Đang tải... (xem toàn văn)
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI NGUYỄN THANH PHONG NGHIÊN CỨU LŨ VƯỢT THIẾT KẾ VÀ GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN CHO HỒ 739 – HUYỆN EA SÚP – TỈNH ĐĂK LĂK LUẬN VĂN THẠC[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI NGUYỄN THANH PHONG NGHIÊN CỨU LŨ VƯỢT THIẾT KẾ VÀ GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN CHO HỒ 739 – HUYỆN EA SÚP – TỈNH ĐĂK LĂK LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH – 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI NGUYỄN THANH PHONG NGHIÊN CỨU LŨ VƯỢT THIẾT KẾ VÀ GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN CHO HỒ 739 – HUYỆN EA SÚP TỈNH ĐĂK LĂK Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình thủy Mã số: 60-58-02-02 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Phạm Ngọc Quý TP Hồ Chí Minh – 2015 LỜI CẢM ƠN Kính thưa Thầy, Cô giáo trường Đại học thủy lợi Hà Nội Thầy Cô giáo sở – TP Hồ Chí Minh Sau hồn thành chương trình học, học viên đăng ký đề tài luận văn thạc sỹ “Nghiên cứu lũ vượt thiết kế giải pháp đảm bảo an toàn cho Hồ 739 – huyện Ea súp – Tỉnh Đăk Lăk”; xác định đề tài có phạm vi nghiên cứu rộng, phức tạp địi hỏi phải hiểu biết có nhiều thời gian để hoàn thành, nhiên học viên tự nhận thấy chủ đề thiết thực điều kiện ảnh hưởng biến đổi khí hậu mà nhà nước, nhà khoa học quan tâm Trên sở kiến thức học tập nhà trường, tham khảo nhiều tài liệu, cơng trình nghiên cứu nước, kết hợp với kết khảo sát, thu thập số liệu thực tế trạng cơng trình địa bàn, đặc biệt hướng dẫn tận tụy, nhiệt tình Thầy giáo hướng dẫn học viên nghiêm túc nghiên cứu, phân tích, đánh giá nguyên nhân lũ vượt thiết kế lựa chọn biện pháp cơng trình nhằm đảm bảo an tồn cho hồ 739-huyện Ea Súp-Đăk Lăk đảm bảo an tồn có lũ vượt thiết kế xảy (P = 0,2%) Để hoàn thành luận văn nỗ lực thân, học viên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TS Phạm Ngọc Quý - Trường Đại học thủy lợi Hà Nội trực tiếp tận tình giúp đỡ, hướng dẫn học viên suốt trình thực luận văn Học viên xin bày tỏ lòng biết ơn đến tất thầy cô giáo trường Đại học thủy lợi Hà Nội, khoa Cơng trình, khoa đào tạo sau Đại học, thầy giáo sở – TP Hồ Chí Minh tận tình truyền đạt kiến thức, tạo điều kiện sở vật chất suốt trình học viên học tập thực luân văn Xin cám ơn Công ty TNHH TVXD Cao Nguyên – Đăk Lăk, đài khí tượng thủy văn, trạm khí tượng thủy văn Đăk Lăk giúp đỡ, cung cấp tài liệu; xin cám ơn đồng nghiệp động viên giúp tơi có thêm ý chí, động lực để tơi hồn thành luận văn Kính chúc thầy cô giáo luôn mạnh khỏe, hạnh phúc, thành cơng ngày có nhiều cơng trình nghiên cứu khoa học phục vụ cho đời sống nhân dân phát triển kinh tế đất Nước Trân trọng cám ơn! TP Hồ Chí Minh, Tháng năm 2015 Học viên Nguyễn Thanh Phong BẢN CAM KẾT Tôi tên Nguyễn Thanh Phong, sinh ngày 18/7/1972, học viên cao học Lớp 21C-CS2-Trường Đại học Thủy lợi, chuyên ngành Xây dựng Cơng trình thủy Khóa 2013-2016 Tơi xin cam đoan Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật “Nghiên cứu lũ vượt thiết kế giải pháp đảm bảo an toàn cho Hồ 739 - huyện Ea súp - tỉnh Đắk Lăk” cơng trình nghiên cứu riêng tơi, kết nghiên cứu tổng hợp, phân tích không chép Học viên Nguyễn Thanh Phong MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN BẢN CAM KẾT MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích nghiên cứu đề tài Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu: Kết dự kiến đạt .3 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VÀ HIỆN TRẠNG HỒ CHỨA CÓ LŨ VƯỢT THIẾT KẾ Ở TỈNH ĐĂK LĂK 1.1 Khái quát hồ chứa .4 1.1.1 Tổng quan hồ chứa 1.1.2 Phân loại hồ chứa .5 1.1.3 An toàn hồ đập 1.1.4 Các kết nghiên cứu nước an toàn hồ đập 13 1.2 Hiện trạng an toàn hồ chứa, đập dâng Đắk Lăk 15 1.2.1 Thống kê phân loại hồ đập Đắk Lăk 15 1.2.2 Sự cố phân loại cố hồ đập Đắk Lăk 18 1.2.3 Các kết nghiên cứu hồ đập Đắk Lăk 22 1.3 Hiện trạng lũ vượt thiết kế hồ chứa địa bàn tỉnh Đắk Lăk 23 1.3.1 Lũ vượt thiết kế thực tế Đắk Lăk .23 1.3.2 Những tác động lũ vượt thiết kế 24 CHƯƠNG II NGHIÊN CỨU NGUYÊN NHÂN LŨ VƯỢT THIẾT KẾ VÀ CÁC GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC 25 2.1 Đặt vấn đề 25 2.2 Nghiên cứu nguyên nhân gây lũ vượt thiết kế 26 2.2.1 Tính toán thủy văn chưa phù hợp với thực tế 26 2.2.2 Hoạt động dân sinh, kinh tế người 28 2.2.3 Ảnh hưởng biến đổi khí hậu 29 2.2.4 Thay đổi quy phạm thiết kế 29 2.2.5 Trong trình thiết kế, chuỗi số liệu tính tốn cịn 30 2.2.6 Năng lực người tư vấn thiết kế 31 2.2.7 Do công tác quản lý vận hành 32 2.2.8 Thiết bị vận hành công trình tháo bị cố .33 2.2.9 Vật cản làm ảnh hưởng đến cơng trình tháo lũ 33 2.3 Những vấn đề đặt có lũ vượt thiết kế 35 2.4 Các giải pháp chủ động phòng lũ vượt thiết kế .36 2.4.1 Các giải pháp phi cơng trình 36 2.4.2 Các giải pháp cơng trình 37 2.5 Các giải pháp khẩn cấp có lũ vượt thiết kế 61 2.5.1 Những việc cần làm trước có tình phải khẩn cấp 62 2.5.2 Các giải pháp khẩn cấp lũ vượt thiết kế: 62 CHƯƠNG III ĐÁNH GIÁ LŨ VƯỢT THIẾT KẾ VÀ CHỌN GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN CHO HỒ CHỨA 739 - HUYỆN EA SÚP - TỈNH ĐẮK LẮK 64 3.1 Giới thiệu cơng trình hồ chứa nước 739 64 3.1.1.Vị trí địa lý .64 3.1.2 Nhiệm vụ cơng trình thơng số 64 3.1.3 Điều kiện tự nhiên hồ chứa nước 739 66 3.2 Tài liệu lũ vượt thiết kế trạng an toàn hồ đập 739 68 3.2.1 Tài liệu lũ vượt thiết kế 68 3.2.2 Hiện trạng an toàn hồ đập 739 69 3.3 Đề xuất tính tốn phương án đảm bảo an tồn 73 3.3.1.Tính tốn theo Phương án 1: Cải tạo tràn hữu cách kéo dài đường tràn hữu thành tràn zíc zắc (Labyrinth Weir) 74 3.3.2 Tính tốn theo Phương án 2: Tính tốn xây dựng thêm tràn cố 86 3.4 Phân tích lựa chọn biện pháp cơng trình 94 3.4.1.Phương án 1: Cải tạo tràn hữu cách kéo dài đường tràn hữu thành tràn zíc zắc (Labyrinth Weir) .94 3.4.2 Phương án Xây dựng tràn cố kiểu tràn tự cho cơng trình 94 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 99 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Hồ chứa tự nhiên Hình 1.2 Hồ chứa nước Ea Súp Thượng – Đăk Lăk Hình.1.3 Một số cố xả lũ hồ chứa 13 Hình.1.4: Bản đồ hành tỉnh Đắk Lăk 15 Hình.1.5 Mặt cắt ngang đập đất hồ Bn Bơng .19 Hình.1.6 Mặt cắt ngang đập Krông Jing 20 Hình.1.7 Mặt cắt ngang đập Sâm Lăng 21 Hình.2.1: Mặt cắt ngang đập Buôn Bông 27 Hình.2.2: Sự cố vỡ đập Đầm Hà .32 Hình.2.3: Nước lũ tràn qua đỉnh đập thủy điện Hố Hơ .33 Hình.2.4:Cỏ mọc cơng trình tràn xả lũ hồ chứa E29 - Đắk Nơng .34 Hình.2.5: Lưới chắn cá tràn xả lũ hồ Sông Mây - Đồng Nai .34 Hình.2.6: Lưới chắn cá tràn xả lũ hồ Sông Mây - Đồng Nai .37 Hình 2.7: Sơ họa nâng cao trình đỉnh đập tường chắn sóng 38 Hình 2.8: Tràn xả lũ hồ Yên Mỹ - tỉnh Thanh Hóa 40 Hình 2.9: Cải tạo đường tràn có thành tràn kiểu zic zắc 41 Hình 2.10: Mặt tràn piano hồ Hóc Mơn - tỉnh Bình Định .41 Hình 2.11: Các dạng mặt cắt tràn zíc zắc 42 Hình 2.12: So sánh định hướng bố trí tràn cho α = 6° 43 Hình 2.13: So sánh định hướng bố trí tràn cho α = 12° 43 Hình.2.14: Cấu tạo tràn zichzắc ( Phím đàn Piano) 44 Hình 2.15: Đường cong hệ số lưu lượng với hình dạng đỉnh ngưỡng ¼ đường tròn, mặt ngưỡng tam giác (Tullis, Nosratollah&Waldron-1995) .46 Hình 2.16: Các dạng mặt cắt tràn zíc zắc 48 Hình.2.17: Cấu tạo tràn zichzắc ( Phím đàn Piano) 48 Hình 2.18: Tràn cố kiểu tự 49 Hình 2.19:Tràn cố kiểu đập đất gây vỡ 51 Hình.2.20: Tràn cố kiểu tự vỡ 53 Hình 2.21: Tràn cố kiểu cửa van sập tự động khống chế thủy lực 55 Hình 2.22: Sơ đồ tính tốn cân cửa van tự sập 56 Hình 2.23: Sơ đồ lực tác dụng cửa van quay 57 Hình 2.24: Gia cố mái hạ lưu đập bê tông .60 Hình 3.1 Vị trí cơng trình từ ảnh Google Earth .64 Hình 3.2: Biểu đồ đường trình lũ đến hồ 739 69 Hình 3.3: Mặt tuyến tràn cơng trình hồ chứa 739 70 Hình 3.4: Mặt cắt ngang tràn vị trí cầu giao thơng 70 Hình 3.5: Kết điều tiết lũ với tần suất P = 1,5% - P/A Hiện trạng .71 Hình 3.6: Kết điều tiết lũ với tần suất P = 0,5% - P/A Hiện trạng .71 Hình 3.7: Kết điều tiết lũ với tần suất P = 0,2% - P/A Hiện trạng .72 Hình 3.8: Cấu tạo tràn Zíc Zắc 74 Hình 3.9: Mặt cắt tràn kiến nghị cho cơng trình hồ chứa 739 75 Hình 3.10 Kết điều tiết lũ với tần suất P = 1,5% - P/A Zíc Zắc 76 Hình 3.11 Kết điều tiết lũ với tần suất P = 0,5% - P/A Zíc Zắc 77 Hình 3.12 Kết điều tiết lũ với tần suất P = 0,2% - P/A Zíc Zắc 77 Hình 3.14: Mặt cắt ngang đập tràn thành mỏng 87 Hình 3.15: Mặt cắt ngang đập tràn đỉnh rộng 88 Hình 3.16: Mặt cắt ngang đập tràn thực dụng khơng có chân khơng .88 Hình 3.18: Kết điều tiết lũ với tần suất P = 1,5% - P/A Tràn phụ 90 Hình 3.119: Kết điều tiết lũ với tần suất P = 0,5% - P/A Tràn phụ 90 118 PHỤ LỤC TÍNH TỐN THỦY LỰC KIỂM TRA KHẢ NĂNG THÁO CỦA TRÀN HIỆN TRẠNG Tính tốn xác định hệ số a Các tài liệu phục vụ tính tốn - Cơng trình tháo lũ đường tràn dọc, ngưỡng tràn đỉnh rộng, tràn có cửa van, tiêu mũi phun - Tường cánh hướng dịng thượng lưu có góc mở =1800 - Cao trình ngưỡng tràn: Zngưỡng = Zbt = 151,50 m - Bề rộng tràn B 97,4 180 30 51,0; b 51,0m - Tần suất lũ tính tốn: P = 1,5% + Lưu lượng đỉnh lũ đến QP=1,5% = 180,9 m3/s q max 123,34 m3/s + Lưu lượng xả qua đập lớn xã + Cột nước lớn qua tràn htràn = 1,24 m + Cao trình mực nước lũ thiết kế ZLTK = 152,74 b Đánh giá ảnh hưởng cột nước tới lưu tốc -Vì T > 4.(b.H) cho phép bỏ qua khơng tính đến lưu tốc tới gần Vo coi Ho = H c Xác định hệ số co hẹp bên: Hệ số co hẹp bên xác định theo công thức: 2 k H0 b Với mố bên bo tròn k 0,7 , 2 k H0 b d Xác định hệ số lưu lượng: Do cầu giao thông không đặt tực tiếp tràn nên mố cầu không ảnh hưởng trực tiếp đến khả tháo tràn dòng chảy sau tràn dòng chảy tự mà ảnh hưởng đến vận chuyển nước dốc nước mặt cắt có mố cầu hệ số lưu lượng xác định theo công thức: m H mr Khi H0=1,6 ≤ 6,5P1=6,5x0,5=3,25 H0 > 0,1m hệ số lưu lượng mr xác định theo công thức sau: 0 Tra bảng 20 TCVN 9147-2012: Với T 51 H 35 119 Tra bảng 21 TCVN 9147-2012: Với mr 0,50 0,012 H H 35 H H đh H0 P1 m0 m H mr Kiểm tra khả tháo lũ Qtt m. b g H Lưu lượng tháo thực tế tràn: Bảng Kết kiểm tra khả tháo qua tràn htràn (m) 1.24 m 0,966 0,406 b H0 Qxamax (m) (m) (m3/s) (m3/s) 51 1,240 123,72 122,42 Qtt So sánh Kết luận Qxamax > Qtt Không thỏa mãn Như tràn xả lũ khơng đảm bảo an tồn cho việc lũ 120 PHỤ LỤC TÍNH TỐN ĐƯỜNG MỰC NƯỚC TRÊN DỐC NƯỚC CỦA TRÀN LABYRINTH Dòng chảy dốc nước Cột 1: Thứ tự mặt cắt tính toán đoạn thu hẹp Cột 2: Chiều rộng đáy dốc nước mặt cắt tính tốn Bi Cột 3: Chiều sâu cột nước giả thiết mặt cắt tính tốn hi Cột 4: Diện tích ướt mặt cắt tính tốn i = Bi.hi Q max Cột 5: Lưu tốc mặt cắt tính tốn vi = i , Q = qxa vi2 Cột 6: Tỉ mặt cắt tính tốn i = hi + g Cột 7: Chênh lệch tỉ mặt cắt = i+1- i Cột 8: Chu vi ướt i = Bi + 2hi i Cột 9: Bán kính thuỷ lực Ri = i 1/ R Cột 10: Hệ số Cezi Ci = n , n = 0.017 hệ số nhám vật liệu làm dốc vi2 Q2 2 Cột 11: Độ dốc thuỷ lực Ji = i Ci R = Ci R J i J i 1 Cột 12: Độ dốc thủy lực trung bình Ji = Cột 13: Hiệu số i - J Cột 14: Khoảng cách mặt cắt tính tốn L = i J Cột 15: Khoảng cách cộng dồn L đến L = L kết thúc tính tốn Bảng kết tính tốn dốc nước tràn labyrinth ứng với p=0.2% Bi(m) 45 33.9 26.36 21.55 18.95 16 16 16 16 16 Hi(m) 0.20 0.29 0.40 0.51 0.61 0.74 0.76 0.77 0.79 0.81 (m2) Vi i 9.006 9.967 10.619 11.098 11.478 11.772 12.117 12.395 12.671 12.973 35.262 28.920 25.624 23.607 22.192 21.257 20.128 19.287 18.506 17.709 26.228 23.699 22.245 21.285 20.580 20.066 19.495 19.058 18.643 18.208 -6.341 -3.296 -2.017 -1.415 -0.935 -1.129 -0.841 -0.781 -0.796 45.400 34.488 27.166 22.580 20.161 17.472 17.515 17.549 17.584 17.622 Ri 0.198 0.289 0.391 0.491 0.569 0.674 0.692 0.706 0.721 0.736 Ci 10 44.923 47.830 50.299 52.256 53.552 55.077 55.320 55.511 55.697 55.896 j 11 1.718 0.849 0.500 0.338 0.259 0.197 0.180 0.167 0.155 0.144 i j j 12 13 1.284 0.675 0.419 0.298 0.228 0.188 0.173 0.161 0.150 -1.268 -0.659 -0.403 -0.283 -0.213 -0.188 -0.168 -0.156 -0.145 Đường mực nước dốc 1.00 Hi, m 0.80 0.60 0.74 0.40 0.20 0.20 0.00 0.0 0.51 0.76 0.77 0.79 0.81 0.61 0.40 0.29 10.0 20.0 Chiều dài L, 30.0 m 40.0 Bảng kết tính tốn dốc nước tràn labyrinth ứng với p=1,5% 50.0 L(m) L 14 15 0.0 5.00 5.0 5.00 10.0 5.00 15.0 5.00 20.0 4.40 24.4 6.00 30.4 5.00 35.4 5.00 40.4 5.50 45.9 121 MC 1 Đầu cầu Cuối cầu 10 Đường mực nước dốc 0.70 0.60 0.58 0.50 0.40 0.60 0.62 0.64 30.0 35.0 40.0 0.66 0.47 0.40 0.30 0.31 0.20 0.22 0.10 0.14 0.00 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 45.0 50.0 122 i j i j MC Bi(m) Hi(m) (m2) Vi Ri Ci j L(m) L 10 11 12 13 14 15 45 0.14 6.210 25.345 32.878 45.276 0.137 42.243 2.624 0.0 33.9 0.22 7.321 21.499 23.773 -9.104 34.332 0.213 45.467 1.048 1.836 -1.821 5.00 5.0 26.36 0.31 8.040 19.576 19.838 -3.935 26.970 0.298 48.078 0.556 0.802 -0.787 5.00 10.0 21.55 0.40 8.556 18.396 17.646 -2.192 22.344 0.383 50.126 0.352 0.454 -0.438 5.00 15.0 18.95 0.47 8.960 17.565 16.199 -1.447 19.896 0.450 51.501 0.258 0.305 -0.289 5.00 20.0 Đầu cầu 16 0.58 9.267 16.984 15.282 -0.917 17.158 0.540 53.084 0.190 0.224 -0.208 4.40 24.4 Cuối cầu 16 0.60 9.632 16.341 14.212 -1.070 17.204 0.560 53.403 0.167 0.178 -0.178 6.00 30.4 16 0.62 9.924 15.859 13.439 -0.773 17.241 0.576 53.651 0.152 0.160 -0.155 5.00 35.4 16 0.64 10.215 15.408 12.739 -0.700 17.277 0.591 53.890 0.138 0.145 -0.140 5.00 40.4 10 16 0.66 10.532 14.945 12.042 -0.697 17.316 0.608 54.145 0.125 0.132 -0.127 5.50 45.9 123 PHỤ LỤC KIỂM TRA KHẢ NĂNG THÁO CỦA TRÀN PHỤ Do tràn phụ có cao trình ngưỡng tràn cao trình ngưỡng tràn tràn nên tràn phụ có nhiệm vụ tương tự tràn Theo TCVN 9147-2012, lưu lượng tháo qua đập tràn đập tràn chảy tự do: q o mB g h / Trong đó: : hệ số co hẹp ngang m : hệ số lưu lượng b : tổng chiều dài tràn nước tất khoang tràn H0 : cột nước tràn có kể lưu tốc tới gần: H htràn V02 2g V0 : lưu tốc tới gần g : gia tốc trọng trường g = 9,81m/s2 Tính tốn hệ số Tài liệu phục vụ tính tốn - Cơng trình tháo lũ đường tràn dọc, tràn đỉnh rộng, ngưỡng tự do: - Tường cánh hướng dòng thượng lưu có góc mở =00 - Cao trình ngưỡng tràn phu: Zngưỡng = Zbt = 151,50 m - Bề rộng tràn B 26 , b 24m Bảng Tổng hợp kết tính tốn điều tiết lũ với phương án tràn phụ P% Tràn Chiều rộng MNLTK, H, m tràn phụ qxãmax , m (m) m3/s 1,5 0,5 B = 24 m 0,2 H, m qxãmax , m3/s +152,56 1,06 98,00 1,06 42,96 +152,79 1,29 130,77 1,29 57,32 + 152,88 1,38 144,22 1,38 62,83 Nhận xét ảnh hưởng cột nước lưu tốc -So sánh T với 4.(b.H) Trong đó: Tràn phụ 124 T : Diện tích mặt cắt ướt mặt cắt tính tốn thượng lưu, chọn mặt cắt kênh dẫn vào dạng chữ nhật , T = Bkdv.htràn Zsc : Mực nước siêu cao ứng với tần suất P = 1,5%, Zsc = 152,55m Zđáy kênh: Cao trình đáy kênh dẫn vào, chọn Zđáy kênh = 150,60m Bkdv: Bề rộng kênh thượng lưu mặt cắt tính tốn Mặt cắt ướt mặt cắt cách mép thượng lưu đập tràn đoạn L = (3 5)H, H max cột nước tràn ứng với lưu lượng lũ thiết kế q xa , H = htràn = 1,06 m L = (3 5) H = 1,06 = 3,18 5,25 m tg Bkdv = BTràn+ 2.L = 26 + x 5,25 x tg = 26 m T = Bkdv htràn= 26 1,06 27,56m 4.(b.H) = 24 1,06 101,76m2 Với b = Btràn nước = 24 m : Tổng chiều rộng khoang tràn : hệ số tỉ tốc = (1 1,1), chọn = So sánh, ta thấy: T = 28,62 m2 < 4.(b.H) = 101,76 m2 →vì vậy, phải kể đến ảnh hưởng cột nước lưu tốc tới gần vo V0 max Q q xa 42,96 1,5m / s t t 28,62 H0 H V02 2g 1.50 1,17 m 1,06 9.81 Xác định hệ số co hẹp bên ε : Để tiện cho việc lại , kiểm tra tràn xả lũ ta bố trí cầu giao thông tràn Với bề mặt rộng tràn 26 m ta bố trí khoang với mố trụ , bề dày mố trụ d =1.0 m Hệ số co hẹp tràn đỉnh rộng tính theo cơng thức: 0 Btràn d Btràn Trong đó: Btràn Bề rơng tràn Btràn= 27,0m d : Tổng chiều dày mố trụ ∑d=1,0 x =2,0 m Vậy: 0 27 0,93 27 125 Xác định hệ số lưu lượng m : Trị số xác hệ số lưu lượng phải xác định xác theo phương pháp Đ.I.Ku-min Trường hợp đập tràn không ngưỡng (P1 = 0), Với H 1,05 1,35 0.13 0.17 hk dốc xuất nước nhảy Đường mực nước dốc nước tính tốn theo phương pháp sai phân hữu hạn Bảng Bảng tính tốn đường mực nước dốc ứng với lưu lượng lũ thiết kế Q=39.96 (m3/s) MC 1 Bi(m) 26 24 22 20 Tổng L 15 0.0 5.0 10.0 16.5 MC 1 Bi(m) Hi(m) W(m2) Vi e data e x Ri Ci j jtb i-jtb L(m) 10 11 12 13 14 26 0.79 20.509 2.782 1.183 27.578 0.744 55.991 0.003 24 0.48 11.545 4.941 1.726 0.542 24.962 0.463 51.729 0.020 0.012 0.108 5.00 22 0.44 9.718 5.871 2.198 0.473 22.883 0.425 50.999 0.031 0.025 0.095 5.00 20 0.42 8.471 6.735 2.735 0.537 20.847 0.406 50.625 0.044 0.037 0.083 6.50 Bảng Bảng tính tốn đường mực nước dốc ứng với lưu lượng lũ kiểm tra Q0.2=62,83 (m3/s) Tổng L 15 0.0 5.0 10.0 16.5 MC Bi(m) Hi(m) W(m2) Vi e data e x Ri Ci j jtb i-jtb L(m) Tổng L 10 11 12 13 14 15 26 0.84 21.872 2.873 1.262 27.682 0.790 56.558 0.003 24 0.52 12.505 5.024 1.808 0.546 25.042 0.499 52.395 0.018 0.011 0.109 5.00 5.0 22 0.48 10.543 5.959 2.289 0.482 22.958 0.459 51.668 0.029 0.024 0.096 5.00 10.0 20 0.46 9.186 2.843 0.554 20.919 0.439 51.285 0.040 0.035 0.085 6.50 16.5 6.839 0.0 128 Hi(m) W(m2) Vi e data e x Ri Ci j jtb i-jtb L(m) 10 11 12 13 14 0.62 16.175 2.470 0.933 27.244 0.594 53.928 0.004 0.36 8.592 4.651 1.460 0.527 24.716 0.348 49.325 0.026 0.015 0.105 5.00 0.33 7.208 5.544 1.894 0.434 22.655 0.318 48.602 0.041 0.033 0.087 5.00 0.32 6.311 6.331 2.359 0.464 20.631 0.306 48.286 0.056 0.049 0.071 6.50 Bảng Bảng tính tốn đường mực nước dốc ứng với lưu lượng lũ kiểm tra Q0.5=57.05 (m3/s) 129 Chiều sâu cột nước, m 0.90 0.800.84 0.700.79 0.622 0.60 0.50 0.40 0.52 0.48 0.30 0.358 0.48 0.44 0.46 0.42 0.328 0.316 0.20 0.10 0.00 0.0 3.0 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0 Chiều dài L, m Hình Đường dốc nước ứng với cấp lưu lượng Cột nước hàm khí ứng với cấp lưu lượng chiều cao tường dốc nước tương ứng Bảng Kết tính tốn cột nước hàm khí ứng với cấp MC h (m) V (m/s) hhk (m) h 0.5 (m) V 0.5 Hhk 0.5 h 0.2 (m) V 0.2 Hhk 0.2 Ht Đầu dốc 0.62 2.47 0.64 0.79 2.78 0.81 0.84 2.87 0.87 1.2 Cuối dốc 6.33 0.45 0.42 6.74 0.45 0.46 6.84 0.49 0.95 0.42 130 PHỤ LỤC KẾT QUẢ TÍNH TỐN THỦY LỰC BỂ TIÊU NĂNG TRÀN PHỤ 1.Cột nước kênh dẫn hạ lưu với cấp lưu lượng Áp dụng công thức Chery- Maning: Q 0 Rh2 / i0 n Bảng Chiều sâu cột nước kênh dẫn hạ lưu hgt(m) ω(m2) χ R(m) i n Q 0,815 16,959 22,305 0,760 0,005 0,025 39,96 1,009 21,204 22,855 0,928 0,005 0,025 57,05 1,070 22,535 23,025 0,979 0,005 0,025 62,83 Bảng Bảng tính lưu lượng tiêu cột nước tiêu Q q hcd V cd m3/s (1) E0 F(τc) τ c m hc τ'' c h c'' hc''/hc h h hc''-hh m (6) (7) (8) m (9) (10) (11) m m (12) (13) (2) (3) (4) (5) 39,96 2,00 0,32 6,33 3,88 0,29 0,07 0,26 0,42 1,63 6,18 0,81 0,82 57,05 2,85 0,42 6,73 4,26 0,36 0,09 0,36 0,46 1,96 5,42 1,01 0,96 62,83 3,14 0,46 6,84 4,36 0,38 0,09 0,40 0,49 2,12 5,37 1,07 1,05 Trong đó: Cột 1: Lưu lượng tính tốn Cột 2: Lưu lượng đơn vị: q=Q/b với b bề rộng cuối dốc nước Cột 3: Chiều sâu dòng chảy cuối dốc nước tổng hợp Bảng Cột 4: Vận tốc dòng chảy cuối dốc nước chi tiết xem Bảng Cột 5: lượng đơn vị mặt cắt cuối dốc so với mặt chuẩn cao trình vcd2 E0 hcuoidoc h g đáy kênh Với: ∆h=Zcuối dốc -Zđáy kênh=149,52 – 148,0= 1,52m Cột 6: F ( c ) q chọn = 0,9 .E03 / Cột 7: c tra phụ lục (15-1) trang 6263-BTTL biết Cột 8:Độ sâu liên hiệp trước nước nhảy:hc=τc.E0 F ( c ) 131 Cột 9: c'' F ( c ) tra phụ lục (15-1) trang 6263-BTTL biết " " Cột 10:Độ sâu liên hiệp sau nước nhảy , hc c E0 " Cột 11: Cột nước hạ lưu hh Cột 12: Hiệu hc - hh Max ( hc - hh)=4,90, Lưu lượng tính tốn thiết kế tiêu Q0.2%=62,83 " Tính toán xác định chiều sâu chiều dài bể tiêu - Tính tốn chiều sâu bể tiêu năng: Chiều sâu bể xác định theo phương pháp thử dần, trình tự tính tốn sau: Giả thiết = h hh max = 1,025m Tính: F ( c ) " c q .E0'3 / Trong đó: q Q : Q: lưu lượng tiêu Qtn = 62,83m3/s, b: chiều rộng cuối b dốc Bcdốc=20m : hệ số lưu tốc, = 0,90 E0' : lượng mặt cắt đầu bể tiêu năng, E0' =E0 + với E0=4,36m Có F(c), tra phụ lục (15-1) trang 6263-BTTL c " " " ' Tính được: hc c Eo Tính chiều sâu bể tiêu năng: d = hb – ( hh + Z ) Trong đó: hb: Chiều sâu cột nước bể, hb = hc" : Hệ số ngập, = 1,05 1,1 để đảm bảo ngập ổn định.chọn σ=1,1 hh : Độ sâu mực nước kênh, hh= 1,07m Z: Độ chênh lệch mực nước chỗ bể Để tính Z, ta coi chỗ bể làm việc đập tràn đỉnh rộng chảy ngập q q2 Z = 2 hh g g hc" với q = Q bk : Hệ số lưu tốc, tra phụ lục (14-9) trang 60 bảng (14-4) trang 58-BTTL, coi dòng chảy qua bể dòng chảy qua đập tràn đỉnh rộng = 0,90 132 So sánh d do: " Nếu d = chiều sâu bể d = hc hh max Nếu d ≠ do, giả thiết lại chiều sâu bể tiếp tục tính dgiảthiết = dtính tốn kết thúc việc tính tốn Kết tính tốn trình bày chi tiết Bảng Bảng Kết tính tốn xác định chiều dài bể tiêu F(τc) τ'' c ∆Z d tt m m 1.1 0.40 0.98 2.218 1.1 0.40 0.97 0.415 2.213 1.1 0.40 0.96 0.415 2.209 1.1 0.40 0.96 d gt E0' hc'' m m 1.05 5.417 0.277 0.411 2.228 0.98 5.343 0.283 0.415 0.97 5.333 0.283 0.96 5.323 0.284 σ m Từ kết tính tốn trên, chọn chiều sâu bể tiêu d = 1,0 m Tính tốn chiều dài bể tiêu Chiều dài bể tiêu phải đủ dài để nước nhảy nằm gọn bể, hiệu tiêu bể đảm bảo Chúng ta tính theo nhiều cơng thức khác có dạng chung: Lb =Lr+L1 Trong đó: Lr: Chiều dài nước rơi Lr 1,33 H p 0,3H 1,33 2,841 0,3 2,84 3,05 L1: Chiều dài gói nước nhảy,phụ thuộc vào nước rơi Theo Pavlopski: L1=βxLn β: Hệ số thực nghiệm β= (0,7 ÷ 0,8).Chọn β=0,74 Ln: Chiều dài nước nhảy, theo Saphoranet: Ln=4.5.hc” = 4,5× 2.209 = 9,94m Vậy Lb =9,94 +3,05=12.99 m Chọn bể dài 13m Như vậy, với phương án làm thêm tràn phụ cần phải làm thêm đường tràn bể tiêu với chiều dài bể L = 13,00 m