Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành Xây dựng công trình thủy: Dùng phương pháp thực nghiệm mô hình nghiên cứu biện pháp tiêu năng cho tràn xả lũ Đăkmi 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRUONG ĐẠI HỌC THUY LỢI

NGUYÊN THẺ CÔNG

DÙNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TIỂU NANG CHO

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP.Hồ Chí Minh — 2012

BỘ GIÁO DUC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NONG NGHIỆP VÀ PTNT

TRUONG ĐẠI HỌC THUY LỢI

NGUYEN THE CÔNG

MỤC Lye

LÔ DATVANDE

II MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CÚU.

1 Mục dich nghiên cứu:

Nhiệm vụ nghiên cứu:

IIL PHAM VIVA NỘI DUNG NGHIÊN CỨU IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

V, KET CAU CUA LUẬN VAN

CHUONG 1: GIỚI THIỆU VE TRAN XA LŨ THỦY ĐIỆN DAKMI V.

NHIỆM VỤ NGHIÊN CUU CUA DE TÀI LI, GIÓITHIỆU VỆ THỦY ĐIỆN ĐÄKMI2

1.1.1.Tên công trình và địa điểm xây dựng

1.1.2.Nhigm vụ công trình

1.1.3.Hạng mục chính của công trình đầu mỗi

1.1.4 Các thông số kỹ thuật chỉnh.

1.1.5 Các thông số cơ bản của trần xà lũ

1.2 XÁC ĐỊNH NHIỆM VỤ CAN NGHIÊN COU h

1.2.1.Kiém trà khả năng tháo của tần xã lữ: 10 1

1.2.3 Nêu những phần chưa hgp lý cần sửa đổi " CHƯƠNG Il: CÁC BIEN PHÁP TIÊU NANG PHÒNG XÓI HIỆN NAY

-PHAN TÍCH VỀ MAT LÝ THUYẾT VAN ĐÈ NGHIÊN CỨU 2

2.1 MỘT SỐ BIEN PHAP TIÊU NANG PHONG XÓI SAU TRAN XA

LŨ l2

Nhận xét về hình dạng kết cầu của phương án thiết kể: 10

2.1.1.Các biện pháp tiêu năng sau tran xa lũ l2

2.1.2.X6i sau trần xã lũ 16 2.2 MỘT SỐ PHƯƠNG PHAP TINH TIÊU NANG PHONG XÓI 18

2.2.1.Một số phương pháp tính tiêu năng đáy hạ lưu công trình xả ID 18

3.2.2 Một số phương pháp xác định kích thước của hồ xói én định 3

23 ĐÁNH GIÁ VÀ NHẬN XÉT SƠ BỘ KHI ÁP DỤNG CÁC LÝ

THUYẾT HIỆN NAY VÀO TINH TIÊU NANG PHÒNG XÓI TRAN XA.

LŨ ĐÄKMI2 41 24 CÁC VAN DE THUY LUC VA PHƯƠNG HƯỚNG GIẢI QUYẾT42 24.1.Cée vin đ tiêu ning phòng x tràn BAKMI2 2 2.4.2 Phương hướng giải uyết 2

2.43 Giải pháp tiêu năng phòng x61 a3

25 MOHINH VẶT LÝ VÀ LÝ THUYẾT TƯƠNG TY, “4

25.1 Khá niệm về mô hình “4

3452 Lý huyết tương tự tht lap mô hình nghiên cứu 45 26 THIẾT LẬP CÁC PHƯƠNG AN THÍ NGHIÊM, 4

2.6.1.Mục đích thiết lập phương án thí nghiệm 4

3.6 2-Thtlập phương tình nghiên cứ tí

CHUONG II: NGHIÊN CỨU THÍ NGHIỆM MÔ HÌNH TRAN XÃ LŨ

ĐÄKMI2 ~ BE XUẤT KET CẤU TIÊU NANG PHÒNG XÓI VÀ XÂY DUNG CÔNG THỨC TÍNH CÁC YÊU TÔ THỦY LỰC HẠ LƯU TRANS?

nghiệm 48

3, CÁC TÀI LIỆU CƠ BAN THÍ NGHIỆM MÔ HINH 2

32 THIET KE MÔ HINH HOA 32

322.1 Mô hình hóa 32

3223 Các hết bi do dae và thủ thập sổ liệu 56

33.1 Mỡ nước 37

33.2:Xéec định lưu lượng, mục nước thi nghiệm, s

33.3.Bo đạc nh tan ứng với từng trường hợp 31

34 KET QUÁ THÍNGHIỆM 38

3.5, LAP CÔNG THỨC THỰC NGHIEM TÍNH MOT SO BAC TRUNG

THUY LUC “

35.1 Khảo sắt sự tương quan giữa các đại lượng không thứ nguyên bing 4 4 66

36 PHAN TÍCH CHỌN HINH THỨC KET CAU TIEU NANG HỢP LÝ

CHO TRAN BAKMEZ 28

316.1.Phường pháp chọn hình thứ tiêu năng hợp lý T8

3.6:2.Két quả phường án ỗi tiếp tiêu năng 28

KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ 0

LÔ KÉTLUẬN: s0 HH KIẾNNGHỊ a TÀI LIEU THAM KHẢO

PHY LUC TÍNH TOÁN,

MỞ ĐÀU

DAT VAN DE

“rên thé giới nói chung và ở nước ta nôi riêng, các công trình đầu mỗi hồ

chứa nước, đập dâng, và một số công trình chuyên môn như thủy điện thì trần

là một hạng mục không thể thiểu

Tran xả lũ giữ một vị trí quan trọng trong hệ thong công trình dau mỗi,

nó đồng vai td rit quan trọng trong việ điều tit khống chế mục nước thượng

‘hg lưu của hệ thong công trình thủy lợi, thủy điện không cho vượt quá mức cho.

phếp tương ứng với tin suất xà 10 của công tình Đôi với các công trình đầu

mối và đập chính không cho php nước trần qua thì sự àm việc bình thường của

công tinh x8 lũ lš đặc biệt quan trọng liền quan trực tiếp đến an toàn công trình

dẫu mối — hỗ chứa

Đập tràn xả lũ là một giải pháp kĩ thuật để cắt một phần đỉnh lũ, đảm bảo.

án toàn cho hỒ chứa và hạ lưu khi xã 10, Ngoài việc cắt 1 thông qua quá tình vận hành tran xả lũ để điều tiết mực nước, dung tích nước trong hé chứa dim bảo phù hợp với yêu clu cũng cấp nước cho bạ dụ, nhà mấy (hủy điện

ước qua trần xã lồ thường cỏ lơ tốc lớn nên nhl thiết phải có

thúc tiêu năng sau ngưỡng tràn Việc xử lý tiêu năng sau ngưỡng trần có a hình thức khác nhau, trong đó bằng bé tiêu năng chiếm tử lệ lớn Khi đồng chảy,

qua ngưỡng tràn đổ xuống hạ lưu xuất n mặt cất co ep, tại đồ độ sâu ding

chiy 18 nhỏ nhất và lưu tốc đạt gi tả lớn nhất, Nghiên cứu chế độ thủy lực nối tiếp thượng bạ lưu nhằm hạn ch tôi da sự nh hưởng bắt lợi của dòng chấy khi «qua tran là vấn để khoa học cổ ý nghĩa thực tiễn cao, Do đồ tong tiết kế, bồ trị

công tình xã Ge giải quyết tốt vẫn đề nối ip tiêu năng phòng x6i sau

công tình là một trong những vẫn đề phải được quan tâm hàng đầu,

Vige tinh toán nối tiếp tiêu năng phòng xói sau công tình xã lồ là rất

phúc tạp, phụ thuộc rất nhiều yếu tổ như: diều kiện địa hình, địa chất tuyến

công tình, độ chênh mực nước thượng hạ lưu, lưu lượng xả qua công tình, kết

sấu công tinh xi.v Vì vậy đểcó được phương in tiêu năng phòng xói hợp lý

và tin cây thường thông qua nghiên cứu thực nghiệm trên mô hình thủy lực, đ

tạo ra được chế độ nối tiếp thượng bạ lưu hợp lý nhẫm tìm ra được các kết cầu,

thí hợp cho công trình, tạo điều kiện thuận lợi cho việc kiểm soát quá wink

diễn biển dòng chảy qua công trình, củng như thiết lập qui tình vận hành tối ưu.

phục vụ công tác quản lý, sie dụng vận hành công trình Ngoài ra việc tính toán,

thiết kế còn phải chủ ý đến vẫn đề quan trong không kém đỏ là ính kinh tế và

sg quan công tình.

Tự án thủy điện DakMi 2 nằm trên địa bàn xã Phước Lộc huyện Phước Sơn tinh Quảng Nam Dự kiến xây dựng trên đoạn sông Bak Mi dài khoảng 12

em Nhiệm vụ chính của công tình thủy điện Dik Mĩ 2 là phát điện cụng cắp

điện cho hệ thống điện quốc gia Nhà máy thủy điện Bak Mi 2 vận hinh độc lập có Nim = 98 Kw Diện lượng bình quân năm là En = 32,62*10" Kw.h Khi có.

hồ chứa BakMi 1 điều thiết ngày thi điện lượng bình quản năm là Em”

41736*10 IKvh Thủy điện DakMi 2 sẽ dip ứng nhu cầu điện ngiy một tng

năm 2025

Hang mục dp tràn là tàn thực dung có cửa van kết hợp trăn phím Pano

thước 11x12 m bố

“Trần thực dụng gồm 2 cửa van có tí giữa lòng sông và 2

bên là tran tự do Ngưỡng Piano có tổng chiều dai 75 m Cao tinh ngưỡng trần Tà +618m, Lưu lượng lớn nhất qua trần theo tính toán là 6470 m/s, Lưu lượng,

xã thiết kế (P= 0;

với ưu lượng lớn, mới chỉ được nghiên cứu sơ bộ vỀ mặt lý (huyết vì vay việc

) là 5070 mis Nhận thấy đây là một hình thức tần mới

nghiên cứu thực nghiệm là rit quan trong và có độ tin cậy cao, mang ý nghĩa lớn,

về mặt khoa học và thực tiễn

"Với những lý do phân tích nêu trên, tác giả chọn dé tài: “Dang phương.

pháp thực nghiệm mô hình, nghiên cứu biện pháp tiêu năng cho tràn xả lũ

ĐäkMI2 * nhằm tim ra được bình thức kết cấu tiêu năng hợp lý cho một công:

(sinh cụ thé là trần xả lũ công tình thủy điện DakMI2 Từ kết quả nghiên cứu,

công trình cụ thé này, có thé rút ra những kết luận chung cho những công trình.

có điều kiện và hình thức tương tự.

1 MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

1 Mục đích nghiên cứu:

~ _ Xây dung những phương pháp, biện pháp cơ bản nhằm tìm được giải

thông qua công trình cụ thé là tần xả lũ công trình thủy điện DakMi2.

bu năng hợp lý cho tràn xả lũ, khi xét đến chế độ vận hành công trình

= Bước diu khái quit những kết quả nghiên cứu nhằm rit ra những kết

luận chung để có thể áp dụng cho những công trình có hình thức và điều Kiện tương tự.

2 Nhiệm vụ nghiên cứu:

~ Laa chọn phương án nghiên cứu thực nghiệm:

~ _ Tổng hợp phân tích các giải pháp đã được thí nghiệm, đưa ra hình thức

Kết cầu tiêu năng hợp lý g6p phn giải quyết vẫn đ nỗi tiếp tiêu nắng phòng

ói sau công trình khi xét đến các chế độ vận hành khác nhau.

II, PHAM VI VÀ NỘI DỤNG NGHIÊN COU

Nghiên cứu thực nghiện trên mô hình thủy lực công tình đi sâu vào 2 nội dàng san

= Nghiên cứu thực nghiệm về chế độ thủy lực ni tiếp thượng hạ lưu khỉ

xét đến chế độ vận hành công trình tới các kết c tiêu năng.

= Thông qua thí nghiệm, chọn hình thức kết cấu tiêu năng hợp lý cho tran

xa I

IV PHƯƠNG PHÁP NGH CỨU

= Phương pháp nghiên cứa lý luận là tổng hợp, phân tích các kết quả

nghiên cứu của các nhà khoa học có liên quan đến đề ải đã được công bổ.

= Phuong pháp nghiên cứu thực nghiệm trong Khuôn khổ I

thí nghiệm mô hình công trình cụ thể tần xả lũ công trình thủy điện

akMi2,

~ _ Phân tích lý thuyết vấn dé nghiên cứu, khái quát hóa các kết quả ngh

cứu thực nại

V KET CAU CUA LUẬN VAN Luận van được bố cục như sau

Mỡ aiĐặt vin đề Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu Phạm vi và nội

dung nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu.

'Chương 1 : Giới thiệu về tran xã lũ công trình thủy điện ĐãkMi2 và nhiệm ‘vy nghiên cứu của đề tài

Chương II: Các biện pháp tiêu năng phòng hig nay ~ Phân tích về mặt lý thuyết ấn đ nghiên cứu.

“Chương IHT + Nghiên cứu thí nghiệm mô hình xã lũ công trình thủy điện

GIỚI THIỆU VE TRAN XA LŨ THỦY ĐIỆN ĐÃKMI2 VÀ NHIỆM VỤ

NGHIÊN CỨU CỦA ĐÈ TÀI Li GIỚI THIỆU VE THỦY ĐIỆN ĐĂKMI2

1.1.1 Tên công trình và địa điểm xây dựng Tên công trình.

Cong trình thủy điện ĐAkMIi 2 Địa điển xây dụng:

Tự án thủy điện DakMi 2 nằm trên địa bàn xã Phước Lộc huyện Phước

Sơn tinh Quảng Nam dự kiến xây dựng trên đoạn sông BakMi dài khoảng 12km

ối so đồ khai thác năng lượng kiêu đường dẫn, tuyến đập đầu mỗi và nhà máy

được chọn ại các v tí như sau:

- Tuyển đập: Tuyển đập được chọn ngay sau ngã 3 suối BakRLon đồ

ào suối DakMi, cách vị tí nhà mấy thuỷ điện Dak Mi 1 Khoảng 2km về hạ lưu,

cách thị trấn Khim Đức 24,7km về hướng Nam và có tọa độ địa lý như sau:

15°1349" vĩ độ bắc, 10714850" kinh độ đông

+= Nhà máy: Nhà máy đặt tại khu vục hợp lưu giữa suối DakMee và sông DakMi, cách tu đập khoảng 11,49km vẻ pk "hạ lưu, cách thị trấn Khim, Đức khoảng 20km về hướng Đông Nam và có tọa độ địa lý như sau: 15"1746" vĩ độ bắc, 1074858" kinh độ đông.

1.12 Nhiệm vụ công trình

Nhiệm vụ chính của công tình thủy điện Dak Mi 2 là phát điện

Nhà máy thủy điện DakMi 2 vận hành độc lập có N,„=98MW, Điện

lượng bình quân năm là En = 382,62x10°KWh Khi có hồ chứa DakMi I điều tiết ngày thì điện lượng bình quân năm của ĐãkMi2 là 417,36 x10°KWh.

‘Thuy điện DakMi2 sẽ gp phần đáp ứng nhu cầu điện ngày một ting theo XẾ hoạch phát tiễn nguồn điện đến năm 2025, nhất là nhu cầu ding điện của

những thắng mùa kiệt

gồm hai của van kích thước 11xl2m bổ tr Hạng mục chính của công trình đầu mốt

Dip tan thục dung có cửa van kết hợp tan phim Piano: Trin thực dụng

iữa lồng sông và bai bên là tran tự

do ngưỡng Piano có tổng chiễu đi ngang 75,0 m

Đập tran thực dung 6 cao trình ngưỡng tran: +618,0m Số của trần n=2

Chiều rộng một của tần be 110m Kích thước cửa van cung là B x h= 11 x 12 (m)

"Đập tran phím Piano dạng B có tổng chiều dài ngang B=75,0 m Bờ tải có 4 6 đón nước và 46 thoát nước (4 đơn vị tràn)

m) Bar phải có 4ô đồn nước và 4 ô thất nước (4 đơn vĩ

Chiều rộng ô đón nước b=4,0m.

Chiều rồng 6 thoát nước b~5,0m

Cao tinh ngưỡng tần phim Piano +630,0m

Ce thông sổ kỹ thuật chính

ip công tình ip

Diện tích lưu vực Fy 15,00 Km" Tân suit hw lượng thất kể P=05% -Q

Tân suất lưulượng kiểm trì P=01% -Q

Mực nuớc dâng bình thường ( MNBT) _ :363000m

Mục nước ding gia cường (MNGC) :+635.19m

exe rộng 1 Khoang Hm,

+ ‘Tran gr do dang phim piano (Tổng thé bé rộng theo chigu ngang) : 75m,

= Cao tinh định tần Piano 680m ~ _ Lưu lượng xả lớn nhất qua tràn theo tính toán 6410/00 mÌJs

= Lan lượng xả thiết kế 0,59% (theo tính toán) 5070/00 mÌJs

1.2 XÁC ĐỊNH NHIỆM VỤ CAN NGHIÊN COU

Mye dich chung của thí nghiệm mô hình thủy lục win DakMi2 là đảm

bảo cho công tình tràn xi lồ cổ th làm việc hiệu quả, an toàn về (hủy Ie, đảm,

bảo các yêu câu thiết kế để ra, Các mục đích chính là

Kiểm ta khả năng thio của màn, ấp lực tác dung lên mặt trần, ác dụng

lên các vị tí đặc biệt, chế độ thủy lực hợp lý bể tiêu năng, nổi tiếp sau ba

Xây dung quan hệ Q = 2i = fla) để có cơ sở xây dựng quy tinh

~ _ Ứng với mực mie hồkiễm tra Z, = Thanh lập quan hệ Q= f/u)

- _ Xác định đường mặt nước cho một số cấp lưu lượng tại một số vịt công

= ‘Thi nghiệm xác định chế độ nỗi tip đồng chảy qua công tỉnh

1.2.2 Nhận xét về hình dang kết cầu của phương ân thiết kế:

+ Cia vie

= Ngưỡng tn, bình dang ty pin

= Kích thước hình học tường bên.

thước, vị tí các phim Piano ~ _ Nội iẾp hạ lưu công hình

1.23, Nêu những phần chưa hợp lý cần sin đồi

Trên cơ sở nghiên cứu thí nghiệm mô hình đưa ra phương án chọn đảm, bảo kính lế kỹ thuật

Phạm vĩ nghiên cứu của hận văn là: Nghiên cứu chế độ thủy lực tìm giải

hấp tiêu năng phòng xối sau màn, Cụ th là xá định hình thức ich thước bổ êu năng, hạnchếsới lờ hạ du công tình khi xé tới chế độ vận ành công tình

CHƯƠNG II

CAC BIEN PHÁP TIÊU NANG PHÒNG XÓI HIỆN

NAY-PHAN TÍCH VỀ MAT LÝ THUYET VAN ĐÈ NGHIÊN CUCU 21 MỘT SỐ BIEN PHÁP TIÊU NANG PHÒNG XÓI SAU TRAN XA

24.1 Các pháp tiêu năng sau trăn xã lũ

‘Dong chảy sau khi chảy qua đập tràn xuống hạ lưu có nang lượng dư rat lớn Nang lượng đó được tiêu hao bằng nhiễu dạng khác nhau: một phần năng

ượng này phí hoại lòng sông và ai bờ gây lên xớ lờ cục bộ sau đập, mộ phần

tiêu hao đo ma sắt nội bộ đồng chây, phần khá tiêu hao do ma sit giữa nước và

không khí Sức cin nộ bộ đồng chảy càng lớn hi iw hao năng lượng do x6 lử

cảng nhỏ và ngược hi Vì vậy người ta thường ding biện pháp tiêu hao năng

lượng bing ma sit nội bộ đồng chây dé giảm khả năng xổi ở lòng sông hoặc

dùng hình thức phóng xa làm cho nước hỗn hợp và ma sát với không khí có tác.

dạng kim tiêu hao năng lượng làm giảm xói lờ Để dat được mục đích ở trên,

ngời la thường đồng các hình thức iều năng sau:

= Tiên năng đồng đây (inh 2-6, 2-6b)

= _ Tiên năng đồng mặt không ngập (hình 2-60)

~ _ Tiêu năng dòng mặt ngập (hình 2-64).

~ _ Tiên năng phông x đình 26)

Nguyên lý cơ bản của các ình thức tiêu năng trên là làm cho đồng chảy

tiêu hao năng lượng bằng ma sit nội bộ, phá hoại kết cấu dong chảy bằng xáo

trộn với không khí, khuyếch tán dong chảy theo phương đứng và để giảm lưu.

Tiêu năng dng đáy ( hình 2-6a, 2-66) là lợi đụng sức cản ma sắt nội bộ của nước nhảy để tiêu hao năng lượng thừa Đây là hình thức thường dùng nhất

trong các công tình tháo nước Điều kiện cơ bản của hình thức gu năng này là

chiều sâu nước ở hạ lưu phải lớn hơn chiều sâu liên hiệp thứ hai của nước nhảy.

bh, >h để dam bảo sinh nước nhảy ngập, và tiêu năng tập trừng

Dé tê năng đồng đầy thường được đồng các biện pháp công trình sau: + Tiêu năng bằng bể tiêu năng.

= Tiêu năng bằng tường gu năng,

+ Tiêu năng kết hợp cả tường và bé

Ngài còn ấp đụng cách giảm độsâ sau nước hy ing bồ hi bị

tiệt năng phụ như mồ nhầm, đầm tiêu ning to tường phân đồn để khuếch tán đều ở hạ lưu,

“Trong tiêu năng day, lưu tốc ở đầy rất lớn, mạch động mãnh liệt, đạt giá.

tị lớn cả về tin số và biển độ, có khả năng gây xôi ở Để tăng hiệu qua tiêu

năng, giảm độ sâu sau nước nhảy bằng bổ trí thiết bị tiêu năng phụ như mổ,

nhám, dim tiêu năng, tạo tường phân dòng để khuếch tán đều ở hạ lưu, tạo sự.

xong kích nội bộ đòn: chảy càng mình liệt và tăng ma sắt giữa dng chây với

các thiết bị đó làm tiêu hao một phần năng lượng Tiêu năng dòng đáy thường,

dùng với cột nước thấp, đị chất nÊn tương đổi km,

2.1.1.2, Tiêu năng đồng mặt

Dong chay của hình thie tiêu năng này ở trạng thái chảy mặt (hình 2-6,

2-6d) Ư điểm của hình thức tiêu năng này là đạt hiệu quả tiêu năng không, kếm nhiễu so với hình thức tiêu năng đáy (có thé dat 65% nhưng chiều dai sân

sau ngin hơn 1⁄2 +1/5 lần, đồng thời lưu tốc ở đấy nhỏ nên chiều day sân sau giảm, thậm chi rên nén đá cứng không én làm sân sau Ngoài ra còn có ưu,

điểm là có thể tháo được những vật nỗi qua đập mà không sợ hông sẵn sau Khi mực nước hạ lưu thay đổi, trạng thấi dong chảy ở hạ lưu đập tàn có bậc thụt (hình 2-8) khác nhau Dưới đây là sự phân biệt các trạng trhái dòng,

hay đó:

+ ‘Trang thai thứ nhất khi mye nước hạ lưu thấp hơn đinh bậc thụt, túc là

hy <a, day ấy ở hạ lưu là đồng chảy phóng xa (hình 2-6).

+ Trang thấi thứ bai: khi cột nước hạ lưu hạ nhỏ hơn độ sâu giới hạn thứ

nhất hại: hy <hạt

Ding chiy ở rạng thải chây đây (hin 2-6b), ác đó có th là nước nhây

ngập hoặc nhảy xa ty theo hột và lạ

= Trang thi thứ ba: gọi à đồng chấy mặt không ngập, khi cột nước hạ lưu ở trạng thấi giữa độ sâu giới hạn thứ nhất hy và độ sâu giới hạn thứ hai how

hình 2-66): hạ < hy < hạn

Lúc này, độ sâu nước hạ lưu cần phái lớn hơn he” của nước nhảy đây,

đồng thời bea (a là chiễu cao bậc thụ, xem hình 2-6, a= 025:0/35 chiêu

sao đập ) Trang thải dong chảy chịu ảnh hướng tắt lớn của góc nghiêng 0 ở

chân đập Nếu 0 lớn gia có thé sinh ra chây phóng xa, 0 nhỏ qúa có thể xuất

hiện dong chảy đây, Thường ding @ = 10° + 15° là thích hợp,

Hình thức u năng dòng mặt không ngập thích hợp với các đập trần có

th các vật tồi nỗi để trinh các vật nỗi va chạm vào sân sau hoặc thin đập.

“Tuy nhiên nhược điểm của hình thức tiêu năng này là làm việc không ổn định khi mye nước hạ lưu thay đối lớn, ở hạ lưu có sóng làm ảnh hưởng không tốt tối chế độ làm việc của nhà máy thủy điện, x6i lo đồng sông

= ‘Trang thai thứ tư đồng chảy mat ngập, khi cột nước hạ lưu lớn hơn độ

sâu giới hạn thứ hai (hình 2-64) : by > bya

"Nhược điểm hình thức tiêu năng này là dong chảy gây lực xung kích lớn

ở mũi chân đập gây ảnh hưởng tới ôn định đập.

Nhin chung, với chế độ nháy mặt ở hạ lưu to thành sóng giảm dẫn làm

xối lỡ ở vũng này Thường động năng tia phân tin trên một chiều đài lớn hơn

so với chế độ chảy đáy Chế độ chảy mặt thích hợp trong trường hợp nén đá, khi Không cần gi cố hạ ưu hay giảm chiều dài gi cổ, mực nước hạ lưu cao và thay

đối ít.

2.1.1.3 Tiêu năng phóng xa

“Tiêu năng phóng xa được lợi dụng mồi phun ở chân đập hạ lưu hoặc cuối

dốc nước để dong chảy có lưu tốc lớn phóng xa khỏi chân đập (hình 2-6e), dòng.

chiy được khuyéch tin trong không khí, sau 46 đổ xuống lòng sông Cao tinh

dinh mũi phun phải lớn hơn mage nước lớn nhất ở hạ lưu

Đây là h thức tiêu năng lợi dụng ma sắt với không khí dé iêu hao một

phần năng lượng phần còn lại sẽ được tiêu tin bởi lớp đệm nước tại hạ lưu

Dong nước từ trên đập tần chảy xuống men theo đường biên của mũi phun, do

ưu tốc cao, ma sát lớn làm mức độ rồi loạn của đồng chảy tăng lên, không khí

trộn vào đồng nước càng nhiều Dòng chảy càng khuyéch tán lớn trong không,

Khí và cùng trộn lẫn nhiều không khí thì năng lượng được tiêu hao càng lớn,

Dang chảy sau khi phống ra ngoài không khí thi nhấn chìm vào trong mặt moe

hạ lưu, đến giai đọan này, một phn năng lượng gây ln xó lỡ hạ lưu, một phần

khác bị tiêu hao do ma sát nội bộ nhờ sự hình thành các dòng roi mãnh liệt ở hai

cuộn phía sau và phía rước dang chính Nếu mục nước hạ ưu càng lớn và Kha

năng mở rộng của đồng phóng xa càng nhiễu thi mức độ xói lở lòng sông càng,

giảm Đẳng thời đo đồng cháy được phóng khối chân dip trong đối xa nên đù

có xối lở cục bộ diy sông hạ lưu cũng itanh hưởng đến nguy hại của công trình.

“Trong các hình thúc nỗi tiếp tiêu năng nêu trên, thi hình thức nồi tiếp năng đồng diy và nổi tiếp tiêu năng phóng xa có điều kiện lầm việc ôn định và

được sử dụng rộng ri trong các công trình thủy lợi

2.1.2, X6i sau tràn xã lũ.

Vige xây dựng công trình thuỷ lợi, thuỷ điện trên sông đã phá hủy trạng thai n bing của lòng dẫn và có thé dẫn đến x6i ở bạ lưu, X6i xuất hiện ngay 6 chân công tình, nơi c lưu tốc rt lớn lại phân bổ không đều, nơi có mach động

Iu tốc và áp lục rất lớn, Dit x6i một phin bị cuốn lốc vào trong các xo.

nước, phần khác được mang vẻ bạ lư rồi lắng đọng tạo thành các bã bồi

© Quá trình xối có thể được chia thành ba giai đoạn,

Hi đoạn đầu: Xối tong khoảng thời gian tương đối ngẫn, hỗ xôi được

tạo nên rất nhanh (các kích thước của hình học của hỗ xối tăng rt nhanh theo

thời gian)

= Giai đoạn ha: Tiếp theo giả đoạn đầu, xôi trong giai đạn này điễn ra từ

tù Sự phá huỷ lòng dẫn diễn ra tương đối chậm Thời gian diỄn ra trong giai đoạn này là rt lớn

~_ Giai đoạn ba: Sự mở rộng của xói đến một chiều dài nhất định ở hạ lưu

dẫn đến giảm cao tình diy của lòng dẫn Giai đoạn này kếo dài bao lu ay

thuộc vào độ đốc của lòng dẫn.

+ Các nguyên nhân gây xối cục bộ sau công tink

= Do không tiêu hao hết năng lượng thửa của đồng nước chảy từ thượng

Ju về hạ lưu,

= Việc co hẹp lòng dẫn (do xây dựng công trình) đã dẫn đến việc ting lên.

một cách đảng kể lưu lượng đơn vị và vận tốc dòng chảy sau công trình trong sự.

so sánh với luu lượng, lưu tốc trong các điều kiện tự nhiên Ở hạ lưu công trình.

xuất hiện đồng chảy với mạch động rất lớn của lưu tốc và áp lực Chính mạch

động này làm tăng khả năng x6 của đồng chảy lên nhiễu lần

~ Do hình thức, kich thước vật liệu không hợp lý ở nhiều bộ phận và kết

cấu công trình tạo nên những hiện tượng thuỷ lục có lợi cho sự xuất hiện xổi

~ Sử dụng công trình không theo quy tình, cá biệt lại không có quy trình

“Không kịp thời bảo dưỡng, tu sửa công trình.

= Dang chây qua công trình vượt qua sức chịu theo thiết kế của nó,

© Các yếu tổ gây xói cục bộ sau công trình

1 Các yêu ổ của công tình

= Chiều cao ngưỡng trần

- _ Hình dang ích thước và vị tí cửa van

= Chiu đi toàn bộ đoạn gia cổ,

- _ Hình thức và kích thước thiết bị tiêu năng.

~ _ Hình dang và thước mồ tụ.

~_ Hình dang mặt tràn.

< _ Hình dang và kích thước công nh ni tip.

= Độ đốc dòng dẫn.

2 Các yếu tổ thuỷ lực thuỷ van

= Khối lượngriềng của nước, hệ số nhớt động hoe

~ La tốc trung bình mặt cắt

= Sự phân bổ của la tốc biểu thị quan hệ số Coriolis: a

~ Mức độ chảy rồi của dong chảy.

+ Mục nước hạ lưu

= Chênh lệch cột nước thượng hạ lưu.

© Lam lượng đơn vị,

~ Him lượng bùn cất rong đồng nước= Khối lượng riêng của đất nền

+ Hình dang kích thước hạt.

= Đường cong cắp phối hạt,

+ Các chỉ tiêu eo lý khác của đắt nn

Các yêu ổ trên đẳng thời nh hướng đến xôi sau công tình thu lợi Cho nên có thé nối xối là kết quả của sự lắc động tương hi giữa công trình, đồng chiy và dit nên

+ Phân loại x6i cục bộ sau công tình

+ X6i dn định và xói không ổn định,

~ _ Xối với nền đất và x6i vó n đá

+ Xối có bãi bỗi và xói khí

= _ Xối không bỗi

1g €6 bãi bd.

toàn và xói có bỗi hoàn trở lại

+ Xối có dự báo trước và xói không dự báo trước.

Vige nghiên cứu vé xói để có biện pháp không cho xói xuất hiện hoặc

khe phục hỗ xéi không cố dự báo tước; lựa chọn các kích thước, hình thức thích hợp khi chủ động cho xối xuất hiện.

22 MỘT SO PHƯƠNG PHÁP TÍNH TIÊU NANG PHÒNG XÓI 3.2.1 Một số phương pháp tính ti

3.3.1.1 Lưu lượng tính toán tiêu năng,

năng đáy hạ lưu công trình xã l

Công trình xả lũ thường làm việc với nhiều cap lưu lượng và mực nước

Xhác nhan, ứng với mỗi trường hợp có một năng lượng khác nhau, Do đồ công

trình tiêu năng phải giải quyết tot cho mọi trường hợp trong phạm vi làm việc đã.

thiết kế, DE đảm bảo yêu cầu đó, phải tính toán lưu lượng gây ra sự nỗi tgp bắt Joi nhất lưu lượng ứng với trường hợp đỏ là lưu lượng ỉnhtoán tiêu năng

“Trong traém hợp bat lợi nhất, là trường hợp nổi tiếp bằng nước nhảy xa

có hiệu số (h *h,) lớn nhất Khi đó chiều đầ đoạn chay siết là lớn nhất, vì vậy

cẵn phải thiết kế hit bịtiêu năng với quy mô lớn nhất Tuy vậy cơ chế tiêu hao

năng lượng ở hạ lưu rit phúc ap, vì vậy nêu tinh theo tiêu chuẳn này th

Xhông đảm bảo an toàn tiều hao năng lượng trong mọi trường hợp.

Lau lượng tính toán iêu năng không nhất tiết bằng lưu lượng lớn nhất Trong thực tý e xác định lưu lượng này phãi phân tich các trường hợp cụ thể

tủy thuộc vào mực nước thượng hạ lưu.

Hình 2-7: Nội tiếp chảy dy

Sau kh inh toán được hy heo công thức rên, có thể nh độ sâu liên hiệp

với hụ là h„" So sánh h,” với độ sâu hạ lưu hạ, xác định được hình thức sau:

Trường hp 1: Hạ ưu là đồng chy êm

"shy nỗi tiếp bằng nước nhảy phông x (hình 2.9)

"hy nỗi tiếp bằng nước nhảy phân giới (hình 2-10)

he°<h,: nối tiếp bằng nước nhảy ngập (hình 2-11).

Hình 2-9

Tường hợp 2: Hạ ưa là đồng chay xi

hha: đồng nối tip giảm dẫn từ hey nh 2-12)

1h inh hành đồng đều ngay sau mặt cất co hẹp (hình 2-13)

Trong hình thứ nỗi tiếp bằng nước nhảy phóng xa, ở sau mặt cắt co hẹp tu;có đường nước dang nỗi tiếp với dòng đều trong kênh dẫn (hình

CC có một đoạn dong chảy xiết (đường mặt nước loại C), i qua nước nhày

chuyển thành dong chảy mặt bình thường ở hạ lưu Độ sâu liên hiệp thứ bai su

nước nhảy chính là độ sâu dòng chảy bình thường ở hạ lưu Vi vây biết chiều

sâu hạ lưu `, có thé tính được độ sâu trước nước nhảy và tử đó có thé xác

định được chiều đùi đọan chấy xiét theo phương pháp tính đồng không đều.

2.2.1.3 Các biện pháp tiêu năng trong chế độ chiy đáy

C6 nhiều hình thức và biện pháp để tiêu năng, trong đó biện pháp cơ bản

nhất là biển đổi chế độ nối iếp bằng nước nhảy phông xa thành nỗi tiếp nước

nhây ngập Để đạt được điều đó cần tăng chiều sâu ở hạ lưu bằng các phương.

pháp sau

~ - Đầo sân sau: Là làm bỂ gu năng sau công Hình

= Lam tưởng chấn nông cao mực nước; La làm tường iu năng,

+ Vita dio sâu, vừa làm tường: BỂ và tường tiêu năng kết hợp.

Ngoài ra còn áp dụng cách giảm độ sâu nước nhảy bằng bổ trí hit bị tiêu năng phụ (mổ nhám, dằm tiêu nãng , tạo tường hướng dòng để khuyéch

dốc thuận khi tấn đu ở bạ lưu làm đốc ngược khỉ mực nước bạ lưu nhỏ,

mực nước bạ lưu lớn

Nhiệm vụ của tính toán là sắc định chu sâu bể tiêu năng d, chiễu sâu

tưởng tiều năng c và chiều di bé iêu răng Le

2.2.1.4 Tính toán chiề xâu bể tu năng

Có nhiều phương pháp ác định chiều siu bể khác nhau Yêu cầu chiều

sâu bể phải vừa đủ để tạo ra nước nhiy ngập trong bé (với hệ số ngập ơ

1 Phương pháp chung.

Dya trên các phương tình:

+ ˆ Phương trình quan hệ mục nước thượng hạ lưu

Hoặc: F(t.) (2-50)

gE, `

= Phuong trình nước nhảy được viết đưới dạng xác định độ sâu liên hiệp

sau nước nhảy Ở đây tính toán với nước nhảy tại chỗ với độ sâu trước

nước nhảy là he trong lòng dẫn lãng trụ, mặt cắt chữ nhật theo biểu thức:

‘hy, : độ sâu hạ lưu khi chưa đảo bẻ.

bề”: độ sâu liên hiệp với độ sâu co hẹp h, tính với cao tình sân bỂ, cột ước thượng hạ lưu Ey'= Ep

2 hệ số an toần ngập, lấy khoảng 1.0521,10.

AZ: chênh lệch cột nước ở cửa ra của bỂ, tinh bằng công thức:

“ee a; 2g; (2-53) Với

op: diện tích mặt cắt ướt ở cuối bổ, có chiều sâu hy=oh,”

‘oy: diện tích mặt cắt ướt ở hạ lưu sau be,

cọ": hệ số lưu tốc ở cửa ra của bổ, lấy khoảng 0,95+1,00.

Nhu vậy công thức (2-52) và (2-53) được xác định trên cơ sở đồng chảy

ra khỏi bể à đồng chy ngập qua đập tần rộng (hinh 2-15) Khi điều kiện đô

không thoả mãn thi cằn điều chỉnh các phương trình này cho thích hợp.

“Hình 2-1: Sơ đỏ xác định chiu sâu bẻ

~ Che buốc tinh to: (bà toán giả bing cách đồng din)

ước 1:80 bộ lấy d= (heb)

Bước 2: Eq) = (Eo + di).

"Bước 3: Tính be, hạ, AZ “Bước - Tính gid theo (2-65).

Nếu dn vid thì đó là chiều sâu bể cần tm Nếu khác tì th li vối

là đ Việc tính oán ên có thé dựa vào các bảng của Agrotskn để tìm hạ, R” hoặc

số thể dụng máy vi nh với việc nh hh" oe tiếp

3 Phương pháp của Tréetuxip tình 216)

“Tréctôuxốp đưa ra các đại lượng không thứ nguyên:

"Phương trình (2-7) được suy từ phương trình: Za = Ep - by, với by =." Quan hệ giữa &,.4,,8,., được tác giả lập thành các bing,

“Trình tự tính toán theo phương pháp Tréctôuxôp: "a Ey) =Zothy+d

Bước 5:Th & = 24 => Tra được , 6 độ nh mì hệ Mễm ra

với hệ = hy +4 Nếu xắp xi nhau thi đạt yêu edu, nu sai khác nhau nhiều tht

lly đ = d và inh lại theo (-57)

3 Phương pháp Smetama

Smetana xuất hát từ độ sâu co hẹp của đồng nước đỗ xuống gặp mặt nước

hạ lưu là (hình 2-17) và tính theo công thức:

(288)

Hink 2-17: Xúc định d theo Smetana

"Độ sâu liên hiệp với hy là hy tính theo (2-51),

Chiều sâu bé là d = ơ h; — hạ và theo Smetana để nghị o = 1.2

4 Phương pháp Baskirova

“Từ các phương tình (2-49), (2-51), (2-52) Baskirova đã xác lập mỗi quan

hệ lương hỗ giữa các đại lượng: với những giá

(rj khác nhau Trong đó hụ, hy là độ sâu liên hiệp tước và sau nước nháy tại

chỗ Các mối quan hệ này thể hiện qua bảng lập săn Các thông số được thể

hiện rên hình (2-18).

Hinh 2-18: Xác định d theo Baskirova

“Trình tự xác định chiễu sâu bề như sau:

“Bước I: Tĩnh Ho, Bo với q đã chọn,

“Bước 2: Xác định bh với q tương ứng và lập tỷ số

Bước 4: Chiều sâu gin đăng của bể là

4, =4” (nn)

ada Loi

Bước 5: Tính Eo;

Ti inh ra hụ hệ

Bước 6:Tính lại d= e( ø-Dh” với ø =I-I0,

Nếu |đ —d,|< eth đạt kết quả yêu cằu, No Không lấy =a inh lá ữ bước 5

2.2.1.5, Tính toán chiều cao tường tiêu năng

Trong trường hợp này, đầy kênh hạ lưu git nguyên và xây một tường có

chigu cao là chấn ngang dòng chiy (đình 2: 19)

Tình 3-19: S đồ xác định chẫu cao tường tiêu nang

Chiều sâu mục nước trong bé là hụ Yêu cầu hy = hc" Mặt khác

sc, vì vây chiều cao c của tường tiêu năng tính bằng công thức;

d=ơh.”-H, (2-60)

Voi H) là cột nước trn rên định tường và được tinh theo sơ đồ đập tràn

thực dụng mặt cắt hinh thang chảy ngập

-Í co |, áo!

[8 | 2g(ch.)b* (61)Với hệ s lưu lượng m =040042

4, Hệ số ngập của tường ø, due xác định theo Atgập “ ra

“Thay (2-61) vào (2-60) có chiều cao tường như sau:

Sau khí inh được e cần kiểm tr lại dang nước nhảy sau trởng, Nếu sau

tường còn nước nhây không ngập thì cần phải làm trồng thứ ha, thứ ba đến khi sau tường có nước nhảy ngập hoặc cn nhắc có sử dụng loại tiêu năng này

2.2.1.6 Tính toán bé tường iêu năng kết hợp

Nguyên tắc tính toán thuỷ lực loi này là chọn chiều cao tưởng lớn nhất

có thé sao cho sau tường có nước nhảy ngập, sau đó xác định chiều sâu bể sao

cho trong bé có nước nhảy ngập với hệ số ngập ơ =1,05+1,10 (hình 2-20),

Chiều cao tuimg e và chiều sâu đào bể d phải thoả mãn điều kiện:

— (263)

hệ” và Hị tinh như hai trường hop (2.3.1.4 và 2.3.1.5)

‘Voi trường hợp bể và tường kết hợp có 2 cách đặt vin đề dé giái quyết:

~ Ty định một trong hai đại lượng d hoặc e và tim ra được đại lượng kia,

toán phẳng: chiều cao.

Thông thường là làm theo cách thứ bai Xết

tưởng c để không có nước nhảy phống xa sau tường (hinh 2-20)ính bằng công

Trong đó

1 là độ sâu của mặt et co hep ở sau ing trong trường hợp nỗi iếp sau tưởng là nổi tiếp bằng nước nhảy phân giới, ng ia là hạ là độ sâu liên hiệp thứ nhất với độ sâu hạ lưu;

Sau kh có c sẽ xác định d theo cng thie (263).

2.21.7 Tính chiều đài bể tiêu năng

CChiều đài bế tiêu năng tính từ chân công tình, bao gồm chiều dai L từ chân công tinh đến mặt cắt co hep C-C, và chiễu dài của nước nhảy ngập he ầm trong phạm vibe, chiều di khu nước vật dưới L'(hinh 2⁄21):

Hình 2-21: Sơ đỏ xác định chiều dài bể tiêu năng.

LoL yh tL?

tác giả đã đưa ra công thức tính chiều đài

+ MD Tréctôuxếp để rai Ly =L,#f1„,

‘Voi Bla hg số kinh nghiện, lấy bằng (0,10z0,80).

+ Qua chỉnh lý tài liệu thí nghiệm, V.Đ Đư-in đưa ra công thức thục

nghiệm tỉnh chigu dai bé tiêu năng kết hợp:

Lạy chiều đãi nước rơi, ty vào hình thức cửa xả nước, tính theo

L, : chiều đài "gồi” nước nhảy hình (2

chỉ ính ừ mgt eit co hẹp CC,

2.2.1.8 Sản sau thứ hai

Bé tiêu năng (theo khái niệm chung không chỉ là bể đào) mới chỉ tiêu hao.

một phin lớn năng lượng thừa Phin còn lại tồn tại dạng động năng, mạch

động và phi được tiêu bao rên một đoạn dis đài sau bể, Đó là sân xa thứ

hai Kết cầu của nó có tính dễ biển dạng thích nghỉ với địa chất nền hạ lưu, dễ

thắm nước

Sân sau thứ hai có tác dụng tiêu hao nang lượng thừa ở dạng động năng,

mạch động Lưu tốc dong chảy trên sẵn sau thử hai không được vượt quá lưu.

tốc cho php, Chiều dai của sin sau thứ hai cổ thé tham khảo công thức;

Lekyqvart (273)

Trong đỡ

ÁHI ¡chênh ch mục nước sân sân thượng hạ lưu

4h lượng don vi ở cuỗi sân tiêu ning

K: lahgs phụ thuộc vào địa chit nền lòng dẫn K=10 +12.

với cất min, cát pha: K=8+9 với cất to, dit cỏ tính dinh; K=6+7 với đất sét

cứng Phạm vi sử dụng công thúc trên vÏVAH =1 +9.

Ngoài ra theo kinh nghiệm có th lẫy chiều đi toàn bộ của sân thứ hai

bằng khoảng (4:10)AH.

2.21.9 Các thết bị êu năng phụ

“Trong nồi tiếp và tiêu năng ở hạ lưu công trink thuỷ lợi, nhất là với đồng.

chy có lưu tốc cao, dé tăng cường hiệu qua tiêu hao năng lượng thừa người ta

thường ding tiết bị tiêu năng phụ, Các thiết bị tiêu năng phụ c thể chiara làm

các loi như sau:

~ Logi mỗ nham ding trong lòng mắng dẫn.

~ Logi miêu năng đồng ở bể hoặc ngường iều năng

= Logi tường phân đồng.

“Tác dụng của các lại thiết bị nêu trên là làm tiêu hao năng lượng dòng

chiy, lầm cho đồng chảy gây ra lục phần kích lạ và giảm được h”, rút ngắn

chigu di sân sau Thí nghiệm chứng minh rằng, nễ bổ t thích hợp các thiết bị

tiêu năng thi có thé giảm được (20%+30%)h,”.

Phan tích tích hình dòng chảy khi có thiết bị tiêu năng trên sân sau (hình.

2-22) và phương tình động lượng cho hai mặt cắt 1-1 và 2-2, ta có:

ệ số phụ thuộc vào tinh hình đồng chảy và hình dạng m6

@ :là điện ích hình chiếu đứng của mồ tiêu năng,

q_:là lưu lượng đơn vị

ay :là hệ số phân bố có th lấy bằng 1

Sau khi có thit bị tiêu nang, do xung lượng ở mặt cắt 2-2, giảm được

chigu sấu iên hiệp nước nhày,túc là giảm được chigu sâu đào tiêu năng hoặc

chiều cao tường teu năng,

~ _ Ngưỡng tiêu năng đặt ngập trong nước nhảy có tác dụng phản kích mạnh

đổi với dòng chảy có lưu tốc cao Bằng các thí nghiêm cho thiy rằng, göe,

nghiệng mii thượng lư củs ngưỡng nhỏ hơn 90° , và phải lớn hơn 60o thì

không có ảnh hưởng đến lu quả tiêu năng, nhưng cải thiện được trang thái

dòng chảy rit lớn, Muốn tăng lục phần kích hi cần tăng chiều cao ngưỡng với

nguyên ti là không sin ra nước nhày sau ngưỡng Khi các mỗ được bỗ tr liên tue hoặc ch nhau gọi là ngường răng Bồ tr như vậy có thể giữ được én định ước nhây trong bể đồng thời hưởng đồng chảy lên bể, tránh x6i lỡ lòng dẫn

~_ Ngưỡng tưởng răng có thé xác định theo công thức kinh nghiệm của

Rehbock (hình 2-23)

Z70.08h? *S**

L=2h+ 0.1258

‘Mo tiêu năng thường đặt ở đáy be có nhiệm vụ nâng cao hiệu qua tiêu hao

năng lượng thừa của bé, giảm chiu sâu và chiu di bổ, phát huy hiệu quả của bể

gay cả Khi trần nước không đổi xứng

Bradley-Petrka [9] đã ến hành hàn loạt các thí nghiệm với bể có bổ tí

hàng loạt các mổ tiêu năng khác nhan và đã chọn ra được các kích thước và bổ trí họp ý

Cc md này được đặt ở đầu bể và cuổi b (gi iễu này là kiểu ID, Ngo ràBradley-Peterka còn đưa ra bể có ba hing mo nhám gọi là kiểu IIT (một hàng ở đầu,một hàng ở giữa, một hàng ở cuối bé), Các cách bb trí mổ kim này phụ thuộc vàoti số Froude (hình 2:29,

Hình 2-24: Kích ande các mổ trong bể Miếu I + MB iêu năng rên sân sau

Trên sân sa cũng có thể bổ tí các mổ tiếu năng Vị í bổ tí (hường ở nơi

tit đâu của sân sau, ại khu vực đồng chấy ob hm te cao, cách chân đập một đoạn

di hơn chigw đài phân giới của đồng chảy, Kích thước các v tí mỗ iu năng phải

thông qua thí nghiệm để quyết định Theo kính nghiệm kích thước mổ có thé lấy

như san

Chiều cao mồ du=(0,75+1,0)h,

Khoảng cách B, giữa mép của hai mỗ gin nhau B,<b, Chiều rộng mô by:

Kích thước cụ thé còn phụ thuc vào hình tức cấu tạo Nếu bổ tr hai hàng

mổ thì hiệu quả tiêu năng sẽ cao hơn so với một hàng md Khoảng cách giữa hai

hồng mổ L=(223)4, Nói chung để 66 tí được hợp lý cẩn phải thông qua thí

+ Tưởng phân đồng

nhiễu công tình tháo, xa, dẫn chuyển nước vì nhiễu lý do khác nhau

có Mi chỉ có một s khoang eda hoạt động, Trong những trường hợp này lưu

lượng đơn vị tăng thêm từ 50% + 1009, Bởi vậy phải có biện pháp đặc biệt để

tránh dong quanh co, uốn lượn và nhanh chóng khuyéch tan đều B có bổ trĩ

tường phân đồng, hướng dòng Việc bổ trí tường phân dang, hướng dong thích

hợp nhất chỉ có thé thông qua thí nghiệm mô hình.

2.2.2, Mật số phương pháp xác định kích thước của hỗ xói ồn định

Hồ xối dn định là xói ma các đặc trưng của nó không thay đồi theo thi

gian Ở đây chỉ xế trong phạm vĩ bi toán phẳng

Chiều sâu lớn nhất của hồ xi ôn định

1 Chiễu sâu lớn nhất của hồ xói ổn định là khoảng cách theo phương đứng tử mặt nén đến đáy sâu nhất của hỗ x6i ổn định,

ị= oh.” = hy (2-74)

“Theo Vưzgô: ý =6, (G:hệ” ~ hạ) (275)

Trong đó

dix: iu sâu lớn nhất của hỗ xối ôn định,

Tình 2-24: Sơ đồ hồ xi và các kích thước cơ bản

+ Theo Eggenberger

= Theo Smoliani ov 4, = Kq’*:"* = 0695/05

= Theo một số tác giả của Liên Xô cũ:

Kt (2-82) Trong các công thie trên

dx chiều sâu lớn nhất của hỗ xi ổn định.

dy : đường kính mà trọng lượng của các hạt không lớn hơn nỗ chiếm 90% (mm)

d, : đường kinh trung bình hạt đất (rong công thứ d, tính bằng cm)

7 : chênh lệch cột nước thượng hạ lưu (m)

‹q : lưu lượng đơn vi (msm)

by: chiều sâu mực nước hạ ưu (m).

Vu lưu tốc cho phép không x6 (i).

K hg số phụ thuộc vio lưu lượng và chế độ đồng chảy bạ lưu;

Ki hộ số xét đến độ tăng khả răng xói của đồng chảy do đồng rồi

Tit các công th từ (2-76) + (-82) đều dũng cho đắt không dinh và thí

hạ lưu không có bể iu năng

“Trong trường hợp có bể tiêu năng thì

4, =hỆ

in theo công thức của Vưzgô:

» (2-83)

“Trong đó 1 là hệ số đặc mg cho sự phân bổ lưu ốc,

Céng thức của giáo s Novak dựa trên kết quả thi nghiệm đưa ra

G8)

Ngoài các kết quả trên giáo sư Novak còn đưa ra một số kết luận.

+ Ung với một ưu lượng không đổi, khỉ tăng mực nước hạ lưu thì dy sẽ

giảm Khoảng cách từ cuỗi bể tiêu năng đến vị tri xói sâu nhất là nhỏ nhất khi

5 (ui p là chiễu cao ngưỡng trần so với bể tiêu năng)

+ Bing việc tăng độ dốc của mái thượng lưu của ngưỡng cuối bể, với bắt

kỳ một lưu lượng nào, đều cho thấy xói tăng lên và ng diy xối r xa ngưỡng.

~_ Việc ting chiễu sâu đào bổ (4) qua một giới ban cin thiết không Không Tâm giảm xối Khi tăng chiều đi bể tiêu năng (L) th xói giảm vA vj sâu nhất

của hỗ xôi càng gin ngưỡng cuối hơn

~_ Nếu tăng chiều cao của ngường cuối bể (S) th xi giảm (khi ứng với một

"mực nước nào hạ lưu đã có) nhưng trên độ sâu trên ngưỡng () phải đảm bảo

luôn luôn lớn hơn độ sâu phân giới trên ngưỡng (hình 2-25).

“Hình 2-25: X6i sau công tình tháo nước có bể tiêu nang

2.22.1, Chiều đài hổ xúi ấn định.

Chiều dai hồ x6i (Ly chính là phạm vi x6i trên mật bằng theo phường đồng chảy (với gi thiết sự phát triển xói theo phương vuông góc với dòng chảy,

là như nhau — bài toán phẳng),

Có nhiều nhà nại a đã quan tâm đến Ly trên cơ sở phân ch lý

thuyết va tiến hành thực nghiệm.

Phương pháp xá định 1, |9] 66 thể phân thành ha nhóm

1 Nhóm thứ nhất

Xác định chiều di Ly dựa trên chiễu sâu lớn nhất của bổ xói đó, Thuộc

vé nhóm này có các kết quả nghiên cứu của Damazin, Patrasev, Yurieki

+ Theo Yuricki, chiều dài hổ x6i trên nên đá được tính:

L,=4.50, + 2h,

Trong đó:

hy là độ sâu phân giới

1, là chiều x6i dai én định.

4 là chiều sâu lớn nhất hồ xói dn định.

Trong đó:

b= là chiêu rộng đây hồ xôi Vụ, li lư tốc cho phép không xối

dd, là chiều sâu lớn nhất hồ xói ôn định.

4 là lưu lượng đơn vị (m /sm).

= Theo một số tác giả khác : L, =(9+10)4,

2 Nhóm thứ hai

Chiều đài của hỗ xói xác định theo các yếu tổ của đồng chảy, đất nên và

sông tình Thuộc nhồm này cổ kết quả nghiên cứu của Vuzgô, Lê vi

~ TH Lê vi cho rằng chiều di hỗ xối là hiệu số giữa chiều dài diễn m tiêu

1, là chiều dai hồ xói.

La là chigu dai diễn ra tiêu hao toàn bộ năng lượng thửa

1, là chiều dài gia cổ tinh từ chân công trình.

Bằng thí nghiệm của mình Lê vi đưa ra công thức thực nghiệm:

2.32.1, Vi tri sâu nhất của hồ x

‘Vj tr sâu nhất của hỗ xói được xác định bởi khoảng cách Lmax từ cuổi sin

gia cố đến nơi có chiều sâu nhất của hồ xối.

Trong dé:

UY là la tốc mạch động lớn nhất ở cối sin giao,

Vv, 45 tun tốc ứng với chiều sâu phiạ„ R Ma tốc ứng với chiêu sâu phân giới hị là chiêu sâu phân giới

4 là lưu lượng đơn vị (msm),

Low a, U

Bang 2-1: Quan hệ giữa “2 với T—ng 221: Quan hệ gia “vd Ý