Lưu ý chung: đáp số cho các bài tập này chỉ có độ chính xác tương đối vì khi tính toán vận chuyển bùn cát các công thức kinh nghiệm sử dụng hệ số biến thiên trong một khoảng khá rộng.
1. Tính mật độ nước biển có độ mặn 32‰ ở nhiệt độ 20°C.
Đáp số: 998.4 kg/m3
2. Tính độ nhớt của nước sông ở 20°C
Đáp số: 1.002 × 10-6 m2/s
3. Tính vận tốc ma sát đối với dòng chảy dều trong sông có độ sâu 1 m, độ dốc 1:100.
Đáp số: 0.10 m/s
4. Với đáy sông có độ gồ ghề 1 mm, độ dốc 1%, độ sâu nước 1 m, hãy xác định chế độ chảy trong trong hợp dòng chảy đều.
Gợi ý: chế độ chảy thành nhám.
5. So sánh bề dày lớp nhớt δv, với z0 trong trường hợp (a) dòng chảy thành trơn, (b) dòng chảy thành nhám như ở VD 4.
6. Với số liệu như VD 4, hãy tính vận tốc trung bình trong lớp logarit (coi ≈ 20% độ sâu nước).
Gợi ý: 1.93 m/s
7. Ước tính gián tiếp ks và τb theo vận tốc thực đo trong phạm vi lớp logarit của dòng chảy, như sau:
| Độ cao z (m) | Vận tốc u (m/s) |
|---|---|
| 0.1 | 0.67 |
| 0.2 | 0.64 |
| 0.4 | 0.58 |
| 0.6 | 0.53 |
8. Xác định đường kính trung vị của mẫu bùn cát [28]. Tính φ và cho biết loại bùn cát (theo kích thước). Ước tính độ rỗng của mẫu bùn cát.
9. Hãy xây dựng công thức tính tốc độ chìm đều của hạt trong trường hợp chế độ chảy tầng.
10. Tính tốc độ chìm lắng của hạt cát đường kính 0.5 mm trong nước ngọt (20°C).
Đáp số: 0.15 m/s
11. Hãy xây dựng biểu thức tính ws trong chế độ chảy trung gian.
Gọi ý: Lấy CD theo công thức tổng quát : CD = a + b/Re, thay vào công thức ws để nhận được phuong trình bậc hai cho ws.
12. Tính ws cho hạt ở VD 10 nhưng theo công thức Zanke (1977).
13. Với hạt bùn cát có tham số đường kính hạt D* = 5.05, hãy xác định thông số Shields phân giới.
14. Xác định thông số Shields phân giới cho VD 13 trong trường hợp đáy dốc xuôi dòng với độ dốc 1%.
15. Tính thông số Shields phân giới cho VD 13 với trường hợp hạt trên mái kênh có độ dốc ngang m = 3.
Đáp số: 0.0406
16. Ứng với điều kiện độ sâu nước 1.5 m, vận tốc dòng chảy trung bình 0.8 m/s, hãy xác định dạng đáy cát (d50 = 0.2 mm). Sử dụng hai cách phân loại Simpson-Richardson và Van Rijn.
17. Hãy xác định độ nhám hiệu quả của đáy cho trường hợp bài kiểm tra số 5.
Đáp số: 0.061 m
18. Biết rằng .
Hãy viết biểu thức liên hệ giữa (f, f’, f’’) , (θ, θ’ , θ’’) và (C, C’, C’’).
19. Tính hệ số Chezy trường hợp VD 17.
Đáp số: 44.46 m/s
20. So sánh theo cách tính của Van Rijn và của Engelund với số liệu VD 17.
Gợi ý: 2.07 N/m2 theo Van Rijn
21. Tính chiều cao bước nhảy vận tốc di chuyển trên đáy với điều kiện bùn cát, dòng chảy ở VD 16.
22. Sử dụng số liệu VD 17 và 19 để tính lưu lượng VCBC dáy theo phương pháp Meyer-Peter-Müller.
Gợi ý: 1.66×10-5 m3/s/m theo MPM. So sánh thêm với 1.48×10-5 m3/s/m theo Kalinske-Frijlink.
23. Sử dụng số liệu VD 17 và 19 để tính lưu lượng VCBC dáy theo phương pháp Van Rijn.
24. Tính lưu lượng VCBC với số liệu: tốc độ dòng chảy 0.5 m/s, tốc độ phân giới 0.33 m/s, độ sâu 1 m, đường kính hạt 0.2 mm.
25. Tính lưu lượng VCBC đáy cho trường hợp VD 24 nhưng tại vị trí đáy có độ dốc xuôi dòng 1.5% và mái dốc ngang m = 4.
26. Viết biểu thức phân bố nồng độ bùn cát lơ lửng theo độ sâu, biết ws = 0.02 m/s và εs = 0.1 m/s.
27. Ước tính tốc độ lắng chìm của hạt trong nước có nồng độ (hàm lượng) bùn cát c = 50 g/m3.
Đáp số: 0.020 m/s
28. Vẽ biểu đồ phân bố nồng độ bùn cát lơ lửng theo độ sâu, biết Z = 2, ca = 10-4, h = 1 m, và a = 0.001 m.
29. Tính nồng độ bùn cát tại mức tham chiếu cho số liệu bùn cát D* = 5.05 và T = 5.8.
Đáp số: ca = 0.134 tại a = 0.6 mm theo Van Rijn, ca = 0.034 tại a = 5.18 mm theo Smith-Mc Lean.
30. Xác định nồng độ tham chiếu trên đỉnh gợn cát hoặc sóng cát theo số liệu bài kiểm tra.
31. Mẫu bùn cát có d16 = 0.15 mm, d50 = 0.2 mm, d84 = 0.25 mm. Tính đường kính đại diện cho bùn cát lơ lửng.
32. Sử dụng kết quả tính lưu lượng VCBC đáy VD 22 để tính lưu lượng VCBC lơ lửng theo Bijker.
33. Sử dụng công thức Van Rijn để tính lưu lượng VCBC lơ lửng.
34. Tính lưu lượng VCBC tổng cộng theo công thức Bagnold.
35. Tính ứng suất tiếp tại đáy biển do sóng gây ra, với điều kiện sóng H = 1 m, chu kì T = 8 s, độ sâu nước 5 m, độ nhám (gồ ghề) đáy 0.2 m.
36. Với điều kiện sóng như ở VD 35 và dòng chảy ở cùng vị trí có = 0.5 m/s, hãy tính ứng suất trung bình tổng hợp do sóng và dòng chảy gây ra theo:
GV Nguyễn Quang Chiến, bộ môn Quản lý tổng hợp vùng ven biển.