1. Bµi gi¶ng tãm t¾t m«n häc C«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn Ng­êi so¹n:PGS.TS Vò UyÓn DÜnh
Líp cao häc c«ng tr×nh BiÓn. Th¸ng 8 n¨m 2008 ViÖn X©y dùng C«ng tr×nh BiÓn- §HXD 1
2.3. Dù b¸o sãng do giã
2.3.1. Ph©n vïng vµ nguyªn lý dù b¸o sãng
Sãng do giã g©y ra lµ nguyªn nh©n chÝnh t¸c ®éng tíi c¸c c«ng tr×nh ven bê (ngo¹i
trõ c¸c sãng biÓn do ®Þa chÊn g©y ra). Sãng do giã phô thuéc vµo c¸c yÕu tè t¹o sãng (tèc
®é giã, ®µ giã, thêi gian giã thæi...) vµ c¸c yÕu tè lµm suy yÕu sãng (ma s¸t ®¸y, ®é s©u
n­íc, ®Þa h×nh ®¸y vµ ®­êng bê biÓn). Sãng lan truyÒn tõ ngoµi kh¬i vµo bê, khi qua c¸c
vïng cã ®é s©u n­íc kh¸c nhau, c¸c ®Æc tr­ng cña sãng sÏ thay ®æi ®¸ng kÓ vÒ h×nh d¹ng,
kÝch th­íc, n¨ng l­îng…. V× vËy qu¸ tr×nh tÝnh sãng, dï theo lý thuyÕt, tiªu chuÈn, quy
ph¹m nµo hay theo ph­¬ng ph¸p nµo còng ®­îc xuÊt ph¸t tõ vïng n­íc s©u (n¬i c¸c
th«ng sè sãng kh«ng chÞu ¶nh h­ëng cña ma s¸t ®¸y biÓn) lan truyÒn vµo vïng n­íc n«ng
(vïng chÞu ¶nh h­ëng ma s¸t ®¸y biÓn) ®Õn vïng sãng vì (vïng sãng mÊt æn ®Þnh, mÆt
sãng bÞ biÕn d¹ng, kh«ng cßn gi÷ ®­îc h×nh d¹ng liªn tôc), vµ cuèi cïng lµ vïng sãng leo
khi sãng tiÕp cËn víi c«ng tr×nh.
Cã nhiÒu tiªu chÝ ®Ó ph©n vïng tÝnh sãng, ®¬n gi¶n vµ phæ biÕn nhÊt lµ ph©n theo ®é
s©u t­¬ng ®èi d/L, trong ®ã d lµ ®é s©u vïng n­íc tÝnh to¸n, L lµ chiÒu dµi sãng:
d 1
- Vïng n­íc s©u: ³
L 2
1 d 1
- Vïng n­íc n«ng: < <
20 L 2
d 1
- Vïng ven bê : £
L 20
Khi ®é s©u n­íc d gi¶m nhá tíi mét ®é s©u giíi h¹n nµo ®ã th× xuÊt hiÖn hiÖn
t­îng sãng vì. §é s©u giíi h¹n ®ã gäi lµ ®é s©u sãng vì, ký hiÖu dcr (hoÆc db). Vïng
n­íc cã d £ dcr gäi lµ vïng sãng vì. Sau khi bÞ vì, sãng tiÕp tôc lan truyÒn vµo bê,
møc ®é biÕn d¹ng cña h×nh d¹ng mÆt sãng tïy thuéc vµo ®é s©u n­íc d vïng ven bê.
Do c¬ chÕ t¹o thµnh sãng phøc t¹p, c¸c ®Æc tr­ng cña sãng cã tÝnh chÊt ®a d¹ng vµ
ngÉu nhiªn, phô thuéc vµo kh«ng gian, thêi gian vµ nhiÒu yÕu tè m«i tr­êng… nªn viÖc
m« t¶ thËt ®óng ®¾n, tÝnh to¸n thËt chÝnh x¸c c¸c th«ng sè sãng lµ khã cã thÓ thùc hiÖn.
Do vËy, c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu vÒ sãng ®­îc ®­a ra d­íi d¹ng dù b¸o. HiÖn nay ®· cã rÊt
nhiÒu tµi liÖu h­íng dÉn tÝnh to¸n dù b¸o sãng do giã theo c¸c c«ng thøc kinh nghiÖm,
theo c¸c b¶ng biÓu hoÆc c¸c biÓu ®å ®· lËp s½n theo hai tr­êng ph¸i c¬ b¶n, trong ®ã
tr­êng ph¸i thø nhÊt dù b¸o c¸c th«ng sè sãng theo c¸c gi¸ trÞ trung b×nh (tiªu chuÈn thiÕt

2. Bµi gi¶ng tãm t¾t m«n häc C«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn Ng­êi so¹n:PGS.TS Vò UyÓn DÜnh
Líp cao häc c«ng tr×nh BiÓn. Th¸ng 8 n¨m 2008 ViÖn X©y dùng C«ng tr×nh BiÓn- §HXD 2
kÕ 22 TCN 222-95 cña ViÖt Nam, lÊy theo tiªu chuÈn cña Nga) vµ tr­êng ph¸i thø hai c¸c
th«ng sãng ®­îc dù b¸o theo c¸c gi¸ trÞ cã ý nghÜa (sö dông trong c¸c tiªu chuÈn, quy
ph¹m cña c¸c n­íc T©y ¢u, B¾c Mü, NhËt vµ nhiÒu n­íc kh¸c).
2.3.2. C¸c yÕu tè t¹o sãng
TÝnh to¸n sãng do giã lµ viÖc x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè sãng trªn c¬ së d÷ liÖu vÒ giã,
c¸c tham sè quan träng cña giã trong tÝnh to¸n sãng bao gåm:
· Tèc ®é giã, kÝ hiÖu Vw (hoÆc U10) lµ tèc ®é giã t¹i ®é cao 10 m trªn mùc n­íc
biÓn.
· §µ giã hoÆc chiÒu dµi ®µ giã, ký hiÖu D hoÆc F (Fetch) ( x¸c ®Þnh theo 2.13)
· Thêi gian giã thæi (thêi gian kÐo dµi cña giã), ký hiÖu t, lµ thêi gian t¹o sãng
ph¸t triÓn. Trong tÝnh to¸n cÇn x¸c ®Þnh tmin, nghÜa lµ thêi gian ®Ó sãng ph¸t triÓn hoµn
toµn, chiÒu cao sãng vµ chu kú sãng ®¹t tíi gi¸ trÞ kh«ng ®æi (xem môc 2.14).
· H­íng giã chÝnh (h­íng giã thæi), c¸c sãng ®­îc gi¶ thiÕt lµ truyÒn theo h­íng
giã thæi, mÆc dï ë biÓn sãng cã thÓ truyÒn víi gãc 450 so víi h­íng giã chÝnh.
2.3.3. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè sãng theo tiªu chuÈn ViÖt Nam
C¸c th«ng sè sãng chñ yÕu, sö dông trong thiÕt kÕ c¸c c«ng tr×nh biÓn nãi chung
lµ chiÒu cao sãng, chu kú sãng, chiÒu dµi sãng, ®é v­ît cao cña ®Ønh sãng trªn mùc n­íc
tÝnh to¸n trong tõng vïng.
1. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè sãng vïng n­íc s©u
a) Tr­êng hîp giã thæi th¼ng gãc hay gÇn th¼ng gãc víi ®­êng bê (bê biÓn th¼ng, kh«ng bÞ
®¶o ¸n ng÷), sö dông ®å thÞ h×nh 2.5, t×m ®­îc c¸c th«ng sè sãng vïng n­íc s©u nh­ sau:
· ChiÒu cao trung b×nh vµ chu kú trung b×nh cña sãng
· ChiÒu cao sãng cã møc ®¶m b¶o i% x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
Hi% = k i H0 (2.9)
ki hÖ sè ®¶m b¶o i%, phô thuéc vµo tû sè gD/Vw2 cho trªn h×nh 2.6.

3. Bµi gi¶ng tãm t¾t m«n häc C«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn Ng­êi so¹n:PGS.TS Vò UyÓn DÜnh
Líp cao häc c«ng tr×nh BiÓn. Th¸ng 8 n¨m 2008 ViÖn X©y dùng C«ng tr×nh BiÓn- §HXD 3

4. Bµi gi¶ng tãm t¾t m«n häc C«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn Ng­êi so¹n:PGS.TS Vò UyÓn DÜnh
Líp cao häc c«ng tr×nh BiÓn. Th¸ng 8 n¨m 2008 ViÖn X©y dùng C«ng tr×nh BiÓn- §HXD 4
· §é cao cña ®Ønh sãng trªn mùc n­íc tÝnh to¸n h ®­îc x¸c ®Þnh theo h×nh 2.7. øng víi
Hi d
gi¸ trÞ 2
®· cho vµ tû sè = 0,5
gT L0
gT 2
· ChiÒu dµi trung b×nh sãng vïng n­íc s©u : L0 = (2.10)
2p
H×nh 2.7. §å thÞ x¸c ®Þnh gi¸ trÞ h/Hi (vïng
H×nh 2.6. §å thÞ x¸c ®Þnh gi¸ trÞ c¸c hÖ sè ki
n­íc n«ng) vµ hsur /Hi (vïng sãng vì)
b) Tr­êng hîp bê biÓn cã h×nh d¹ng phøc t¹p, c¸c th«ng sè sãng ®­îc x¸c ®Þnh t­¬ng tù
nh­ tr­êng hîp tÝnh ®µ giã. Tia chÝnh lµ ®­êng th¼ng tõ ®iÓm tÝnh sãng ®Õn bê cã ph­¬ng
trïng víi h­íng giã, vÏ thªm 3 tia víi b­íc gãc Da = 22,50 vÒ hai phÝa cña tia chÝnh,
chiÒu dµi c¸c tia ký hiÖu Ln (n = ± 2, ± 3, ±4) . §µ giã tÝnh to¸n Dn lµ h×nh chiÕu cña Ln
lªn tia chÝnh (h×nh 2.8). C¨n cø vµo tèc ®é giã Vw vµ Dn ®· biÕt, x¸c ®Þnh c¸c gi¸ trÞ H n
theo h×nh 2.5 nh­ tr­êng hîp a). ChiÒu cao trung b×nh cña sãng ë vïng n­íc s©u khi bê
biÓn cã h×nh d¹ng phøc t¹p x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
H = 0,1 25H1 + 21(H 2 + H 22 ) + 13(H 3 + H 23 ) + 3,5(H 2 + H 24 )
2
2 -
2
- 4 - (2.11)
c) Tr­êng hîp bê biÓn cã nhiÒu ®¶o ¸n ng÷
Gi¶ sö phÝa tr­íc ®iÓm tÝnh to¸n cã nhiÒu vËt c¶n d¹ng ®¶o víi kÝch th­íc gãc c n
cña c¸c ®¶o nhá h¬n 22,50. Tõ ®iÓm tÝnh to¸n, t¹o n h×nh qu¹t víi hai c¹nh h×nh qu¹t n»m
c¸ch tia chÝnh mét gãc ± 11,250 (h×nh 2.9). ChiÒu cao trung b×nh cña sãng trong h×nh qu¹t
n ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
kn ln
Hn = å cni H 2
ni + å n njH 2
nj (2.12)
i =1 j=1

5. Bµi gi¶ng tãm t¾t m«n häc C«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn Ng­êi so¹n:PGS.TS Vò UyÓn DÜnh
Líp cao häc c«ng tr×nh BiÓn. Th¸ng 8 n¨m 2008 ViÖn X©y dùng C«ng tr×nh BiÓn- §HXD 5
H×nh 2.8. S¬ ®å x¸c ®Þnh chiÒu cao sãng ®èi víi bê biÓn phøc t¹p
c) Tr­êng hîp bê biÓn cã nhiÒu ®¶o ¸n ng÷
Gi¶ sö phÝa tr­íc ®iÓm tÝnh to¸n cã nhiÒu vËt c¶n d¹ng ®¶o víi kÝch th­íc gãc c n
cña c¸c ®¶o nhá h¬n 22,50. Tõ ®iÓm tÝnh to¸n, t¹o n h×nh qu¹t víi hai c¹nh h×nh qu¹t n»m
c¸ch tia chÝnh mét gãc ± 11,250 (h×nh 2.9). ChiÒu cao trung b×nh cña sãng trong h×nh qu¹t
n ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
kn ln
Hn = å cni H 2 + å n njH 2
ni nj (2.12)
i =1 j=1
trong ®ã:
• c ni - kÝch th­íc gãc cña vËt c¶n thø i (i=1,2,3,…kn) vµ n nj - kho¶ng hë thø j
(j=1,2,3,…ln), tÝnh cho gãc 22,50 cña h×nh qu¹t thø n.
• H ni - chiÒu cao trung b×nh cña sãng, x¸c ®Þnh tõ h×nh 2.5 víi tèc ®é giã VW (®· cho)
vµ ®µ giã Dni (h×nh chiÕu cña kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm tÝnh to¸n ®Õn vËt c¶n thø i lªn tia chÝnh).
• H nj - chiÒu cao trung b×nh cña sãng, x¸c ®Þnh tõ h×nh 2.5 víi ®µ giã Dnj (h×nh chiÕu
cña kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm tÝnh to¸n ®Õn bê khuÊt giã trong kho¶ng hë thø j lªn tia chÝnh).
H×nh 2.9. S¬ ®å x¸c ®Þnh chiÒu cao sãng ®èi víi bê biÓn cã nhiÒu ®¶o ¸n ng÷

6. Bµi gi¶ng tãm t¾t m«n häc C«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn Ng­êi so¹n:PGS.TS Vò UyÓn DÜnh
Líp cao häc c«ng tr×nh BiÓn. Th¸ng 8 n¨m 2008 ViÖn X©y dùng C«ng tr×nh BiÓn- §HXD 6
Chó ý:
gd L
- C¸c th«ng sè sãng ®­îc x¸c ®Þnh theo vïng n­íc s©u khi 2
³ 3 hoÆc d ³ 0
Vw 2
- H×nh d¹ng ®­êng bê ®­îc coi lµ phøc t¹p nÕu Lmax / Lmin ³ 2 víi Lmax lµ chiÒu dµi
tia dµi nhÊt, Lmin lµ chiÒu dµi tia ng¾n nhÊt trong sè c¸c tia vÏ tõ ®iÓm tÝnh to¸n sãng
trong ph¹m vi h×nh qu¹t ± 450 ë hai bªn tia chÝnh cho ®Õn ®iÓm giao c¾t víi ®­êng bê
(h×nh 2.9), c¸c ch­íng ng¹i cã kÝch th­íc t¹o gãc më £ 22,50 .
2. C¸c th«ng sè sãng n­íc n«ng
Khi sãng ch­a bÞ vì, sù thay ®æi c¸c th«ng sè sãng phô thuéc vµo ®é dèc ®¸y biÓn,
ký hiÖu i , ph©n thµnh 3 tr­êng hîp tÝnh to¸n:
gH gT
a) Tr­êng hîp ®é dèc ®¸y biÓn nhá (i £ 0,001), c¸c gi¸ trÞ 2
vµ ®­îc x¸c
Vw Vw
gd gD
®Þnh theo c¸c ®­êng cong øng víi c¸c gi¸ trÞ 2
(ë trôc tung bªn ph¶i) vµ gi¸ trÞ
Vw Vw 2
gt
hoÆc (trªn trôc hoµnh) cña ®å thÞ h×nh 2.5.
Vw
b) Tr­êng hîp ®é dèc ®¸y biÓn lín (i ³ 0,002), chiÒu cao sãng cã suÊt ®¶m b¶o i%
t¹i vïng n­íc cã ®é s©u d x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
H i% = k L k R k T k i H 0 (2.13)
trong ®ã: kL - hÖ sè biÕn h×nh, lÊy theo ®­êng cong 1 trªn h×nh 2.10
a0
kR - hÖ sè khóc x¹, k R = ; víi a0 lµ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c tia sãng c¹nh
a
nhau ë vïng n­íc s©u, a lµ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c tia trªn nh÷ng ®iÓm vïng n­íc n«ng. S¬
®å vµ ®å thÞ ®Ó dùng mÆt b»ng khóc x¹ cho trªn h×nh 2.11 (22TCN.222.95). Cã thÓ tÝnh
to¸n khóc x¹ theo mét sè tµi liÖu kh¸c.
kT - hÖ sè tæng hîp c¸c tæn thÊt, lÊy theo b¶ng 2. 7 ; khi i ³ 0,03 th× lÊy kT = 1
ki - hÖ sè ®¶m b¶o chiÒu cao sãng i%, cho trªn h×nh 2.5
H×nh 2.10. §å thÞ x¸c ®Þnh hÖ sè kL vµ ®¹i l­îng d/L

7. Bµi gi¶ng tãm t¾t m«n häc C«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn Ng­êi so¹n:PGS.TS Vò UyÓn DÜnh
Líp cao häc c«ng tr×nh BiÓn. Th¸ng 8 n¨m 2008 ViÖn X©y dùng C«ng tr×nh BiÓn- §HXD 7
B¶ng 2.7 . HÖ sè tæng hîp c¸c tæn thÊt kT
§é s©u t­¬ng ®èi HÖ sè kT
d/L0 i= 0,025 i= 0,02 ¸0,002
0,01 0,02 0,66
0,02 0,85 0,72
0,03 0,87 0,76
0,04 0,89 0,78
0,06 0,90 0,81
0,08 0,92 0,84
0,1 0,93 0,86
0,2 0,96 0,92
0,3 0,98 0,95
0,4 0,99 0,98
³0,5 1,00 1,00
H×nh 2.11. S¬ ®å vµ ®å thÞ dùng mÆt b»ng khóc x¹
c) Tr­êng hîp sãng lan truyÒn tõ vïng n­íc n«ng cã ®é dèc ®¸y i £ 0,001 vµo vïng cã
®é dèc ®¸y i ³ 0,002 th× c¸c th«ng sè sãng cã trÞ sè b»ng gi¸ trÞ trung b×nh cña kÕt qu¶
tÝnh øng víi hai ®é dèc ®¸y trªn (tr­êng hîp a, b) hoÆc tÝnh theo (2.13).

8. Bµi gi¶ng tãm t¾t m«n häc C«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn Ng­êi so¹n:PGS.TS Vò UyÓn DÜnh
Líp cao häc c«ng tr×nh BiÓn. Th¸ng 8 n¨m 2008 ViÖn X©y dùng C«ng tr×nh BiÓn- §HXD 8
Chó ý:
- X¸c ®Þnh chiÒu cao trung b×nh cña sãng n­íc n«ng t¹i vïng cã ®é s©u n­íc d cÇn tháa
L
m·n ®iÒu kiÖn d £ 0 , ®ång thêi d ph¶i lín h¬n ®é s©u sãng b¾t ®Çu bÞ vì (dcr).
2
- ChiÒu dµi sãng truyÒn tõ vïng n­íc s©u vµo n­íc n«ng ®­îc x¸c ®Þnh theo h×nh
2.6, trong ®ã chu kú sãng ®­îc lÊy b»ng chu kú sãng vïng n­íc s©u.
3. C¸c th«ng sè sãng vì
H 1
Sãng vì xuÊt hiÖn khi ®é dèc sãng v­ît qu¸ ®é dèc sãng giíi h¹n d = ³
L 7
Sãng vì cã thÓ x¶y ra t¹i tÊt c¶ c¸c vïng n­íc cã ®é s©u kh¸c nhau. ë c¸c vïng
n­íc s©u (d/L >0,5), khi tÝnh to¸n th­êng bá qua ¶nh h­ëng cña ®¸y biÓn. ë vïng n­íc
trung gian (0,05 <d/L <0,5), ®Æc biÖt lµ vïng n­íc n«ng (d/L <0,05), viÖc tÝnh to¸n sãng
vì lµ b¾t buéc.
Hai ®Æc tr­ng c¬ b¶n cña sãng vì lµ ®é s©u sãng vì vµ chiÒu cao sãng vì. TÝnh
to¸n sãng vì lµ x¸c ®Þnh hai ®Æc tr­ng c¬ b¶n trªn trong vïng sãng vì (vïng ®­îc x¸c
®Þnh tõ vÞ trÝ b¾t ®Çu x¶y ra hiÖn t­îng sãng vì ®Õn vÞ trÝ sãng vì lÇn cuèi trong qu¸ tr×nh
sãng lan truyÒn vµo bê).
Theo Tiªu chuÈn ViÖt Nam, tÝnh to¸n sãng vì ®­îc thùc hiÖn b»ng c¸c ®å thÞ nh­
sau:
· X¸c ®Þnh ®é s©u l©m giíi t¹i vÞ trÝ sãng vì lÇn thø nhÊt (dcr)
BiÕt ®é dèc b·i biÓn i, thö ®óng dÇn theo tr×nh tù: gi¶ thiÕt mét d·y c¸c trÞ sè ®é
s©u d, x¸c ®Þnh c¸c gi¸ trÞ chiÒu cao sãng H vïng n­íc n«ng øng víi c¸c sè liÖu giã ®·
cho, råi theo c¸c ®­êng cong 2, 3, 4 trªn h×nh 2.10 mµ t×m ®­îc c¸c gi¸ trÞ dcr/L0 t­¬ng
øng trªn trôc hoµnh, tõ ®ã cã c¸c gi¸ trÞ dcr. TrÞ sè dcr nµo trïng víi mét trong c¸c ®é s©u
d ®· gi¶ thiÕt sÏ lµ ®é s©u sãng vì tÝnh to¸n.
· X¸c ®Þnh ®é s©u l©m giíi t¹i vÞ trÝ sãng vì lÇn cuèi (dcru)
§é s©u t¹i vÞ trÝ sãng vì lÇn cuèi khi ®é dèc ®¸y kh«ng ®æi ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng
thøc:
d cru = k n -1d cr
u (2.14)
trong ®ã: • ku - hÖ sè, cho trong b¶ng 2.8
• n - sè lÇn sãng vì (kÓ c¶ sãng vì lÇn thø nhÊt), lÊy víi c¸c sè 2,3 vµ 4 sao
cho tho¶ m·n bÊt ph­¬ng tr×nh:
k n - 2 ³ 0,43 ; k n -1 < 0,43
u u (2.15)
Chó ý : - C¸c hÖ sè ku hoÆc tÝch sè c¸c hÖ sè kh«ng ®­îc lÊy nhá h¬n 0,35.

9. Bµi gi¶ng tãm t¾t m«n häc C«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn Ng­êi so¹n:PGS.TS Vò UyÓn DÜnh
Líp cao häc c«ng tr×nh BiÓn. Th¸ng 8 n¨m 2008 ViÖn X©y dùng C«ng tr×nh BiÓn- §HXD 9
- Khi ®é dèc ®¸y i >0,05 th× lÊy dcr = dcru
- Khi ®é dèc ®¸y thay ®æi, lÊy dcru theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n liªn tiÕp c¸c ®é s©u l©m
giíi ®èi víi c¸c ®o¹n cã ®é dèc ®¸y kh«ng ®æi.
B¶ng 2.8. HÖ sè ku
§é dèc ®¸y i 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05
HÖ sè ku 0,75 0,63 0,56 0,5 0,45 0,42 0,4 0,37 0,35
· ChiÒu cao sãng suÊt ®¶m b¶o 1% trong vïng sãng vì (Hsur1%) ®­îc x¸c ®Þnh ®èi víi c¸c
®é dèc ®¸y i cho tr­íc theo c¸c ®­êng cong 2, 3, 4 trªn h×nh 2.10. C¸ch x¸c ®Þnh lµ c¨n cø
vµo gi¸ trÞ d/L0 ®· biÕt, t×m trÞ sè H sur1% / gT 2 trªn trôc tung, tõ ®ã tÝnh ra Hsur1%
· ChiÒu dµi sãng trung b×nh trong vïng sãng vì, ký hiÖu Lsur x¸c ®Þnh theo ®­êng cong
bao trªn cïng h×nh 2.12 : tõ gi¸ trÞ d/L0 vµ H i% / gT 2 ®· biÕt, t×m trÞ sè Lsur / L0 , tõ ®ã tÝnh
ra Lsur .
· ChiÒu cao ®Ønh sãng trªn mùc n­íc tÝnh to¸n, ký hiÖu hcsur x¸c ®Þnh theo c¸c ®­êng
cong trªn h×nh 2.6 øng víi c¸c gi¸ trÞ d/L0 vµ H i% / gT 2 ®· biÕt.
Trong c¸c tr­êng hîp trªn, chu kú sãng T ®­îc lÊy b»ng chu kú sãng ë vïng n­íc
s©u.
H×nh 2.12. §å thÞ x¸c ®Þnh chiÒu dµi sãng vïng n­íc n«ng vµ vïng sãng vì

10. Bµi gi¶ng tãm t¾t m«n häc C«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn Ng­êi so¹n:PGS.TS Vò UyÓn DÜnh
Líp cao häc c«ng tr×nh BiÓn. Th¸ng 8 n¨m 2008 ViÖn X©y dùng C«ng tr×nh BiÓn- §HXD 10
2.3.4. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè sãng theo ph­¬ng ph¸p thèng kª
1. Thèng kª sãng theo sè liÖu quan s¸t
Quy ph¹m ë c¸c n­íc ph­¬ng T©y th­êng sö dông chiÒu cao sãng x¸c ®Þnh tõ
ph©n tÝch thèng kª c¸c sè liÖu thùc ®o hoÆc c¸c sè liÖu thu thËp trong nhiÒu n¨m. Gi¶ sö
sè liÖu thu ®­îc cña mét tr¹ng th¸i biÓn cùc h¹n gåm N con sãng liªn tôc vµ riªng biÖt,
s¾p xÕp chiÒu cao N con sãng ®ã theo thø tù gi¶m dÇn (hoÆc t¨ng dÇn), c¸c ®Æc tr­ng cña
chiÒu cao sãng thèng kª ®­îc ®Þnh nghÜa nh­ sau:
• ChiÒu cao sãng cã ý nghÜa hay chiÒu cao sãng 1/3, ký hiÖu H1/3 , lµ gi¸ trÞ trung b×nh cña
1/3 sè sãng cã chiÒu cao lín nhÊt trong liÖt c¸c gi¸ trÞ thùc ®o.
• ChiÒu cao sãng trung b×nh H lµ trung b×nh céng chiÒu cao cña N con sãng quan s¸t
®­îc, x¸c ®Þnh theo biÓu thøc:
1 N
H= å Hi
N i =1
(2.16
Víi Hj lµ chiÒu cao con sãng thø j quan s¸t ®­îc
• ChiÒu cao sãng ®¶m b¶o Hn% lµ chiÒu cao trung b×nh cña n% con sãng lín nhÊt trong
liÖt c¸c gi¸ trÞ thùc ®o, vÝ dô H10% lµ gi¸ trÞ trung b×nh cña N/10 con sãng lín nhÊt trong
liÖt sè liÖu ®· s¾p xÕp.
2. Thèng kª chiÒu cao sãng trong tr¹ng th¸i biÓn ng¾n h¹n
• Tr¹ng th¸i biÓn ng¾n h¹n lµ tr¹ng th¸i biÓn ®­îc xem xÐt trong mét thêi gian t­¬ng ®èi
ng¾n (th­êng tÝnh theo mét c¬n b·o hoÆc tÝnh trong vµi giê). Trong kho¶ng thêi gian nµy,
chiÒu cao sãng tu©n theo luËt ph©n bè Rayleigh:
2H i æ H i2 ö
p(H i ) = 2 expç - 2 ÷
ç H ÷ (2.17)
H è ø
H æ H 2 ö
p(H i ) = i2 expç - i2 ÷ (2.18)
2s h ç 8s ÷
è h ø
trong ®ã:
H 2 å é(Hi )2 f (Hi ) ù
= ë û (2.19)
å [f (Hi )]
Hi - chiÒu cao c¸c con sãng thùc ®o
f(Hi) - sè lÇn xuÊt hiÖn con sãng thø i
sh - ph­¬ng sai cña c¸c gi¸ trÞ cùc ®¹i cña ®é lÖch mÆt sãng trªn mùc n­íc tÜnh h
• X¸c xuÊt ®Ó c¸c gi¸ trÞ chiÒu cao sãng H lín h¬n gi¸ trÞ Hi nµo ®ã x¸c ®Þnh theo c«ng
thøc:

11. Bµi gi¶ng tãm t¾t m«n häc C«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn Ng­êi so¹n:PGS.TS Vò UyÓn DÜnh
Líp cao häc c«ng tr×nh BiÓn. Th¸ng 8 n¨m 2008 ViÖn X©y dùng C«ng tr×nh BiÓn- §HXD 11
Hi
2H i - Hi2 / H2
p(H > H i ) = 1 - ò H2
e
(2.20)
0
2 2
= e - Hi / H
• ChiÒu cao sãng Hrms (root-mean-square height) cã gi¸ trÞ:
H rms = H 2 (2.21)
KÕt qu¶ thùc nghiÖm vµ tÝnh to¸n c¸c sè liÖu thùc ®o theo quy luËt ph©n bè
Rayleigh cho quan hÖ gÇn ®óng nh­ sau:
Hs = 1,416 Hrms » 2 H rms
H1% = 2,36 Hrms (2.22)
H10% = 1,8 Hrms
H = 0,886 Hrms
Trong ®ã: Hs- chiÒu cao sãng ®¸ng kÓ (chiÒu cao trung b×nh cña 1/3 sè sãng cã
chiÒu cao lín nhÊt trong b¶n ghi sãng cña tr¹ng th¸i biÓn ng¾n h¹n).
Khi gi¸ trÞ trung b×nh cña h ®­îc thõa nhËn b»ng kh«ng, kÕt qu¶ tÝnh to¸n cho thÊy
sù liªn hÖ gi÷a chiÒu cao sãng ®¸ng kÓ Hs víi sh trong (2.18) nh­ sau:
Hs = 4 sh (2.23)
3. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè sãng theo phæ n¨ng l­îng sãng
Thèng kª sè liÖu quan tr¾c thùc ®o cho thÊy tung ®é cña mÆt sãng biÓn (®é chªnh
mÆt sãng so víi mùc n­íc tÜnh) biÕn ®æi ngÉu nhiªn theo kh«ng gian vµ thêi gian, ký hiÖu
h(x,y,z,t). Trong mét tr¹ng th¸i biÓn ng¾n h¹n, gi¶ sö nh­ trong mét c¬n b·o, c¸c th«ng sè
sãng cã gi¸ trÞ lín vµ rÊt kh¸c nhau. Do kÝch ®éng cña sãng truyÒn tíi tõ c¸c vïng kh¸c
nhau trong miÒn cã b·o lµ kh«ng ®ång pha vµ lµ ®éng lùc g©y ra sù biÕn ®æi ngÉu nhiªn
cña ®é cao mÆt sãng h trªn mùc n­íc tÜnh. Sù biÕn ®æi nµy ®­îc m« t¶ nh­ tæng v« h¹n
c¸c sãng ®iÒu hßa víi c¸c ®é lÖch pha ngÉu nhiªn:
N
h(t) = å a i cos ( wi t - ji ) (2.24)
i =1
trong ®ã ai , wi , ji lµ biªn ®é, tÇn sè vßng vµ pha cña con sãng thø i.
Khi gi¸ trÞ trung b×nh cña biªn ®é sãng a trong b¶n ghi sãng ®­îc thõa nhËn b»ng
kh«ng, ph­¬ng sai cña biªn ®é sãng a viÕt d­íi d¹ng:
1 N
s 2 = å a i2 (2.25)
2 i=1
N¨ng l­îng sãng, ký hiÖu E, lµ hµm cña chiÒu cao sãng Hi hoÆc ®é cao mÆt sãng
hi , cã gi¸ trÞ:

12. Bµi gi¶ng tãm t¾t m«n häc C«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn Ng­êi so¹n:PGS.TS Vò UyÓn DÜnh
Líp cao häc c«ng tr×nh BiÓn. Th¸ng 8 n¨m 2008 ViÖn X©y dùng C«ng tr×nh BiÓn- §HXD 12
rg 1 N
E= å Hi
8 N i=1
(2.26)
rg N 2
hoÆc: E = å hi
2 i=1
(2.27)
Biªn ®é sãng ai cã liªn quan ®Õn tÇn sè sãng w i , trong kho¶ng Dw bÐ gÇn víi gi¸
trÞ wi , quan hÖ gi÷a c¸c ®¹i l­îng trªn thÓ hiÖn theo biÓu thøc:
a i2
= E(wi ). Dwi = Si Dw (2.28)
2
trong ®ã: Si lµ hµm cña tÇn sè, cã tªn gäi lµ phæ biªn ®é sãng hay lµ phæ n¨ng l­îng
sãng, ký hiÖu Shh(w), ®­îc x¸c ®Þnh cho mét tr¹ng th¸i biÓn ng¾n h¹n. Phæ biªn ®é sãng
tu©n theo luËt ph©n bè Rayleigh cã d¹ng tæng qu¸t:
A
Shh (w) = 5 exp[-B / w4 ] (2.29)
w
A = 173(Hs ) / Ts4
2
B = 691/ Ts4
Trong ®ã: Hs - chiÒu cao sãng ®¸ng kÓ, t­¬ng øng cã chu kú sãng ®¸ng kÓ Ts
Theo (2.27) vµ (2.24) biÓu thøc (2.25) cã thÓ viÕt l¹i d­íi d¹ng:
¥
s = ò E(w) dw
2
(2.30)
0
ChiÒu cao sãng ®¸ng kÓ theo phæ n¨ng l­îng sãng, ký hiÖu H mo cã gi¸ trÞ :
H mo = 4s (2.31)
Tõ (2.22) cã H s » 2 H rms , tõ ®ã t×m ®­îc quan hÖ gi÷a s vµ Hrms :
s » 0,25 2 H rms hoÆc H rms = 2 2 s (2.32)
Chó ý r»ng ë vïng n­íc s©u, H mo cã gi¸ trÞ gÇn b»ng Hs , khi tÝnh to¸n gÇn ®óng
th­êng lÊy H mo = Hs, nh­ng ë vïng n­íc n«ng, do sãng chÞu ¶nh h­ëng cña ma s¸t ®¸y
biÓn, chiÒu cao sãng ®¸ng kÓ Hs cã gi¸ trÞ t¨ng dÇn so víi H mo (lín nhÊt kho¶ng 30%)
tr­íc khi sãng bÞ vì (h×nh 2.12). Do vËy, cÇn ph©n biÖt râ ý nghÜa cña c¸c ®¹i l­îng ®Æc
tr­ng chiÒu cao sãng khi tÝnh to¸n sãng.

13. Bµi gi¶ng tãm t¾t m«n häc C«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn Ng­êi so¹n:PGS.TS Vò UyÓn DÜnh
Líp cao häc c«ng tr×nh BiÓn. Th¸ng 8 n¨m 2008 ViÖn X©y dùng C«ng tr×nh BiÓn- §HXD 13
H×nh 2.12. Quan hÖ gi÷a HS vµ H mo
4. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè sãng theo c¸c c«ng thøc gÇn ®óng
C¸c c«ng thøc tÝnh to¸n sãng d­íi ®©y ®­îc lÊy tõ tµi liÖu “ CÈm nang b¶o vÖ bê”
cña Mü [6] vµ ®· ®­îc sö dông phæ biÕn trong tÝnh to¸n, thiÕt kÕ c¸c c«ng tr×nh ven biÓn ë
c¸c n­íc ph­¬ng T©y. C¸c c«ng thøc nµy ®­îc thiÕt lËp theo phæ n¨ng l­îng sãng cña
Pierson-Moskowitz (1964), sau nµy ®­îc bæ sung, hiÖu chØnh vÒ lý thuyÕt vµ kiÓm nghiÖm
theo nh÷ng sè liÖu ®o trªn thùc tÕ còng nh­ trong phßng thÝ nghiÖm.
Sè liÖu ®­a vµo lµ c¸c th«ng sè giã, bao gåm: tèc ®é giã U, ®µ giã F vµ thêi gian
giã thæi t. §Çu ra lµ c¸c th«ng sè sãng cÇn t×m, th­êng lµ chiÒu cao sãng ®¸ng kÓ Hmo vµ
chu kú ®Ønh phæ Tm.
KÕt qu¶ tÝnh to¸n kh¸ phï hîp trong c¸c ®iÒu kiÖn sau:
- §Þa h×nh khu vùc tÝnh sãng t­¬ng ®èi ®¬n gi¶n (®­êng bê t­¬ng ®èi th¼ng vµ
kh«ng bÞ che ch¾n).
- Tèc ®é giã thæi qua khu vùc tÝnh sãng ®­îc gi¶ thiÕt lµ kh«ng ®æi hoÆc thay ®æi
víi gi¸ trÞ nhá h¬n ± 2,5 m/s so víi gi¸ trÞ tèc ®é giã trung b×nh.
- H­íng giã thæi kh«ng ®æi hoÆc thay ®æi víi gi¸ trÞ nhá h¬n ± 150 so víi h­íng
giã chÝnh.
- §µ giã t­¬ng ®èi ng¾n ( £ 80 ¸ 120km).

14. Bµi gi¶ng tãm t¾t m«n häc C«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn Ng­êi so¹n:PGS.TS Vò UyÓn DÜnh
Líp cao häc c«ng tr×nh BiÓn. Th¸ng 8 n¨m 2008 ViÖn X©y dùng C«ng tr×nh BiÓn- §HXD 14
- Thêi gian giã thæi ®ñ dµi ®Ó sãng ph¸t triÓn æn ®Þnh. Thêi gian tèi thiÓu ®èi víi
vïng n­íc cã ®µ giã giíi h¹n cÇn kiÓm tra theo c«ng thøc (2.35), ®èi víi vïng n­íc cã ®µ
giã kh«ng h¹n chÕ, cÇn kiÓm tra theo (2.38). Khi xem xÐt cho mét c¬n b·o, th­êng lÊy t =
6giê.
Qu¸ tr×nh tÝnh to¸n bao gåm c¸c b­íc:
· X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè giã
- Tèc ®é giã tÝnh to¸n lµ tèc ®é giã ®o t¹i cao ®é 10m (cao ®é mÆt ®Êt so víi mùc n­íc
biÓn trung b×nh nhiÒu n¨m), ký hiÖu lµ U10 (m/s).
Tr­êng hîp tèc ®é giã ®o t¹i ®é cao z(m), ký hiÖu U(z) , cÇn tÝnh chuyÓn sang tèc ®é
giã t¹i ®é cao 10m theo biÓu thøc:
1
æ 10 ö 7
U10 = U (z) ç ÷ (2.33)
è z ø
- Tèc ®é giã hiÖu chØnh, ký hiÖu U A , lµ tèc ®é giã tÝnh ®Õn sù chªnh lÖch gi÷a nhiÖt
®é kh«ng khÝ trªn ®Êt liÒn vµ trªn biÓn:
U A = 0,71(R T U10 )1,23 (2.34)
trong ®ã R T lµ hÖ sè hiÖu chØnh, x¸c ®Þnh theo ®å thÞ h×nh 2.13. Khi kh«ng cã sè
liÖu, cã thÓ lÊy R T =1,1.
H×nh 2.13. §å thÞ hÖ sè ®iÒu chØnh R T
- ChiÒu dµi ®µ giã F (km) cã thÓ tÝnh gÇn ®óng b»ng c¸ch lÊy kho¶ng c¸ch däc
theo trôc cña h­íng giã tíi bê ®èi diÖn hoÆc biªn ®èi diÖn (h×nh 2. 2) hoÆc theo b¶ng 2.3,
b¶ng 2.4.
· C«ng thøc tÝnh to¸n cho vïng n­íc s©u

15. Bµi gi¶ng tãm t¾t m«n häc C«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn Ng­êi so¹n:PGS.TS Vò UyÓn DÜnh
Líp cao häc c«ng tr×nh BiÓn. Th¸ng 8 n¨m 2008 ViÖn X©y dùng C«ng tr×nh BiÓn- §HXD 15
- Tr­êng hîp ®µ giã bÞ h¹n chÕ, gi¸ trÞ chiÒu cao sãng ®¸ng kÓ Hmo, chu kú ®Ønh
phæ sãng Tm vµ thêi gian giã thæi t ®­îc x¸c ®Þnh theo c¸c c«ng thøc sau:
1
gH mo æ gF ö 2
2
= 1,6.10-3 ç 2 ÷
UA è UA ø
1
gTm æ gF ö 3
= 2,857.10-1 ç 2 ÷ (2.35)
UA è UA ø
2
gt æ gF ö 3
= 68,8 ç 2 ÷
UA è UA ø
- Tr­êng hîp sãng ph¸t triÓn hoµn toµn, c¸c c«ng thøc trªn cã d¹ng:
gH mo
2
= 2, 433.10-1
UA
gTm
= 8,134 (2.36)
UA
gt
= 7,15.104
UA
Chó ý lµ T1/3 hoÆc Ts chØ b»ng 0.95 chu kú ®Ønh phæ Tm. C¸c c«ng thøc trªn cho
thÊy, ë vïng n­íc s©u, khi ®é s©u n­íc kh«ng ®æi, sãng chØ cßn phô thuéc vµo c¸c gi¸ trÞ
cña c¸c th«ng sè giã.
H×nh 2.14. §å thÞ dù b¸o chiÒu cao sãng do giã (vïng n­íc cã ®é s©u kh«ng ®æi)

16. Bµi gi¶ng tãm t¾t m«n häc C«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn Ng­êi so¹n:PGS.TS Vò UyÓn DÜnh
Líp cao häc c«ng tr×nh BiÓn. Th¸ng 8 n¨m 2008 ViÖn X©y dùng C«ng tr×nh BiÓn- §HXD 16
H×nh 2.15. §å thÞ dù b¸o chu kú sãng do giã (vïng n­íc cã ®é s©u kh«ng ®æi)
· C«ng thøc tÝnh to¸n cho vïng n­íc n«ng
3 ì 2 2
1
ü
gH gd 4 ï 0,00565(gF / U A ) ï
= 0, 283tanh[0,53( 2 ) ]tanh í 3 ý
U2A UA ï tanh[0,53(gd / U 2 ) 4 ] ï
î A þ
(2.37)
3 ì 1
ü
gT gd 8 ï 0,0379(gF / U 2 ) 3 ï
= 7,54 tanh[0,833( 2 ) ] tanh í A
3 ý
UA UA ï tanh[0,833(gd / U 2 ) 8 ] ï
î A þ
C¸c gi¸ trÞ dù b¸o chiÒu cao sãng tÝnh theo c«ng thøc (2.35), (2.36), (2.37) vµ mét
sè tr­êng hîp giíi h¹n ®èi víi vïng cã ®é s©u n­íc kh«ng ®æi ®­îc thÓ hiÖn trªn h×nh
2.14. T­¬ng tù, c¸c gi¸ trÞ dù b¸o chu kú sãng theo c¸c c«ng thøc trªn thÓ hiÖn trªn h×nh
2.15 .
2.4.4. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè sãng theo biÓu ®å Hindcast [ 6 ]
C¸c th«ng sè sãng ®­îc x¸c ®Þnh ®èi víi vïng n­íc s©u, sau ®ã ®­îc ph©n tÝch,
quy ®æi, hiÖu chØnh cho c¸c sãng lan truyÒn vµo bê. C¸c biÓu ®å Hindcast cho kÕt qu¶
chiÒu cao sãng vµ chu kú sãng khi biÕt c¸c ®iÒu kiÖn giã (tèc ®é giã U A , thêi gian t¸c
®éng cña giã t vµ chiÒu dµi ®µ giã F) t¹i ®é s©u n­íc khu vùc tÝnh to¸n.
1. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè sãng trong vïng n­íc s©u
§èi víi vïng biÓn n­íc s©u (®é s©u n­íc d >15m), c¸c th«ng sè sãng ®­îc xem
nh­ kh«ng bÞ ¶nh h­ëng do thay ®æi ®é s©u, sö dông ®å thÞ h×nh 2. 16.

17. Bµi gi¶ng tãm t¾t m«n häc C«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn Ng­êi so¹n:PGS.TS Vò UyÓn DÜnh
Líp cao häc c«ng tr×nh BiÓn. Th¸ng 8 n¨m 2008 ViÖn X©y dùng C«ng tr×nh BiÓn- §HXD 17
H×nh 2.16. §å thÞ x¸c ®Þnh th«ng sè sãng n­íc s©u (d>1,5m)
- Tr­êng hîp vïng biÓn cã ®µ giã h¹n chÕ, t×m gi¸ trÞ ®µ giã F (trªn trôc hoµnh) vµ
tèc ®é giã hiÖu chØnh U A (trªn trôc tung), giao cña hai ®­êng nµy trªn biÓu ®å cho c¸c gi¸
trÞ cña HS vµ TS
- Tr­êng hîp vïng biÓn cã thêi gian giã bÞ h¹n chÕ, lÊy gi¸ trÞ U A trªn trôc tung
cña biÓu ®å vµ tiÕn ®Õn giao ®iÓm cña thêi gian giã b·o.
2. X¸c ®Þnh th«ng sè sãng trong vïng n­íc n«ng
§èi víi vïng cã ®é s©u n­íc nhá (d £ 15m) sö dông c¸c biÓu ®å tõ h×nh 2.17 ®Õn
h×nh 2.26. Trªn c¸c biÓu ®å thÓ hiÖn c¸c gi¸ trÞ HS , TS vµ thêi gian giã thæi tèi thiÓu tmin.
H×nh 2.17. §å thÞ x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè sãng trong vïng n­íc cã ®é s©u d=1,5m

18. Bµi gi¶ng tãm t¾t m«n häc C«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn Ng­êi so¹n:PGS.TS Vò UyÓn DÜnh
Líp cao häc c«ng tr×nh BiÓn. Th¸ng 8 n¨m 2008 ViÖn X©y dùng C«ng tr×nh BiÓn- §HXD 18
H×nh 2.18. §å thÞ x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè sãng trong vïng n­íc cã ®é s©u d=3,0m
H×nh 2.19. §å thÞ x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè sãng trong vïng n­íc cã ®é s©u d=4,5m
H×nh 2.20. §å thÞ x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè sãng trong vïng n­íc cã ®é s©u d=6,0m

19. Bµi gi¶ng tãm t¾t m«n häc C«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn Ng­êi so¹n:PGS.TS Vò UyÓn DÜnh
Líp cao häc c«ng tr×nh BiÓn. Th¸ng 8 n¨m 2008 ViÖn X©y dùng C«ng tr×nh BiÓn- §HXD 19
H×nh 2.21. §å thÞ x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè sãng trong vïng n­íc cã ®é s©u d=7,5m
H×nh 2.22. §å thÞ x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè sãng trong vïng n­íc cã ®é s©u d=9,0m
H×nh 2.23. §å thÞ x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè sãng trong vïng n­íc cã ®é s©u d=10,5m

20. Bµi gi¶ng tãm t¾t m«n häc C«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn Ng­êi so¹n:PGS.TS Vò UyÓn DÜnh
Líp cao häc c«ng tr×nh BiÓn. Th¸ng 8 n¨m 2008 ViÖn X©y dùng C«ng tr×nh BiÓn- §HXD 20
H×nh 2.24. §å thÞ x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè sãng trong vïng n­íc cã ®é s©u d=12m
H×nh 2.25. §å thÞ x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè sãng trong vïng n­íc cã ®é s©u d=13,,5m
H×nh 2.26. §å thÞ x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè sãng trong vïng n­íc cã ®é s©u d=15m
3. X¸c ®Þnh th«ng sè sãng trong vïng n­íc cã ®é s©u thay ®æi
Trong vïng biÓn cã ®é s©u n­íc thay ®æi mét c¸ch ®¸ng kÓ, c¸c th«ng sè sãng tÝnh
to¸n ®­îc x¸c ®Þnh gÇn ®óng nh­ sau:
- Chia ®µ giã thµnh nh÷ng kho¶ng riªng biÖt F1, F2,… Fn øng víi c¸c ®é s©u kh«ng
®æi d1, d2, …dn

21. Bµi gi¶ng tãm t¾t m«n häc C«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn Ng­êi so¹n:PGS.TS Vò UyÓn DÜnh
Líp cao häc c«ng tr×nh BiÓn. Th¸ng 8 n¨m 2008 ViÖn X©y dùng C«ng tr×nh BiÓn- §HXD 21
- Dïng biÓu ®å h×nh 2.14 vµ 2.15 ®Ó x¸c ®Þnh HS vµ TS cho kho¶ng ®µ giã ®Çu
tiªn F1 t­¬ng øng víi ®é s©u n­íc d ®· chia.
- Céng ®µ giã F1 vµ F2 ®Ó tÝnh cho kho¶ng thø hai
- LÆp l¹i qu¸ tr×nh nµy cho tÊt c¶ c¸c kho¶ng ®Ó x¸c ®Þnh chiÒu cao sãng HS t¹i cuèi
mçi kho¶ng. Chu kú sãng TS vµ thêi gian tèi thiÓu tmin ®­îc lÊy b»ng gi¸ trÞ thu ®­îc ë
cuèi kho¶ng ®µ giã cuèi cïng.
4. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè sãng trong vïng sãng vì
a. C¸c d¹ng sãng vì
Sãng vì xuÊt hiÖn ë vïng n­íc s©u (d/L >0,5) th­êng x¶y ra ë c¸c vïng xa bê,
tr­êng hîp tæng qu¸t th­êng bá qua ¶nh h­ëng cña ®¸y biÓn. Thùc tÕ, ë ngoµi kh¬i mÆt
sãng th­êng cã xu h­íng ®æ vÒ phÝa tr­íc, khi gÆp giã vµ dßng ch¶y cã chiÒu ng­îc víi
chiÒu truyÒn sãng th× ®é nhän cña ®Ønh sãng t¨ng lªn. Khi gãc ®Ønh sãng nhän v­ît qu¸
giíi h¹n cho phÐp th× sãng bÞ vì.
Trong tÝnh to¸n thiÕt kÕ c«ng tr×nh ven bê, cÇn quan t©m ®Æc biÖt ®Õn tr­êng hîp
sãng vì lan truyÒn vµo vïng n­íc n«ng cã ®é s©u thay ®æi v× sãng vì trong tr­êng hîp
nµy th­êng xuyªn x¶y ra vµ rÊt phøc t¹p. Sãng vì ®­îc ph©n lo¹i theo h×nh d¹ng ®Ønh sãng
vµ mÆt sãng trong qu¸ tr×nh di chuyÓn, c¸c d¹ng vì chÝnh thÓ hiÖn trªn h×nh 2.27:
- Sãng nhµo (DÐferlement plongeant, Plunging)
- Sãng ®æ (DÐferlement dÐversant, DÐferlement glissant, Spilling)
- Sãng næ (DÐferlement gonflant, Surging)
Trong c¸c d¹ng sãng vì nªu trªn, sãng nhµo lµ
d¹ng sãng g©y mÊt æn ®Þnh cho c«ng tr×nh ven bê vµ
c«ng tr×nh b¶o vÖ bê. Nguy hiÓm nhÊt lµ vÞ trÝ c«ng
tr×nh l¹i n»m trong vïng sãng vì.
b. C¸c ®Æc tr­ng sãng vì
Hai ®Æc tr­ng c¬ b¶n cña sãng vì lµ ®é s©u
sãng vì db vµ chiÒu cao sãng vì Hb. C¸c ®Æc tr­ng
nµy cã thÓ x¸c ®Þnh theo hai tr­êng hîp:
- Tr­êng hîp x¸c ®Þnh theo hai th«ng sè:
GODA (1970) cho biÓu ®å x¸c ®Þnh chiÒu
cao sãng vì Hb vµ ranh giíi chuyÓn tiÕp c¸c d¹ng
sãng vì (h×nh 2.28), gi¸ trÞ ®é s©u sãng vì db (h×nh

22. Bµi gi¶ng tãm t¾t m«n häc C«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn Ng­êi so¹n:PGS.TS Vò UyÓn DÜnh
Líp cao häc c«ng tr×nh BiÓn. Th¸ng 8 n¨m 2008 ViÖn X©y dùng C«ng tr×nh BiÓn- §HXD 22
2.29) phô thuéc ®é dèc b·i biÓn m vµ c¸c ®Æc tr­ng sãng ngoµi kh¬i H0, L0 , víi gi¶ thiÕt
trong qu¸ tr×nh lan truyÒn, chu kú sãng T kh«ng ®æi (T = T0). Tr­êng hîp kh«ng kÓ ®Õn
¶nh h­ëng khóc x¹, gi¸ trÞ Ho’ trªn trôc hoµnh lÊy gÇn ®óng b»ng Ho.
H×nh 2.28. §å thÞ x¸c ®Þnh chiÒu cao sãng vì (GODA 1970)

23. Bµi gi¶ng tãm t¾t m«n häc C«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn Ng­êi so¹n:PGS.TS Vò UyÓn DÜnh
Líp cao häc c«ng tr×nh BiÓn. Th¸ng 8 n¨m 2008 ViÖn X©y dùng C«ng tr×nh BiÓn- §HXD 23
H×nh 2.29. §å thÞ x¸c ®Þnh ®é s©u sãng vì (GODA 1970)
- Tr­êng hîp x¸c ®Þnh theo mét th«ng sè: Battjes ®· ph©n lo¹i sãng vì theo th«ng
sè ®Æc tr­ng x :
m
x= (2.38)
H 0 / L0
1 1
Khi m = ¸ , trÞ sè x giíi h¹n theo (2.41) ®èi víi tõng lo¹i sãng vì cho trong
5 20
b¶ng 2.7.
B¶ng 2.7. §Æc tr­ng ph©n lo¹i sãng vì [4]
Sãng ®æ Sãng nhµo Sãng næ
x0 x0 < 0,5 0,5 < x0 < 3,2 x0 > 3,2
xb xb< 0,4 0,4 xb< 2 x b> 2
Trong ®ã:
m m
x0 = = (2.39)
H 0 / L0 d0
m
xb = (2.40)
H b / L0

24. Bµi gi¶ng tãm t¾t m«n häc C«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn Ng­êi so¹n:PGS.TS Vò UyÓn DÜnh
Líp cao häc c«ng tr×nh BiÓn. Th¸ng 8 n¨m 2008 ViÖn X©y dùng C«ng tr×nh BiÓn- §HXD 24
- Irribaren ®· ®­a ra tiªu chuÈn giíi h¹n xuÊt hiÖn sãng vì: x<2,3, t­¬ng ®­¬ng víi
H
®iÒu kiÖn: b > 0,19tg 2 a , trong ®ã a lµ gãc nghiªng ®¸y biÓn so víi ph­¬ng n»m ngang.
L0
c. X¸c ®Þnh c¸c ®Æc tr­ng sãng vì lªn kÕt cÊu c«ng tr×nh
Sãng sÏ gi¶i phãng nhiÒu n¨ng l­îng trong qu¸ tr×nh sãng bÞ vì, do vËy nÕu c«ng
tr×nh ®Æt trong miÒn sãng vì th× rÊt nguy hiÓm, ®Æc biÖt lµ trong vïng sãng nhµo. Sãng
nhµo di chuyÓn vµo bê th­êng tr¶i qua 4 giai ®o¹n (h×nh 2.30).
H×nh 2.30. Sù di chuyÓn cña sãng nhµo
ý nghÜa cña c¸c ký hiÖu trªn h×nh 2.30 nh­ sau:
· VÞ trÝ:
• VÞ trÝ b¾t ®Çu cã hiÖn t­îng mÊt æn ®Þnh.
‚ VÞ trÝ sãng vì, ®Æc tr­ng bëi mét phÇn mÆt tr­íc cña sãng cã d¹ng th¼ng ®øng.
ƒ VÞ trÝ n¬i cã ®Ønh sãng nhµo xuèng vµ ch¹m tíi ®¸y biÓn.
„ VÞ trÝ toµn bé sãng bß s¸t bÒ mÆt cña b·i biÓn.
Vïng bê, phÝa sau vÞ trÝ „ ®­îc coi lµ ngoµi ph¹m vi ¶nh h­ëng cña sãng vì.
· Kho¶ng c¸ch:
xa - ph¹m vi tiÕp cËn vÞ trÝ sãng nhµo
xp - ph¹m vi sãng bÞ ®æ nhµo
xs - ph¹m vi sãng tan
xp + xs - ph¹m vi di chuyÓn cña sãng nhµo
T­¬ng øng cã c¸c trÞ sè kho¶ng c¸ch t­¬ng ®èi:
x xp x
ta = a , t p = , ts = s (2.41)
Hb Hb Hb
Khi c«ng tr×nh ®Æt trong vïng sãng nhµo th× ph¶i quan t©m ®Õn c¸c ®¹i l­îng:

25. Bµi gi¶ng tãm t¾t m«n häc C«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn Ng­êi so¹n:PGS.TS Vò UyÓn DÜnh
Líp cao häc c«ng tr×nh BiÓn. Th¸ng 8 n¨m 2008 ViÖn X©y dùng C«ng tr×nh BiÓn- §HXD 25
db
bb =
Hb
(2.42)
xp
tp =
Hb
KÕt qu¶ thùc nghiÖm cña Galvin (1969) cho thÊy ph¹m vi di chuyÓn sãng nhµo
xp=tp Hb = (4¸9,25)mHb Þ tp = (4,0¸9,25)mHb vµ víi m lµ ®é dèc b·i.
Trong thiÕt kÕ, th­êng cho r»ng sãng vì cã t¸c ®éng cùc ®¹i vµo c«ng tr×nh khi
chiÒu cao sãng vì cã gi¸ trÞ cùc ®¹i, v× vËy cÇn x¸c ®Þnh gi¸ trÞ cùc ®¹i cña chiÒu cao sãng
vì t¹i ch©n c«ng tr×nh. Bµi to¸n ®­îc gi¶i theo hai b­íc:
- B­íc 1: x¸c ®Þnh c¸c ®Æc tr­ng sãng vì db, Hb theo ®å thÞ h×nh 2.29 vµ 2.28 khi
biÕt chiÒu cao sãng ngoµi kh¬i H0, chu kú sãng T vµ ®é dèc b·i m. NÕu sãng vì thuéc lo¹i
sãng nhµo (Plunging) th× tÝnh tiÕp b­íc 2.
- B­íc 2: x¸c ®Þnh chiÒu cao sãng vì cùc ®¹i t¹i ch©n c«ng tr×nh khi biÕt chu kú
sãng T, ®é dèc b·i biÓn m vµ c¸c ®Æc tr­ng sãng vì db, Hb (kÕt qu¶ ®· tÝnh ë b­íc 1):
Sö dông ®å thÞ Weggel (h×nh 2.31), trong ®ã:
+ ds - ®é s©u n­íc t¹i vÞ trÝ x¸c ®Þnh sãng vì cùc ®¹i (ch©n c«ng tr×nh)
ds = db - xbm (2.42)
+ C¸c ®­êng cong trªn h×nh 2.29 quan hÖ gi÷a db vµ Hb x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
db d 1
= b
H b H b b - (aH b / gT 2 )
a = 43,75(1 - e -19 m ) (2.43)
1,56
b=
(1 + e -19,5 m )

26. Bµi gi¶ng tãm t¾t m«n häc C«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn Ng­êi so¹n:PGS.TS Vò UyÓn DÜnh
Líp cao häc c«ng tr×nh BiÓn. Th¸ng 8 n¨m 2008 ViÖn X©y dùng C«ng tr×nh BiÓn- §HXD 26
H×nh 2.31. §å thÞ x¸c ®Þnh chiÒu cao sãng vì t¹i ch©n c«ng tr×nh (Weggel 1972)
2.4. Dßng ch¶y
Dßng ch¶y vïng ven biÓn lµ dßng ch¶y tæng hîp cña mét sè dßng ch¶y thµnh
phÇn nh­ dßng triÒu, dßng ch¶y s«ng, dßng ven do sãng, dßng giã, dßng mËt ®é... . nh­ng
ë mét vïng ven biÓn nµo ®ã th­êng chØ cã mét hoÆc hai dßng ch¶y thµnh phÇn chiÕm ­u
thÕ. Trong tÝnh to¸n thiÕt kÕ th­êng quan t©m ®Õn lo¹i dßng ch¶y cã t¸c ®éng ®¸ng kÓ lªn
c«ng tr×nh vµ ¶nh h­ëng ®Õn sù vËn chuyÓn bïn c¸t vïng ven bê, chñ yÕu lµ dßng ch¶y do
sãng. C¸c tr­êng hîp tÝnh to¸n chñ yÕu nh­ sau:
2.4.1. Dßng ch¶y gÇn bê do sãng kh«ng vì
Theo lý thuyÕt sãng biªn ®é nhá:
· VËn tèc chuyÓn ®éng ngang cña chÊt ®iÓm n­íc do sãng g©y ra x¸c ®Þnh theo
c«ng thøc:
H gT cosh K(z + d)
u= cos(Kx - wt) (2.46)
2 L cosh(Kd)
· TrÞ sè vËn tèc cùc ®¹i ë vïng ®¸y (z=-d):

27. Bµi gi¶ng tãm t¾t m«n häc C«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn Ng­êi so¹n:PGS.TS Vò UyÓn DÜnh
Líp cao häc c«ng tr×nh BiÓn. Th¸ng 8 n¨m 2008 ViÖn X©y dùng C«ng tr×nh BiÓn- §HXD 27
gH 1
u max( - d) = (2.47)
2C cosh Kd
trong ®ã:
u - vËn tèc chuyÓn ®éng ngang cña chÊt ®iÓm n­íc do sãng g©y ra
H, L , T, C - chiÒu cao, chiÒu dµi, chu kú vµ vËn tèc lan truyÒn sãng
k, w - sè sãng, tÇn sè vßng cña sãng ( k = 2 p/L; w= 2p/T)
t, g, d - thêi gian, gia tèc träng tr­êng, ®é s©u n­íc
n - hÖ sè ®éng häc nhít cña n­íc, n=10-6 m2/s ë nhiÖt ®é 200C
z, x - täa ®é th¼ng ®øng vµ n»m ngang, ®iÓm 0 t¹i mÆt n­íc, chiÒu d­¬ng
h­íng lªn trªn
· ë vïng n­íc rÊt c¹n, khi d << L :
H gd
u max( - d) = (2.48)
2d
C¸c gi¸ trÞ vËn tèc trªn liªn quan ®Õn sù di chuyÓn vµ quÊy xíi bïn c¸t ®¸y vïng
ven bê, mét yÕu tè ¶nh h­ëng lín ®Õn sù æn ®Þnh b·i vµ ch©n c«ng tr×nh b¶o vÖ bê.
Sau ®©y lµ mét sè kÕt qu¶ nghiªn cøu cã thÓ tham kh¶o sö dông khi xem xÐt ¶nh
h­ëng ®Õn ®é æn ®Þnh cña b·i biÓn d­íi t¸c dông dßng ch¶y ®Õn sù vËn chuyÓn bïn c¸t.
1. ¶nh h­ëng cña ®é dèc b·i biÓn
B·i biÓn ®­îc coi lµ æn ®Þnh khi ®­êng kÝnh trung b×nh t¹i b·i t­¬ng øng víi ®é
dèc b·i biÓn hay ®é s©u n­íc ( b¶ng )
B¶ng Quan hÖ gi÷a ®é dèc b·i biÓn vµ ®­êng kÝnh h¹t
§­êng kÝnh h¹t (mm) 0,1 0,2 0,4 0,8 1,5 3 30 150
§é dèc b·i (®é) 1 3 5 7 9 11 17 24
2. ¶nh h­ëng cña ®é s©u n­íc
VËn tèc trung b×nh cã thÓ kÐo c¸c h¹t dÞch chuyÓn theo c¸c ®é s©u n­íc cho trªn h×nh 2.
TÝnh to¸n s¬ bé cã thÓ lÊy theo b¶ng
§é s©u n­íc (m) 0 -5 -10 -15 -30

28. Bµi gi¶ng tãm t¾t m«n häc C«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn Ng­êi so¹n:PGS.TS Vò UyÓn DÜnh
Líp cao häc c«ng tr×nh BiÓn. Th¸ng 8 n¨m 2008 ViÖn X©y dùng C«ng tr×nh BiÓn- §HXD 28
§­êng kÝnh h¹t (mm) 0,25¸0.40 0,15¸0,25 0,1¸0,15 0,05¸0.12 <0,05
2.4.2. Dßng ch¶y gÇn bê do sãng vì
Lo¹i dßng ch¶y nµy ¶nh h­ëng trùc tiÕp ®Õn chuyÓn ®éng bïn c¸t ven bê vµ diÔn
biÕn bê biÓn. D­íi t¸c dông cña sãng vì, tïy thuéc vµo ®Þa h×nh, h­íng truyÒn sãng vµ
h×nh th¸i c¸c lo¹i sãng vì, dßng ch¶y vïng ven bê ®­îc h×nh thµnh c¸c d¹ng kh¸c nhau
(dßng ch¶y däc bê, dßng ch¶y ngang bê, dßng ch¶y t¸ch bê… ). C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu
vÒ tÝnh chÊt, sù ph©n bè vËn tèc trªn mÆt c¾t ngang, däc cña tõng lo¹i dßng ch¶y cã thÓ
tham kh¶o trong c¸c s¸ch chuyªn ngµnh [……], trong ®ã mét sè c«ng thøc tÝnh to¸n lý
thuyÕt dßng däc bê ®· ®­îc kiÓm nghiÖm qua sè liÖu ®o ®¹c t¹i hiÖn tr­êng còng nh­ trªn
m« h×nh thÝ nghiÖm:
· C«ng thøc Eagleson, P.S (1965)
1
é 3 gH n sin b sin a b sin 2a b ù 2
VL = ê ( b b ) ú (2.49)
ë 8 db f2 û
æ 4pd b ö
1 ç Lb ÷
n b = ç1 + ÷
2 ç sinh 4pd b ÷
trong ®ã: ç Lb ÷
è ø
-2
æ d ö
f 2 = 2 ç lg b + 1,74 ÷
è D ø
· C«ng thøc J.Larrsa
1/ 3
æ gH 2 m sin 2a b ö
VL = 2,6ç
ç
b
÷
÷
è T ø
trong ®ã:
• VL - vËn tèc trung b×nh cña dßng däc bê
• Hb , Lb, db - chiÒu cao, chiÒu dµi , ®é s©u sãng vì
• b - gãc nghiªng cña ®¸y biÓn trong ®íi sãng vì
• ab - gãc nhän cña ®­êng ®Ønh sãng vµ ®­êng bê

29. Bµi gi¶ng tãm t¾t m«n häc C«ng tr×nh b¶o vÖ bê biÓn Ng­êi so¹n:PGS.TS Vò UyÓn DÜnh
Líp cao häc c«ng tr×nh BiÓn. Th¸ng 8 n¨m 2008 ViÖn X©y dùng C«ng tr×nh BiÓn- §HXD 29
• D- ®é nh¸m tuyÖt ®èi cña ®¸y biÓn; ®èi víi mÆt bª t«ng nh½n: D » 0,03cm;
c¸t tù nhiªn: D » 0,1cm
· Theo c«ng thøc Longuet-Higgins [10]:
VL = 20,7 m (g H b )1/ 2 sin 2a b (2.50)
Trong ®ã: m - ®é dèc ®¸y biÓn, m = tgb
g - gia tèc träng tr­êng
Hb - chiÒu cao sãng vì
H×nh 2.36 thÓ hiÖn sù thay ®æi c¸c gi¸ trÞ vËn tèc dßng ch¶y do sãng vì t¹i vïng bê cã ®é
s©u n­íc kh¸c nhau.
2.4.3. Khëi ®éng cña bïn c¸t d­íi t¸c dông cña dßng ch¶y
KÕt qu¶ nghiªn cøu thùc nghiÖm (Hallermeier,1980 [6]) ®· cho c«ng thøc tÝnh gÇn
®óng, x¸c ®Þnh l­u tèc lín nhÊt t¹i ®¸y biÓn cã thÓ lµm dÞch chuyÓn bïn c¸t d50 víi thµnh
phÇn h¹t cã ®­êng kÝnh d = 0,1¸2,0mm nh­ sau:
u max( - d) = [8( g s / g - 1) g d 50 ]1/ 2 (2.51)
H×nh 2.35. VËn tèc dßng ch¶y ®¸y lín nhÊt theo lý thuyÕt sãng biªn ®é nhá
2.4.4
Dßng ch¶y ven bê cã thÓ :
- Dßng ch¶y do sãng gÇn bê: 1,5 ¸ 2 m/s
- Dßng ch¶y do triÒu :10 ¸ 20 cm/s
- Dßng ch¶y do giã: 0,15 ¸ 0,2 m/s; giã cùc lín 0,5 m/s
Ngoµi ra cßn lùc quay tr¸i ®Êt