Nghiên cứu hình dạng hợp lý của đập tràn dâng nước văn phong tỉnh bình định

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP &PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI PHAN THỊ HẢI HIỀN NGHIÊN CỨU HÌNH DẠNG HỢP LÝ CỦA ĐẬP TRÀN DÂNG NƯỚC VĂN PHONG – TỈNH BÌNH ĐỊNH Chunngành: Xây dựng cơng trình thuỷ Mã số: 06-58-40 LUẬN VĂN THẠC SỸ KĨ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS.TS NGƠ TRÍ VIỀNG Hà Nội - 2011 1 Trường Đại học Thuỷ Lợi Luận văn thạc sĩ LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập làm luận văn, giúp đỡ nhiệt tình củacác thầy, giáo trường Đại học Thuỷ lợi Hà Nội, cán khoa học - Viện Khoa học Thuỷ lợi Hà Nội, đến tơi hồn thành luận văn thạc sĩkỹ thuật với đề tài nghiên cứu hình dạng hợp lý đập tràn dâng nước Văn Phong - Tỉnh Bình Định Các kết luận văn đóng góp nhỏ mặt khoa họctrong q trình tính tốn thủy lực tràn xả lũ Do thời gian kinh nghiệm hạn chế nên khuôn khổ luận văn thạc sĩ kỹ thuật tồn số vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu Tác giả mong nhận góp ý, bảo thầy giáo bạn đồng nghiệp Tôi gửi lời biết ơn sâu sắc tới thầy giáo – GS.TS Ngơ Trí Viềng đãnhiệt tình hướng dẫn, cung cấp thơng tin khoa học cần thiết trình làm luận văn Xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo - TrườngĐạihọc Thuỷ lợi, cán khoa học Phòng Thuỷ lực - Viện khoa học Thuỷ lợi bạn bè đồng nghiệp tận tình bảo, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi trình học tập nghiên cứu để tơi hồn thành tốt luậnvăn Sau tơi xin cảm ơn người thân gia đình động viên,khích lệ tơi q trình nghiên cứu làm luận văn Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2011 Phan Thị Hải Hiền Chuyên ngành xây dựng cơng trình thuỷ Khố 2009-2011 MỤC LỤC P HẦNMỞĐẦU 2T 2T C HƯƠNG1:TỔNGQUANCÁCLOẠIĐẬPTRÀN 2T T 2T T 12 2.Tìnhhìnhxâydựngcácloạitràncaotrênthếgiới 14 3TìnhhìnhxâyđậptrànởViệtNam: 20 2T 2 K T 12 1.Vaitrịcủađậptràntrongđầumốicơngtrìnhthuỷlợi,thuỷđiện 2T ẾTLUẬNCHƯƠNGI: T 2T 2T 25 C HƯƠNG2:CƠSỞLÝTHUYẾTTÍNHTỐNTHUỶLỰCĐẬPTRÀN 27 T T2 1.Đậptrànđỉnhrộng:[2] 2T T2 Hìnhdạngdịngchảytrênđỉnhđập:[2] T 2T 27 27 1.2 Khảnăngtháonướcquađậptrànđỉnhrộng:[4] 2T 2T 31 1.1 2 2.ĐậptrànmặtcắtthựcdụngCreager–Ophicerov: T T2 PhươngphápxácđịnhmặtcắttrànCreager–Ophixerov:[4][5] 2T T 2.2 KhảnăngtháocủađậptràndạngÔphixêrốp:[4][5] 2T 40 40 2T 44 2.1 2 3.ĐậptrànmặtcắtWES T 2T PhươngphápxácđịnhmặtcắtđậptràndạngWES:[5] 2T 2T 3.2 KhảnăngtháocủađậptrànWES:[5] T 49 49 2T 54 3.1 2 4.ĐậptrànmặtcắtPiano:[13] T T2 2MặtcắtđiểnhìnhvàkhảnăngtháotrànPiano: 2T 58 58 T Đặcđiểmlàmviệc: 2 4.2 2T 60 T Cácyếutốảnhhưởngđếnkhảnăngtháocủatrànphímđànpiano:[14] 61 4.3 2T 2T 4.1 2 T 4.4 2T 2 T Đ T 4.5 Đ 2T T iềukiệnthi công: iềukiệnứngdụng: 2T 67 2T 4.6 ghiên cứu củanhóm tác giả Trương Chí Hiền Huỳnh Hùn:g N 2T 2T 2T [10] … T 68 K ẾTLUẬNCHƯƠNG2 2T C T 2T HƯƠNNG3:ỨNGDỤNNGTÍNHTỐNTHUỶLỰCCCHO Đ 2T2 DÂNGNƯỚCVĂNPHONG T ẬP TRÀN 2T .1 G iớithiệuđậptrànVănPhong 2T 74 2T 75 75 2T 2T 1.1 êncơngtrình T 2T 2T 2T2 75 T 1.2 Đ ịađiểmxâydựngcơngtrình: 2T 2T 75 T 2T 2T hiệmvụvàquymơcơngtrình 2T 75 N T 2.1 M ụctiêu,nhiệmvụcơngtrình: 2T 2T2 2T T 2T uymơcơngtrình T T 75 75 2.2 Q 2T2 T 2T T ínhtốnthuỷlựcđậptrànvớicácphươngán: 2T 76 T 2T 2T 3.1 T rànOficerovcócửakếthợptrànđỉnhrộng: 2T 2T 78 2T T 3.2 Đ 2T2 ậptrànOficerov 2T T 2T 33.3 T 2T 79 ĐậptrànW 3.4 ĐậptrànPiano ES 81 3.5 Sosánhkếtquảtínhtốncácphươngán: 2T 2T T K ếtluậnchương3: 2T 2T 2T 85 91 94 2T C 2T HƯƠNG4 2T K ẾTLUẬNVÀKIẾNNGHỊ 2T Nhữngkếtquảđạtđược: 2T Tồntại: 2T 2 96 96 2T Kiếnnghị: T T 2T 96 2T 97 97 T ÀILIỆUTHAMKHẢO T T2 99 MỤC LỤC HÌNH H ình1.2ĐậptrànphímPianoGoulouởPháp 2T 17 T H ình1.3:ĐườngconglưulượngtràncủađậpZitAmba 2T 18 2T H ình1.4:ĐườngconglưulượngtràncủađậpAinZada H ình1.5:Cácdạngmặtcắtthaythế 2T 20 2T 2T 23 2T ình1.6:KhảnăngtháotốiđacủađậptrànĐăkMi2 H 2T 24 ình 1.7: Mơ hình thí nghiệm mặt cắt tràn loại PKB, ô có dạng bậc thang T H T ápdụngtạiThủyđiệnĐăkMi2-QuảngNam H T H 2T 2T ình2.1:Hìnhdạngdịngchảytrênđỉnhđậpkhichiềudàythayđổi 2T 25 27 ình2.2:Hìnhdạngdịngchảytrênđỉnhđậpkhimựcnướchạlưuthayđổi ình2.3– 2T29 H Sơđồtínhtốnđậptrànđỉnhrộngkhơngngập 2T 2T H ình2.4–Sơđồtínhtốnngưỡngtrànđỉnhrộngchảyngập H ình2.5.Cácdạngmặtcắtcủađậptrànkhơngchânkhơng H ình2.6Cácdạngmặtcắtđậptrànphichânkhơng H ình2.7:Đỉnhđậpcócửavan H ình2.8:Cácđườngcongxácđịnhσncủađậptrànthựcdụng H ình2.9:Hìnhdạngcáctrụbênvàgiátrịhệsốk H ình2.10:Hìnhdạngcáctrụgiữavàgiátrịhệsố0 2T T T 2T 2T 2T 2T 2T T 2T 2T 2T T 2T H ình2.11.Đồgiảixácđịnhtiếpđiểm(Xi,Yi) H ình2.12.SơđồmặtcắtWEScóđộdốcmặtthượnglưuđậpkhácnhau T 2T T T H ình2.13.ĐầutrànmặtcắtdạngWEScóhaibánkínhcongR1vàR2 H ình2.14.ĐầutrànmặtcắtdạngWEScóbabánkínhcongR1,R2vàR3 2T 2T T 2T 39 40 42 44 45 46 46 50 51 52 52 H ình2.15.Đầutràncóđầunhơvềphíathượnglưudùngđườngcongelip H ình2.16:Quanhệm=f(H/Hd)khiP≥,1,33Hd 53 H ình2.17:Mặtbằng,cắtngangtrànPK-A(L=W+8H;N=L/W=6) H ình2.18:Mặtbằng,cắtngangtrànPK-B(L=W+6H;N=L/W=6) 58 T 2T 2T 2T 2T 31 2T T 2T 56 59 H ình2.19:ĐồthịsosánhkhảnăngxảcủađậptrànkiểuCreagervàkiểuPKA T vớiH=4m 2T 60 H ình2.20:ThaythếngưỡngtrànkiểuCreagerbằngngưỡngtrànkiểuPKA 2T vớiH=4m 2T H H ình2.21Thínghiệmdịngchảyquatrànphímđàn T 2T 2T H T 62 ình2.23:Mặtbằngmộtphânđoạntrànphímđàn 62 2T H T ình2.24:HệsốlưulượngphụthuộcvàoquanhệW/H 63 ình2.25:HệsốlưulượngphụthuộcvàoquanhệL/W 64 ình2.26:Hệsốlưulượngphụthuộcvàoquanhệb/a 64 ình2.27:Hệsốlưulượngphụthuộcvàoquanhệd/c 65 2T H 2T 2T H T 2T H T 2T H 61 ình2.22:Cácđặctrưnghìnhhọccủamộtđơnvịtrànphímđàn 2T 60 ì nh2.28:Hệsốlưul ượngphụthuộcv àohìnhdạngcửav àodướiicơngxơn2T T 65 H 2 2 ình2.30:Hệsốlưulượngphụthuộcvàosựcómặtcủavậtnổi 2T 66 ình2.31:Thicơngtrànphímđàn-ốngdẫnkhíđặtdướiconsolehạlưu 67 ình2.32:TrànPK-A 68 2T T ình2.33:TrànPK-B(mặtbằng) 2T 68 T ình2.34.TrànPK-C 2T 69 2T H H ình2.35:Q=f(H) 2T 71 T ình2.36:q=f(H) 2T 72 T ình2.38:HệsốngậpσncủatrànPK-B 73 ình2.39:HệsốngậpσncủatrànPK-C 73 2T 2T H H 66 T 2T H H T 2T H H 2 H H ình2.29:VậnhànhcủaPKWvớisựtắcnghẽncủavậtnổi 2T 2T T ình3.1:BốtrícácphươngántínhtốnthủylựcđậptrànVănPhong 76 ình3.2:Mặtcắtđậptrànđỉnhrộng 78 ình3.4:MặtcắtđậptrànWES 84 2T 2T H 2T T H T H T 2T ình3.5:BiểuđồquanhệQ~HTL 2T 87 H ình3.6ĐườngquanhệQ~HTLcủatrànOficerovcócửagồm10khoang T phương án tràn đỉnh rộng, tràn Oficerov chảy tự do, trànWEBvà trànPiano 2T 91 H ình3.7-ĐườngquanhệQ~HTLcủatrànOficerovcócửagồm7khoangvà 2T 4phươngántrànđ ỉnn hrộn g,trànOficer ovch ảyt ựd o,trànWEBvàtrànPiano2T 92 H ình3.8-ĐườngquanhệQ~HTLcủatrànOficerovcócửagồm5khoangvà 2T 4phươngántrànđ ỉnn hrộn g,trànOficer ovch ảyt ựd o,trànWEBvàtrànPiano2T 93 MỤC LỤC BẢNG B ảng1.1CáccơngtrìnhthủyđiệnđãxâydựngởViệtNam 2T 13 2T B ảng1.2:ĐặctrưnghìnhhọctrànphímđànĐậpZitAmba B ảng1.3:ĐặctrưnghìnhhọctrànphímđànĐậpAinZada 2T 18 2T T 2T B ảng1.4MộtsốtràncómặtcắtOficerovđãxâydựngởViệtNam B ảng1.5:MộtsốđậptràncómặtcắtdạngWESđãxâydựngởViệtNam T 2T 2 T 2T B ảng2.1:Cáctrịsốφ,m,Mcủađậptrànđỉnhrộng T 2T 20 21 22 32 B ảng 2.2: Hệ số lưu lượng m đập tràn đỉnh rộng không co hẹp bên (b = T BT).Dùngchocáctrườnghợpmặtthượnglưucủađậptrànlànghiêng 2T 33 B ảng2.3Hệsốlưulượngmcủađậptrànđỉnhrộngkhôngcohẹpbên(b= T BT) Dùng cho trường hợp mặt thượng lưu đập tràn mặt thẳng đứngmépvàouốncong 2T 34 B ảng2.4Hệsốlưulượngmcủađậptrànđỉnhrộngkhôngcohẹpbên(b= T BT) Dùng cho trường hợp mặt thượng lưu đập tràn mặt đứng, mépvàoxiên 2T B ảng2.5Hệsốlưulượngmcủađậpkhơngcóngưỡng(P1=0)dùngcho T trườnghợpmặtthượnglưumốbiênbốtríxiênsovớihướngnướcchảy 35 2T 36 B ảng2.6Hệsốlưulượngmcủađậpkhôngcóngưỡng(P1=0)dùngcho T trường hợp mặt thượng lưumốbiên thẳng góc với hướng nước chảy, với mépvàolượntròn 2T 37 B ảng2.7Hệsốlưulượngmcủađậpkhôngcóngưỡng(P1=0)dùngcho T trường hợp mặt thượng lưumốbiên thẳng góc với hướng nước chảy, với mépvàovátxiên 2T B ảng2.8-Hệsốngậpσncủađậptrànđỉnhrộng 2T 2T ảng2.9-Hệsốφcủađậptrànđỉnhrộngchảyngập 2T 38 39 40 B ảng2.10TrịsốcủabánkínhnốitiếpR(m) T 2T B T 42 B ảng2-11.Toạđộcácđiểmtrênđườngbiêncủamặttrànkhôngchânkhông 2T Creager–Ophixerov 2T 2 B B ảng2.12.Hệsốcohẹpđứng(α): T 2T 43 45 ảng2.13Trahệsốđi ều ch ỉnnhc ộtnướicσHcủađậpt rànkhôn gchânkhông2T T 47 ( theotàiliệucủaN.P.RơdanốpvàA.X.Ơphixêrov) T B 2T 2T ảng2.14.BảngtratrịsốσdphụthuộcgócσB,σHvàtỷsốa/CB 2T 47 48 B ảng2.15.Thamsốđườngcongmặttràn 50 B ảng2.16-BảnghệsốhiệuchỉnhC* B ảng2.17-Bảnghệsốhìnhdạngtrụpinξ0: 56 T 2T 2T 2T 2 T 2T 56 B ảng3.1.Thơngsốđầuvàotínhtốnthủylựcđậptràn 77 B ảng 3.2 Bảng toạ độ điểm đường viền mặt tràn loại phi chân T 2T T khơngƠphixêrốp 2T B T 79 ảng3.3.BảngtoạđộcácđiểmtrênđườngcongphíahạlưuđậptrànWES ảng3.4.Kết 2T82 B T quảtínhtốnsochọnkíchthướctrànpiano 2T 2 B B T T ảng3.5:GiátrịdựtốnxâydựngtrànOficerovkhơngcócửavan: ảng3.6:GiátrịdựtốnxâydựngtrànWES 2T 2T 87 89 89 B ảng3.7:GiátrịdựtoánxâydựngtrànPiano T 2T 90 B ảng 3.8: Chiều cao cột nước thượng lưu cuả phương án tràn với 10 2T khoangtrànOficerovcócửavan 2T 92 B ảng3.10:Chiềucaocộtnướcthượnglưucuảcácphươngántrànvới7 2T khoangtrànOficerovcócửavan 2T 92 B ảng3.11:Chiềucaocộtnướcthượnglưucuảcácphươngántrànvới5 2T khoangtrànOficerovcócửavan 2T 93 Bảng 3.12: Tính kinh tế 3phương án .95