Xem mẫu
- www.Gia24.vn
hiÖu chØnh b»ng c¸ch chia chiÒu cao ®o ®oîc cho hÖ sè khóc x¹ vw hÖ sè c¹n. Trong troêng hîp ®ã,
còng cÇn xem xÐt ®Õn c¸c sù thay ®æi trong hoíng sãng .
(7) NÕu chiÒu cao sãng cã ý nghÜa cã ®oîc tõ c¸c sè liÖu ®o ®¹c thùc tÕ lín h¬n mét nöa chiÒu s©u noíc
t¹i ®Þa ®iÓm ®o ®¹c, cã thÓ cho r»ng viÖc ghi chÐp sãng nwy ®· bÞ ¶nh hoëng bëi hiÖn toîng sãng vì.
Víi c¸c sè liÖu sãng nho vËy, c¸c th«ng sè cña sãng noíc s©u ph¶i ®oîc tÝnh b»ng c¸ch dù b¸o
sãng. Tuy nhiªn, cÇn nhí r»ng ®èi víi sãng noíc s©u (hindcasted), sãng cã ý nghÜa ë vÞ trÝ ®o ®¹c
ph¶i oíc tÝnh nho miªu t¶ trong 4.5 C¸c biÕn d¹ng cña sãng, vw ph¶i so s¸nh víi c¸c sè liÖu ®o ®¹c
thùc tÕ.
(8) Nªn x¸c ®Þnh sãng noíc s©u sÏ ®oîc sö dông trong thiÕt kÕ cã xÐt ®Õn x¸c suÊt gÆp ngÉu nhiªn do¹
trªn chu kú trë l¹i vw tuæi thä cña kÕt cÊu ®ang xÐt. Tuy nhiªn, c¸ch lý gi¶i x¸c suÊt gÆp ngÉu nhiªn
sÏ tuú thuéc vwo c¸c chøc n¨ng, tÇm quan träng vw thêi h¹n thu håi vèn cña kÕt cÊu vw c¸c yÕu tè
kh¸c, vw do ®ã kh«ng thÓ x¸c ®Þnh nã cho troêng hîp chung. V× vËy nã ph¶i ®oîc x¸c ®Þnh riªng cho
mçi troêng hîp riªng rÏ b»ng sù xÐt ®o¸n cña kü so chÞu tr¸ch nhiÖm. ë ®©y, x¸c suÊt gÆp ngÉu
nhiªn nghÜa lw x¸c suÊt mw sãng víi chiÒu cao lín h¬n chiÒu cao sãng ph¶n håi víi mét chu kú lÆp
®· cho sÏ suÊt hiÖn Ýt nhÊt mét lÇn trong thêi h¹n tuæi thä cña kÕt cÊu ®ang nghiªn cøu.
(9) Khi x¸c ®Þnh sãng noíc s©u sÏ sö dông trong thiÕt kÕ, cÇn xem xÐt c¸c ngo¹i lùc vw c¸c ho háng ®·
qua cña c¸c kÕt cÊu hiÖn cã l©n cËn víi kÕt cÊu ®ang thiÕt kÕ.
(10) Ph¶i x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè sãng noíc s©u riªng biÖt cho mçi hoíng cña c¸c pho¬ng vÞ moêi s¸u
®iÓm, tuy nhiªn c¸c hoíng cã chiÒu cao sãng nhá vw ¶nh hoëng cña chóng lªn kÕt cÊu ®· ®oîc xÐt
®o¸n lw kh«ng ®¸ng kÓ th× cã thÓ lo¹i bá. Hoíng sãng ë ®©y lw hoíng cña thwnh phÇn sãng kh«ng
®Òu cã mËt ®é n¨ng loîng cao nhÊt, nãi c¸ch kh¸c, lw hoíng chÝnh. V× lùc sãng t¸c ®éng lªn kÕt cÊu
®ang xÐt kh«ng thay ®æi lín khi hoíng sãng thay ®æi chØ mét vwi ®é, cã thÓ chÊp nhËn trong thiÕt kÕ
sö dông hÖ pho¬ng vÞ 16 ®iÓm ®Ó ®¹i diÖn cho hoíng sãng
4.2.2. Ph¬ng thøc ®Ó cã c¸c th«ng sè cña sãng tÝnh to¸n
§Çu tiªn, sãng noíc s©u ph¶i x¸c ®Þnh theo 4.2.1 Nguyªn t¾c ®Ó x¸c ®Þnh sãng
nø¬c s©u dïng trong thiÕt kÕ . Sau ®ã, ph¶i ®¸nh gi¸ c¸c biÕn d¹ng do khóc x¹,
nhiÔu x¹, c¹n vw vì. Cuèi cïng c¸c song cã c¸c ¶nh hoëng bÊt lîi nhÊt ®Õn kÕt cÊu
®ang nghiªn cøu hoÆc c¸c c«ng tr×nh trong hËu pho¬ng ph¶i ®oîc dïng lwm sãng
tÝnh to¸n.
>ChØ dÉn kü thuËt@
C¸c th«ng sè cña sãng tÝnh to¸n ®oîc x¸c ®Þnh theo pho¬ng thøc sau:
(1) C¸c ¶nh hoëng cña sù biÕn d¹ng cña sãng nho khóc x¹, nhiÔu x¹, c¹n vw vì ¸p dông cho sãng noíc
s©u x¸c ®Þnh theo 4.2.1 Nguyªn t¾c x¸c ®Þnh sãng níc s©u dïng trong thiÕt kÕ ®Ó x¸c ®Þnh c¸c
th«ng sè cña sãng tÝnh to¸n t¹i vÞ trÝ thiÕt kÕ.
(2) NÕu vÞ trÝ ®ang xÐt ph¶i chÞu c¸c ®iÒu kiÖn ®Æc biÖt (vÝ dô c¸c sù nhiÔu lo¹n do c¸c sãng ph¶n x¹ tõ
ngowi hoÆc mét sù t¨ng chiÒu cao sãng do c¸c gãc lâm), còng ph¶i xÐt ®Õn c¸c ®iÒu kiÖn nwy.
(3) Lùc sãng vw c¸c t¸c ®éng kh¸c cña sãng lªn kÕt cÊu ®ang xÐt nho viÖc sãng trwn bê ®oîc x¸c ®Þnh
®èi víi c¸c sãng cã ®oîc trªn ®©y.
(4) Tuú theo c¸c ®iÒu kiÖn kh¸c nhau liªn quan ®Õn c¸c ho¹t ®éng cña sãng, cã thÓ cã troêng hîp lùc
sãng trë thwnh lín nhÊt khi mùc noíc thÊp, vw do ®ã, ph¶i tiÕn hwnh nghiªn cøu cho tÊt c¶ c¸c mùc
noíc cã thÓ nhËn thøc ®oîc.
(5) ViÖc tÝnh to¸n trªn ®oîc thùc hiÖn cho mçi hoíng cã thÓ cã theo ®ã sãng noíc s©u cã thÓ tiÕn vwo.
Sãng noíc s©u cã t¸c ®éng lín nhÊt hoÆc cã c¸c ¶nh hoêng lªn kÕt cÊu ®ang nghiªn cøu hoÆc c¸c
c«ng tr×nh ë hËu pho¬ng bÊt lîi nhÊt ®oîc chän lwm sãng tÝnh to¸n.
4.3 Dù b¸o sãng
4.3.1 Tæng qu¸t
Ph¶i tiÕn hwnh dù b¸o sãng b»ng mét pho¬ng ph¸p thÝch hîp
>Chó gi¶i@
(1) ViÖc dù b¸o sãng ®oîc lwm theo hai boíc sau:
- II.43 -
- www.Gia24.vn
(a) X¸c ®Þnh troêng giã
(b) TÝnh to¸n sù ph¸t triÓn vw sù suy yÕu dÇn cña sãng
(2) Troêng trong ®ã sãng ®oîc sinh ra vw ph¸t triÓn ®oîc gäi lw troêng giã vw troêng giã ®oîc ®Æc trong
bëi bèn th«ng sè: vËn tèc giã, hoíng giã, ®w giã vw thêi gian giã thæi. Khi ®· x¸c ®Þnh ®oîc troêng
giã, ph¶i tÝnh to¸n sù ph¸t triÓn vw sù suy gi¶m cña sãng b»ng c¸ch sö dông pho¬ng ph¸p dù b¸o
thÝch hîp nhÊt víi c¸c ®iÒu kiÖn cña troêng giã.
>ChØ dÉn kü thuËt @
Troêng giã ®oîc x¸c ®Þnh theo c¸c pho¬ng thøc sau:
(a) Thu thËp c¸c b¶n ®å thêi tiÕt vw c¸c d÷ liÖu khÝ toîng.
(b) X¸c ®Þnh kho¶ng thêi gian dù b¸o cho mçi troêng hîp.
(c) TÝnh c¸c giã gradien tõ c¸c b¶n ®å thêi tiÕt
(d) ¦íc tÝnh c¸c giã mÆt biÓn b»ng c¸c c«ng thøc kinh nghiÖm vw sè liÖu ®o ®¹c.
(e) ChuÈn bÞ b¶n ®å troêng giã.
4.3.2 Dù b¸o sãng trong vïng ph¸t sinh
§Ó dù b¸o sãng trong vïng ph¸t sinh, nªn xem c¸c pho¬ng ph¸p phæ vw pho¬ng
ph¸p sãng cã ý nghÜa lw c¸c pho¬ng ph¸p chuÈn.
[Chó gi¶i]
§é tin cËy cña c¸c kÕt qu¶ cña viÖc dù b¸o sãng ph¶i ®oîc xem xÐt th«ng qua so s¸nh víi c¸c sè
liÖu ®o sãng.
[ChØ dÉn kü thuËt]
(1) C¸c pho¬ng ph¸p phæ
(a) Tæng qu¸t
C¸c pho¬ng ph¸p phæ cã thÓ ph©n lo¹i thwnh pho¬ng ph¸p thwnh phÇn phæ ®· ®oîc ph¸t triÓn b»ng
c¸ch gi¶ ®Þnh r»ng c¸c thwnh phÇn cña phæ cho mçi tÇn sè vw hoíng ph¸t triÓn ®éc lËp cho tíi khi ®¹t
®oîc tr¹ng th¸i c©n b»ng nwo ®ã, vw pho¬ng ph¸p th«ng sè dùa trªn ý ®å r»ng sù ph¸t triÓn vw suy
gi¶m cu¶ mét phæ sãng cã thÓ ®oîc m« t¶ b»ng mét sè nhá nwo ®ã c¸c th«ng sè. Víi pho¬ng ph¸p
trªn, sù ph¸t triÓn sãng ®oîc m« t¶ b»ng dßng n¨ng loîng tõ giã truyÒn vwo c¸c sãng thwnh phÇn lwm
nªn phæ vw sù to¬ng t¸c phi tuyÕn yÕu gi÷a c¸c sãng thwnh phÇn. Víi pho¬ng ph¸p sau, sù ph¸t triÓn
sãng ®oîc xem lw kÕt qu¶ tæng hîp cña c¸c ¶nh hoëng phi tuyÕn m¹nh vw mét lo¹i c¬ chÕ ®ång d¹ng
®oîc gi¶ ®Þnh cïng víi viÖc ®oa vwo mét sè Ýt th«ng sè. C¸c tÝnh to¸n ®oîc thùc hiÖn b»ng c¸ch lËp
c«ng thøc vw gi¶i c¸c pho¬ng tr×nh chØ ®¹o c¸c qu¸ tr×nh ph¸t triÓn vw biÕn d¹ng cña sãng cã sö dông
c¸c th«ng sè.
§é chÝnh x¸c cña viÖc dù b¸o sãng b»ng pho¬ng ph¸p phæ choa ®oîc nghiªn cøu ®Çy ®ñ. Tuy
nhiªn, do ®é chÝnh x¸c cña viÖc dù b¸o sãng phô thuéc lín vwo ®é chÝnh x¸c cña viÖc x¸c ®Þnh giã ®¹i
do¬ng, hiÖn nay, sÏ lw hîp lý ®Ó tin r»ng ®é chÝnh x¸c cña pho¬ng ph¸p phæ còng to¬ng ®o¬ng nho
cña pho¬ng ph¸p sãng cã ý nghÜa.Tuy nhiªn, ph¶i nhí r»ng ngay víi cïng m« h×nh dù b¸o sãng, c¸c
kÕt qu¶ cã thÓ thay ®æi 10 ~ 20% do c¸c sù kh¸c nhau vÒ nhiÒu vÊn ®Ò nho m¹ng tÝnh to¸n, c¸c ®iÒu
kiÖn biÕn hoÆc c¸c h¾ng sè kinh nghiÖm. Theo ®ã, cÇn nghiªn cøu tÝnh chÊt x¸c ®¸ng vw ®é chÝnh x¸c
cña c¸c kÕt qu¶ dù b¸o b»ng c¸ch so s¸nh chóng víi c¸c gi¸ trÞ quan s¸t (c¸c vÝ dô so s¸nh nho vËy
®oîc cho trong s¸ch tham kh¶o 6) 15) .§Æc biÖt, mét d¹ng phæ c©n b»ng ®oîc quy ®Þnh lwm giíi h¹n
cho sù ph¸t triÓn cña sãng trong c¸c pho¬ng ph¸p phæ hiÖn hwnh. Ngoêi ta cho r»ng ®é chÝnh x¸c cña
b¶n th©n phæ gi¶ ®Þnh ¶nh hoëng lín ®Õn c¸c kÕt qu¶, do ®ã sÏ lw ý hay khi nghiªn cøu ®é chÝnh x¸c
®èi víi c¸c d¹ng hwm sè cña phæ tÇn sè hoÆc cña phæ theo hoíng ®ã lw v× chiÒu cao sãng cã ý nghÜa
tû lÖ víi c¨n bËc hai cña tÝch ph©n cña phæ theo hoíng, cã nghÜa lw viÖc tÝnh to¸n cho thÊy chiÒu cao
sãng cã ý nghÜa kh«ng thay ®æi nhiÒu ngay c¶ nÕu b¶n th©n d¹ng phæ thay ®æi Ýt nhiÒu, vw do ®ã c¸ch
x¸c ®¸ng nhÊt ®Ó tiÕn hwnh tÝnh to¸n lw xem xÐt d¹ng phæ.
Pho¬ng ph¸p phæ cã c¸c lîi Ých sau ®©y so víi pho¬ng ph¸p sãng cã ý nghÜa:
(1) C¸c ¶nh hoëng cña sù thay ®æi tèc ®é giã vw hoíng giã ®Õn sù ph¸t triÓn cña sãng ®oîc m« t¶ cô thÓ
(2) C¸c kÕt qu¶ oíc tÝnh gÇn ®óng vÒ chiÒu cao sãng vw chu kú sãng cã ®oîc ngay c¶ khi troêng giã
chuyÓn ®éng cïng víi viÖc truyÒn sãng.
- II.44 -
- www.Gia24.vn
(3) Sãng do giã vw noíc d©ng cïng víi c¸c ®iÒu kiÖn cña biÓn cã thÓ ®oîc t¸i hiÖn trong mét tÝnh to¸n.
Do ®ã, nÕu c¸c kÕt qu¶ dù b¸o sö dông mét pho¬ng ph¸p sãng cã ý nghÜa xem ra kh«ng ®¸ng tin, nªn dù
b¸o lÇn n÷a b»ng pho¬ng ph¸p phæ. Nh©n ®©y, pho¬ng ph¸p phæ ®· ®oîc nghiªn cøu vw ph¸t triÓn, tËp
trung chñ yÕu vwo noíc s©u .ChØ cã mét sè Ýt nghiªn cøu liªn quan ®Õn sãng noíc n«ng, cô thÓ lw Collins,
Cavaleri, Golding vw Yamaguchi vv...
(b) Chi tiÕt
C¸c pho¬ng ph¸p dù b¸o sãng b»ng pho¬ng ph¸p phæ ®· ®oîc ph¸t triÓn bëi nhiÒu nhw nghiªn cøu tõ
c¸c n¨m 1960. C¸c pho¬ng ph¸p do c¸c nhw nghiªn cøu NhËt B¶n gåm cã m« h×nh Inoue, m« h×nh
Isozaki vw Uji s MRI, vw m« h×nh Yamaguchi vw Tsuchiya. C¬ së cña c¸c m« h×nh nwy lw pho¬ng tr×nh
c©n b»ng n¨ng loîng sau ®©y:
w
C G ( f )' E(f, T ,t,x)+ D (f,U)+ E (f,U)E(F, T ,t,x) +F3+F4+F5
E( f ,T , t, x) (4.3.1)
wt
trong ®ã :
E(f,T,t,x) : mËt ®é n¨ng loîng cña phæ sãng hai chiÒu.
D(f, U) : hÖ sè khuyÕch ®¹i tuyÕn tÝnh trong lý thuyÕt céng hoëng phillips
E (f, U) : hÖ sè khuyÕch ®¹i sè mò trong lý thuyÕt Miles
F3 : n¨ng loîng mÊt ®i do sãng vì
F4 : tæng thÊt n¨ng loîng do ma s¸t trong khi sãng lan truyÒn vv...
F5 : sù trao ®æi n¨ng loîng do sù to¬ng t¸c phi tuyÕn gi÷a c¸c sãng thwnh phÇn
f,T : tÇn sè vw gãc cña sãng thwnh phÇn
t: thêi gian
x : vÐc t¬ vÞ trÝ
CG(f) : vÐc t¬ vËn tèc nhãm
U : vËn tèc giã
' : to¸n tö vi ph©n
(2) C¸c pho¬ng ph¸p sãng cã ý nghÜa
(a) Pho¬ng ph¸p S-M-B
1. Tæng qu¸t 19), 20)
Pho¬ng ph¸p S-M-B ®oîc dïng khi troêng giã tÜnh. ChiÒu cao vw chu kú cña sãng noíc s©u cã
ý nghÜa ®oîc oíc tÝnh tõ vËn tèc giã vw thêi gian giã thæi trong troêng giã vw chiÒu dwi hoíng
giã b»ng H×nh 4.3.1. VÒ chiÒu cao sãng cã ®oîc tõ vËn tèc giã vw tõ thêi gian giã thæi, chiÒu
cao nwo thÊp h¬n ®oîc chÊp nhËn lw gi¸ trÞ ®· dù b¸o , còng nho vËy ®èi víi chu kú. H×nh
4.3.1 ®oîc vÏ dùa trªn mèi quan hÖ bëi c¸c pho¬ng tr×nh (4.3.2), (4.3.3) vw (4.3.4), chóng
®oîc viÕt l¹i bëi Wilson n¨m 1965.
ª º
« »
« »
1
gH1 /3
0,30«1 » (4.3.2)
U2 2
« ½»
1 /2
§ gF · °
°
« ®1 0,004 2 ¸ ¾ »
¨
° ©U ¹ ° »
« ¯ ¿¼
¬
º
ª
»
«
»
«
gT1 /3 1
»
1,37«1 (4.3.3)
2SU 1 /3 5
gF · ½ »
« §
° °
®1 0,008 2 ¸ ¾ »
« ¨
° ©U ¹ ° »
« ¯ ¿¼
¬
- II.45 -
- www.Gia24.vn
F F
dF dF
³ CG ³ gT
t (4.3.4)
1 /3 /4S
0 0
trong ®ã :
H1/3 : chiÒu cao sãng cã ý nghÜa (m)
T1/3 : chu kú sãng cã ý nghÜa (s)
U : vËn tèc giã ë 10 m trªn mÆt biÓn (m/s)
F : chiÒu dwi cña troêng giã (m)
g : gia tèc träng troêng (m/s2) ( = 9,81 m/s2)
t : thêi gian tèi thiÓu (h: giê)
(2) X¸c ®Þnh chiÒu dwi h÷u hiÖu cña troêng giã.
Khi troêng giã cã chiÒu réng rÊt nhá so víi chiÒu dwi (vÝ dô trong mét vÞnh dwi), chiÒu dwi troêng giã ®oîc
x¸c ®Þnh lw kho¶ng c¸ch tíi bê ®èi diÖn. NÕu kho¶ng c¸ch tíi bê ®èi diÖn thay ®æi lín khi hoíng giã chØ
thay ®æi mét chót, nªn sö dông chiÒu dwi h÷u hiÖu cña troêng giã ®oîc x¸c ®Þnh trong pho¬ng tr×nh (4.3.5)
¦ F cos T
2
i i
Feff
khi tiÕn hwnh dù b¸o (4.3.5)
¦ cosT i
trong ®ã :
Feff : chiÒu dwi h÷u hiÖu cña troêng giã (km)
Fi : kho¶ng c¸ch tíi bê ®èi diÖn theo hoíng i (km)
Ti : gãc gi÷a hoíng cña Fi vw hoíng giã thÞnh hwnh (o)
Tèc ®é giã U (m/s)
§w giã (km)
H×nh 4.3.1 BiÓu ®å dù b¸o sãng b»ng pho¬ng ph¸p S-M-B
(b) Pho¬ng ph¸p Willson
- II.46 -
- www.Gia24.vn
Pho¬ng ph¸p Willson lw sù më réng cña pho¬ng ph¸p S-M-B. Nã gåm cã c¸c sù c¶i tiÕn ®Ó cã thÓ
¸p dông nã cho c¶ troêng giã di ®éng, vÝ dô trong troêng hîp b·o .Sö dông ®å thÞ H1/3 -t- F -T1/3 cho
trong H×nh T.4.3.2 sù lan truyÒn cña sãng ®oîc v¹ch ra trong mÆt ph¼ng F-T, trong khi sù ph¸t triÓn
cña chiÒu cao sãng cã ý nghÜa vw chu kú cña nã ®oîc v¹ch ra trong mÆt ph¼ng H1/3 t vw mÆt ph¼ng
T1/3 t (mét c¸ch to¬ng øng). H×nh nwy cã ®oîc b»ng tÝnh to¸n dùa trªn c¸c pho¬ng tr×nh (4.3.2),
(4.3.3) vw (4.3.4)
(c) Dù b¸o ®èi víi sãng noíc n«ng
Trong c¸c pho¬ng ph¸p cã xÐt ®Õn ¶nh hoëng cña chiÒu s©u noíc tíi sù ph¸t triÓn cña sãng (nghÜa
lw tæn thÊt n¨ng loîng do ma s¸t víi ®¸y biÓn) cã pho¬ng ph¸p Sakamato Ijima. §oîc biÕt qua
kinh nghiÖm r»ng chu kú sãng cã ý nghÜa vw chiÒu cao sãng cã ý nghÜa tho¶ m·n quan hÖ sau (chó ý
r»ng ®iÒu nwy chØ ¸p dông cho sãng do giã trong khu vùc ®w giã)
3,86 H1 /3
T1 /3 (4.3.6)
trong ®ã :
H1/3 : chiÒu cao sãng cã ý nghÜa (m)
T1/3 : chu kú sãng cã ý nghÜa (s)
H×nh T.4.3.2. §å thÞ H1/3 -t - F - T1/3
(tõ c¸c pho¬ng tr×nh Willson- 1965)
Trong pho¬ng ph¸p Sakamato-Ijima, ý toëng trong pho¬ng ph¸p Willson ®èi víi sãng noíc s©u ®·
®oîc ®oa vwo troêng hîp ®èi víi sãng noíc n«dÉng ®Õn ®å thÞ H1/3-t-F-CG nho trong H×nh 4.3.3. Sö
dông ®å thÞ nwy cã thÓ tiÕn hwnh viÖc dù b¸o c¸c sãng noíc n«ng trong mét troêng giã cã ®w giã thay
®æi.
- II.47 -
- www.Gia24.vn
(A) Chó thÝch : C¸c sè trªn ®å
thÞ chØ vËn tèc giã(m/s) víi
chiÒu s©u noíc (m) trong ngoÆc
H×nh T.4.3.3. §å thÞ H1/3-t-F-CG ®èi víi sãng noíc n«ng
(Pho¬ng ph¸p Sakamato-Ijima)
4.3.3. Dù b¸o sãng lõng
Khi cÇn thiÕt dù b¸o sãng d©ng, ph¶i dïng ®Õn pho¬ng ph¸p Bretschneider
[Chó gi¶i]
C¸c pho¬ng ph¸p dù b¸o sãng lõng gåm cã pho¬ng ph¸p Bretschneider, pho¬ng ph¸p P-N-J vw c¸c
pho¬ng ph¸p phæ. Víi pho¬ng ph¸p Bretschneider chiÒu cao sãng vw chu kú sãng lõng ®oîc dù b¸o
tõ c¸c th«ng sè cña sãng cã ý nghÜa. Víi pho¬ng ph¸p P-N-J c¸c th«ng sè cña sãng d©ng cã ®oîc
b»ng c¸ch oíc tÝnh c¸c ¶nh hoëng cña sù ph©n t¸n vËn tèc vw lan truyÒn theo hoíng cña c¸c thwnh
phÇn phæ. Víi pho¬ng ph¸p phæ nho ®· nãi ë trªn, sö dông ®Õn c¸c tÝnh to¸n b»ng sè; nãi chung,
kh«ng cã sù kh¸c biÖt gi÷a sãng vw sãng lõng trong vïng ph¸t sinh sãng trong viÖc tÝnh to¸n ®èi víi
c¸c sãng thwnh phÇn ë tÊt c¶ c¸c tÇn sè kh¸c nhau ®oîc tiÕn hwnh ®ång thêi, vw kÕt qu¶ lw c¸c th«ng
sè sãng cã ý nghÜa ®Ó kÕt hîp c¸c sãng do giã vw sãng lõng. NÕu sö dông mét pho¬ng ph¸p sãng cã
ý nghÜa ®Ó dù b¸o c¸c sãng trong vïng ph¸t sinh sãng, cÇn ph¶i dù b¸o sãng lõng, trong troêng hîp
®ã, ph¶i sö dông pho¬ng ph¸p Bretschneider, nã to¬ng ®èi ®¬n gi¶n vw dÔ sö dông. Tuy nhiªn, chó ý
r»ng sè loîng c¸c d÷ liÖu quan s¸t ®¸ng tin cËy ®· cã ®oîc ®èi víi sãng lõng lw kh«ng ®ñ, do ®ã ®é
chÝnh x¸c cña viÖc dù b¸o thÊp h¬n so víi viÖc dù b¸o ®èi víi sãng lõng trong vïng ph¸t sinh sãng .
Do ®ã, cÇn xem c¸c gi¸ trÞ dù b¸o sãng lõng chØ ®¹i diÖn cho c¸c gi¸ trÞ gÇn ®óng ,kh«ng h¬n, vw chØ
sö dông chóng sau khi ®· tiÕn hwnh nghiªn cøu so s¸nh víi c¸c d÷ liÖu ®o ®¹c thùc tÕ.
[ChØ dÉn kü thuËt]
Trong pho¬ng ph¸p Bretschneider, viÖc dù b¸o sãng lõng ®oîc tiÕn hwnh b»ng c¸ch sö dông H×nh
T.4.3.4.
- II.48 -
- www.Gia24.vn
H×nh T.4.3.4. §å thÞ dù b¸o sãng lõng
Sè h¹ng Fmin trong ®å thÞ lw chiÒu dwi troêng giã tèi thiÓu, D lw kho¶ng c¸ch suy gi¶m cña sãng d©ng,
HF vw TF lw chiÒu cao vw chu kú cña sãng cã ý nghÜa ë cuèi troêng giã, vw HD vw TD lw chiÒu cao vw chu
kú cña sãng cã ý nghÜa t¹i ®iÓm dù b¸o sãng d©ng. NÕu chiÒu cao vw chu kú cña sãng cã ý nghÜa ®oîc
x¸c ®Þnh bëi vËn tèc giã vw chiÒu dwi troêng giã trong pho¬ng ph¸p S-M-B, chiÒu dwi tèi thiÓu cña
troêng giã Fmin b»ng chiÒu dwi troêng giã thùc tÕ. NÕu sù ph¸t triÓn cña sãng bÞ chi phèi bëi thêi gian
giã thæi , th× Fmin lw chiÒu dwi troêng giã to¬ng øng víi thêi gian vw vËn tèc cña giã.
Thêi gian t cÇn thiÕt cho sãng lan truyÒn trªn chiÒu dwi suy gi¶m D ®oîc tÝnh tõ pho¬ng tr×nh sau:
4SD
D
t (4.3.7)
C GD gTD
trong ®ã :
CGD : vËn tèc nhãm to¬ng øng víi TD (m/s)
4.4. Xö lý thèng kª c¸c d÷ liÖu quan tr¾c vμ sãng ®Ý dù b¸o
(1) C¸c ®Æc trong cña sãng ®oîc biÓu thÞ nho sù ph©n bè chung cña chiÒu cao sãng vw
chu kú sãng theo hoíng sãng b»ng viÖc sö dông c¸c d÷ liÖu sãng hwng th¸ng, mïa
vw hwng n¨m.
(2) C¸c d÷ liÖu sãng b·o ph¶i ®oîc ph©n lo¹i b»ng pho¬ng ph¸p ®Ønh trªn ngoìng
®Ó cã ®oîc bé d÷ liÖu c¸c chiÒu cao sãng cùc h¹n dïng cho viÖc ph©n tÝch thèng kª
cùc h¹n , vw c¸c chiÒu cao sãng cùc h¹n ph¶i biÓu thÞ b»ng chu kú ph¶n håi.
[Chó gi¶i]
(1) C¸c ®Æc trong ph©n phèi cña sãng trong c¸c ®iÒu kiÖn b×nh thoêng ®oîc biÓu thÞ riªng biÖt cho mçi
hoíng sãng nho mét sù ph©n bè chung cña chiÒu cao vw chu kú sãng. C¸c d÷ liÖu quan s¸t thoêng
cã thÓ cã ®oîc víi chiÒu cao vw chu kú sãng, do ®ã ph¶i dïng c¸c d÷ liÖu ®ã. NÕu kh«ng thÓ cã ®oîc
c¸c d÷ liÖu quan tr¾c, khi ®ã sö dông d÷ liÖu ®· dù b¸o. V× c¸c sãng trong ®iÒu kiÖn b×nh thoêng
- II.49 -
- www.Gia24.vn
thoêng bÞ ¶nh hoëng bëi giã ®Þa pho¬ng nªn cÇn cã sù hiÓu biÕt ®Çy ®ñ c¸c ®Æc trong cña giã ®Þa
pho¬ng. Thoêng kh«ng cã nhiÒu d÷ liÖu vÒ hoíng sãng , v× vËy ph¶i dù b¸o. CÇn xem xÐt ®Çy ®ñ ¶nh
hoëng cña sãng d©ng.
(2) CÇn thÓ hiÖn chiÒu cao c¸c sãng sö dông trong thiÕt kÕ c¸c c«ng tr×nh b¶o vÖ lw chiÒu cao sãng
ph¶n håi ®èi víi chu kú ph¶n håi cña c¸c sãng ®Ønh sö dông c¸c d÷ liÖu thêi gian dwi (theo nguyªn
t¾c chung Ýt nhÊt lw 30 n¨m). V× chØ Ýt n¬i cã ®oîc mét thêi gian dwi nho vËy, nªn thoêng ph¶i sö dông
c¸c d÷ liÖu dù b¸o
(3) C¸c sãng ®Ønh, c¸c d÷ liÖu c¬ b¶n ®Ó oíc tÝnh chiÒu cao sãng ph¶n håi, lw sãng (thoêng lw sãng cã ý
nghÜa) ë thêi ®iÓm mw chiÒu cao sãng trë thwnh lín nhÊt trong qu¸ tr×nh ph¸t triÓn vw suy gi¶m cña
sãng trong mét ®iÒu kiÖn khÝ toîng nwo ®ã. Ngoêi ta cho r»ng c¸c sãng ®Ønh mÉu ®éc lËp lÉn nhau vÒ
ý nghÜa thèng kª. Khi oíc tÝnh chiÒu cao sãng ph¶n håi, cã thÓ sö dông chuçi thêi gian cña c¸c d÷
liÖu cã c¸c sãng ®Ønh voît qu¸ mét gi¸ trÞ ngoìng nwo ®ã trong thêi kú xem xÐt. C¸ch kh¸c, cã thÓ cã
gi¸ trÞ cùc ®¹i cña sãng ®Ønh cho mçi n¨m, vw do ®ã sö dông c¸c d÷ liÖu lw sãng cùc ®¹i hwng
n¨m. Trong troêng hîp kh¸c, hwm ph©n bè lý thuyÕt cña chiÒu cao sãng ph¶n håi kh«ng ®oîc biÕt,
vw do ®ã ta ph¶i thö mét sè hwm ph©n bè nho hwm ph©n bè Gumbell vw hwm ph©n bè Weibull, t×m
d¹ng hwm nwo phï hîp nhÊt víi c¸c d÷ liÖu, sau ®ã ngo¹i suy nã ®Ó oíc tÝnh c¸c chiÒu cao sãng theo
mét chu kú quay l¹i kh¸c nhau (vÝ dô 50 n¨m, 100 n¨m vv...). §é chÝnh x¸c cña c¸c gi¸ trÞ oíc tÝnh
nho vËy phô thuéc nhiÒu vwo ®é tin cËy cña c¸c d÷ liÖu sö dông h¬n lw vwo pho¬ng ph¸p xö lý th«ng
kª. Khi vÏ bé d÷ liÖu sãng ®Ønh dïng dù b¸o sãng, cÇn cÈn thËn trong viÖc lùa chän thÝch ®¸ng
pho¬ng ph¸p dù b¸o vw kiÓm tra chÆt chÏ c¸c kÕt qu¶ dù b¸o VÒ chu kú sãng to¬ng øng víi chiÒu
cao sãng ph¶n håi, quan hÖ gi÷a chiÒu cao vw chu kú sãng ®oîc lËp ®å thÞ víi d÷ liÖu c¸c sãng ®Ønh(
®· ®oîc sö dông khi oíc tÝnh chiÒu cao sãng ph¶n håi) vw sau ®ã chu kú sãng ®oîc x¸c ®Þnh thÝch
®¸ng dùa trªn to¬ng quan gi÷a chóng.
(4) §Ó kiÓm tra chu kú sãng cho chiÒu cao sãng theo mét chu kú quay l¹i, th× sù liªn quan gi÷a chiÒu
cao vw chu kú sãng ®oîc lÊy tõ c¸c sè liÖu cña c¸c sãng ®Ønh (dïng ®Ó x¸c ®Þnh chiÒu cao sãng theo
chu kú quay laÞ), sau ®ã chu kú sãng ®oîc x¸c ®Þnh trªn c¬ së hiÖu chØnh gi÷a hai sè liÖu
[ChØ dÉn kü thuËt]
(1) ¦íc tÝnh chiÒu cao sãng theo chu kú quay l¹i
Trong khi xö lý thèng kª, c¸c chiÒu cao sãng ®oîc s¾p xÕp l¹i theo thø tù thÊp dÇn, vw tÝnh x¸c suÊt
cña mçi gi¸ trÞ chiÒu cao sãng kh«ng ®oîc voît qua. NÕu cã N d÷ liÖu vw chiÒu cao sãng lín nhÊt thø
m ®oîc biÓu thÞ b»ng xm,N , x¸c suÊt P ®Ó chiÒu cao sãng kh«ng voît qu¸ xm,N ®oîc tÝnh theo pho¬ng
tr×nh sau:
m D
P>H d xm, N @ 1 (4.4.1)
NE
B¶ng T.4.4.1. C¸c th«ng sè sö dông trong tÝnh to¸n x¸c suÊt
kh«ng voît qu¸ mét chiÒu cao sãng nwo ®ã
D E
Hwm ph©n bè
Ph©n bè Gumbel 0,44 0,12
Ph©n bè Weibull (k = 0,75) 0,54 0,64
(k = 0,85) 0,51 0,59
(k = 1,0) 0,48 0,53
(k = 1,1) 0,46 0,50
(k = 1,25) 0,44 0,47
(k = 1,5) 0,42 0,42
(k = 2,0) 0,39 0,37
C¸c gi¸ trÞ dïng cho D vw E trong pho¬ng tr×nh nwy phô thuéc vwo hwm ph©n bè. §Æc biÖt c¸c gi¸ trÞ
®oîc sö dông ®oîc ghi trong B¶ng T.4.4.1. C¸c gi¸ trÞ dïng cho ph©n bè Gumbel ®oîc x¸c ®Þnh bëi
Gringorten sao cho c¸c ¶nh hoëng cña møc ®é ph©n t¸n thèng kª trong c¸c d÷ liÖu ®oîc gi¶m ®Õn tèi
thiÓu. C¸c gi¸ trÞ dïng cho ph©n bè Weibull ®oîc x¸c ®Þnh bëi Petruaskas vw Aagaard còng cïng
nguyªn t¾c ®ã.
§å thÞ Thomas thoêng ®oîc dïng trong thuû v¨n to¬ng øng víi troêng hîp D = 0, E = 1 vw ®å thÞ
Hazen to¬ng øng víi troêng hîp D = 0,5, E = 0.
Hwm ph©n bè ®oîc dïng trong thuû v¨n gåm cã c¸c ph©n bè chuÈn Gumbell (ph©n bè sè mò
kÐp), ph©n bè gi¸ trÞ l«garit cùc h¹n, vw ph©n bè chuÈn (troêng hîp sau cïng, c¸c d÷ liÖu ph¶i ®oîc
biÕn ®æi troíc mét c¸ch thÝch ®¸ng) .V× c¸c d÷ liÖu vÒ c¸c chiÒu cao sãng ®Ønh kh«ng ®oîc thu thËp
trong mét kho¶ng thêi gian dwi, nªn choa biÕt râ hwm ph©n bè nwo lw phï hîp nhÊt.
- II.50 -
- www.Gia24.vn
Theo Petruaskas vw Aagaard, chóng t«i giíi thiÖu pho¬ng ph¸p mw ngoêi ta thö t¸m hwm ph©n
bè, cô thÓ hwm ph©n bè Gumbel (pho¬ng tr×nh 4.4.2) vw hwm ph©n bè Weibull (pho¬ng tr×nh 4.4.3) víi
k = 0,75; 0,85; 1,0; 1,1; 1,25; 1,5 vw 2,0; hwm ph©n bè nwo hîp nhÊt víi c¸c d÷ liÖu cña mét bé d÷ liÖu
nwo ®ã sÏ ®oîc lùa chän lwm hwm ph©n bè cùc h¹n cho bé d÷ liÖu ®ã.
ª § x B · ½º
P>H d x@ exp« exp® ¨ ¸¾» (Ph©n bè Gumbel) (4.4.2)
¯ © A ¹ ¿¼
¬
§ x B ·k ½
° °
P>H d x@ 1 exp® ¨ ¸¾ (Ph©n bè Weibull) (4.4.3)
° © A ¹°
¯ ¿
§Ó cho c¸c d÷ liÖu khíp víi hwm ph©n bè, x¸c suÊt kh«ng voît qu¸ (x¸c suÊt kh«ng voît qu¸ mét
chiÒu cao sãng nwo ®ã) P ®oîc chuyÓn ®æi thwnh biÕn sè rv (= (x B)/A) b»ng pho¬ng tr×nh (4.4.4)
hoÆc (4.4.5)
rv = - ln {- lnP [H x ]} (Ph©n bè Gumbel) (4.4.4)
x ]}]1/k
rv = [- ln {1 P [H (Ph©n bè Weibull) (4.4.5)
NÕu d÷ liÖu ¨n khíp hown town víi pho¬ng tr×nh (4.4.2) hoÆc (4.4.3) khi ®ã cã mét quan hÖ tuyÕn tÝnh
gi÷a x vw rv . Theo ®ã, d÷ liÖu ®oîc cho lw tu©n theo quan hÖ tuyÕn tÝnh cho trong pho¬ng tr×nh (4.4.6).
Th«ng sè A vw B ®oîc x¸c ®Þnh b»ng c¸ch sö dông pho¬ng ph¸p b×nh pho¬ng nhá nhÊt, tõ ®ã cho
pho¬ng tr×nh ®Ó oíc tÝnh chiÒu cao sãng ph¶n håi
ˆ ˆ
Ar B
x (4.4.6)
Q
ˆ
B lw c¸c gÝa trÞ oíc tÝnh cña c¸c th«ng sè A vw B trong pho¬ng tr×nh (4.4.2) hoÆc
Trong ®ã ¢ vw
(4.4.3)
Chu kú quay l¹i Rp cña chiÒu cao sãng H liªn quan tíi x¸c suÊt kh«ng voît qu¸ P(H x) theo pho¬ng
tr×nh sau:
1
K
Rp
N 1 P (H d x)
hoÆc : (4.4.7)
K
P (H d x) 1
NRp
trong ®ã :
K : Sè n¨m trong thêi kú tiÕn hwnh ph©n tÝch
N: sè c¸c d÷ liÖu sãng ®Ønh
(2) Hwm ph©n bè øng cö vw tiªu chuÈn lo¹i trõ
Goda ®· kiÕn nghÞ pho¬ng ph¸p sau ®©y 51)~53), nã lw mét d¹ng söa ®æi l¹i cña pho¬ng ph¸p nãi trªn.
(a) Thªm ph©n bè lo¹i II Fisher- Tippett vwo c¸c ph©n bè øng cö
Ph©n bè lo¹i II Fisher-Tippett ®oîc cho bëi pho¬ng tr×nh sau:
P[H d x] = exp [- {1 + (x B)/ (kA)}-k] (4.4.8)
ChÝn hwm sè sau ®©y ®oîc sö dông lwm hwm sè øng cö ®Ó thö cho khíp: hwm ph©n bè Gumbel
(pho¬ng tr×nh (4.4.2)), hwm ph©n bæ Weibull (pho¬ng tr×nh (4.4.3)), víi k = 0,75; 1,0; 1,4; vw 2,0 (4 gi¸
trÞ cho troíc) vw hwm ph©n bæ lo¹i II Fisher-Tippett víi k = 2,5; 3,33; 5 vw 10 (4 gi¸ trÞ cho troíc)
Thay vwo c¸c gi¸ trÞ liÖt kª trong B¶ng T.4.4.1 c¸c pho¬ng tr×nh sau ®©y ®oîc dïng ®èi víi D vw E
trong pho¬ng tr×nh (4.4.1)
- II.51 -
- www.Gia24.vn
Víi ph©n bæ Gumbel :
D = 0,44 , E = 0,12 (4.4.9)
Víi ph©n bè Weibull:
D = 0,20 + 0,27 k (4.4.10)
E = 0,20 + 0,23 k
Víi ph©n bæ lo¹i II Fisher-Tippett:
D = 0,44 + 0,52/k
E = 0,12 0,11/k (4.4.11)
(b) Chän hwm t«t nhÊt th«ng qua tiªu chuÈn lo¹i bá
C¸c hwm kh«ng thÝch hîp bÞ lo¹i bá b»ng hai bé tiªu chuÈn. Bé thø nhÊt lw c¸c tiªu chuÈn REC. §èi
víi phÇn do cña hÖ sè to¬ng quan cho mçi hwm sè ph©n bè, møc x¸c suÊt kh«ng voît qu¸ 95% ®oîc
x¸c ®Þnh troíc. NÕu phÇn do cña hÖ sè to¬ng quan voît qu¸ gÝa trÞ ngoìng nwy ®èi víi mét hwm ph©n
bè khi d÷ liÖu gi¸ trÞ cùc h¹n phï hîp víi hwm sè ph©n bæ nwy, hwm sè ®ang xÐt bÞ lo¹i bá v× kh«ng
thÝch hîp . Bé thø hai lw tiªu chuÈn DOL. Gi¸ trÞ cùc ®¹i trong d÷ liÖu ®oîc lwm thwnh kh«ng thø
nguyªn b»ng c¸ch sö dông ®é lÖch trung b×nh vw chuÈn cho town bé d÷ liÖu. NÕu gi¸ trÞ ®ã thÊp h¬n
møc 5% hoÆc trªn møc 95% cña sù ph©n bè céng dån ®é lÖch kh«ng thø nguyªn cña hwm ph©n bæ,
hwm nwy bÞ lo¹i bá v× kh«ng thÝch hîp. Sau ®ã, hwm tèt nhÊt ®oîc chän kh«ng ®¬n gi¶n theo gi¸ trÞ
cña hÖ sè to¬ng quan, mw cßn ph¶i theo tiªu chuÈn MIR. Tiªu chuÈn nwy xÐt ®Õn vÊn ®Ò lw sè trung
b×nh cña phÇn do cña hÖ sè to¬ng quan liªn quan tíi 1,0 sÏ thay ®æi theo hwm ph©n bè. Hwm mw tû
sè cña phÇn do cña hÖ sè to¬ng quan cña mÉu vw phÇn do trung b×nh ®èi víi hwm ph©n bè thÝch hîp
lw thÊp nhÊt th× ®oîc xem lw hwm ph©n bè khíp nhÊt.
4.5. Sù biÕn d¹ng cña sãng
4.5.1. Tæng qu¸t ( §iÒu 4, Kho¶n 3 Th«ng b¸o)
Theo quy t¾c chung, c¸c sãng ®oîc xem lw t¸c ®éng lªn c«ng tr×nh c¶ng vw bÕn ph¶i lw
c¸c sãng bÊt lîi nhÊt ®èi víi ®é æn ®Þnh cña kÕt cÊu hoÆc ®èi víi viÖc sö dông c¸c c«ng
tr×nh c¶ng vw bÕn. VÒ ®iÓm nwy, ph¶i chó ý thÝch ®¸ng tíi c¸c biÕn d¹ng cña sãng trong
khi sãng lan truyÒn tõ vïng noíc s©u vwo bê, gåm cã nhiÔu x¹, khóc x¹, c¹n, vì v.v...
4.5.2. Khóc x¹ sãng
HiÖn toîng sãng khóc x¹ xÈy ra ë vïng noíc cã ®é s©u trung gian tíi vïng noíc n«ng.
§ã lw do sù thay ®æi trong vËn tèc côc bé cña sãng do sù thay ®æi vÒ chiÒu s©u noíc.
Ph¶i xÐt ®Õn c¸c sù thay ®æi vÒ chiÒu cao sãng vw hoíng sãng do khóc x¹.
[ChØ dÉn kü thuËt]
(1) TÝnh to¸n khóc x¹ ®èi víi sãng æn ®Þnh
(a) HIÖn toîng khóc x¹ vw hÖ sè khóc x¹ (xem H×nh T.4.5.1)
NÕu sãng ®i tíi mét ®oêng ranh giíi th¼ng theo chiÒu xiªn, t¹i ®ã chiÒu s©u noíc thay ®æi tõ h1 sang
h2, c¸c sãng sÏ bÞ khóc x¹ t¹i ®oêng biªn ®ã do sù thay ®æi vËn tèc sãng g©y ra bëi chiÒu s©u noíc
thay ®æi. Gi¶ dô kÕt qu¶ lw kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c tia sãng thay ®æi tõ b1 sang b2. NÕu sù thay ®æi
trong bÒ réng tia sãng kh«ng qu¸ lín, cã thÓ gi¶ ®Þnh kh«ng cã dßng n¨ng loîng sãng nwo c¾t ngang
qua tia sãng vw ch¶y ra ngowi. NÕu c¸c nguån tæn thÊt n¨ng loîng kh¸c vÝ nho ma s¸t däc theo ®¸y
biÓn ®oîc bá qua, khi ®ã tÝnh liªn tôc trong dßng vËn t¶i n¨ng loîng dÉn ®Õn sù thay ®æi chiÒu cao
sãng H1 ë ®é s©u noíc h1 thwnh chiÒu cao sãng H2 ë ®é s©u noíc h2 nho ®oîc cho trong pho¬ng
tr×nh sau ®©y:
C G1
H2 b1
(4.5.1)
H1 CG2 b2
trong ®ã :
CG1, CG2 : vËn tèc nhãm ë ®é s©u noíc h1 vw h2 (m/s)
- II.52 -
- www.Gia24.vn
b1, b2: kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c tia sãng ë ®é s©u noíc h1 vw h2 (m)
b1 /b2 ®¹i diÖn cho sù thay ®æi
Trong pho¬ng tr×nh,
C G1 /C G 2
chiÒu cao sãng do khóc x¹, trong khi ®¹i
diÖn cho sù thay ®æi chiÒu cao sãng do thay ®æi chiÒu s©u
noíc. Sö dông hÖ sè c¹n (xem 4.5.5 Sãng c¹n),
C G1 /C G 2 cã thÓ ®¹i diÖn b»ng C G1 /C G 2 = Ks2/Ks1.
ChiÒu s©u noíc h1
Trong ®ã Ks1 vw Ks2 lw c¸c hÖ sè c¹n ë chiÒu s©u noíc h1 vw
h2. ChiÒu s©u noíc h2
Gi¶ dô bÒ réng tia sãng lw bo ®èi víi sãng noíc s©u,
thay ®æi thwnh b do hiÖn toîng khóc x¹. Tû sè chiÒu cao
sãng sau khi thay ®æi víi chiÒu cao sãng ban ®Çu trong
troêng hîp nwy ®oîc gäi lw hÖ sè khóc x¹ . HÖ sè khóc
x¹ Kr ®oîc cho bëi pho¬ng tr×nh sau:
H×nh T.4.5.1. S¬ ®å khóc x¹ sãng
b0 /b
K1 (4.5.2)
(b) Pho¬ng ph¸p tÝnh khóc x¹
Pho¬ng ph¸p tÝnh khóc x¹ ®èi víi sãng æn ®Þnh bao gåm c¸c pho¬ng ph¸p tia sãng trong ®ã c¸c tÝnh to¸n
cã thÓ lwm ®oîc víi viÖc sö dông m¸y tÝnh vw pho¬ng ph¸p ph©n tÝch sù lan truyÒn cña sãng b»ng sè
trong ®ã c¸c pho¬ng tr×nh sãng bÒ mÆt ®oîc gi¶i b»ng m¸y tÝnh cã sö dông c¸c s¬ ®å sai ph©n h÷u h¹n.
CÇn chän mét pho¬ng ph¸p tÝnh to¸n thÝch hîp phï hîp víi vÞ trÝ.
Tuy nhiªn, chó ý r»ng víi mét ®oêng bê c¸c ®oêng ®ång s©u th¼ng vw song song víi nhau, sù thay ®æi
vÒ hoíng sãng vw hÖ sè khóc x¹ cã thÓ tÝnh ®oîc theo pho¬ng tr×nh sau:
2Sh
sinD sinD 0 tanh (4.5.3)
L
cosD 0
Kr (4.5.4)
cosD
ë ®©y, L, D vw Do lw chiÒu dwi sãng ë ®é s©u noíc h, gãc tíi cña sãng ë ®é s©u noíc h vw gãc tíi cña
sãng ë noíc s©u (to¬ng øng). H×nh T.4.5.2 vw T.4.5.3 cho hÖ sè khóc x¹ vw hoíng sãng, b»ng c¸ch sö
dông to¬ng øng c¸c pho¬ng tr×nh (4.5.4) vw (4.5.3)
H×nh T.4.5.2. HÖ sè khóc x¹ cña sãng æn ®Þnh t¹i bê cã
c¸c ®oêng ®ång s©u th¼ng vw song song.
(2) Ph¹m vi ¸p dông c¸c tÝnh to¸n khóc x¹ víi sãng æn ®Þnh
- II.53 -
- www.Gia24.vn
C¸c tÝnh to¸n ®ã ¸p dông cho c¸c sãng cã Ýt sù lan to¶ theo hoíng vw d¶i tÇn sè hÑp, vÝ dô, sãng lo¹i
sãng d©ng vw sãng thÇn. Víi c¸c sãng nho sãng do giã cã nhiÒu sù lan to¶ theo hoíng vw d¶i tÇn sè
réng, cÇn tiÕn hwnh tÝnh to¸n khóc x¹ ®èi víi sãng kh«ng æn ®Þnh. Tuy nhiªn, so s¸nh c¸c ®å thÞ cho
biÕt sù thay ®æi vÒ hÖ sè khóc x¹ vw hoíng sãng ®èi víi sãng æn ®Þnh vw sãng kh«ng æn ®Þnh ë mét bê
biÓn cã c¸c ®oêng ®ång s©u th¼ng vw song song nhau, ngoêi ta cã thÓ thÊy chØ cã sù kh¸c nhau nhá
gi÷a sãng æn ®Þnh vw sãng kh«ng æn ®Þnh trong troêng hîp nwy. §iÒu ®ã cã nghÜa lw khi ®Þa h×nh cña
mét bê biÓn ®¬n ®iÖu trong ph¹m vi mw c¸c ®oêng ®ång s©u ®oîc xem lw th¼ng vw song song víi
®oêng bê, sù kh¸c nhau gi÷a c¸c kÕt qu¶ tÝnh town khóc x¹ ®èi víi sãng æn ®Þnh vw sãng kh«ng æn
®Þnh thoêng rÊt nhá, do ®ã c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n khóc x¹ sö dông sãng æn ®Þnh cã thÓ dïng lwm kÕt
qu¶ gÇn ®óng.
H×nh T.4.5.3. §å thÞ cho thÊy sù thay ®æi vÒ hoíng sãng cña
sãng æn ®Þnh ë bê biÓn cã ®oêng sãng s©u th¼ng vw song song.
(3) TÝnh khóc x¹ cho sãng kh«ng æn ®Þnh
(a) Pho¬ng ph¸p tÝnh to¸n
C¸c pho¬ng ph¸p tÝnh to¸n khóc x¹ ®èi víi sãng kh«ng æn ®Þnh bao gåm c¸c pho¬ng ph¸p sau: 1)
pho¬ng ph¸p sãng thwnh phÇn, trong ®ã phæ sãng theo hoíng ®oîc chia ra mét sè thÝch hîp c¸c sãng
thwnh phÇn, tÝnh to¸n khóc x¹ cho mçi lo¹i sãng thwnh phÇn vw hÖ sè khóc x¹ ®èi víi sãng kh«ng æn ®Þnh
®oîc tÝnh b»ng c¸ch lÊy b×nh qu©n gia quyÒn c¸c n¨ng loîng sãng thwnh phÇn; 2) pho¬ng ph¸p trong ®ã
pho¬ng tr×nh c©n b»ng n¨ng loîng sãng hoÆc pho¬ng tr×nh sãng ®é dèc tho¶i ®oîc gi¶i trùc tiÕp b»ng
m¸y tÝnh víi c¸c s¬ ®å sai ph©n h÷u h¹n. VÒ pho¬ng ph¸p sãng thwnh phÇn, pho¬ng tr×nh c©n b»ng n¨ng
loîng ®oîc t×m ra b»ng c¸ch gi¶ ®Þnh n¨ng loîng sãng kh«ng c¾t qua c¸c tia sãng vw ch¶y ®i. §iÒu ®ã cã
nghÜa lw kü thuËt vÒ c¬ b¶n nho nhau trong c¶ hai troêng hîp. Tuy nhiªn, víi pho¬ng ph¸p pho¬ng tr×nh
c©n b»ng n¨ng loîng, khóc x¹ ®oîc tÝnh trong mét vïng nhá nhong h÷u h¹n, cã nghÜa lw hÖ sè khóc x¹
kh«ng trë thwnh v« h¹n ngay c¶ t¹i mét ®iÓm cã thÓ cã hai tia sãng æn ®Þnh héi tô. MÆt kh¸c, pho¬ng ph¸p
pho¬ng tr×nh sãng ®é dèc tho¶i ph¶i lw mét pho¬ng ph¸p gi¶i tÝch chÆt chÏ, nhong khã ¸p dông cho 1
vïng réng khi x¸c ®Þnh hÖ sè khóc x¹ ®èi víi sãng kh«ng æn ®Þnh, chÊp nhËn viÖc sö dông pho¬ng ph¸p
sãng thwnh phÇn, pho¬ng ph¸p nwy hwm ý cã sù xÕp chång tuyÕn tÝnh c¸c hÖ sè khóc x¹ ®èi víi sãng æn
®Þnh vw do ®ã ®¬n gi¶n vw tiÖn lîi. Tuy nhiªn, khi cã sù giao nhau cña c¸c tia sãng x¶y ra trong mét tÝnh
to¸n khóc x¹ ®èi víi 1 sãng thwnh phÇn, cã thÓ sö dông pho¬ng ph¸p c©n b»ng n¨ng loîng ®èi víi c¸c
môc ®Ých thùc tÕ, trõ khi møc ®é giao nhau lín.
(b) ¶nh hoëng cña nhiÔu x¹
Khi sãng noíc s©u bÞ nhiÔu x¹ bëi 1 ®¶o hoÆc 1 mòi ®Êt, phæ sãng thoêng kh¸c víi d¹ng tiªu chuÈn
®· gi¶ ®Þnh ban ®Çu. Do ®ã cÇn sö dông d¹ng phæ sau nhiÔu x¹ khi tiÕn hwnh tÝnh khóc x¹
- II.54 -
- www.Gia24.vn
(c) §å thÞ hÖ sè khóc x¹ vw gãc ®èi víi sãng kh«ng æn ®Þnh ë 1 bê biÓn víi c¸c ®oêng ®ång s©u th¼ng,
song song.
H×nh T.4.5.4 vw T.4.5.5 cho thÊy hÖ sè khóc x¹ Kr vw hoíng sãng chÝnh Dp (to¬ng øng) ®èi víi sãng
kh«ng æn ®Þnh t¹i mét bê cã ®oêng ®ång s©u th¼ng vw song song, víi hoíng chÝnh cña sãng noíc
s©u (Dp)o lwm th«ng sè. Hoíng (Dp)o ®oîc biÓu thÞ lw gãc gi÷a hoíng sãng vw ®oêng ph¸p tuyÕn víi
®oêng ranh giíi cña noíc s©u. Smax lw gi¸ trÞ cùc ®¹i cña th«ng sè biÓu thÞ møc ®é truyÒn theo hoíng
cña n¨ng loîng sãng (xem 4.1.3 [3] Phæ sãng)
. H×nh T.4.5.4. HÖ sè khóc x¹ cña sãng kh«ng æn ®Þnh t¹i bê biÓn cã ®oêng ®ång
s©u th¼ng vw song song
- II.55 -
- www.Gia24.vn
H×nh T.4.5.5 Sù thay ®æi do khóc x¹ trong hoíng chÝnh Dp
cña sãng kh«ng æn ®Þnh ë bê biÓn cã ®oêng ®ång s©u th¼ng vw song song
(4) ë c¸c vÞ trÝ mw ®é s©u noíc kh«ng cßn b»ng kho¶ng 1 nöa chiÒu cao sãng noíc s©u, c¸c sãng biÓu thÞ
c¸c ®Æc tÝnh cña dßng ch¶y h¬n lw c¸c ®Æc tÝnh cña c¸c chuyÓn ®éng sãng. §iÒu nwy cã nghÜa c¸c tÝnh
to¸n khóc x¹ ®èi víi hoíng sãng vw hÖ sè khóc x¹ chØ cã thÓ ¸p dông cho noíc cã ®é s©u Ýt nhÊt b»ng
1 nöa chiÒu cao sãng noíc s©u.
4.5.3. NhiÔu x¹ sãng
[1] NhiÔu x¹
ChiÒu cao sãng trong c¸c vïng mw sãng ®oîc dù liÖu troíc sÏ bÞ ¶nh hoëng lín bëi hiÖn
toîng nhiÔu x¹ do c¸c vËt choíng ng¹i nho ®ª ch¾n sãng hoÆc c¸c ®¶o ph¶i ®oîc tÝnh
to¸n b»ng 1 pho¬ng ph¸p thÝch hîp.
[Chó gi¶i]
NhiÔu x¹ lw mét hiÖn toîng trong ®ã sãng ®i vwo mét vïng ®oîc che ch¾n bëi c¸c vËt nho ®ª ch¾n sãng.
§ã lw hiÖn toîng quan träng nhÊt khi x¸c ®Þnh chiÒu cao sãng trong mét c¶ng. TÝnh chÊt kh«ng æn ®Þnh
cña sãng ph¶i ®ù¬c xÐt ®Õn trong tÝnh to¸n nhiÔu x¹. §èi víi mét c¶ng trong ®ã chiÒu s©u noíc ®oîc gi¶
®Þnh ®ång ®Òu. §· lËp ®oîc c¸c ®å thÞ nhiÔu x¹ cho sãng kh«ng æn ®Þnh ®èi víi mét ®ª ch¾n sãng b¸n v«
h¹n hoÆc mét ®ª ch¾n sãng th¼ng cã ®óng mét cöa vwo. Tû lÖ cña chiÒu cao sãng sau nhiÔu x¹ so víi
chiÒu cao sãng ban ®Çu ®oîc gäi lw hÖ sè nhiÔu x¹ Kd. Nãi c¸ch kh¸c, hÖ sè nhiÔu x¹ Kd ®oîc cho bëi
pho¬ng tr×nh sau:
Kd = Hd/Hi (4.5.10)
- II.56 -
- www.Gia24.vn
trong ®ã:
Hi: ChiÒu cao sãng tíi ngowi c¶ng
Hd: ChiÒu cao sãng trong c¶ng sau nhiÔu x¹.
§å thÞ nhiÔu x¹ vw pho¬ng ph¸p tÝnh nhiÔu x¹ gi¶ ®Þnh r»ng chiÒu s©u noíc trong c¶ng lw ®ång
®Òu. NÕu cã c¸c sù thay ®æi lín vÒ chiÒu s©u noíc trong c¶ng, c¸c sai sè sÏ lín, trong troêng hîp ®ã nªn
nghiªn cøu chiÒu cao sãng trong c¶ng b»ng c¸c thö nghiÖm m« h×nh thuû lùc hoÆc c¸c pho¬ng ph¸p tÝnh
to¸n b»ng sè cã xÐt c¶ khóc x¹.
[ChØ dÉn kü thuËt]
(1) C¸c ®å thÞ nhiÔu x¹ ®èi víi sãng kh«ng æn ®Þnh
C¸c h×nh T.4.5.6 (a) ~ (c) cho c¸c ®å thÞ nhiÔu x¹ gÇn mét ®ª ch¾n sãng b¸n v« h¹n ®èi víi sãng kh«ng
æn ®Þnh víi c¸c th«ng sè lan truyÒn theo hoíng Smax = 10; 25 vw 75. C¸c h×nh T.4.5.6 (a) ~ (l) cho c¸c ®å
thÞ nhiÔu x¹ qua 1 cöa vwo cã B/L = 1; 2; 4; 8 ®èi víi sãng kh«ng æn ®Þnh víi Smax = 10; 25 vw 75.
(2) Xö lý víi sãng tíi xiªn
Khi c¸c sãng ®i tíi mét ®ª ch¾n sãng xiªn chÐo, ®ª nwy cã mét cöa vwo nªn cã ®å thÞ nhiÔu x¹ b»ng mét
tÝnh to¸n b»ng sè. Khi kh«ng lwm ®oîc nho vËy hoÆc khi ®å thÞ nhiÔu x¹ chØ ®oîc yªu cÇu nho mét twi liÖu
hoíng dÉn s¬ loîc, cã thÓ sö dông pho¬ng ph¸p gÇn ®óng nho sau ®©y:
(a) X¸c ®Þnh trôc cña sãng nhiÔu x¹
Khi sãng tíi mét ®ª ch¾n sãng cã mét cöa theo hoíng xiªn, hoíng T cña trôc c¸c sãng nhiÔu x¹ (xem
H×nh T.4.5.8) thay ®æi nhÑ so víi hoíng cña gãc tíi T. B¶ng T.4.5.1 (a)~(c) liÖt kª hoíng cña trôc sãng
nhiÔu x¹ nho mét hwm sè cña tû lÖ B/L cña cöa vwo vw hoíng tíi. C¸c b¶ng nwy ®oîc sö dông ®Ó cã
hoíng T cña trôc c¸c sãng nhiÔu x¹, vw tõ ®ã tû lÖ hiÖu dông B/L cña cöa vwo to¬ng øng víi T cã ®oîc
tõ pho¬ng tr×nh sau ®©y:
B /L = (B/L) sinT (4.5.11)
B¶ng T.4.5.1 Gãc cña trôc sãng khóc x¹ T
a) Smax = 10
Gãc gi÷a ®ª ch¾n sãng vw hoíng ®i tíi cña sãng T
B/L
150 300 450 600
53 (380)
0
58 (280)
0
65 (200)
0
71 (110)
0
1,0
460 (310) 530 (230) 620 (170) 700 (100)
2,0
410 (260) 490 (190) 600 (150) 700 (100)
4,0
b) Smax = 25
Gãc gi÷a ®ª ch¾n sãng vw hoíng ®i tíi cña sãng T
B/L
150 300 450 600
49 (340)
0
52 (220)
0
61 (160)
0
70 (100)
0
1,0
410 (260) 470 (170) 570 (120) 670 (70)
2,0
360 (210) 420 (120) 540 (90) 650 (50)
4,0
c) Smax = 75
Gãc gi÷a ®ª ch¾n sãng vw hoíng ®i tíi cña sãng T
B/L
150 300 450 600
0 0 0 0
55 (100)
0
660 (60)
1,0 41 (26 ) 45 (15 )
360 (210) 410 (110) 520 (70) 640 (40)
2,0
0 0 0 0
490 (40) 620 (20)
4,0 30 (15 ) 36 (6 )
Chó thÝch : Gãc trong ngoÆc ®¬n lw gãc lÖch so víi gãc ®i tíi
- II.57 -
nguon tai.lieu . vn
