Đồ án thủy công

Đồ án thủy công với các thông số:-Đường quan hệ “ dung tích Vhồ (m3) – Mực nước hồ Z (m) ” : Vhồ = 28 Z3.8 -Đường quá trình lũ thiết kế, lũ kiểm tra có dạng đường cong và được mô phỏng dạng hình thang: Q = f(t)-Đường quan hệ “ Mực nước sông hạ lưu ZHL (m) – Lưu lượng Q (m3/s) ” : ZHL = Q0.41-Cao trình đáy sông : +0.00m . Cao trình đáy đập : -2.00m-Mực nước chết : MNC = 12m-Mực nước dâng bình thường : MNDBT = 36m-Mực nước lũ thiết kế được xác định qua tính toán điều tiết lũ và được không chế theo điều kiện ngập ở thượng lưu hồ: MNLTK = MNDBT + (1 ÷ 1.5m)-Mực nước lũ kiểm tra được xác định qua tính toàn điều tiết lũ và được không chế theo điều kiện ngập ở thượng lưu hồ : MNLKT = MNLTK + (0.4÷0.8m)-Vận tốc gió 10 = 32 (m/s) , đà gió D = 5.4 (km) ứng với MNDBT và 10 = 26 (m/s) , đà gió D = 6.2 (km) ứng với MNLTK-Đập tràn thực dụng có hệ số lưu lượng m = 0.45

SVTH: Trang 1

ĐỒ ÁN THỦY CƠNG 1

TÍNH TỐN THIẾT KẾ ĐẬP DÂNG NƯỚC

Sơ đồ mặt bằng G7

Các thơng số đã biết:

- Đường quan hệ “ dung tích Vhồ (m3) – Mực nước hồ Z (m) ” : Vhồ = 28 Z3.8

- Đường quá trình lũ thiết kế, lũ kiểm tra cĩ dạng đường cong và được mơ phỏng dạng hình thang: Q = f(t)

- Đường quan hệ “ Mực nước sơng hạ lưu ZHL (m) – Lưu lượng Q (m3/s) ” : ZHL =

Q0.41

- Cao trình đáy sơng : +0.00m Cao trình đáy đập : -2.00m

- Mực nước chết : MNC = 12m

- Mực nước dâng bình thường : MNDBT = 36m

- Mực nước lũ thiết kế được xác định qua tính tốn điều tiết lũ và được khơng chế theo điều kiện ngập ở thượng lưu hồ: MNLTK = MNDBT + (1 † 1.5m)

- Mực nước lũ kiểm tra được xác định qua tính tồn điều tiết lũ và được khơng chế theo điều kiện ngập ở thượng lưu hồ : MNLKT = MNLTK + (0.4†0.8m)

- Vận tốc giĩ 10 = 32 (m/s) , đà giĩ D = 5.4 (km) ứng với MNDBT và

10 = 26 (m/s) , đà giĩ D = 6.2 (km) ứng với MNLTK

- Đập tràn thực dụng cĩ hệ số lưu lượng m = 0.45

t=2

Q max

Q (m3/s)

Đường quá trình lũ trong hồ

V m

q max

SVTH: Trang 2

Phần 1 : Tính toán điều tiết lũ

I Xác định mực nước lũ thiết kế (MNLTK) :

Dùng phương pháp điều tiết lũ đơn giản

Do điều kiện khống chế ngập ở thượng lưu hồ chứa nên chọn

MNLTK = MNDBT + 1.2m = 36 + 1.2 = 37.2m

Tổng lượng lũ : 𝑊 = 1

2𝑄𝑚𝑎𝑥(𝑇 + 𝑡) = 1

2160 18 + 2 × 3600 = 5760000𝑚3

Có MNDBT và MNLTK dựa vào đường quan hệ Vhồ=28Z3.8 ta tìm được :

VMNDBT = 28 × 363.8 = 22967173 𝑚 3

VMNLTK = 28 × 37.23.8 = 26014843 𝑚 3

Lượng nước giữ lại trong hồ : Vm = VMNLTK - VMNDBT = 3047670𝑚 3

 = 𝑇 (𝑇+𝑡) = 0.9 Suy ra lượng lũ tháo qua công trình tháo lũ :

qmax = 𝑄𝑚𝑎𝑥 (1 −𝑉𝑚

𝑊) = 160

0.9 1 −3047670

5760000 = 83.7𝑚3 Cao trình ngưỡng = MNDBT = 36 m

Cột nước tràn Ho = MNLTK – MNDBT = 1.2m

Bề rộng đỉnh đập tràn :

𝜎𝑛𝜀𝑚 2𝑔𝐻𝑜3/2 =

83.7 0.45 × 2 × 9.81 × 1.23/2 = 31.9495𝑚

II Xác định mực nước lũ kiểm tra (MNLKT) :

Dùng phương pháp điều tiết lũ đơn giản

Do điều kiện khống chế ngập ở thượng lưu hồ chứa nên chọn

MNLKT = MNLTK + 0.6m = 37.2 + 0.6 = 37.8m

Tổng lượng lũ : 𝑊 = 1

2𝑄𝑚𝑎𝑥(𝑇 + 𝑡) = 1

2240 24 + 2 × 3600 = 11232000𝑚3

Có MNDBT và MNLKT dựa vào đường quan hệ Vhồ=28Z3.8 ta tìm được

VMNDBT = 28 × 363.8 = 22967173 𝑚3

VMNLKT = 28 × 37.83.8 = 27645654 𝑚3

Lượng nước giữ lại trong hồ : Vm = VMNLKT - VMNDBT = 4678482𝑚3

 = 𝑇 (𝑇+𝑡) = 0.923 Suy ra lượng lũ tháo qua công trình tháo lũ :

qmax = 𝑄𝑚𝑎𝑥 (1 −𝑉𝑚

𝑊) = 240 0.923 1 − 4678482

11232000 = 151.7𝑚3

SVTH: Trang 3

Cao trình ngưỡng = MNDBT = 36 m

Cột nước tràn Ho = MNLKT – MNDBT = 1.8m

Bề rộng đỉnh đập tràn :

𝜎𝑛𝜀𝑚 2𝑔𝐻𝑜3/2 =

151.7 0.45 × 2 × 9.81 × 1.83/2 = 31.5𝑚 Chọn 𝑩 = 𝟑𝟐𝒎

Phần 2 : Thiết kế đập dâng nước

I Chọn loại đập :

Nền đá nên dùng đập không đồng chất Đập có lõi giữa

Vật liệu làm đập:

Địa chất nền

(kG/cm2) (cm/s) (%) (kG/cm2) (cm/s) (%)

0,70

22-24

0,12-0,14 3.10-4 10 0,62 13-14 0,40-0,44 2.10-6 12 Đá tốt

Dùng đất có hệ số thấm bé hơn để làm lõi giữa ( K = 2.10-6

cm/s)

C, dùng γtn thì lấy giá trị max, γbh thì lấy giá trị min

II Cao trình đỉnh đập :

Cột nước trước đập:

H1 = HMNDBT = MNDBT - đáy đập = 36 – (-2) = 38m

H2 = HMNLTK = MNLTK - đáy đập = 37.2 – (-2) = 39.2m

H3 = HMNLKT = MNLKT - đáy đập = 37.8 – (-2) = 39.8m

Cao trình đỉnh đập(đđ) chọn giá trị lớn nhất trong 3 giá trị sau :

đđ = MNDBT + hl + h + a

đđ = MNLTK + h‟l + h‟ + a‟

đđ = MNLKT + h” + a”

Theo TCXD VN 285:2005 , đập xây dựng trên nền A (nền đá) có chiều cao > 25 – 70m thuộc cấp III Do vậy :

SVTH: Trang 4

a = 0.7m

a‟ = 0.5m

a” = 0.2m

Tính chiều cao sóng leo dùng công thức của Lavzovski

hs = 0.073 𝐾𝑠𝜔10 𝐷𝜀

s = 0.073𝜔10 𝐷

𝜀 Với Ks : hệ số cường độ phát triển chiều cao sóng dọc theo đường khuếch tán

Ks = 1 + 𝑒

−0.4𝐷

𝜔 10

(9 + 19𝑒

−14

𝜔10)

hl = 2𝑘𝑠𝑙ℎ𝑠

𝑚1

𝑠

ℎ𝑠

3

Gia cố mái dốc TL bằng đá lát : ksl = 0.75

Hệ số mái dốc thượng lưu : sơ bộ m1 = 3.5

Gió :

MNDBT : 10 = 32 m/s D = 5.4 km

MNLTK : 10 = 26 m/s D = 6.2 km

10 : vận tốc gió ở độ cao 10m trên mực nước tĩnh

D : Chiều dài khuếch tán của sóng hay đà gió (km)

Xác định độ dềnh do gió:

h = kd

𝜔102 𝐷 3𝑔𝐻 𝑐𝑜𝑠𝛼𝑔

kd =0.01 : hệ số

𝛼𝑔 = 0𝑜 (gió thổi vuông góc trục đập)

→Sóng trong khu nước sâu do H/s > 0.5

Vậy

∇đđ= 𝑚𝑎𝑥

𝑀𝑁𝐷𝐵𝑇 + ℎ𝑙 + ∆ℎ + 𝑎 𝑀𝑁𝐿𝑇𝐾 + ℎ𝑙′ + ∆ℎ′ + 𝑎′ 𝑀𝑁𝐿𝐾𝑇 + ∆ℎ + 𝑎′′

= 𝑚𝑎𝑥 37.2 + 1.89 + 0.036 + 0.5 = 39.6336 + 2.17 + 0.049 + 0.7 = 38.92

37.8 + 0 + 0.2 = 38

Chọn ∇đđ = 39.7 m

SVTH: Trang 5

Giới hạn trên của lớp gia cố thượng lưu đập: tới đỉnh đập

Giới hạn dưới của lớp gia cố thượng lưu đập = MNC – 2hs = 12 - 22.28 = 9.72(m)

III Mặt cắt ngang của đập:

Bề rộng cơ đập 3m để tiện thi công và sửa chữa, giúp tăng ổn định đập

Bề rộng đỉnh đập chọn B = 10m

Cao trình đáy sông: +0.00m

Cao trình đáy đập : -2.00m

Mái thượng lưu có 3 hệ số mái dốc :

m1 = 3 với chiều cao tương ứng h1 = 11.7 m

m1 „ = 3.5 với chiều cao h1‟ = 14 m

m1 “ = 4 với chiều cao h1” = 14 m

Mái hạ lưu có 3 hệ số mái dốc :

m1 = 2.5 với chiều cao tương ứng h2 = 10.7 m

m1 „ = 3 với chiều cao h2‟ = 11 m

m1 “ = 3.5 với chiều cao h2” = 11 m

Cuối mái hạ lưu là vật thoát nước

Tính thấm :

Đập cao nên chọn đập không đồng chất có lõi giữa và do lõi giữa có ưu điểm :

- Ổn định trượt tốt hơn tường nghiêng

- Khối lượng ít hơn

Đỉnh lõi cách đỉnh đập 0.5m

Hệ số thấm :

Kđ =3.10-4 cm/s

Kl = 2.10-6 cm/s

Các trường hợp tính toán :

MNTL = MNDBT , MNHLmin ZHL = 0

MNTL = MNLTK , MNHLmax ZHL = qmax

0.41

= 83.70.41 = 6.142m Chọn vật thoát nước lăng trụ Cao trình vật thoát nước (VTN) : +7m

Do vậy chiều cao VTN là : 9m

Hệ số mái dốc VTN : m3 = 1.5

Độ dốc mái thượng lưu :

mTL= (3+3.5+4)/3 = 3.5

Độ dốc mái hạ lưu :

mHL = (2.5+3+3.5)/3 = 3

Chiều rộng đáy đập : L = 280.35m

SVTH: Trang 6

Bề rộng lõi trên 𝛿1 = 5𝑚

Bề rộng dưới lõi 𝛿2 = 15𝑚

Bề rộng trung bình 𝛿𝑡𝑏 = 10𝑚

Bề rộng biến đổi tương đương ứng với Kđ

𝛿𝑏đ = 𝛿𝑡𝑏 𝑘đ

𝑘𝑙 = 10

3 10−4

2 10−6 = 1500𝑚

1 Tính thấm cho trường hợp MNTL = MNDBT , MNHL min = 0

Lo = 0.4H1 + (∇đđ – MNDBT)×3.5 + 1500 + (∇đđ – 7)×3 – 9×1.5

= 0.4×38+(39.7 – 36)×3.5 + 1500 + (39.7 – 7)×3 – 13.5 = 1612.75 m

𝑞

𝑘đ =

𝐻12 − ℎ𝑜2 2𝐿𝑜 𝑞

𝑘đ = ℎ𝑜

ℎ𝑜 = (𝐻12 + 𝐿2𝑜)0.5 − 𝐿𝑜 = (382 + 1612.752)0.5 − 1612.75 = 0.447𝑚

Lưu lượng thấm q = kđ × ho × 1 m = 3.10-6 × 0.447 × 1 = 1.34×10-6 m3/s

Phương trình đường bão hòa :

ℎ = 𝐻2

1 −2𝑞𝑥

𝐾đ = 1444 − 0.894𝑥

x 0 28.15 328.15 628.15 928.15 1228.15 1528.15 1546.9 1565.65 1584.4 1612.75

x‟ 0 28.15 30.15 32.15 34.15 36.15 38.15 56.9 75.65 94.4 122.75

h 38 37.67 33.92 29.71 24.78 18.60 8.82 7.81 6.66 5.25 1.48

Chiều dài lõi giữa biến đổi là 1500, tỷ lệ là 150

Tọa độ x ta chọn cách đều 300m, từ phương trình đường bão hòa ta tính được y tương ứng (chính là h)

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

SVTH: Trang 7

Tọa độ x‟ được suy ra từ tọa độ x như sau :

- Đối với những điểm trước khi vào lõi biến đổi : bằng x

- Đối với những điểm năm trong lõi biến đổi : x‟ = (x – 28.15)/150 – 28.15

- Đối với những điểm nằm sau lõi giữa x‟ = x – 1500 + 10

Vẽ đường bão hòa theo x‟ và h

2 Tính thấm cho trường hợp MNTL = MNLTK, MNHL max = 6.142m

HTL = 39.2 m , HHL = 8.142 m

Trong trường hợp khi hạ lưu có nước, công thức tính thấm qua đập có dạng:

𝑞

𝐾đ =

𝐻𝑇𝐿2 − 𝐻𝐻𝐿2 2𝐿′𝑜 Với L‟o = 0.4HTL + L + lo

lo = (m3 × HHL)/3 = 4.071 m

L = m1 × (∇đđ – MNLTK) + 𝛿𝑏đ + m2 × (∇đđ – 7) – m3 × 7 – HHL)

= 3.5 × (39.7 – 37.2) + 1500 + 3 × (39.7 – 7) – 1.5 × 7 – 6.14) = 1605.56m

 L‟o = 1625.315 m

𝑞

𝐾đ =

39.22 − 8.1422 3250.63 = 0.452

 Lưu lượng thấm qua đập q = 1.36×10-6

m3/s Ngoài ra còn có thể viết công thức lưu lượng

𝑞

𝐾đ =

𝐻𝑇𝐿2 − (𝐻𝐻𝐿 + 𝑎𝑜)2

2𝐿𝑜 Trị số ao được xác định theo công thức

ao = f(m3)q/K – HHL = 0.28 × 0.452 – 8.142 = -8.02 < 0  ao = 0

Với f(m3) tra bảng sau :

Lo = 0.4HTL + L = 0.4 × 39.2 + 1605.56 = 1621.24m

𝑞

𝐾đ =

𝐻𝑇𝐿2 − (𝐻𝐻𝐿 + 𝑎𝑜)2

39.72 − (8.142 + 0)2

2 × 1621.24 = 0.466 Đường bão hòa được xác định

𝑦 = 2𝑞

𝑘đ 𝐿𝑜 − 𝑥 + (𝐻𝐻𝐿 + 𝑎𝑜)2 = 0.931 1621.24 − 𝑥 + 66.29

𝑦 = 1576.09 − 0.931𝑥

SVTH: Trang 8

x

0 24.43 324.43 624.43 924.43 1224.43 1524.43 1543.18 1580.68 1599.43 1621.24 x'

0 24.43 26.43 28.43 30.43 32.43 34.43 53.18 90.68 109.43 131.24

y

39.7 39.41 35.69 31.54 26.75 20.88 12.52 11.81 10.22 9.33 8.17

IV Tính ổn định mái dốc :

Đất đắp đập 1 (đập):

∆ = 2.7

𝛾𝑡𝑛 =∆(1 + 𝜔)

2.7(1 + 0.1)

1 + 0.7 = 1.747𝑇/𝑚

3

𝛾đ𝑛 = (∆ − 1)𝛾

2.7 − 1 0.981

3

𝛾𝑏ℎ = 𝛾đ𝑛 + 𝛾𝑡𝑛 = 0.981 + 1.747 = 2.728𝑇/𝑚3

C = 14

φ =24o

Đất đắp đập 2 (lõi giữa):

∆ = 2.7

𝛾𝑡𝑛 =∆(1+𝜔 )

1+𝜀 = 2.7(1+0.12)

1+0.62 = 1.867𝑇/𝑚3 = 18.67kN/m3

𝛾đ𝑛 = (∆ − 1)𝛾

2.7 − 1 0.981

1 + 0.62 = 1.029𝑇/𝑚

3 = 10.29

𝛾𝑏ℎ = 𝛾đ𝑛 + 𝛾𝑡𝑛 = 1.029 + 1.867 = 2.896𝑇/𝑚3

C = 44

φ =14o

Kiểm tra ổn định mái dốc bằng chương trình Geo – Slope :

Trường hợp MNTL = MNDBT , MNHL min = 0

K = 1.799 > 1.3 : ổn định

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

SVTH: Trang 9

Hình cung trượt nguy hiểm nhất và các đường đồng hệ số K:

Trường hợp MNTL = MNLTK, MNHL max = 6.142m

K = 1.719 > 1.3 : ổn định

Hình cung trượt nguy hiểm nhất và các đường đồng hệ số K:

V Lớp gia cố mái dốc thượng lưu :

Chiều dày lớp đá lát :

𝑑𝑙 = 1.7 𝛾

𝛾đ − 𝛾

𝑚2 + 1 𝑚(𝑚 + 1)ℎ

γ = 1 T/m3

γđ = 2.6 T/m3

m = 3.5

h = hs = 2.28

→ dl = 0.56m

Đối với mái hạ lưu :

Mái hạ lưu cũng cần gia cố để đề phòng tác hại của gió, mưa và động vật đào hang Hình thức gia cố là :

SVTH: Trang 10

+ Rải một lớp đá dăm hoặc cuội sỏi dày 0.2 m

+ Phủ một lớp đất màu dày 0.2 m rồi trồng cỏ lên ( lưu ý phải thiết kế các rãnh thoát nước làm bằng đá xây, bố trí chéo nhau và xiên góc 450

)

Phần 3: Thiết kế công trình tháo lũ

I Thiết kế kênh dẫn thượng lưu:

Chọn độ dốc dọc I = 0.0039 , hệ số nhám n = 0.014, [Vkx] = 3÷5 m/s, cho [Vkx] = 3.51 m/s, m =1

Q = Qtràn = 83.7 m3/s

ω = Q/V = Q/Vkx = 83.7 / 3.5 = 23.85 m2

𝑉 = 𝐶 𝑅𝐼 = 1

𝑛𝑅 2/3 𝐼

→ 𝑅 = 𝑛𝑉

𝐼

3/2

= 0.014 × 3.5 0.0039

3/2

= 0.7𝑚 Chu vi ướt 𝑃 =𝜔

𝑅 = 34.17𝑚 Ngoài ra 𝑃 = 𝑏 + 2ℎ 1 + 𝑚2

𝜔 = 𝑏 + 𝑚ℎ ℎ → b = 𝜔

ℎ − 𝑚ℎ

→ ℎ2 2 1 + 𝑚2 − 𝑚 − 𝑃ℎ + 𝜔 = 0

 (2 2 − 1)ℎ2 − 34.17ℎ + 23.85 = 0

h1 = 17.96 m, b = -16.63 m (loại)

h2 = 0.73 m, b = 32.1m (chọn)

Vậy kênh dẫn thượng lưu có các kích thước như sau : h = 0.73m , b = 32.1 m m = 1

II Kênh dẫn hạ lưu:

Chọn độ dốc dọc I = 0.0018 , hệ số nhám n = 0.014, [Vkx] = 3÷5 m/s, cho [Vkx] = 3 m/s,

m =0

Q = Qtràn = 83.7 m3/s

ω = Q/V = Q/Vkx = 83.7 / 3 = 27.9 m2

𝑉 = 𝐶 𝑅𝐼 = 1

𝑛𝑅 2/3 𝐼

→ 𝑅 = 𝑛𝑉

𝐼

3/2

= 0.014 × 3 0.0018

3/2

= 0.98𝑚 Chu vi ướt 𝑃 =𝜔

𝑅 = 28.33𝑚 Ngoài ra 𝑃 = 𝑏 + 2ℎ

SVTH: Trang 11

𝜔 = 𝑏ℎ → b = 𝜔

ℎ

→ 2ℎ2 − 𝑃ℎ + 𝜔 = 0

 2ℎ2 − 28.33ℎ + 27.9 = 0

h1 = 13.1 m, b = -10.97 m (loại)

h2 = 1.06m, b = 25.1 m (chọn)

Vậy kênh dẫn hạ lưu có các kích thước như sau : h = 1.06m , b = 25.1 m m = 0

III Đập tràn:

Nền đá: chọn đập tràn mặt cắt thực dụng

Chiều cao thiết kế : HTK = MNLTK - ∇ngưỡng tràn = MNLTK – MNDBT = 37.2 – 36 = 1.2

m

Mặt cắt ngang đập tràn thực dụng dựa vào bảng tọa độ và Htk :

0.12 0.0432

0.24 0.0084

0.48 0.0072

0.6 0.0324

0.72 0.072

0.84 0.12

0.96 0.1752

1.08 0.2376

1.2 0.3072

1.32 0.3852

1.44 0.4728

1.56 0.57

1.68 0.6768

1.8 0.7932

1.92 0.9168

2.04 1.0476

2.16 1.1844

2.28 1.3296

2.4 1.482

2.52 1.6428

2.64 1.8096

2.76 1.9836

2.88 2.2728

Hình vẽ mặt cắt ngang đập dựa vào tọa độ x,y :

-6 -5 -4 -3 -2 -1 0

SVTH: Trang 12

3.12 2.5464

3.24 2.7468

3.36 2.9544

3.48 3.168

3.6 3.3888

3.72 3.6156

3.84 3.8484

3.96 4.086

4.08 4.3308

4.2 4.5816

4.32 4.8372

4.44 5.0988

4.56 5.3652

4.68 5.6376

Vậy đập tràn rộng 5m và cao 6m

IV Thiết kế dốc nước :

1 Độ dốc địa hình :

Zđầu = +30m , Zcuối = +10m

Chiều dài dốc nước theo phương ngang : L = 215 m

Độ dốc địa hình 𝑖đℎ = 𝑍đầ𝑢−𝑍𝑐𝑢 ố𝑖

Chọn idn = 0.098

2 Tiết diện dốc nước :

Btràn = 32 m , chọn Bd = 21 m

Dốc nước có mặt cắt hình chữ nhật

ℎ𝑘 = 𝑄

2

𝑏2𝑔

3

2

212 × 9.81

3

= 1.17𝑚

Độ dốc phân giới :

𝑖𝑘 = 𝑄

2

𝜔𝑘2𝐶𝑘2𝑅𝑘 Với Q = 83.71 m3/s ;

SVTH: Trang 13

ωk = bd × hk = 21 × 1.17 = 24.57 m2

𝐶𝑘 = 1

𝑛𝑅1/6 (n = 0.014 do dốc làm bằng bê tông cốt thép)

𝑅 = 𝜔𝑘

𝑃𝑘 =

𝑏𝑑 × ℎ𝑘

𝑏𝑑 + 2ℎ𝑘 =

21 × 1.17

21 + 2.34 = 1.056𝑚

Ck = 72.08

 ik = 0.2 %  idn > ik , vậy đường mặt nước trong dốc nước là đường nước hạ

3 Vẽ đường mặt nước theo phương pháp sai phân :

SVTH: Trang 14

H (m) 𝛚 (m 2

) V (m/s) V 2 /2g ∋(m) ∆∋(m) R(m) C.R 0.5 J Jtb i-Jtb ∆L (m) Σ∆L

1.17 24.66 3.39 0.59 1.76 1.06 74.08 0.0021

0.05 0.0028 0.0952 0.51 0.51

1 21 3.99 0.81 1.81 0.91 67.23 0.0035

0.04 0.0038 0.0942 0.40 0.91 0.95 19.95 4.20 0.90 1.85 0.87 65.15 0.0041

0.05 0.0045 0.0935 0.56 1.47 0.9 18.9 4.43 1.00 1.90 0.83 63.03 0.0049

-0.05 0.0045 0.0935 -0.56 0.91 0.95 19.95 4.20 0.90 1.85 0.87 65.15 0.0041

0.22 0.0057 0.0923 2.36 3.27 0.8 16.8 4.98 1.27 2.07 0.74 58.61 0.0072

0.12 0.0081 0.0899 1.38 4.65 0.75 15.75 5.32 1.44 2.19 0.70 56.31 0.0089

0.16 0.0100 0.0880 1.85 6.50 0.7 14.7 5.69 1.65 2.35 0.66 53.94 0.0111

0.21 0.0127 0.0823 2.60 9.10 0.65 13.65 6.13 1.92 2.57 0.61 51.49 0.0142

0.28 0.0163 0.0787 3.59 12.70 0.6 12.6 6.64 2.25 2.85 0.57 48.96 0.0184

0.38 0.0214 0.0736 5.13 17.83 0.55 11.55 7.25 2.68 3.23 0.52 46.34 0.0245

0.51 0.0289 0.0661 7.75 25.59 0.5 10.5 7.97 3.24 3.74 0.48 43.62 0.0334

0.71 0.0403 0.0547 12.98 38.56 0.45 9.45 8.86 4.00 4.45 0.43 40.79 0.0472

1.54 0.0647 0.0303 50.75 89.32 0.38 7.98 10.49 5.61 5.99 0.37 36.60 0.0822

0.62 0.0902 0.0048 128.33 217.65

SVTH: Trang 15

0.3602 7.56 11.07 6.25 6.61 0.35 35.34 0.0982

Đường mặt nước trong dốc nước Sau khi tính toán ta có chiều dài dốc nước là L = 217.65 (m)  hcuối dốc = 0.3602 (m)

(1) h – chiều sâu lớp nước trong dốc nước (m)

(2) 𝛚 – diện tích mặt cắt ướt (m2) ; 𝛚 = bdn h = 21h

(3 ) v – lưu tốc nước trong dốc nước (m/s) ;



Q

v

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40

0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00

SVTH: Trang 16

(4) 𝑣

2

2𝑔− động năng của tiết diện đang xét (m)

(5) ∋ – năng lượng đơn vị tại mặt cắt đang tính toán (m)

(6) ∆∋ – chênh lệch năng lượng đơn vị giữa 2 tiết diện (m) ∆∋ = ∋i+1 – ∋i

(7) R – bán kính thủy lực (m) ;

P

R 



(9) J – độ dốc thủy lực ; 10/3

3 / 4 2 2



P Q n

J 

(10) Jtb – bán kính thủy lực trung bình giữa 2 mặt cắt.; Jtb = ( Ji+1 + Ji)/2

(12) L– khoảng cách giữa 2 mặt cắt (m) ;

tb

J i

L











(13) chiều dài dốc nước cộng dồn (m)

Kiểm tra lại điều kiện Vcuối dốc = 11.07 m/s < [Vkx] = 15 ÷ 20 m/s (thỏa)

Vậy không cần thêm mố nhám gia cường

Giả thiết chiều sâu chảy đều ho = 0.36 Ta có :

ho 0.36

P 21.72

e 0.062 Với 𝑒 = 𝑛 𝑄

𝑖 −𝜔𝑜5/3

𝑃 2/3

Dùng lệnh Goalseek cho e tiến về 0 để tìm ho , ta có ho = 0.36m

Thấy hcuối dốc > ho (thỏa)

IV Vẽ đường mặt nước đoạn thu hẹp :

Góc mở đoạn thu hẹp chọn 22o

để tránh tách dòng và xoáy nước

Đoạn thu hẹp có chiều dài :

L = cotan(11o) × (32 – 21 )/2 = 28 m

SVTH: Trang 17

Tại đầu dốc nước h = hk , có bd tính được v0, R0, C0, ∋0, J0

Tại mặt cắt 1 – 1 có b1, giả sử h1 , ta tính được v1, R1, C1, E1, J1

Sau đó tính Jtb = ( J0 + J1)/2 , rồi tính

tb

J i

L









 So sánh L tính toán với L thực tế , nếu sai số không quá lớn thì chọn kết quả h vừa tính Nếu sai thì tiếp tục thử dần tìm h Tương tự ta tính tiếp các giá trị h2, h3, h4 vẽ đường mặt nước trong đoạn co hẹp Bảng kết quả tính toán :

h ω V v 2 /2g ∋ ∆∋ R C.R 0.5 J J tb = i-J tb ∆L

ho 1.174 24.66 3.39 0.59 1.76 1.06 74.08 0.0021

h1 1.065 22.37 3.74 0.71 1.78 0.97 69.84 0.0029

h2 1.015 21.32 3.93 0.79 1.80 0.93 67.84 0.0034

h3 0.976 20.50 4.08 0.85 1.83 0.89 66.24 0.0038

h4 0.942 19.78 4.23 0.91 1.85 0.86 64.82 0.0043

Thấy ℎ4

𝐻𝑡𝑘 = 0.785 < 0.8 Nước chảy không ngập