Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình: Nghiên cứu xác định kích thước bể tiêu năng hợp lý áp dụng cho công trình đá hàn Hà Tĩnh

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian học tập cao học khóa 16 tại trường, học viên đã được các thầy

cô ở các bộ môn khoa học của trường tận tình chỉ dẫn, giúp đỡ, được khoa đào tạo sau

đại học quan tâm Đồng thời học viên luôn nhận được sự giúp đỡ của các anh chị em học viên cùng khóa.

Trong thời gian học viên làm luận văn, được sự hướng dẫn tận tình của thầy

giáo hướng dẫn khoa học PGS.TS Lê Văn Nghị, công tác tại Phòng thí nghiệm trọng

điểm quốc gia về động lực học sông biển — Viện khoa học Thủy lợi Việt Nam, giúp học viên hoàn thành luận văn này Được Phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia về động lực học sông biển — Viện khoa hoc Thủy lợi Việt Nam và cơ quan tư vấn thiết kế giúp cung cấp tài liệu dé học viên làm luận văn.

Ngoài ra để hoàn thành được khóa học, học viên đã nhận được sự giúp đỡ tạo mọi điều kiện của gia đình, của lãnh đạo và anh chị em trong đơn vi mà học viên công

Vì vậy nhân dịp này học viên xin chân thành gửi tới nhà trường, các thầy cô, bạn bẻ, anh chi em ở đơn vi công tac và gia đình học viên lời biết ơn và cảm ơn sâu sắc

Đặc biệt học viên xin bày tỏ lòng biết ơn và cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn khoa học PGS.TS Lê Văn Nghị và Phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia về động lực học sông biển — Viện khoa hoc Thủy lợi Việt Nam đã giúp đỡ học viên hoàn thành

luận văn này.

Do trình độ và thời gian có hạn nên luận văn không thé tránh khỏi những ton tai, hạn chế Tác giả rất mong nhận được moi ý kiến đóng góp và trao đổi chân thành của

người đọc.

Hà Nội, ngày 01 tháng 12 năm 2010 Học viên

Trần Doãn Hùng

MỞ DAU 5 1LY nghĩa thực tiễn, khoa hoe của luận văn 5

2 Mue tiêu, phương pháp và phạm vi nghiên cứu 83 Bồ cục của luận van 9

'CHƯƠNG 1: TONG QUAN 10

1.1 Tổng quan về tình bình xây dựng trần xa lồ và iêu năng sau trần trong các công:

trình thủy lợi, thủy điện ở Việt Nam i

1.2 Tổng quan tiêu năng đáy sau tràn thực dụng va cuối đốc nước 14

1.2.1.Tình hình xây đựng công trình tran tiêu năng đáy, 14

1.2.2 Tinh hình vận hành thực tế ở một số hồ chứa và công trình xả lũ 15 1.3 Ảnh hưởng của chiều sâu, chiều dai bé đến hiệu qua tiêu năng 16

1.4 Các hình thie kết cấu tiêu năng dòng đáy 16

2.1.L§ thuyết tương tự để thiết lip mô hình nghiên cứu 20

2.1.1 Khải niệm vé mô hình 20 2.12 Lý thuyết tương tự 2 2.2 Nghiên cứu ý thuyết v nỗi tgp và iêu năng sau trần 25

2.2.1, Nước ahi 25

2.2.2 Nỗi tiếp dong chảy ở ha lưu công trình 252.3 Tinh toán bề tiêu năng sau tran, 272.3.1 Tinh toán chiều sâu bé 28

2.3.2 Tính toán chiều dài bẻ: 29

2.3.3 Đoạn gia cổ hạ ưu 312.3.4 Các biện pháp tiêu năng phụ tr 322.35 Lưu lượng tinh toán tiêu nang m

3.1.2 Nhiệm vụ công trình3.1.3 Quy mô công trình.3.2 Nhiệm vụ thi nghiệm mô3.3 Xây đựng mô hình33.1.Chon loi mô hình.3.3.2.Tiga chuẩn tương tự

3.3.3 Chọn tỷ lệ mô hình.3.3.4 Xây dựng mô hình.

3.3.5 Thiết bị đo đạc, thí nghiệm mô hình.

3.3.6, Dánh giá sai số về xây dựng và lắp đặt mô hình đập tràn 3.4 Kết quả thí nghiệm phương án thiết kế.

3.4.1 Các trường hợp và lưu lượng yêu cầu thí nghiệm.

3.42 Thí nghiệm kiểm nghiệm mô hình

3.43 Kết quả thí nghiệm mỗ hình phương ân thiết kế.

3.44, Nhân xét phương dn thiết ki

3.5 Két qua thí nghiệm phương én hoàn thiện

3.5.1 Nội dung của phương ân hoàn thiện di và thí nghiệm

3.5.2, Kết quả thí nghiệm phương ân hoàn thiện

4.2.1, Phường ân thiết kế.

4.2.2, Phương an hoàn thiện.

- MỤC LỤC BẰNG

Bảng 1.1 Bảng thing kê một số hồ dip, đập trin xây dựng ở Việt Nam sử dụngbiện pháp tiêu nang đá i

Bang 2.1 Trisoa.b’, 34

Bảng 2.2 Trị số M,N 35Bảng 2.3 Trị số A 35Bang 2.4 Các hệ s6r, ts 36Bằng 3.1 Kết quả kiểm nghiệm mô hình về kha năng thao - PATK, 50Bảng 3.2 Kết qua kiểm nghiệm mô hình về kha năng tháo - PATK, sĩ

Bang 3.3 Kết quả thí nghiệm đo đường mặt nước Trin xa lũ Đá Hàn - Phương én

Baing 3.9 Bing các hông số nước nhảy - PATK 6t“ông 310 Bang xic định hiệu quả iu năng ~ PAT 6“Bảng 3.11 Độ sâu đồng chảy trên ngưỡng và cuối ắc 70Bing 3.12 Kế quà thi nghiệm do đường mặt nước mô hình tần xã là Đã Hàn

-Phương án hoàn thiện, Q=2038 m”/s; Zy= 43,38 m: Z¡y = 27,75m 7 Bing 3.13, Kết quả thi nghiệm do đường mặt nước mô bình tân xã là Đã Hàn

-Phuong án hoàn thiện, Q=1742 mÌ/s; Zn = 42,67 m; Z„u = 26,87m T5 Bang 3.14 Kết quả thí nghiệm đo đường mặt nước mô hình tràn xa lũ Đá Hàn =

Phường án hoàn thiện, Q=1400mŸ/s; Zm = 41,40m; Ziu= 26,47m 76

Bang 3.15 Kết qua thí nghiệm đo đường mặt nước mô hình tràn xả lũ Đá Hàn =

Phương ân hoàn thiện, Q=1100 mÌ/s; Zn = 42,05 m; Ze 7ï

Bảng 3.16 Kết quả thí nghiệm đo đường mặt nước mô hình tràn xã lũ Đá Hàn

-Phương án hoàn thiện, Q=800 m/s; Zy= 40,68 m; Zi 78Bảng 3.17 Kết qua thi nghiệm do đường mặt nước mô hình tràn xa lũ Đá Hàn -Phương án hoàn th Zn = 39,90 mi Za 79“Bảng 3.18 Các hông số của nước nhảy: PAHT M“Bảng 3.19 Xác định năng lượng tiêu hao trong bể -PA hoàn thiện 5“Bằng 3.20 So sinh hiệu qua hai phương án 87

"Bảng 41 Bảng số liệu đầu vào để tính toán thông số chiều dai nước nhay 89

"Bảng 4.2 Kết quả nh chiều đãi nước nhày phương án thiết k 93Bang 4.3 Kết qu tính chiều dài nước nhay ~ phương ân thiết kế 94

Bang 4.4, Kết qu tính chiều dài nước nhay ~ phương ân hoàn thiện 95

Tận văn thạc sĩ kỳ thuật

Sơ đồ Š tiêu nang Biểu đổ lưu tốc công nh tháo Một số

Hình thức các thiết bị iều năng (kích thước trong hình ghi theo m)

Sơ đồ tình hình đồng chảy khi có thiết bị tiêu năng trên sân sau mặt bằng mô bình tong th tràn xã lũ Đá Hàn

Cit dọc mô hình tràn xả lũ Đá Han.

Vi ri mt cắt và điểm do lưu tốc và mực nước trên mô hình Quan hệ thực nghiệm Q = f{Z„¿) và Q = f(Zs):

Quan hệ thực nghiệm Q = f(m) - tran tự do.

Tình hình thủy lực trên tràn và đốc nước ~ PATK

Nước nhảy trong bể tiêu năng và nhảy thứ cắp sau bể - PATK,

Ảnh 3.3, Bồ trí 02 ngưỡng trên dốc nước, hai hàng mồ trong bể và rút ngắn chiều

dải bể tiêu năng (L,=30m)- PAHT

Ảnh 34, Tình hình thủy lực trên dốc nước và trong bẻ tiêu năng, nước tràn qua đỉnhthành bé - PART

Ảnh 3.5 Nước nhiy diy lii vào đầu bé và nhảy ngập trong bể tiều năng, không côn

nước nhảy thứ cắp ở kênh xa sau bé ~ PAHT.

68n73

MỞ DAU 1.Ý nghĩa thực tiễn, khoa học của luận văn.

Đất nước ta có điều kiện địa hình rất đặc th „ phía Tây là đổi núi cao,

phia Đông là các vùng đồng bằng lớn ven biển, Việt Nam là một trong những

nước có hệ thống sông, suối diy đặc Đây là một tiém năng lớn để xây dựng

và phát triển các công trình thủy điện, thủy lợi phục vụ cho công cuộc công, nghiệp hóa, hiện đại hóa đắt nước, góp phần vào quá trình phát triển xã hội,

cải thiện đời sống nhân dân.

'Việc xây dựng các đập ngăn, đập ding trên các sông, suối sẽ làm hình

thành nên các hồ chứa Bên cạnh tác dụng điều hòa dong chảy trong mùa lũ, giảm đỉnh lũ, và phục vụ mục đích thủy lợi, thủy điện hồ chứa lại làm tăng cột nước, một trong những mối nguy hại lớn cho cả vùng hạ du khi có sự cố công trình xảy ra Do đó ở các hồ chứa, người ta bố tri tran xả lũ nhằm đảm bảo an toàn cho cụm đầu m ‘Ong trình, an toàn cho cả dự án trong quá trình

xây dựng và hoạt động Ngoài tràn xả lũ thường xuyên nhiều công trình còn

bố trí tràn sự cố để xã lũ, đảm bảo an toàn cho công trình.

‘Theo số liệu thống kê, đến năm 2003 cả nước đã có 1967 hồ chứa có dung tích chứa tir 0,2 triệu mỶ trở lên với tổng dung tích trữ là 24,82 tỷ m` và thống kê có được cho thấy ở các hồ chứa, sự cố đập do nguyên nhân hư hỏng tràn chiếm tỉ lệ đáng kể và hầu hết là sự cố lớn Theo số liệu điều tra năm.

1992 ở nước ta, trong số các hồ chứa đã xây dựng chỉ có 39,1% đập, đập trànlâm việc bình thường, trong khi 38,7% có hư hỏng nhỏ và 22,2% có hư hỏng

lớn Theo tài liệu điều tra của Cục Thuỷ lợi, sự có công trình ma nguyên nhân xuất phát từ việc hư hỏng công trình tràn có tỷ lệ như sau: Hỗ có dung tích từ 5 + 10 triệu m’ có gần 30% hư hỏng là do sự cố tràn; Hồ có dung tích 1 + 5 triệu m` có gần 40% và hồ có dung tích 0,2 + 1 triệu mỶ là gin 45%.

Tận văn thạc sĩ kỳ thuật

Như vậy hạng mục công trình tràn xả nước là một trong những yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả làm việc của tổng thé một dự án thủy lợi, thay

điện Việc bổ trí đập tràn có quan hệ với bố trí tổng thể, điều kiện thi công,

điều kiện địa chat, địa hình, thủy văn việc chọn ra được kết cấu tran phù hợp cũng là một luôn được quan tâm Hình thức kết cầu công trình tran

được chọn sẽ quyết định hiệu quả tiêu hao năng lượng thừa của dòng chảy

qua tràn Trong đó kết cấu mặt cắt tràn quyết định khả năng tiêu hao năng lượng trên đoạn mặt tràn và hình thức tiêu năng quyết định khả năng tiêu hao

năng lượng đoạn sau tran,

Voi những công trình có cột nước cao có nhiều biện pháp tiêu năng như:

“Tiêu năng phóng xạ tiêu năng đồng mặt, tiêu năng dòng đáy Mỗi hình thứctiêu năng này lại có những tru nhược điểm khác nhau và phù hợp với những

điều kiện địa hình, địa chất khác nhau Chính vì vậy việc nghiên cứu một biện

pháp tiêu năng thích hợp cho mỗi công trình là hết sức cần thiết Nó là tiễn đề

cho công trình hoạt động dn định có hiệu quả sau này Với những công trình

có địa chất yêu (nền dat hoặc đá phong hoá mạnh) hoặc có cột nước thấp thì

việc chọn hình thức tiêu năng kiêu mũi phun là không hợp lý Khi đó biệnpháp tiêu năng được lựa chọn là bể tiêu năng (tiêu năng đầy)

Nguồn năng lượng dư thừa của dòng nước xã qua đập tràn là rat lớn, nếu không có biện pháp tiêu năng hợp lý sẽ tạo nên những chế độ nối tiếp.

thủy lực phức tap, ảnh hưởng trực tiếp đến én định của công trình và xói lở

lòng dẫn phía hạ lưu công trình tràn.

Vi vậy một trong những van đề hàng đầu trong thiết kế, bố trí ông trình là giải quyết tốt vấn đề nổi tiếp thủy lực sau công trình xả, đám bảo an

toàn làm việc cho hạng mục tràn nói riêng và các hạng mục khác trong dự án

nói chung Việc tính toán thiết kế kết hợp với thí nghiệm mô hình nhằm kiểm chứng kết qua tính toán lý thuyết bằng các số liệu đo tương đối tương đồng

với thực tế đồng thời tim ra những hiện tượng bắt lợi cho công trình mà trên ly thuyết không thé lường hết được là một trong những biện pháp đang được.

ấp dụng ngày càng rộng rãi.

Đối với tran vận hành, các cấp lưu lượng, mực nước xã qua tràn có độ chênh lệch khá lớn nên hiệu quả làm việc của trần phụ thuộc rất nhiều vào hình dạng kích thước của tràn Đặc biệt là chiều dai, chiều sâu bé Chiều sâu bể quyết định chế độ nước nhảy sau bể tiêu năng (nước nhảy ngập, nhảy tại chỗ, nhảy phóng xa); còn chiều dài bé ảnh hưởng rit lớn đến điều kiện kinh tế

kỹ thuật công trình Vi vậy, tính toán va lựa chọn kinh thước hợp lý của bể

tiêu năng sẽ góp phần rất lớn trong hiệu quả tiêu hao năng lượng của dong

cháy, giải quyết vẫn đề nỗi tiếp thủy lực sau công trình xa, làm giảm xói lở hạ lưu công trình và giảm mức độ uy hiếp sự cố tới tổng thé dự án và đem lại

hiệu quả kinh tế cho công trình.

Việc xác định kích thước bể tiêu năng hiện nay đều dựa trên các

phương pháp lý thuyết và công thức thực nghiệm tính toán chung dinh cho tắt

cả các công trình Trong khi, thực tế mỗi công trình có những điều kiện đặc trưng về địa hình, địa chất, thủy văn thủy lực là rất khác nhau, nên việc áp

‘dung hình thức tiêu năng của từng công trình cũng khác nhau Do đó việcnghiên cứu bé tiêu năng hợp lý chỉ đúng khi ta nghiên cứu với từng công trìnhcụ thể,

Do đó, bên cạnh kết quả tính toán lý thuyết, việc kết hợp thí nghiệm mô hình trong những điều kiện biên cụ thể của mỗi công trình sẽ rất hữu ích và

phủ hợp cho công trình đó.

'Công trình Đá Hàn tỉnh Hà tĩnh thiết kế ban đầu chọn hình thức tiêu

năng kiểu mũi phun song do tinh hình địa chất tại tuyến tràn không phải là nền đá, ngay cả lớp đá phiến sét 4b có cường độ kháng nén khô chưa tới 185KG/em2 do vậy phương án tiêu năng bằng mũi phun sau tràn là không,

Tận văn thạc sĩ kỳ thuật

thích hợp Do đó phải chuyển đổi sang tiêu năng đáy nhằm bảo đảm én định

công trình,c

toán và được tiến hảnh thí nghiệm tại Trung tâm nghiên cứu Thủy lực —

Nam Tuy nhiên kết quả thí nghiệm đó chưa được thông số về bể tiêu năng của tràn vận hành Đá Hàn đã được tính

Phòng thí nghiệm trọng điểm QKhoa học Thủy lợi Vi

nghiên cứu, phân tích, đánh giá và đối chứng với tính toán lý thuyết trong baiđộng lực học sông biển - Viện

toán cụ thé nhằm xác định kích thước hợp lý cho bé tiêu năng của tràn vận

hành Đá Hàn và cho các công trình tương tự.

"Đề tài “Nghiên cứu xác định kích thước bé tiêu năng hợp lý áp dung

cho công trình Đá Hàn Hà Tĩnh ” tién hành phân tích kết quả đo được từ thí nghiệm mô hình, so sánh, đối chứng với các kết quả tính toán lý thuyết là hết sức cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn đối với công trình Đá Hàn nói riêng và

các công trình có điều kiện tương tự nói chung, nên đây là đề tài cần thiết và

có ý nghĩa thực tiễn.

2, Mục tiêu, phương pháp và phạm vi nghiên cứu.2,1 Mục đích của đề tài:

~ Nghiên cứu xác định kích thước hợp lý của bể tiêu năng và khả năng

tiêu năng của tần, tính toán áp dung cụ thể cho trần vận hành Đá Hàn tỉnh Hà

~ Đánh giá so sánh

hình để rút ra vấn để cản lưu ý trong việc nghiên cứu xác định kích thước bể

‘qua tính toán lý thuyết và kết quả thí nghiệm mo

tiêu năng,

~ Thu thập các tai liệu tham khảo.2.2 Phương pháp nghiên cứu:

~ Luận văn kết hợp giữa nghiên cứu lý luận và nghiên cứu thực nghiệm

~ Tập hop các tải liệu và kết quả nghiên cứu đã có, sử dụng kết quả thínghiệm mô hình tràn vận hành Đá Hàn để so sánh, đối chứng và kiểm định

quả tỉnh toán lý thuyết với

2.3 Phạm vi nghiên cứu.

Xác định kích thước bé tiêu năng hợp lý của tràn vận hành áp dụng chotràn vận hành Đá Hàn.

24, Két quả dự kiến đạt được:

- Đưa ra được kết quả kích thước hợp lý của bé tiêu năng.

- Kiểm tra, đánh giá độ tin cậy của kết quả thí nghiệm, sử dụng cho thiết

kế cụ thể bề tiêu năng tràn vận hành Đá Han.

~ La tải liệu tham khảo cho các công trình tương tự.

3 Bố cục của luận văn

MO BAU

CHƯƠNG 1: TONG QUAN

1.1 Tổng quan về tình hình xây dựng đập trin va tiêu năng sau tràn trong

các công trình thủy lợi, thủy điện ở Việt Nam.

1.2 Tổng quan tiêu năng day sau tràn thực dụng và cuối dốc nước.

1.3 Ảnh hưởng của chiều sâu, chiều dai bể đến hiệu quả tiêu năng.

1.4 Các hình thức

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CUU LÝ THUYET VE BÉ TIÊU NANG SAU

TRAN VAN HANH

u tiêu năng dòng day.

2.1 Lý thuyết tương tự để thiết lập mô hình nghỉ

2.2 Nghiên cứu lý thuyết về nối tiếp và tiêu năng sau trần

2.3 Tinh toán bể tiêu năng sau tran.

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CUU THÍ NGHIỆM MÔ HÌNH THUY LỰC TRAN

VAN HANH ®, hun,

Tận văn thạc sĩ kỳ thuật

3.1 Giới thiệu chung về công trình Đá Hàn.

3.2 Nhiệm vụ thí nghiệm mô hình3.3 Xây dựng mô hình.

3.4, Kết qua thí nghiệm phương án thiết kế 3.5 kết quả thí nghiệm phương án hoàn thiện.

CHUONG 4: SO SANH KET QUA TÍNH TOÁN LÝ THUYET VA THÍ NGHIEM MO HÌNH.

4.1, Số liệu ban đầu.

4.2 Kết qua1h toán.

4.3, Nhận xét kết quả tính toán và kết quả thí nghiệm mô hình KET LUẬN, TON TẠI VÀ KIÊN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

CHƯƠNG 1: TONG QUAN

Tổng quan về tình hình xây dựng tràn xã lñ và lệt Nam, [13].

u năng sau tràn

trong các công trình thủy lợi, thủy điện &

Ở nước ta hiện nay có rất nhiều hồ chứa nước đã và đang được xây dựng Các công trình này chủ yếu được xây dựng ở trung du và miền núi Các công trình này đóng góp một phần không nhỏ cho sự phát triển của nhiều ngành kinh tế, góp phần én định xã hội, an ninh, quốc phòng.

‘Trin xả lũ là một phần không thể thiểu trong hệ thống đầu mối công trình hồ chứa, chiếm một tỷ trọng khá lớn trong tổng vốn đầu tư xây dựng

công trình Vì vậy việc tinh toán, lựa chọn phương án tràn xả lũ và tiêu năng,

sau trần có ý nghĩa rất quan trọng Việc lựa chọn hình thức, bổ trí tràn xã lũ

và tiêu năng sau tràn tủy thuộc vào điều kiện địa hình, địa chất, giải pháp bổ

tri tổng thé công trình, điều kiện quan lý vận hành

Với công trình train xa lũ việc tiêu hao năng lượng của dòng chảy là vôcùng quan trọng Chính vi vậy việc lựa chọn hình thức tiêu năng có ý nghĩa

quan trọng với công trình trần xa lũ và với cả hệ thống công trình Với những

công trình có địa chất nền yếu, cột nước thấp thì sử dụng biện pháp tiêu năng đáy là thích hợp Trong thực tế ở nước ta cũng rất nhiều công trình sử dụng,

biện pháp tiêu năng đáy,

Bang 1.1 Bảng thống ké một số hỗ đập, đập tràn xây dựng ở Việt Nam sửdụng biện pháp tiêu năng đáy.

Năm Chiêu Qxa

1s | Thủy lợi Phước hòa 28

2010 “Tiêu năng diy

TDP “ S0 | Trin bên tự dami Tản bên tự do

19 | Sông Ba hạ 2005-| Bê 50 | Có cửa van TN

Tuận văn thạc sĩ kỹ thuật

1.2.1-Tinh hình xây dựng công trình tran tiêu năng đáy.

‘Theo thống kê Việt nam có khoảng trên 650 hồ, đập chứa cỡ lớn và vừa, trên 35.000 hd, đập chứa cỡ nhỏ Tính đến nay, chúng ta đã xây dựng va

đưa vào khai thác trên 500 hồ chứa nước có dung tích từ 1 triệu mét khối trở

lên, trừ một số hd có mục đích chính là phát điện còn lại chủ yếu là trữ nước.

để tưới và cấp nước sinh hoạt

Trong việc bé trí tông thé một dự án thủy lợi, thủy điện, công trình tran

xả nước và vấn để tiêu năng sau tràn nhằm đảm bảo nồi tiếp dòng chảy hạ lưu chiếm một vị trí quan trọng Hình thức tiêu năng phòng xói được lựa chọn dựa trên điều kiện địa hình, địa chất, điều kiện dòng xả, phương thức vận.

hành, chiều sâu nước hạ lưu.

"Đặc điểm tiêu năng dòng đáy là lợi dụng sức cản nội bộ của nước nhảy,

đó là hình thức thường dùng nhất Điều kiện cơ bản của hình thức tiêu năng,

này là chiều sâu nước ở hạ lưu phải lớn hơn chiều sau liên hợp thứ hai của nước nhảy hy > h,” để đảm bảo sinh nước nhảy ngập vả tiêu năng tập trung.

Trong tiêu năng đáy, lưu tốc ở đáy rat lớn, mạch động mãnh liệt, có khả năng xói lở, vì thé trong khu vực nước nhảy (sân sau) phải bảo vệ bằng bê.

tông Khi nền đá xấu, đoạn nối tiếp theo sau sân sau (sân sau thứ hai) cần được bảo vệ thích đáng Muốn tăng hiệu quả tiêu năng thì thường trên sân sau

xây thêm các thiết bị tiêu năng phụ như mé, nguéng, v.v để cho sự xung

kích nội bộ đòng chảy cảng mãnh liệt và ma sát giữa dong chảy với các thiết bị đó cũng có thể tiêu hao một phần năng lượng Biện pháp nay có hiệu quả tốt và được ứng dụng rộng rãi Tiêu năng dòng đáy thường được dùng với cột nước thấp, dia chat nền tương đối kém Khi cột nước cao, h._ rất lớn, yêu cầu.

chiều sâu nước ở hạ lưu lớn, như vậy phải đảo sâu sân sau và cần được bảo vệ

kiên cố hơn Lúc đó, hình thức tiêu năng day thường không kinh tế.

Trong những năm gần đây, các công trình thủy điện, thủy điện kết hợp

thủy lợi lớn được phát triển xây dựng nhanh, trong lúc kinh nghiệm thiết kế, nghiên cứu của ta còn hạn chế Nhiều nghiên cứu của nước ngoài chưa được cập nhật hướng dẫn sử dụng trong nước Hiện nay có rất nhiều công thúc và đưa đến những kết quả cũng rất khác nhau Do đó việc áp dụng công thức tính

toán như thế nào để kết quả tính toán là chỉ tiêu kỹ thuật tin cậy, an toàn và kinh tế cho công trình là một bài toán cho mỗi công trình cụ thé Để giải quyết

vấn đề này, việc kết hợp phân tích, đối chứng, so sánh giữa tính toán lý thuyết và kết quả nghiên cứu thực nghiệm mô hình đang là hướng dĩ hợp lý và ngày càng phổ biến.

1.2.2 Tình hình vận hành thực tế ở một số hồ chứa và công trình xã lũ.

Các hồ chứa ở nước ta hiện nay thường gặp những sự có chủ yếu sau:

Sat mái thượng lưu (25,84%); Hỏng đập trần xa lũ (25,39%); Cổng bị hỏng

(17.3%); Đập bị thấm (15,06%); Đinh đập thấp (9,00%); Cửa van bị hỏng.

Nhu vậy sự cổ hỗ chứa do sự cố đập tràn gây ra chiếm tỷ lệ rất cao Sự cổ đập tràn thường do các nguyên nhân: Lũ vượt qua đỉnh đập tràn; Thắm qua

Tận văn thạc sĩ kỳ thuật

nền; Tham qua thân đập; Đập bị trôi hoặc bi gay; Xói tiêu năng; Xói lở hạ

lưu; Gây, kẹt cửa van; Hong thiết bị đóng mở.

“Trong đó xói tiêu năng thường do các nguyên nhân sau: Đánh giá sai

địa chất nên; Xác định sai mức nước hạ lưu đập, Biện pháp tiêu năng không

hợp lý; Thi công phần tiêu năng không đảm bảo chất lượng; Vận hành tràn sai

quy tình.

1.3 Ảnh hưởng của chiều sâu, chiều dài bể đến hiệu quả tiêu năng.

Các kích thước chiều sâu, chiều dai bé có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu

{qua tiêu năng, phòng xói ở hạ lưu công trình

Chiểu sâu bé phải đảm bảo điều kiện cơ bản của hình thức tiêu năng day là chiều sâu nước ở hạ lưu phải lớn hơn chiều sâu liên hợp thứ hai của nước nhảy hy > h„ dé đảm bảo sinh nước nhảy ngập Nhưng nếu chiều sâu bể.

quá lớn sẽ dẫn đến nước nhảy quá ngập, lúc này ding nước lại chảy luồn ở

day và dẫn đến phá hủy lòng dẫn 6 day công trình.

Chiểu dài bể cũng có ảnh hưởng rit lớn đến hiệu quả kinh tế kỹ thuật

của công trình Nếu ta làm bể quá dài thì đảm bảo tiêu năng tập trung trong bể (bể gói gọn nước nhảy) nhưng không kinh tế và ngược lại nếu bể ngắn thi chúng ta không gói được nước nhảy trong bể.

Vi vậy ngoài kết quả tính toán lý thuyết, cần tiến hành thí nghiệm mô hình với mỗi công trình cụ thé, trong điều kiện biên tương đồng với thực tế để.

xác định kích thước bể tiêu năng hợp lý, đảm bảo tiêu hao năng lượng thừa

của đông chảy đạt hiệu quả cao nhất đối với công trình đó.

1.4 Các hình thức kết cấu tiêu năng dòng đáy, [16].

Kết cấu tiêu năng dòng đáy gồm có các hình thức sau: Đảo bể tiêu năng, Xây tường tiêu năng, Bé tường kết hợp.

1.4.1 Bễ tiêu năng:

Hình 1.1 Bé tiêu năng

Đây là hình thức được áp dung phd biến ở các công trình tiêu năng dòng đáy, đặc biệt là ở những công trình có dia chất nền yếu, có tầng đá gốc

sâu Hình thức này thường tạo ra chế độ chảy ngập khi qua ngường bé nên chỉ

cn tiêu năng một lần.

1.4.2 Tường tiêu năng

Nếu điều kiện kết cấu và thi công, khi làm bể tiêu năng không thích

hợp thì nên dùng tường tiêu năng Tường tiêu năng làmiệc như một đập trànvà chúng ta phải kiểm tra trạng thái chảy qua tường:

Tuận văn thạc sĩ kỹ thuật

Hình 1.2 Tưởng tiêu năng

Trường hợp này chảy qua tường là chảy gập nên ta không phải tínhtoán tiêu năng cho tưởng

= Chay không ngập nếu h, <0;

Trường hợp này ta phải kiểm tra chế độ chảy sau tường Nếu dòng chảy

sau tường là dong chảy xiết thi ta phải tiêu năng cho tường, 1.4.3 Bé tường kết hợp:

Trong thực tế, có nhiều trường hợp nếu làm bể tiêu năng chỉ bing cách hạ thấp đáy kênh hạ lưu hoặc chỉ bằng cách xây tường thì không hợp lý Trong trường hợp thứ nhất, bể sẽ phải rất sâu, day kênh hạ lưu phải hạ

thấp quá nhiễu và tiêu năng ở hạ lưu đập sẽ nặng nề thêm Trong trường hop

thứ hai, tường sẽ phải quá cao, sau tường rất có khả năng xảy ra nước nháy

xa và ta phải làm tiếp tường thứ hai Trong điều kiện như thế, tốt hơn hết là kết hợp cả hai biện pháp trên, vừa hạ thấp đáy kênh, vừa làm tường Thực tế chứng tỏ dùng biện pháp nảy trong nhiều trường hợp rất có lợi về mặt kinh tế và kỹ thuật.

1.5 Kết luận chương 1:

Hiện nay rất nhiều công trình tháo lũ ở các công trình thủy lợi, thủy

điện sử dụng biện pháp tiêu năng day, đặc biệt là những công trình có cột

nước vừa và thấp, những công trình có địa chất nén yếu Việc lựa chọn hình thức kết cấu, kích thước bể tiêu năng hợp lý có ảnh hưởng rit lớn đến hiệu qua tiêu năng, đến sự ổn định và hiệu quả kinh tế ky thuật của công trình Nhung những vấn đề này chưa được nghiên cứu tính toán cụ thể, cần được.

nghiên cứu tính toán cụ thể ở những chương sau.

Tận văn thạc sĩ kỳ thuật

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU LÝ THUYET VE BÉ TIÊU NANG SAU

TRAN VẬN HANH

2.1.Ly thuyết tương tự dé thiết lập mô hình nghiên cứu, [9], [12] 2.1.1 Khái niệm về mô hình:

2.1.1.1 Mô hình:

Mô hình là inh ảnh của tư duy hay là một sản phẩm vật chất tạo ra bằng các vật liệu khác nhau nhằm phản ánh hoặc giống đối tượng nghiên cứu và những kết quả nghiên cứu trên đó đem đến những thông tin chính xác về

đối tượng cần nghiên cứu trong thực tế

2.1.1.2 Mô hình hóa:

Mô hình hóa là sự biểu thị bằng hình ảnh các công tình hoặc hiện

tượng của thực t, bằng công cụ vt lý và toán học hợp lý để có thể nghiên

cứu hiệu quả, toàn điện va t2.1.1.3 Mô hình vật lý:

Mô hình vật lý là mô hình dựa trên sự tương tự giữa hai hệ thực thể.wu công trình hoặc hiện tượng đó.

Mô inh thủy lực là một loại của mô hình vật lý, thưởng được chế tạo với ty

lệ bé hơn và đặt trong phòng thí nghiệm Vật liệu dùng trong mô hình thủy

lực cũng phải đảm bảo tương tự như trong thực tế.

Mô hình hóa hiện tượng thủy lực dựa trên lý thuyết tương tự Lý thuyết tương tự xuất phát từ sự phân tích toán học hoặc phân tích thứ nguyên các đại lượng ảnh hưởng đến hiện tượng nghiên cứu Các định luật hay tiêu chuẩn

tương tự cho phép chúng ta chuyển những kết quả thu được trên mô hình sang

thực tế

2.1.1.4, Mô hình toần

M6 hình toán được thành lập dựa trên sự tương tự giữa thực tẾ va tư duy Sự tương tự đó cho phép nghiên cứu thực tế bằng sự giúp đỡ của hệ thống tư duy tưởng tượng vật lý phức tạp, được miêu ta bằng hệ phương trình

vi phân dao ham riêng được giải bằng phương pháp si dân.

giải tích hoặc đúng,

+ Mô hình toán một hiện tượng vật lý được tạo thành:‘Tir một mô hình thực,

Tit sự biểu thị bằng toán học các mỗi quan hệ vật lý giữa các đại lượng xúc định hiện tượng can nghiên cứu.

Từ các phương pháp giải được bằng toán học các mối quan hệ vật lý.

Mục đích của nghiên cứu thực nghiệm mô hình thủy lực là khảo sát nhữngnghiên cứu quy luật của đồng chảy, tác động của nước lên môi trường ma nó

chuyển động trong đó nhằm góp phần thiết thực vào việc thiết kế tối ưu hệ

thống công trình hoặc hạng mục công trình.

+ Nhiệm vụ của thí nghiệm mô hình thủy lực là

Bằng thực nghiệm giải quyết những vấn dé thực tế của thiết kế, xây ‘dung và khai thác sử dụng công trình thủy lợi, thủy điện mà những vấn đề đó không giải quyết thỏa đáng được bằng con đường lý luận.

Phát hiện những quy luật của các hiện tượng thủy động lực học và địnhnghĩa được chúng.

Kiểm tra, bé sung và chính xác hóa các công thức lý thuyết của thủy lực bằng cách xác định giá trị cụ thể của các hệ số khác nhau (mà trước đó lựa chọn chi là gần đúng), kiểm tra các kết quả của mô hình toán.

Thiết lập quan hệ thực nghiệm giữa thông số riêng biệt của hiện tượng,

nghiên cứu

Kiểm tra các kết quả tính toán theo lý thuyết đã có và góp phần vào sự

phát triển tiếp theo của thủy lực.

+ Khi nghiên cứu trên mô hình thủy lực, có những tiện lợi sau

Kich thước bé hơn so với thực tế,

Do các đại lượng thủy lực được chính xác, nhanh và tiện lợi.

Tận văn thạc sĩ kỳ thuật

Đo đạc mang tính hệ thống cao

Có thé đến được bắt ky vi trí nào dé do.

C6 thé quan sát va nghiên cứu tương đối lâu một hiện tượng hoặc đồng,

thời các yếu tổ (cả trúc bên trong và tác động bên ngoài).

2.1.2 Lý thuyết tương tự.

2.1.2.1 Tương tự hình học:

Nếu chúng ta chế tạo mô hình giảm nhỏ so với công trình thực tế thì

hình dạng của công trình cũng tương ứng phù hợp Mọi góc tương ứng khôngmọi kích thước đều được giảm nhỏ theo củng một ty lệ Ta gọi đó làtương tự hình học giữa mô hình và thực tế Ty lệ giữa độ dai trong thực tế (1)

và độ dai tương ứng trên mô hình (lạ) gọi là tỷ lệ hình học.

Tương tự cơ học giữa công trình thực tế và mô hình được dim bảo khi có

được tương tự hình học, tương tự động học và tương tự động lực học.

Tận văn thạc sĩ kỳ thuật

2.1.2.4 Tiêu chuẩn tương tự.

Đồng chảy qua công trình tháo lũ và ở hạ lưu thường là dòng chảy tự

do - đòng chảy có mặt thoáng, chịu tác động chủ yếu của trọng lực, theo lý thuyết mô hình thủy lực có 1

Via: Độ nhám tương đối của mô hình.

R„¿ Bán kính thủy lực trong mô hình.

em; HỆ số sức cản ma sắt của mô hình.

n, m: Ký hiệu nguyên hình và mô hình.

Nói một cách chặt chế thi tiêu chuẩn Froude được áp dụng khi lực nhớtcó thể bỏ qua so với trọng lực, Reynolds bé nhất trên mô hình phải không béhơn giá trị giới han (Rey,) nào đó Nghĩa là khi đó tiêu chuẩn Reynolds khôngcó hiệu lực, dong chảy ở khu tự động mô hình hay khu bình phương sức can,

2.2 Nghiên cứu lý thuyết về nối tiếp và tiêu năng sau tràn, [8].

2.2.1 (Nước nhấy.

2.2.1.1 Khái niệm:

Là hiện tượng thủy lực nảy sinh trong qua trình dòng chảy chuyển tir

trạng thai chảy xisang trạng thái chảy êm Hiện tượng này được đặc trưng

bởi khu luồng chính chảy xui mở rộng đột ngột và khu chảy xoáy chuyển.

động vòng quanh tại chỗ trên mặt khu luồng chính.

2.2.1.2 Phân loại

+ Theo điều kiện nay sinh và cấu trúc của nước nhảy: Nước nhảy hoàn chỉnh;Nước nhảy dang; Nước nhảy mi|: Nước nhảy sóng.

+ Theo vị trí nước nhảy: Nước nhảy phóng xa; Nước nháy tại chỗ; Nước nhảy.

+ Theo trị số Froude trước nước nhảy:Nước nhảy sóng khi Fy

Nước nhiy yếu khi F,, = 3 +6

"Nước nhảy dao động khi Fy =6 + 20Nước nhảy ôn định khi Fy, = 20 + 80Nước nhảy mạnh khi F,, > 80

3.2.2 Nối tiếp dòng chảy ở ha lưu công trình.

Ở hạ lưu công trình có ba dạng nồi tiếp dòng chảy: Nối tiếpchảy day: Nối tiếp chảy mặt; Nỗi tiếp phóng xa.

2.2.2.1 Nối tiếp chảy đầy:

Là trạng thái mà lưu tốc lớn của dòng chảy xuất hiện ở gần đáy Noi tiếp chảy đáy có hai trường hợp sau:

* Dong chảy ở hạ lưu là ding chảy én : Trong trường hợp này ding chảy qua

ngưỡng tràn dé xuống hạ lưu xuất hiện mặt cất co hẹp C — C Tại mặt cắt co.

Tận văn thạc sĩ kỳ thuật

hep, độ sâu dng chảy (h.) là nhỏ nhất và lưu tốc dat giá trị lớn nhất Khi đó có hy < hy do vậy nối tiếp chảy đáy trong trường hợp nay bắt buộc phải qua

nước nhảy.

+ Nếu ht) = h, có nước nhảy tại chỗ, năng lượng thi tiêu hao một phầnlớn bởi nước nhảy Dang nước nhảy này không én định

+ Nếu ht, > hh, có nước nhảy phóng xa, năng lượng thừa sẽ tiêu hao bằng tồn.

thất đọc đường ở đoạn nước dâng và nước nhảy.

+ Nếu fh, <h, ta có nước nhảy ngập.

* Trường hợp dòng chảy ở hạ lưu là dòng chảy xiết: Trường hợp này dòng

chảy ở hạ lưu không qua nước nhảy.

+ Nếu h,.

+ Nếu h, > h, sau mặt cắt co hẹp độ sâu dòng chảy sẽ giảm dần và hình thành.

h„ ngay tại mặt cắt co hẹp thì có dòng chảy.

đường nước đỏ bạ.

+ Nếu h, < h, sau mặt co hẹp, độ sâu dòng chảy slăng dần và có đường,nước ding c›

2.2.2.2 Nối tiếp chây mặt.

Trang thái chảy mặt là trạng thái mà lưu tốc lớn nhất của dong chảy không xuất hiện sát đáy mà ở gần mặt thoáng tự do.

Nối tiếp chảy đáy thường gặp trong điều kiện có bậc thẳng đứng ở hạ

lưu Tùy theo mực nước ở hạ lưu, lưu lượng, kích thước và hình dạng bậc cóthể xuất hiện một số dạng nối tiếp sau:

+ Khi độ sâu mực nước hạ lưu không lớn, đồng chảy ra khỏi bậc vẫn ở trạng

thái chay day.

+ Khi độ sâu mực nước hạ lưu tăng đến một mức độ nào đó thi dong chảy.

không đi xuống đáy nữa ma phóng ra xa theo hướng lên mặt thoáng hình

thành dòng chay mặt không ngập Dạng này tồn tại trong phạm vi hạ thay đổi

khá lớn.

+ Khi hụ tiếp tục tăng đến một lúc nào đó thì có dạng nối tiếp mặt đáy không

ngập Ở khu vực đầu là trạng thái chảy mặt ở khu vực sau là chảy đáy Dạng nổi tiếp này là trung gian, không dn định, chi tổn tại trong phạm vi thay đổi

rất nhỏ của độ sâu hạ lưu.

+ Nối tiếp chảy mặt ngập: Khi trên bậc có khu chảy cuộn và lưu tốc lớn nhất của dong chảy xuất hiện ở trên mặt Day là dạng nối tiếp ôn định và tổn tại

trong phạm vi thay đổi độ sâu hạ lưu khá lớn.

Trong nổi tiếp chảy mặt, khi bậc có bản kinh cong ngược khá lớn sẽ hình thành cuộn nước dạng phéu gọi là dòng phéu, Nồi tiếp dang nay tiêu hao.

năng lượng khá lớn Nồi tiếp dòng phéu có: Dòng phéu giới hạn; Dòng phéu

ổn định; Dòng phéu chim Trang thái dong phéu là quá trình chuyển hóa của

dòng chảy mặt khi lưu lượng qua tràn thay đổi.

+ Nối tiếp chảy đáy hồi phục:

2.2.2.3, Nỗi tiếp phóng xa:

Dòng chảy từ thượng lưu đến cuối công trình nối tiếp sau ngưỡng trin

được nỗi với hạ lưu bằng dòng phun vào không khí Cao trình mũi phun phải cao hơn mực nước lớn nhất ở hạ lưu.

2.3 Tính toán bể tiêu năng sau trần, [4], [5], [8], [16].

Mục đích của việc tính toán bể tiêu năng sau tràn là thiết kế bé tiêu năng hợp lý cho công trình, nhằm tiêu hao phần năng lượng thừa của dong

chảy trước khi xả vào kênh dẫn hạ lưu, chống xói lỡ lòng dẫn hạ lưu, đảm bảo an toàn cho công trình Tính toán bể tiêu năng cần xác định các đại lượng:

Lưu lượng tiêu năng; Chiều sâu bẻ; Chiều dài bé; Chiều dài đoạn gia cổ hạ

Tận văn thạc sĩ kỳ thuật

2.3.1 Tinh toán chiều sâu bễ

Hình 2.1 Sơ đề tính toán bé tiêu năng,

Phương pháp chung dựa trên các phương trình sau+ Phương trình quan hệ mực nước thượng, hạ lưu:

Hoặc — FÍC)= Ty

+ Phương trình nước nhảy được viết dưới dạng xác định độ sâu liên hiệp sau nước nháy Với nước nhảy tại chỗ trong lòng dẫn lãng trụ, mặt cắt chữ nhật ta

2.3.2 Tinh toán chiều dài bé:

Chiều dài bể phải đủ đài để nước nhảy nằm gọn trong bé, khi đó hiệu

‘qua tiêu năng của bể mới đảm bảo.

L=L+Li @-8)

Trong đó: _ L, — chiều dai nước rơi ‘Li — chiều dai gói nước nhảy “Chiểu dai nước rơi (L,) được tính toán như sau:

+ Nếu chảy qua đập tràn thực dụng có mặt cắt hình thang:

Hạ ~ Cột nước tràn có kể tới lưu tốc tới gần

* Lưu ý: L, có thể bằng không khi dòng nước tran theo mặt tràn.

Chiều dai gói nước L, được tính toán như sau:

~ Theo Poliaka Woyeixki: L, = (ht —h 8—00577) (2-22) - Theo Nadaza Einwachtina: L, \ÝF¿Œa=Ù — @-23)

3 Doan gia cố hg lưu.

Hình 2.2 Biên đồ lưu tốc công trình tháo.

Bé tiêu năng mới chỉ tiêu hao một phần lớn năng lượng thừa Phin còn lại tồn tại ở dạng động năng, mạch động làm cho dòng chảy sau khi ra khỏi bể tiêu năng vẫn còn mạch động rit lớn, có biểu đồ lưu tốc lớn ở đáy lòng dẫn và din trở về dòng chảy tự nhiên có biểu đồ lưu tốc phân bố dạng logrit (xem

hình 2 - 2 ) Do đó để bao vệ lòng dẫn sau bé tiêu năng ta phải kim sn sau thứ.

hai, sân sau thứ ba Kết cấu của nó có tính dé biến dạng thích nghỉ với địa chất nén hạ lưu, dé thấm nước Chiều dài sân sau có thé tham khảo công thức:

Ly =KyqVaH (m) (2-24)

Trong đó:

\H — chênh lệch mực nước thượng hạ lưu (m)

.4 — lưu lượng đơn vị ở cuối sân tiêu năng (øẺ /s/m)

K - hệ số phụ thuộc vào địa chat nền lòng dẫn

Tận văn thạc sĩ kỳ thuật

2.3.4 Các biện pháp tiêu năng phụ trợ.

Trong nối tiếp và tiêu năng ở hạ lưu các công trình thủy lợi, nhất là với dong chảy có lưu tốc cao, dé tăng hiệu quả tiêu hao năng lượng thừa người ta còn sử dụng các thiết bị tiêu năng phụ Tuy nhiên trong thiết kế cũng cần phải

chứ ¥ tới các hiện tượng xâm thực do khí thực hoặc mai mòn xây ra xung

cquanh các thiết bị tiêu năng phụ, hiện tượng các vật nỗi va đập vào các thiết

bị này

“Trong tiêu năng đáy khi thiết kế các thiết bị tiêu năng phụ trợ edn chú ý

- Trong tiêu năng đáy nếu làm mé gần chân dốc quá sẽ làm cho dong

nước bị hat lên làm ảnh huong đền chế độ tiêu năng đáy, ảnh hưởng đến hiệu.

‘qua tiêu năng.

~ Nếu cột nước hạ lưu thấp khi dòng nước va đập với mé có thé sẽ làm cho dong nước bị hat lên theo phương thẳng đứng gây ra hiện tượng thủy lực

bắt lợi trong bể tiêu năng như: Gây ra sóng, ding cao mực nước trong bể,

~ Nên bổ trí hai hàng mồ thi hiệu quả tiêu năng tốt hơn so với bồ trí một

hàng, khoảng cách giữa hai hàng mé L„ =( 2 + 3) dy bé trí các mồ theo hình.

~ Kiểu mé nhám bằng dim chữ nhật đặt thẳng góc với dòng chây

- Kiểu mồ nhám bằng các dim nữa tròn đặt thắng góc với dòng chảy

~ Kiểu mé nhám quân ed đặt ở đáy theo hình bản cờ ~ Kiểu mồ nhám chữ V ngược dong

+Kiểu thám đặt hai bên thành bờ

+ Kiểu mồ nhám ở đáy và cả hai bên thành bờ.

2.3.4.2 Tính toán thủy lực.

Có nhiều cách tính toán thủy lực công trình khi có mé, ở đây xin nêu.

ai cách tính toán sau:

* Cách 1: Coi việc tính toán thủy lực cho máng có độ nhám gia cường trong

điều kiện dòng đều vẫn dùng các công thức chung, chỉ khác là dùng hệ số Sédi gia cường (Cyc), hệ số sức cản của Dacxy (Age) và độ nhám gia cường.

Tuận văn thạc sĩ kỹ thuật

+ Công thức Picalốp: áp dụng cho mé nhám bằng dim chữ nhật đặt thẳng góc với dòng chảy, mé nhám bằng các dim nửa tròn đặt thẳng góc với dòng chảy,

h - Chiều sâu của nước trên mo nhám A - Chiều cao của mồ nhám

¡ - Độ đốc lòng din

b - Bé rộng của đốc nước tiết diện chữ nhật

a’, b’,c', § — Các hệ số được lấy theo bảng 2.1

Công thức Aivadian: Ap dụng cho mổ nhám bằng dim chữ nhật đặt thẳng góc với dòng chảy, mé nhám chữ V ngược, mồ nhám hình W

ie TM +217 + NHÍ z (2-27)

Với điều kiện 3 = 7A và o" > 3

Trong đó: _ z là chu vi ướt

Trong đó: _ B li hệ số B= 0,67 khi răng cưa đặt xuôi đông; B=1,33

khi rang cưa đặt ngược dòng

A là hệ số lấy theo bang 2.3

* Cách 2: Mé, ngưỡng làm cho dòng gây nên lực phản kích và giảm được

th.) rút ngắn được chiều dài sân sau Thí nghiệm chứng minh rằng nếu thích hợp các thiết bị đó thì có thể giảm được h, từ 20-25%, có khi đến 30%.

a) b)

e) 4)

LD» :

ees AMP aro

Hình 2.4 Hình thức các thiết bị tiêu năng (kích thước trong hình ghi theo m).

}Soon

Phan tích tinh hình dòng chảy khi có thiết bị tiêu năng trên sân sau (hình 2.4) và viết phương trình động lượng cho hai mặt cắt 1-1 và 2-2, ta có:

“Trong đó

R - phản lực của thiết bị tiêu năng ;

€ - hệ số, phụ thuộc vào tinh hình đồng chảy và hình dạng mé tiêu năng

xác định bằng thí nghiệm ;

co- dign tích hình chiế đứng của mồ tỉ Su năng ;

4 - lưu lượng đơn vị ;

‘1, - hệ số phân bổ có thể lấy bằng 1

a) b)

1 2

Hình 2.5 Sơ đồ tinh hình dong chảy khi có thiết bị tiêu năng trên sân sau.

2.3.5 Lưu lượng tính toán tinăng.

“Công trình thủy lợi thường làm việc với nhiều cấp lưu lượng và mực

nước thượng hạ lưu khác nhau Yêu cầu đặt ra là edn đảm bảo tiêu năng trong

mọi trường hợp, nghĩa là kích thước bé tiêu năng phải dim bảo tạo ra nước

nhảy ngập ( với hệ số ngập ø = 1,05 + 1,1 ), với bat kỳ trường hợp nao, Lưu.

lượng tính toán tiêu năng (Qry) là lưu lượng cho ta kích thước bể tiêu năng

lớn nhất Đó chính là lưu lượng ứng với (A; ~h, ) hoặc (1, ~n, ) lớn nhất

Tận văn thạc sĩ kỳ thuật

2.4 Kết luận chương 2:

Chương này tác giả đã tập trung nghiên cứu lý thuyết về ni tiếp và tiêu

năng hạ lưu công trình, về bể tiêu năng, về các biện pháp tiêu năng phụ trợ và

vấn dé vẻ đoạn gia cô hạ lưu Song hiện nay song song tồn tại rat nhiều công.

thức tính toán kích thước nước nhảy, kich thước bểsu năng Chính vi vậy

những vấn đề lý thuyết còn tồn tại này cần được làm sáng tỏ thêm thông qua phân tích, so sánh với kết quả thí nghiệm, cần làm rõ ở những chương tiếp.

theo.

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CUU THÍ NGHIỆM MÔ HÌNH THỦY LỰC

TRAN VAN HANH ĐÁ HAN HÀ TĨNH

3.1 Gi iệu chung về công trình Đá Hàn Hà Tinh,

3,1,1 Vị trí công trình.

Công trình đầu mỗi xây dựng trên sông Rao NG, thuộc địa phân xã Hoa

Hải, huyện Hương Khê, tỉnh Hà Tĩnh.

3.12 NIliệm vụ công trình.

Cp nước qua hệ thống kênh cho 2612 ha trong đó tưới trực tiếp cho

1324,2 ha lúa; 285,6 ha miu; 23 ha ao hồ nuôi trồng (huỷ sản và tao nguồn

‘cho 979,2 ha cây công nghiệp và cây an quả.

Xa nước với lưu lượng Q = 3,82 m'/s dé bao vệ môi trường sinh thái hạ du, kết hợp phát điện với công suất lắp máy khoảng 1.000 kW và tạo nguồn

nước tưới cho 2388 ha phía bờ hữu sông Ngàn Sâu.

Cấp nước sinh hoạt cho 23396 nhân khẩu qua hệ thống kênh dẫn.

Giảm lũ cho hạ du3.1.3 Quy mô công trình.

3.1.3.1, Hồ chứa nước.

Diện tích lưu vực ; Fj,= 112,0 km’, Chế độ làm việc: điều tiết năm.

Mực nước dang bình thường: +38,36 m.Mực nước chết: +27,70 m.

Mực nước lũ thiết kế py: +42,80 m.

Mực nước lũ kiểm tra po2q: +42,86 m.

Dung tích ứng với MNDBT: Wy, = 19,75 10° mì,

Dung tích ứng với MN( 80 10° m’, 1,0,10° m’ Dung ích ứng với lũ thết kế: Wa

Tận văn thạc sĩ kỳ thuật