vµ kÕt qu¶ lµ ¶nh tr−ng h×nh th¸i cña chóng trong b¼ng 2.8. Nghiªn cøu chÕ ®é
h−ëng ®Õn c−êng ®é t¸i lËp cña chóng. dßng ch¶y ®−îc thùc hiÖn trong thêi kú kh«ng ®ãng b¨ng.
Ph−¬ng ph¸p quan tr¾c dùa trªn viÖc x¸c ®Þnh vËn tèc vµ h−íng
dßng ch¶y còng nh− c¸c nh©n tè chÝnh ¶nh h−ëng tíi sù ph¸t
triÓn cña chóng mµ cô thÓ lµ : l−u l−îng x¶, vËn tèc vµ h−íng
lan truyÒn cña giã ë ®é cao 2,0 m trªn bÒ mÆt n−íc, ®é cao vµ
h−íng chuyÓn ®éng cña sãng, vÞ trÝ mùc n−íc ë tuyÕn ®Ëp trªn.
H×nh 2.2 C¸c quan hÖ d¹ng a) F = f(Dp); b) S = f(Dp) vµ c) B = f(Dp)
F - diÖn tÝch hå chøa MNDBT; S - t¸i lËp tuyÕn tÝnh bê; B - chiÒu réng phÇn
b∙i ngËp; Dp - chiÒu dµi ®µ sãng
2.3. C¸c d¹ng dßng ch¶y vµ ®Æc ®iÓm cña chóng
Trong c¸c hå chøa chia ra c¸c lo¹i dßng ch¶y däc bê vµ bÒ
mÆt (dßng ch¶y giã) xuÊt hiÖn d−íi t¸c ®éng cña giã vµ dßng
ch¶y do nhËp l−u tõ s«ng ®æ vµo, t¸c ®éng cña l−u vùc, phï sa
tr¹m, x¶ n−íc vµo d−íi ®Ëp v.v.. [118, 120, 131]. Ngoµi ra cßn H×nh 2.3. Ph©n bè vËn tèc trong ph¹m vi hå chøa Krinhixa
tån t¹i dßng däc bê cã kh¶ n¨ng t¶i c¸c s¶n phÈm ph¸ huû bê. a - dßng ch¶y mÆt; b - dßng ch¶y ®¸y
Mèi quan t©m ®Æc biÖt ë c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu dßng ch¶y
L−u l−îng n−íc x¶ xuèng tuyÕn ®Ëp d−íi còng nh− cao ®é
giã vµ dßng ch¶y s«ng trªn c¸c hå chøa nhá [51]. Chän 5 hå
vÞ trÝ mùc n−íc tuyÕn ®Ëp trªn nhËn theo sè liÖu phôc vô vËn
chøa sau lµm ®ãi t−îng nghiªn cøu: Krinhix−, Drozd−, Trizdov
hµnh hå chøa. §Ó ghi nhËn c¸c nguyªn tè cña giã trong ®iÒu
trªn s«ng Svilots, Voncovits trªn s«ng Ptits vµ Viatra trªn s«ng
kiÖn thùc tÕ ®· sö dông tr¹m khÝ t−îng tù ®éng M - 47 vµ m¸y
73 74
- cÇm tay MC -3. HiÖu ch©n sãng ®−îc x¸c ®Þnh theo th−íc cùc dµy líp n−íc..
®¹i - cùc tiÓu, vËn tèc dßng ch¶y - nhê l−u tèc kÕ GR - 42 vµ c¸c B¶ng 2.9. Ph©n bè vËn tèc dßng ch¶y theo chiÒu dµi hå chøa Trizov
phao ®o bÒ mÆt vµ ®o s©u theo ph−¬ng ph¸p chuÈn [86].
Sè hiÖu K/c gi÷a c¸c Sè thuû trùc Sè ®iÓm trªn §é s©u thuû VËn tèc dßng
B¶ng 2.8. C¸c ®Æc tr−ng ®o ®¹c h×nh th¸i hå chøa
tuyÕn ®o thuû trùc thuû trùc trùc, m ch¶y, m/s
Hå chøa DiÖn tÝch ThÓ tÝch §é s©u TB, ChiÒu réng ChiÒu dµi 10 1 mÆt 0.5 0.33
2 3
km triÖu m m km km mÆt 0.042
10 2 1.5
Krinhixa 1.15 3.0 2.60 0.40 3.20 I-I ®¸y 0.029
Drozd− 2.38 6.38 2.70 0.50 5.10 (th−îng l−u) mÆt 0.03
70 3 2.0
Trizov 2.80 5.60 2.0 0.50 6.10 ®¸y 0.04
Vontrcovic 0.85 2.80 3.30 0.20 3.0 80 4 mÆt 1.0 0.33
Viatra 1.68 5.10 2.0 0.61 5.33 10 1 mÆt 1.0 0.05
Sè thuû trùc ®o s©u trªn tuyÕn thay ®æi tõ 4 - 9. Trªn mçi 40 2 mÆt 1.0 0.03
thuû trùc sè ®iÓm ®o tõ 3 - 5 (b¶ng 2.9). Theo tµi liÖu tr¾c ®¹c 80 3 mÆt 1.0 0.05
®· tiÕn hµnh dùng c¸c l¸t c¾t däc cña hå chøa víi c¸c ph©n bè mÆt 0.07
II - II
3.0
vËn tèc vµ h−íng dßng ch¶y theo ®é s©u, trôc ®éng lùc häc ph©n (phÇn gi÷a hå 110 4 0,5H 0.04
bè cña tèc ®é cùc ®¹i còng nh− b×nh ®å dßng ch¶y trong toµn bé chøa) ®¸y 0.02
thuû vùc.Do kÕt qu¶ x©y dùng c¸c ph©n bè vµ s¬ ®å lan truyÒn mÆt 0.02
3.0
trë nªn râ rµng r»ng t¹i c¸c hå chøa nhá cÇn ph©n biÖt hai d¹ng 120 5 0,5H 0.02
dßng ch¶y: dßng mÆt cã ®é dµy tõ 1 - 2m vµ dßng ®¸y. Dßng ®¸y 0.03
ch¶y mÆt (dßng giã) ph¸t sinh vµ ph¸t triÓn do t¸c ®éng cña giã
30 1 mÆt 0.8 0.03
lªn bÒ mÆt hå chøa vµ chuyÓn ®éng rèi cña c¸c líp n−íc trªn
mÆt 0.02
3.5
cïng. Phô thuéc vµo h−íng giã mµ dßng ch¶y mÆt cã thÓ trïng
130 2 0,5H 0.05
III - III
hoÆc kh«ng trïng víi dßng ch¶y hå, lu«n h−íng vÒ phÝa ®Ëp g©y
(phÇn cËn ®Ëp ®¸y 0.07
ra sù ph©n bè l¹i vËn tèc toµn bé mÆt c¾t −ít (xem h×nh 2.3a).
c¸ch chç x¶ mÆt 0.03
VËn tèc dßng ch¶y mÆt ®−îc x¸c ®Þnh bëi vËn tèc giã vµ c−êng
300 m) 160 3 0,5H 0.02
®é sãng giã. VËn tèc dßng ch¶y mÆt chiÕm tõ 0,01 - 0,33 m/s. 3.0
®¸y 0.02
Ph©n tÝch c¸c ph©n bè chøng minh r»ng dßng ch¶y mÆt cã thÓ
170 4 mÆt 0.02
chiÕm 1/2 diÖn tÝch mÆt c¾t −ít cña hå chøa, cßn sù vËn chuyÓn
Trong ®ã chØ ra sù ph©n bè c¸c dßng ch¶y hå cùc ®¹i theo
m¹nh vµo lßng ch¶o hå chøa ®−îc thùc hiÖn trong toµn bé chiÒu
trôc hå chøa (xem h×nh 2.3b). C¸c gi¸ trÞ vËn tèc lín nhÊt hiÓn
75 76
- nhiªn lµ g¾n víi c¸c lßng suèi bÞ ngËp. VËn tèc c¸c dßng ch¶y hå x¸c ®Þnh ®−îc vËn tèc dßng ch¶y thay ®æi tõ 0,30 ®Õn 0,60 m/s.
thay ®æi trong ph¹m vi 0,01, …, 0,15 m/s. tõ th−îng nguån ®Õn th©n ®Ëp trong hå chøa vËn tèc dßng ch¶y
gi¶m tõ 2 - 10 lÇn. VËn tèc lín nhÊt cña dßng ch¶y trong ®¸y
Ph©n bè vËn tèc dßng ch¶y theo trôc hå chøa chøng tá
lßng s«ng phÇn th−îng l−u hå chøa (0,2 - 0,6 m/s) vµ trung
r»ng chóng gi¶m dÇn khi tíi ®Ëp. HiÖn t−îng nh− thÕ nµy quan
b×nh lµ (0,04 - 0,25 m/s) còng nh− ë ®o¹n vòng vµ phÇn ®Þa m¹o
s¸t ®−îc khi t¨ng diÖn tÝch mÆt c¾t ngang cña suèi (H×nh 2.3).
®Æc thï trong thuû vùc. TiÕn ®Õn gÇn ®Ëp vËn tèc dßng ch¶y ë
Trªn c¬ së tr¾c ®¹c tæng hîp ®ång thêi nhiÖt ®é, ®é trong
lßng ®¸y vµ phÇn b·i båi dÇn b»ng nhau. tõ mÆt ®Õn ®¸y trong
suèt, ®é ®ôc cña n−íc, nång ®é ion hoµ tan, khÝ vµ c¸c tÝnh to¸n
®a sè c¸c tr−êng hîp vËn tèc dßng ch¶y gi¶m.
sè b»ng ph−¬ng ph¸p ®éng lùc ®· thµnh lËp s¬ ®å dßng ch¶y
B¶ng 2.10. VËn tèc dßng ch¶y tÝnh to¸n vµ tù nhiªn ®èi víi hå chøa
hoµn l−u phÇn gÇn ®Ëp hå chøa Teterin (H×nh 2.4) Krinhixa, m/s
Sè hiÖu PhÇn hå chøa kv VËn tèc trung b×nh t¹i tuyÕn ®o m/s
tuyÕn ®o Tù nhiªn TÝnh to¸n
1 Th−îng l−u 1,0 0.03 0.03
2 Th−îng l−u 1,0 0.03 0.04
3 Trung l−u 1,8 0.05 0.04
4 Trung l−u 1,8 0.05 0.06
5 H¹ l−u 1,8 0.06 0.06
Trong suèt phÇn th−îng vµ trung hå chøa theo dâi thÊy
c¸c d¶i l−u l−îng vµ vËn tèc ®¬n vÞ cùc ®¹i. KÕt qu¶ lµ chän
®−îc trôc thuû ®éng lùc. VËy, trong hå chøa hÑp vµ kÐo dµi
Osipovits, trôc thuû ®éng lùc theo dâi ®−îc ë 2/3 chiÒu dµi cña
nã, trong hå chøa Tritririn Ýt h¬n 1/2 vµ ë hå chøa ®· xÐt ë trªn
(Krinhix−, §rozd−, Trizdov, Viatra, Vonkovits) gÇn 2/3 tæng
chiÒu dµi cña chóng.
§èi víi viÖc x¸c ®Þnh vËn tèc trung b×nh t¹i mÆt c¾t thø i
hå chøa nhá c¸c t¸c gi¶ ®Ò xuÊt c«ng thøc:
H×nh 2.4. S¬ ®å dßng ch¶y phÇn hå cña hå chøa Teterin, tÝnh to¸n theo
vcTi = Qi / ( K vω i )
ph−¬ng ph¸p ®éng lùc. a) líp mÆt; b) ë ®é s©u 1m; c) ë ®é s©u 2 m (2.12)
Khi nghiªn cøu chÕ ®é dßng ch¶y trªn hå chøa Teterin ®· víi vcT - vËn tèc dßng ch¶y hå trong mÆt c¾t thø i, m/s; Qi - l−u
77 78
- l−îng mÆt c¾t thø i, m3/s; ωi - diÖn tÝch mÆt c¾t thø i, m3, kv - hÖ thÓ x¸c ®Þnh ®−îc theo quan hÖ [120]:
ω10 λ
sè hiÖu chØnh b»ng quan tr¾c trong ®iÒu kiÖn ë th−îng l−u hå
vcp = kH (2.15)
chøa lµ 1,0, phÇn trung vµ h¹ hå chøa t−¬ng øng 1,8 vµ 2,7.
H
TÝnh to¸n vËn tèc dßng ch¶y ®èi víi hå chøa Krinhix− dÉn ra
víi kH = 2,5.10-2, H - ®é s©u trung b×nh, λ - b−íc sãng
trong b¶ng 2.10.
Nh− vËy, trªn c¬ së c¸c kh¶o s¸t ®−îc tiÕn hµnh ®· nhËn
®−îc c¸c kÕt qu¶ nhÊt ®Þnh cÇn ph¶i ®−îc tÝnh ®Õn khi ®¸nh gi¸
¶nh h−ëng cña dßng ch¶y ®Õn sù h×nh thµnh bê c¸c hå chøa nhá
vµ thiÕt kÕ c¸c c«ng tr×nh thuû trong ®íi ¶nh h−ëng cña chóng.
KÕt qu¶ ®o ®¹c dßng ch¶y s«ng vµ dßng ch¶y giã trong
ph¹m vi thuû vùc cho phÐp x¸c ®Þnh c¸c tham sè vËn tèc dßng
ch¶y chØ ®Õn tr−íc ®íi sãng vì. VËn tèc trung b×nh cña dßng
ch¶y däc bê trong ®iÒu kiÖn quan tr¾c thay ®æi trong ph¹m vi
0,02 - 0,07 m/s.
Dßng trong ®íi bê båi cã cÊu tróc lßng ®ång nhÊt, khi ®ã
gi¸ trÞ vËn tèc cùc ®Þa quan s¸t thÊy ë bÒ mÆt. Theo chiÒu réng
cña b·i, vËn tèc thay ®æi tõ 0,06 m/s ë s−ên vµ 0,1 m/s ë ®íi
cöa vµ ®íi sãng vì.
H×nh 2.5. Quan hÖ gi÷a vËn tèc dßng ch¶y däc bê vµ vËn tèc giã 2m
Quan tr¾c th−êng kú thùc hiÖn trªn c¸c tr¹m quan s¸t cho
phÐp gi¶i thÝch mèi liªn hÖ gi÷a vËn tèc dßng däc bê vµ vËn tèc §èi víi viÖc ®¸nh gi¸ ®Þnh l−îng sù thay ®æi tÝnh chÊt dßng
giã ë ®é cao 2,0 m trªn bÒ mÆt n−íc (H×nh 2.5). ch¶y hå theo chiÒu dµi hå chøa ®Ò xuÊt sö dông tû sè l−u l−îng
vx = f (ω 2 ) (2.13) n−íc ®oan vÞ ®i qua lßng ®¸y vµ l−u l−îng phÇn b·i båi cña thuû
vùc. Theo møc ®é dÞch chuyÓn ®Õn gÇn ®Ëp l−u l−îng ®¬n vÞ
Xö lý c¸c tµi liÖu nhËn ®−îc cho thÊy kh¶ n¨ng x¸c ®Þnh
theo ph−¬ng ngang hå chøa dÇn san b»ng ®Õn mét tuyÕn ®o nµo
mét t−¬ng quan gi÷a c¸c thµnh phÇn dßng ch¶y giã vµ vËn tèc
®ã:
dßng ch¶y däc bê [54]:
Q p / Qn ≈ 1 = const (2.16)
vx = 1,61 + 0,5ω 2 (2.14)
víi Qp - l−u l−îng ®¬n vÞ trong lßng ®¸y, Qn - l−u l−îng t−¬ng
VËn tèc dßng ch¶y mÆt trung b×nh trªn b·i trong tr−êng
øng ë b·i båi.
hîp t¸c ®éng cña giã thæi däc bê h−íng mét gãc nhän tíi cöa cã
79 80
- Khi tÝnh ®Õn ë phÇn gÇn ®Ëp hå chøa vai trß cña lßng ®¸y tèc dßng ch¶y trong c¸c hå chøa lµm viÖc theo kiÓu bËc thang.
trong sù vËn chuyÓn khèi n−íc, cßn ®é s©u phÇn b·i båi kh«ng Tuy nhiªn, c¸c t¸c gi¶ cïng víi Ia. S. Proboks ®· thö lµm s¸ng
kh¸c mÊy so víi ®é s©u lßng ®¸y, biÓu thøc cã thÓ thÓ hiÖn ë tá qu¸ tr×nh nµy trªn vÝ dô hå chøa Daugava. Hå chøa bËc
d¹ng: thang Daugava, theo ph©n lo¹i cña B. B. Bogoslovski, thuéc
(v H p ) / (vn H n ) = v p / vn = 1 = kn nhãm thuû vùc tÝch tô lan truyÒn [94].
(2.17)
p
Thèng trÞ trong c¸c hå chøa nhãm nµy cóng nh− trong c¸c
víi v p - vËn tèc trung b×nh trªn thuû trùc trong lßng ®¸y; vn -
hå chøa vËn hµnh kh«ng cã bËc thang lµ dßng ch¶y hå. Dßng
vËn tèc trung b×nh trªn thuû trùc trong b·i båi. Gi¸ trÞ kn x¸c ch¶y hå chøa lµm viÖc kiÓu bËc thang ®Æc tr−ng bëi l−u l−îng
®Þnh b»ng tû sè vËn tèc dßng ch¶y trong lßng ®¸y vµ vËn tèc dÞch chuyÓn lín vµ dung tÝch kh¸ lín. Sù t¨ng c−êng vµ lµm
trung b×nh trªn b·i cã thÓ gäi lµ gradient thuû ®éng lùc. GÝ trÞ suy yÕu dßng ch¶y trªn mét sè khu vùc riªng biÖt cña hå chøa
cña nã trong c¸c hå chøa ®−îc kh¶o s¸t thay ®æi trong ph¹m vi phô thuéc nhiÒu vµo tÝnh kh«ng ®ång ®Òu trong ho¹t ®éng cña
0,5 - 10,0 [142]. c¸c tr¹m thuû ®iÖn bËc thang. C¸c thµnh phÇn nhËp l−u vµ
VÒ gi¸ trÞ c¸c gradient thuû ®éng lùc trong c¸c hå chøa xuÊt l−u cña c¸n c©n n−íc hå chøa bËc thang dÉn ë b¶ng 2.11.
lßng ch¶o kÐo dµi ph©n thµnh ®íi chuyÓn tiÕp tõ s«ng ®Õn hå víi B¶ng 2.11. C¸n c©n n−íc hå chøa bËc thang §augava [94]
gradient thuû ®éng lùc 1 < kn < 5. Ranh giíi gi÷a c¸c ®íi ®−îc
x¸c ®Þnh b»ng sù néi suy c¸c gi¸ trÞ gradient gi÷a c¸c tuyÕn ®o Thµnh phÇn c¸n c©n Pliavin Kegums Riga
thuû v¨n cô thÓ. 3
n−íc, triÖu m thiÕt kÕ n−íc Ýt TB 1967 thiÕt kÕ n−íc Ýt n−íc Ýt thiÕt kÕ TB 1975
1969 1964
Nh− c¸c tÝnh to¸n h−íng dßng ch¶y theo hå chøa Teterin
NhËp l−u tæng céng 19020 11720 16320 19215 10750 18207 19961 17300
chøng tá trong phÇn hå cña nã tån t¹i mét hÖ thèng hoµn l−u
NhËp l−u th−îng nguån 15750 9890 12000 19010 10731 17388 19198 16680
phøc t¹p. Sè liÖu thùc tÕ chøng minh r»ng trong c¸c hå chøa ë
c¸c ®é s©u kh¸c nhau khèi n−íc tham gia vµo sù h×nh thµnh c¸c NhËp l−u s−ên 3250 1805 4295 188 - 804 735 583
s¬ ®å hoµn l−u thuËn vµ nghÞch. M−a 20 23 23 17 15 11 30 30
Tæn thÊt thÊm, bèc h¬i 228 - - 99 21 91 261 213
Nh− vËy, gradient thuû ®éng lùc ®−îc ®Ò xuÊt theo däc
thuû vùc cho phÐp chia thñ vùc ra ®íi hå vµ ®íi s«ng víi sù §èi c¸c ®Æc tr−ng dßng ch¶y hå chøa Riga vµ Pliavin vµo
thèng trÞ trong ®ã t−¬ng øng lµ dßng ch¶y hoµn l−u vµ dßng c¸c n¨m 1980 vµ 1981 ®· tiÕn hµnh quan tr¾c trªn 6 thuû trùc
ch¶y hå. ranh giíi gi÷a c¸c ®¸y hå vµ s«ng diÔn ra trong hå chøa ®Þnh vÞ. Sù x¸c nhËn h−íng vµ vËn tèc dßng ch¶y ®−îc thùc hiÖn
Osipovits t¹i tuyÕn ®o Zborsk, hå chøa Tritririn ë tuyÕn ®o víi vËn tèc giã tíi 5 m/s vµ h¬n thÕ nhê l−u tèc kÕ GR - 21. C¸c
Prigana. quan tr¾c cho kh¶ n¨ng kh¼ng ®Þnh r»ng dßng ch¶y th−êng
Hoµn toµn ch−a ®−îc nghiªn cøu lµ vÊn ®Ò vÒ chÕ ®é vËn xuyªn trªn hå chøa bËc thang Daugava kh«ng tån t¹i. ViÖc ®o
81 82
- vËn tèc dßng ch¶y tiÕn hµnh trong ph¹m vi b·i båi ven bê mét thay ®æi c¸c tÝnh chÊt thuû ®éng lùc d−íi t¸c ®éng cña m«i
trong c¸c khu vùc gÇn bê cña hå chøa Riga còng nh− trªn ®o¹n tr−êng tù nhiªn xung quanh vµ c¸c yÕu tè nh©n sinh kh¸c.
h¹ thÊp cña b·i båi ngËp n−íc trong thêi kú tr¹m thuû ®iÖn Trªn c¸c hå chøa bËc thang Daugava khi xãi lë bê bëi sãng
ngõng ho¹t ®éng chøng minh r»ng ë ®©y kh«ng cã dßng ch¶y. trong ®íi gÇn bê thóc ®Èy qu¸ tr×nh vËn chuyÓn vµ tÝch cãp vËt
ChØ cã ë th−îng l−u hå chøa Pliavin, n¬i thèng trÞ chÕ ®é lßng liÖu. Trªn c¸c ®o¹n bê lâm (vÞnh, vòng) do sù lïi ®−êng bê vµ
b¾t gÆp dßng ch¶y tíi 1,0 m/s. Trong thêi gian lµm viÖc cña trong c¸c cöa ®éng tÝch luü mét thÓ tÝch lín c¸c vËt liÖu dÞch
tr¹m thuû ®iÖn phÇn ho¹t ®éng ®éng lùc g¾n víi lßng chÝnh, n¬i chuyÓn vµ cuèi cïng víi l¸t c¾t mµi mßn cña mòi dÉn ®Õn sù
diÔn ra sù dÞch chuyÓn vÒ phÝa ®Ëp. san b»ng ®−êng bê hå chøa bËc thang.
Quan tr¾c tù nhiªn vÒ sù dÞch chuyÓn vËt chÊt do dßng
2.4. HiÖn t−îng b¨ng hµ
ch¶y däc bê vµo th¸ng 8 n¨m 1981 ®−îc Ia. S. Proboks thùc hiÖn
[94] trªn hå chøa Riga (bê ph¶i ) víi vËn tèc giã 4 - 5 m/s Khi ®¸nh gi¸ sù ph¸t triÓn cña c¸c qu¸ tr×nh bê tËp trung
(h−íng ®«ng - nam). Víi vËn tèc giã nh− vËy ®é cao sãng trªn chñ yÕu vµo thêi kú kh«ng ®ãng b¨ng, trong thêi gian ®ã diÔn
®o¹n quan tr¾c ®¹t 0,15 - 0,20 m. Kh¶o s¸t s−ên bê phÝa nam, ra sù t¸i lËp ®−êng bê d−íi t¸c ®éng cña sãng giã vµ c¸c nh©n tè
vµ gãc tíi cña sãng lµ 45 - 50 vµ 55 o. ThËm chÝ víi sãng kh«ng kh¸c. VÊn ®Ò ®¸nh gi¸ ¶nh h−ëng cña hiÖn t−îng b¨ng hµ lªn
lín nh− thÕ ®· qua s¸t ®−îc sù t¸i lËp vËt liÖu bê vµ sù biÕn qu¸ tr×nh h×nh thµnh bê g¾n liÒn víi hµng lo¹t c¸c c«ng tr×nh
d¹ng däc bê. VËn tèc dßng ch¶y däc bê ®¹t 0,2 - 0,3 m/s. [49, 66, 69, 142]. Nh− c¸c nhµ nghiªn cøu ®· chøng minh, trong
Dung l−îng høu h¹n c¸c kh¶o s¸t thiªn nhiªn vÒ −íc l−îng mäi tr−êng hîp qu¸ tr×nh h×nh thµnh bê lµ liªn tôc kh«ng chØ
h−íng vµ vËn tèc dßng ch¶y cho phpe chØ nhËn ®−îc c¸c ®Æc trong thêi kú mïa hÌ. KÕt qu¶ d¹ng tæng qu¸t qu¸ tr×nh nµy cã
tr−ng ph©n bè chung cña chóng theo chiÒu dµi cña hå chøa vµ thÓ biÓu hiÖn d−íi d¹ng:
sù thay ®æi theo thêi gian còng nh− c¸c ®¸nh gi¸ gÇn ®óng ¶nh n
∑Q = (Qb + Qkb )t
h−ëng cña c¸c ®iÒu kiÖn giã kh¸c nhau vµ c«ng viÖc cña c¸c tn
(2.18)
tr¹m thuû ®iÖn lªn dßng ch¶y hå.
n
∑Q
Sau khi lµm s¹ch b¨ng trªn hå chøa tÝnh chÊt hå cña dßng víi - thÓ tÝch t¸i t¹o tæng céng, Qb - thÓ tÝch t¸i t¹o vµo
tn
ch¶y bÞ ph¸ vì do ¶nh h−ëng cña giã trªn mÆt n−íc. VËn tèc lín
nhÊt cña dßng ch¶y theo dâi ®−îc ë phÇn trung t©m hå chøa. mïa ®«ng, Qkb - thÓ tÝch t¸i t¹o vµo mïa kh«ng ®ãng b¨ng; t - sè
n¨m vËn hµnh hå chøa.
Trªn ®o¹n kiÓu hå gÇn ®Ëp cña hå chøa, sù h×nh thµnh
tr−êng vËn tèc diÔn ra chñ yÕu d−íi ¶nh h−ëng cña sù ho¹t §é dµi thêi ®o¹n phñ b¨ng trung b×nh trong ®iÒu kiÖn
®éng thuû ®iÖn vµ c¸c ®iÒu kiÖn giã. Khèi n−íc x©m nhËp vµo B¹ch Nga lµ 4, 5 th¸ng, Latvi - 3-4 th¸ng, phÝa ®«ng vïng rõng-
th©n ®Ëp thuû ®iÖn, biÕn d¹ng theo chiÒu dµi hå chøa tiÕp tôc cì 4-5 th¸ng. Trong phÇn ¢u cña ®Êt n−íc, thêi kú phñ b¨ng
83 84
- trung b×nh nhiÒu n¨m dao ®éng trung b×nh tõ 2,5 - 6 th¸ng phô chÊt kh«ng g©y ¶nh h−ëng ®Õn sù t¸i lËp bê v× b¨ng n»m d−íi
thuéc vµo mïa ®«ng "nãng" hay "l¹nh". b·i bê hoÆc ë vïng ngoµi b·i bê. Sù ®«ng b¨ng trªn mÆt n−íc ë
b·i trong vïng hÑp diÔn tra trong thêi kú xu©n sím vµ dÉn ®Õn
Khi ®¸nh gi¸ líp phñ b¨ng trªn bê c¸c ®Æc tr−ng ®é dµy líp
sù ph¸ huû kh«ng lín bÒ mÆt b·i.
b¨ng, diÖn tÝch phñ b¨ng, søc nÆng cña nã t¸c ®éng lªn s−ên cã
ý nghÜa lín. Trong phÇn hå chøa d¹ng hå ®é dµy lín nhÊt líp
b¨ng ®¹t ®−îc vµo th¸ng hai vµ th¸ng ba vµ dao ®éng kho¶ng
30 cm ë phÝa t©y vïng rõng ®Õn 90 - 100 cm vÒ phÝa ®«ng. Cïng
víi sù t¨ng thÓ tÝch hå chøa lµ sù t¨ng bÒ dµy b¨ng. Trªn c¸c hå
chøa nhá víi dung tÝch 1 - 10 triÖu m3 ®é dµy líp b¨ng Ýt h¬n
kho¶ng 1,5 - 2 lÇn (H×nh 2.6).
Nh− c¸c kh¶o s¸t trªn hå chøa bËc thang Daugava chøng
tá bÒ dµy líp phñ b¨ng diÔn ra tõ ®Ëp ®Õn th−îng l−u hå chøa
(H×nh 2.7a). §iÒu nµy chi phèi bëi ®é s©u nhá vµ thÓ tÝch kh«ng
lín cña hå chøa. Sù t¨ng líp b¨ng cïng víi sù tÝch luü tuyÕt
trªn nã (H×nh 2.7b). §é cao líp phñ tuyÕt trªn b¨ng phô thuéc
vµo c¸c ®iÒu kiÖn khÝ hËu vµ hiÕm khi v−ît qu¸ 25 cm.
Th−êng xuyªn trong phÇn th−îng hå chøa t¹o nªn hiÖn
t−îng b¨ng xèp, chóng lµm phøc t¹p t×nh h×nh vµ thóc ®Èy sù
ph¸ huû bê. Nh− thÕ, trªn s«ng Daugava sù lÆp l¹i b¨ng xèp lµ
H×nh 2.6. Sù thay ®æi chiÒu dµy líp phñ b¨ng trªn c¸c hå chøa
hiÖn t−îng th−êng xuyªn (c¸c thµnh phè Daugapins, Vaikulian,
Lepel (1), Zaslav (2), Osipovich (3), Trigirin (4) vµ Teterin (5).
Ekabpins vµ Pliavinias).
Trong c¸c ®iÒu kiÖn tù nhiªn cã thÓ c¸c tr−êng hîp t¸c
Trong thêi gian ®ãng líp phñ b¨ng diÔn ra sù x¸o trén vµo ®éng cña líp phñ b¨ng sau ®©y lªn bê b·i:
th©n b¨ng c¸c vËt liÖu bê vµ bµo mßn b·i theo tiÕn tr×nh chuyÓn
- t¸c ®éng tÜnh häc vµo thêi kú ®ãng b¨ng vµ b¨ng di
®éng cña b¨ng. Ngoµi ra trªn c¸c khu vùc th−îng hå chøa quan
chuyÓn
s¸t thÊy sù ph¸ huû c¸c ®−êng bê cong. ThÝ dô, hiÖn t−îng nh−
- t¸c ®éng ®éng lùc cña b¨ng trong giai ®o¹n phñ b¨ng hå
vËy ®−îc ghi nhËn ë hå chøa Pliavins.
chøa.
HiÓn nhiªn thêi kú ®ãng b¨ng t−¬ng øng víi sù h¹ mùc
- kÕt hîp t¸c ®éng tÜnh häc vµ ®éng häc (trong thêi kú
n−íc trong c¸c hå chøa, g¾n liÒn víi søc t¶i cña thÓ tÝch n−íc
phñ b¨ng hå chøa).
tÝch luü tr−íc mïa lò. Trong khi ®ã, hiÖn t−îng b¨ng hµ vÒ b¶n
85 86
- Tr−êng hîp ®Çu tiªn ®Æc tr−ng cho thêi kú ®ãng b¨ng vµ bê d¹ng b·i.
hÇu nh− Ýt g©y ra sù ph¸ huû bê. §Ó ®¸nh gi¸ sù biÕn d¹ng b·i ng−êi ta sö dông c¸c tµi liÖu
quan s¸t tù nhiªn tiÕn hµnh trªn 10 hå chøa vµo c¸c thêi ®o¹n
kh¸c nhau trong thêi kú ®ãng b¨ng. §· xem xÐt c¸c thuû vùc víi
sù h¹ mùc n−íc t−¬ng ®èi lín (nhãm 1) vµ víi mùc n−íc t−¬ng
®èi b¶o toµn (nhãm 2).
Trong c¸c thuû vùc c¶ hai nhãm, sù ph¸ huû chÝnh diÔn ra
vµo mïa xu©n vµo thêi kú tÝch luü cña hå chøa khi t¨ng mùc
n−íc ë tuyÕn trªn ®Ëp. ThÓ tÝch ®Êt ®¸ bÞ lë do b¨ng tr«i tõ mÆt
b·i chiÕm trung b×nh gÇn 0,008 m3/m chiÒu dµi. B¨ng tr«i quÈn
theo hå chøa tiÕp cËn víi bê vµ cä x¸t lªn chóng, diÔn ra sù biÕn
h×nh c¸c s−ên. §é réng sù cä x¸t b¨ng lªn s−ên theo quan tr¾c
chiÕm tõ 1,0 ®Õn 2,5 - 3,0 m. §é dµy líp ®Êt bÞ b¨ng chia c¾t
phô thuéc vµo thµnh phÇn ®Êt ®¸ thay ®æi tõ 3 - 7 cm (®Êt
phiÕn) ®Õn 10 -15 cm (c¸t), cßn thÓ tÝch ®Êt ®¸ chiÕm 0,01 …
0,25 m3/m chiÒu dµi.
V× chÕ ®é thuû lùc cña hå chøa lßng nhá trong lÇn xÊp xØ
®Çu tiªn gÇn víi c¸c ®iÒu kiÖn lßng nªn viÖc −íc l−îng c¸c kÝch
th−íc th¼ng cña sù biÕn h×nh cã thÓ tiÕn hµnh theo ph−¬ng
ph¸p cña V. V. Degtiarev [17] ¸p dông cho dßng trong lßng dÉn.
Chó ý r»ng trong c¸c ®iÒu kiÖn hå chøa nhãm 1, søc t¶i
tÝnh to¸n cña vËt b¨ng ¸p vµo ®Êt b·i bê (Pl) b»ng:
Pl = 208 BcU n T1 4 δ l3 / Φ t (2.19)
H×nh 2.7. Ph©n bè líp phñ b¨ng hµ theo c¸c hå chøa Pliavin (a) vµ Riga (b)
(theo sè liÖu cña Ia. S. Probocs) víi Bc - chiÒu dµi ®−êng bê trªn mùc t¸c ®éng cña b¨ng ( ®èi víi
hå chøa Zaslav Bc = 3500 m); Un - vËn tèc n©ng mùc n−íc ë
Tr−êng hîp thø hai vµ thø ba t−¬ng øng víi thêi kú phñ
tuyÕn trªn ®Ëp; ®èi víi hå chøa nhá nhËn b»ng:
b¨ng hå chøa khi diÔn ra sù t¸c ®éng cña tr−êng b¨ng hµ lªn bê
U n = ∆h / T1 (2.20)
vµ b·i båi vµ nã thu hót sù quan t©m tõ quan ®iÓm t¸i lËp do
b¨ng diÔn ra chñ yÕu ë phÇn gÇn bê vµ liªn quan tr−íc hÕt ®Õn ThÕ T1 - thêi gian trong ®ã diÔn ra sù tr«i b¨ng vµ biÕn
87 88
- d¹ng b·i, T1 = 240 giê, nhËn ®−îc Un = 0,001 giê. §é dµy cña chøa lßng nhá ë xÊp xØ ®Çu tiªn cã thÓ x¸c ®Þnh theo quan hÖ
b¨ng ®èi víi ®iÒu kiÖn hå chøa Zaslav ®−îc nhËn b»ng ®é dµy (2.12).
vµo cuèi kú ®ãng b¨ng theo ®å thÞ (xem h×nh 2.6), tøc lµ ∆l =
0,5m. hµm v« thø nguyªn Φt ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
[T + 50(1 − e )]
3.10 3 − 0, 4 T1
Φt = 1+ (2.21)
µ
1
víi µ - hÖ sè nhít cña b¨ng. ThÕ (2.19) vµ (2.20) vµo (2.22) x¸c
®Þnh ®−îc ®é dµy líp ®Êt bÞ c¾t rêi bëi b¨ng tõ bÒ mÆt b·i, chÝnh
nã víi chÕ ®é lµm viÖc æn ®Þnh cña hå chøa lµ hr =0,3
hr = Pl / PK (2.22)
víi PK - søc t¶i tíi h¹n cña ®Êt ®¸, ®èi víi ®iÒu kiÖn ®ang quan
s¸t (®Êt cuéi sái) chÊp nhËn theo c«ng thøc Prandlia.
NÕu xÐt hå chøa nhãm 2, th× ë ®©y cã thÓ cã tr−êng hîp
tr−ît b¨ng trªn b·i khi kh«ng cã n−íc d©ng. Khi ®ã t¶i träng
cña b¨ng tr−ît Pl cã thÓ thÓ hiÖn d−íi d¹ng ph−¬ng tr×nh
Pl = (P1 + P2 + P3 )Sl (2.23)
víi P1, P2, P3 - c¸c t¶i träng t−¬ng øng víi dßng ch¶y tèc ®é cè
®Þnh vµ vËn chuyÓn tr−êng b¨ng hµ d−íi t¸c ®éng cña giã; Sl -
diÖn tÝch tr−êng b¨ng. ViÖc x¸c ®Þnh P1, P2, P3 ®−îc thùc hiÖn
theo c¸c quan hÖ:
R1 = 5.10 −3 vCT
2
(2.24) H×nh 2.8. S¬ ®å ph¸t triÓn d¶i ®Çm lÇy b∙i båi.
I - l¸t c¾t bê ban ®Çu; II - giai ®o¹n b∙i båi mµi mßn; III - giai ®o¹n h×nh thµnh
P2 = 0,5δ l vCT / Ll
2
(2.25) c¸c vòng tÝch tô; IV - giai ®o¹n cñng cè bê b»ng thùc vËt
P3 = 2.10 −5 ω10
2
(2.26)
ThÕ c¸c gi¸ trÞ t¶i träng vµo ph−¬ng tr×nh (2.22), nhËn
víi Ll - chiÒu dµi tr−êng b¨ng, nhËn theo sè liÖu tù nhiªn b»ng ®−îc ®èi víi ®iÒu kiÖn hå chøa Krinhix− hl = 0,15 m. Sai sè
50 - 200 m; ω10 - vËn tèc giã cùc ®¹i trong thêi kú t¹o b¨ng, nhËn t−¬ng ®èi cña sè liÑu hiÖn tr−êng vµ tÝnh to¸n lµ 15%, vµ tho¶
b»ng 20 m/s. Gi¸ trÞ vËn tèc dßng ch¶y hå trong ®iÒu kiÖn c¸c hå m·n ®é chÝnh x¸c chÊp nhËn cña ®o ®¹c.
89 90
- Trong mét sè tr−êng hîp riªng (®Þa ph−¬ng) cã thÓ thµnh b·i lÊp lµ 3 - 5 m.
lËp c¸c h×nh d¹ng bê míi. vËy, theo d¹ng tÝch tô, chñ yÕu ë vïng Thêi kú "tÝch cùc" g¾n víi sù dÞch chuyÓn trong ph¹m vi
gÇn ®Ëp d¹ng hå (H×nh 2.8), n¬i mµ mùc n−íc ngÇm n»m ë ®é thuû vùc ®ãng b¨ng vµ liªn hÖ víi bê cña chóng kÐo dµi 5 - 10
s©u kh«ng qu¸ 0,50m vµ t¹o nªn bê b·i c¹n trªn ®o¹n víi ®é dèc ngµy, sau ®ã b¨ng mÊt cÊu tróc riªng vµ trë nªn mÒm. BÒ mÆt
phÇn n−cí bÞ ngËp tõ 2 - 3o. Sù h×nh thµnh chóng x¶y ra trong b·i c¹n tan trong thêi gian ®ã kho¶ng 5 - 15 cm. V× ®é dµy líp
ba giai ®o¹n: 1) t¹o nÒn giai ®o¹n mµi mßn vµ lë do sãng t¸p; 2) ®Êt ®¸ trén lÉn b¨ng dao ®éng tõ 5 - 10 m ®èi víi ®Êt liªn kÕt
h×nh thµnh lë tÝch tô; 3) cñng cè bê vµ b·i c¹n b»ng thùc vËt. (hå chøa Trizdov) ®Õn 10 - 25 m ®èi víi ®Êt kh«ng liªn kÕt ( c¸c
Sau khi h×nh thµnh c¸c b·i c¹n mµi mßn vµ lë do sãng t¸p t¹o hå chøa Zaslav, Krinhixa). sau khi phñ lªn bê b¨ng tan vµ ®Êt
nªn c¸c vïng lë do sãng d©ng. Sù h×nh thµnh b¨ng tÝch cùc vµ cßn l¹i t¹o nªn b·i ®é cao 0,5 - 0,7 m vµ ®é réng ®Õn 0,7 m.
sù ph¸t triÓn tiÕp theo cña b¨ng chi phèi sù chuyÓn ®éng ngay
C¸c quan tr¾c tiÕp theo chøng minh r»ng c¸c vi ®Þa hinhg
c¶ däc bê. VÞ trÝ cña mùc n−íc ngÇm kh«ng s©u thóc ®Èy sù biÕn
nh− vËy ( gß, m«, b·i) qua mét thêi gian nµo ®ã sÏ bÞ ph¸ vì vµ
h×nh c¸c bê lë vµ t¹o sù nham nhë lªn phÇn bê.
san b»ng.
S¬ ®å ph¸t triÓn bê nh− vËy kh¼ng ®Þnh ®−îc b»ng c¸c
CÇn nhËn thÊy r»ng sù lÊp b¨ng vµo ®−êng bê, cóng nh−
quan tr¾c trªn hå nhãm Narotrans, n¬i mµ ®é cao cña b·i tÝch
t¹o c¸c ®èng b¨ng chØ quan s¸t ®−îc víi tiÕn tr×nh b¨ng vu«ng
tô xãi mßn trªn mét sè ®o¹n ®¹t tíi 1,5 m víi chiÒu dµi ®µ sãng
gãc hay gÇn vu«ng gãc víi ®−êng bê. Víi gãc di chuyÓn hay song
kh«ng lín vµ víi bê lÇy réng lín.
song cña chuyÓn ®éng quan s¸t thÊy sù biÕn h×nh kh«ng râ rµng
Mét s¬ ®å ph¸t triÓn c¸c bê lÇy khóc khuûu nh− vËy trªn bÒ mÆt b·i c¹n víi sù t¹o thµnh c¸c hâm kÝch th−íc kh«ng lín.
c¸chc vïng rõng cã thÓ nhËn thÊy trong giai ®o¹n suy tho¸i Trong mét vµi tr−êng hîp vËt liÖu t¹o b·i bÞ b¨ng cuèn theo vµ
hoµn toµn, khi mµ qu¸ tr×nh lÇy ho¸ t¹i c¸c vïng ven bê mang di chuyÓn xuèng r·nh. Trong ®a sè c¸c tr−êng hîp b¨ng tõ tõ
tÝnh thèng trÞ. tan vµ kh«ng t¸c ®éng ®Õn bê vµ kh«ng cho kh¶ n¨ng ph¸t triÓn
Vµo mïa xu©n trªn ph¹m vi hå chøa diÐn ra sù phñ b¨ng ®Çy ®ñ sãng giã trong vïng ven bê.
vµ t¹o nªn c¸c tr−êng b¨ng kÝch th−íc 300 x 1000 m (hå chøa
2.5. ChÕ ®é n−íc ngÇm trong ®íi bê
Krinhixa, §rozda, Trizdov) ®Õn 1000 x 1000 (hå chøa Zaslav,
Lepel). C¸c tr−êng nµy d−íi t¸c ®éng cña giã vµ dßng ch¶y hå HiÖn nay ®· x¸c ®Þnh ®−îc r»ng, bªn c¹nh nh÷ng nh©n
b¾t ®Çu dÞch chuyÓn trong ph¹m vi hå chøa. Trong hµng lo¹t tè nh− sãng giã, dao ®éng mùc n−íc, dßng ch¶y ®ang lµm ph¸
c¸c tr−êng hîp trong phÇn c¸c b·i c¹n cöa s«ng diÔn ra sù h×nh huû tÝnh æn ®Þnh cña s−ên bê hå chøa , cßn chÞu ¶nh h−ëng cña
thµnh t¶ng b¨ng ®é cao tíi 1,0 m (Zaslav, Krinhixa). Còng nh− chÕ ®é n−íc ngÇm trong ®íi bê [10, 94, 142].
vËy nhËn thÊy sù lÊp ®Çy b¨ng trªn c¸c bê khóc kguûu tõ 1 - 6
m (Krinhixa, §rozda) Trong tr−êng hîp nµy, khi mµ bê cao vµ
mÒm (Trizdov, Viatra, Vonkovits vµ c¸c hå chøa kh¸c) ®é réng
91 92
nguon tai.lieu . vn
