1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang

135 1 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Nghiên Cứu Chế Độ Thủy Lực Và Giải Pháp Tiêu Năng Phòng Xói Công Trình Cống Kênh Cụt Thành Phố Rạch Giá, Tỉnh Kiên Giang
Tác giả Đỗ Văn Đạo
Người hướng dẫn TS. Lê Trung Thành, PGS.TS. Nguyễn Thanh Hải
Trường học Trường Đại Học Thủy Lợi
Chuyên ngành Xây Dựng Công Trình Thủy
Thể loại luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản 2017
Thành phố TP. Hồ Chí Minh
Định dạng
Số trang 135
Dung lượng 6,13 MB

Nội dung

học viên chọn dé tai Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải phápcông trình cống Kênh Cụt thành phố Rạchsu năng phòng xi i, tinh Kiên Giang” nhằm tim được biện pháp tiêu năng phòng x6i hợp lý

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

ĐỖ VĂN ĐẠO

NGHIÊN CỨU CHE ĐỘ THỦY LỰC VÀ GIẢI PHÁP TIÊU

NĂNG PHÒNG XÓI CÔNG TRÌNH CÓNG KÊNH CỤT

THÀNH PHO RACH GIÁ, TINH KIÊN GIANG

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HO CHÍ MINH, NĂM 2017

Trang 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRUONG ĐẠI HỌC THUY LỢI

ĐỒ VĂN DAO

NGHIÊN CỨU CHE ĐỘ THUY LUC VÀ GIẢI PHAP TIÊU NANG PHÒNG XÓI CONG TRÌNH CONG KÊNH CUT THÀNH PHO RACH GIA, TINH KIÊN GIANG

Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy

Mã số: 60 - 58 - 02 - 02

NGƯỜI HƯỚNG DAN: _ 1.TS LÊ TRUNG THÀNH

2 PGS.TS NGUYEN THANH HAT

‘TP HO CHÍ MINH, NAM 2017

Trang 3

LỜI CAM KET CUA TÁC GIÁ.

‘Ten tôi là: Đỗ Văn Đạo

Lớp cao học: CH23CI], chuyên ngành Xây dựng công trình thủy tại Cơ sở 2 ~ Dai học

"Thủy lợi.

Tôi xin cam đoạn đề tai (ghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xối

sông trình cống Kênh Cyt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang” là công trình nghiên cứu

do chính tôi Tôi thực hiện dui sự hướng din của TS Lê Trung Thành và PGS.TS Nguyễn

Trang 4

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên tôi xin bay tỏ lòng cảm ơn sâu sắc nhất đến Thầy TS Lê Trung Thành và

PGS.TS Nguyễn Thanh Hii, những người hướng đã hướng dẫn tận tình tôi đ hoàn thànhJun văn này Bên cạnh đồ tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới quý thay cô giáo đã

giảng day trong xuất quá tinh học tập tại Cơ sở 2 — Đại học Thủy lợi, các anh chị của

‘Trung tâm Thủy Công & Thủy Lực ~ Viện khoa học Thủy lợi Miễn Nam đã tạo

hướng dẫn tận tình.

kiện

Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn tắm lòng của những người thân trong gia đình, bạn

bề đồng nghiệp đã động viên khích lệ tôi trong xuẤt dư vình học tập và hoàn thành luận

`Vì thời gian hoàn thành luận văn có hạn nên không thé tránh khỏi những thiểu sốt, Vì vậy

rit mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô và đồng nghiệp, bạn bề để tôi hoàn thiện tốt

hon trong qua trình nghiền cứu và công tá sau này

Xin trân trong cảm on,

Tp Hỗ Chí Mink, thing 12 năm 2017

‘Tae giả

Trang 5

MỞ ĐÀU,

1 TÍNH CAP THIẾT CỦA DET:

TH-MỤC TIÊU CỦA ĐÈ TÀI

TIL CÁCH TIẾP CAN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

IV KET QUA DỰ KIEN DAT DƯỢC.

CHUONG 1 TONG QUAN VE CHE ĐỘ THỦY LỰC VÀ GIẢI PHÁP TIÊU NAN PHONG XÓI CHO CONG VUNG TRIE

1.1 Đặc điểm chế độ thủy lực nối tiếp thượng hạ lưu cổng.

Lut

3 3

ip chay đầy sau bậc, 3

1.1.2 Nỗi tiếp chảy mặt sau bậc 5

°

1.2 Các biện pháp tiêu năng phòng xói thượng hạ lưu sống.

1.2.1 Tiêu năng thượng hạ lưu cổng, 9

1.2.2 Tiêu ning dòng chảy đầy, mat, phống xa »

1.3 Nghiên cứu về xói cục bộ thượng hạ lưu công trình

13.1 Khái niệm, B

1.3.2 Diễn biến quá trình xối H

1.3.3 Đặc điểm công vùng triều "“

1.3.4 Các dang đặc trưng xôi họ lưu cổng vùng tiểu 15

1.3.5 Một số sự cổ của công trình tin quan đến vẫn đểxối lở 1s 1.4 Mot số kết quả nghiên cứu liên quan cña nước ngoài

1.5 Mật số kết quả liên quan ở trong nước

Kết luận chương 1

CHƯƠNG 3ˆ CƠ SỞ LÝ THUYET VE CHE ĐỘ THỦY LỰC VÀ TIÊU NANG PHÒNG

XO CÔNG TRÌNH CONG VUNG TRIEU

Trang 6

2.2.3 Phương hướng giải quyết 23

2 phương pháp nghiên cứu diễn biến xói

2.3.1 M6hình oán 23

2.32 Điều ra the dia 24

2.3.3 Mo hình vật lý 24

2.3.4, Công nghệ ảnh viễn thầm, 25

24, Mô hình vit lf và lý thuyết tương tự.

2.4.1 Khái niệm về mô hình vật lý 25 2.4.2 Lý thuyễt tương ty tht lập mô bình nghiên cứu 26

2.5 Tông quan mô hình toán Mike 21/3 Couple

2.5.1 Moduyo thủy động lực MIKE2I HD 29

2.5.2 Moduym tinh vận chuyển bùn cát Mike21 MT 31

26, Các bước thiết lập mô hình Mike 2IHD-MT

2.6.1 Xây dựng lưới mô hình tính toán 39

2.62 Thiết lip bộ thông số mô hình HD 40

2.62 Thiết lập bộ hông số mô hình MT “

Kết luận chương 2

CHUONG 3 NGHIÊN CỨU ĐÈ XUẤT GIẢI PHÁP TIÊU NANG PHÒNG XÓI CHO CONG KENH CUT 45

31 Tổng quan công Kênh Cpls

3.1.1 Giới thiệu về cống Kếnh Cut 4 3.12 Công ác thiết k cổng Kênh Cụt 46

3.1.3, Vấn đề giả quyết tiêu năng phòng xi cho công Kênh Cot 4 3.2 Cơ sử Inga của giải pháp tiêu năng phòng xố

3.2.1 Đặc điểm làm việc của cổng Kênh Cut 4

3.22 Cơ sy luận để xuất giải phip tw năng phông xói 48 3.3 Phương pháp thực nghiệm mô hình thủy lực

3.31 Mô hình thủy lự cổng 4

332 Cá ti liệu cơ bản thí nghiệm mô hình 49

343 Tht kế mô hin và tình thi nghiệm 49 3.34 Mô phông các tug hop thế kế se

$34 Mo phỏng điễn biển thủy lực trên mô hình Mike 203 “

34.1 Thiết lập mô hình 54

Trang 7

3.4.2 Kiếm định với mô hình vậtlý 56

3.4.3 Mô phỏng các trường hợp đặc biệt và mô phỏng diỄn biển thủy lực và tiêu năng phòng x6i

bằng mồ hình 3 chiền 9

35 Kết quả mô hình vật lý và mô hình toán, phân tích biện pháp phòng xói công trình 62 3.5.1 Phân tích kết quả mô hình thực nghiệm 62 35.2 Phân ích kết quả trên mô hình toán ?

Trang 8

DANH MỤC HÌNH VE

Hình 1.1 Nỗi tiếp chảy day sau bậc 3

Hình 1.2 Nước nhây tại chỗ 4

Hình 1.3 Nước nhảy phống xa 4

Hinh 1.4 Nước nhây ngập $

Hình 1.5 Nỗi tiếp chảy mặt có ba trường hợp xảy ra 6

Hình 1.6 Nổi tiếp chảy mặt không ngập 6

"Hình 1.7 Khu cột nước cuộn 6 Hình 1.8 Nổi tiếp chảy 6 mặt ngập 6

Hình 1.10 Nối tiếp chảy đáy bồi phục 7

Hình 1.11 Chay ngập ở hạ lưu, 8 Hình 1.12 Chay ngập sau của van 8

Hình 1.13 Dòng chảy sau cống 9

Hình 1.14 Bé tiêu năng 10 Hình 1.15 Tường tiêu năng 11 Hình 1.16 Bé kết hợp tường tiêu năng "

Hình 1.17 Kè chống sat lở hạ lưu công trình Thủy lợi Ngàn Troi ~ Cảm Trang (Vũ Quang,

— Hà Tinh) bi sạt lở nghiên trong 15

Hình 2.1 Dòng chây xoáy sau cống 20Hinh 2.2 Dòng chấy ngoằn ngèo sau cổng 2Hình 2.3 Đường quan hệ vận tốc lắng động và nang độ bùn cát lo lửng 34

Hình 2.4 Phạm vi xây dựng lưới mô hình nghiền cứu 39

Hình 2.5 Thiết lập dang biên cho mô hình 39

Hình 2.6 Lưới mô hình và các biên được thiết lập 40

Hình 2.7 Lưới chỉ tiét mô phỏng công trình cổng Kênh Cut, 40

Hình 2.8 Thông số về bước thời gian tính toán At Hình 29 Khai báo thông s Al

Hình 2.10 Thong số nhớt Eddy 41

Trang 9

Hình 3.6 Kết quả trường vận tốc dòng chảy Mike 3 HD 37

Hình 3.7 Kết quả trên mô vật lý 58

Hình 3.8 Kết quả rường vận tốc dòng chảy Mike 3 HD 38 Hình 3.9 Kết quả trường vận tốc dong chảy (Mike 21HD va Mike 3 HD) Kịch ban KB]

60

Hình 3.10 Kết qua trường vận tốc dòng chảy (Mike 21HD và Mike 3 HD) Kịch bản KB2

60 Hình 3.11 Kết qua trường vận tốc đồng chủy (Mike 21HD va Mike 3 HD) Kịch bản KB3

61

Hình 3.12 Kết quả trường vận tốc đồng chảy (Mike 21HD và Mike 3 HD) Kịch bản KB4

61 Hinh 3.13 Kết quả trường vận tốc đồng chảy (Mike 21HD và Mike 3 HD) Kịch bin KBS

Zh~0.23m; ZD°0.18m) 13 Hình 3.20 Mô phỏng vận tốc dong chảy mặt cắt đọc theo khoang cổng 14

Hình 3.21 MO phỏng vận tốc đồng chảy Mike 21 HD (Q = 241.5 ms; Za= 0.5m; Zø=

047m) 14

Hình 3.22 Mô phỏng trường vin tốc dang chảy tại mặt cắt dọc theo khoang e8ng 75

Trang 10

Hình 3.23 Mô phỏng van tốc dòng chay (Q= 64.3 m'/s; Zn -0,39m: Zp= -O4 m) 6

"Hình 3.24 Mô phòng vận tốc dòng chảy dọc khoang cổng (Q= 64,3m"/s:Zu= ‹0.39;

Zo=-04) 76

Hình 3.25 Mô phòng vận tốc đồng chảy (Q= 294.8 m5; Za= 0,23m; Zø= 0,18 m) 77 Hình 3.26 Mô phòng trường vận tốc dòng chảy (Q= 294.8 ms; Zw= 0,23m; Zo= 0,18 m)

78

Hình 3.27 Trường vận tốc dòng chảy tại mặt cắt dọc công trường hợp đóng cửa giữa 78

Hình 3.28 Trường vận tốc dong chảy trường hợp đóng hai cửa bê: 79

Hình 3.29 Trường vận tốc dòng chảy tai mặt cắt dọc qua khoang công 19

lình 3.30 trường vận tốc dong cháy trường hợp đỏng hai cửa 1 và 2 80

Hình 3.31 Trường vận tốc đồng chảy ti mặt cắt đọc theo khoang cổng 1 80

Hình 3.32 Mô phỏng trường vận tốc dòng chảy tổng thé trên mô hình ( Q = 482,3 m/s; Zo

=0.33m:Za = 023m) 8

inh 3.33 Trường vận tốc đồng chảy tai mặt cất dọc theo khoang cổng 1 ( Q= 482.3 ms:

Zo = 033m; Zn =023m) 82 Hình 3.34 Mô phỏng trường vận tốc dòng chảy tổng thé các kịch bản tinh toán 82

"Hình 3.35 Mô phỏng trường vận tốc dòng chảy tại các mặt cắt đọc theo khoang cống các

kịch bản tính toán 83 Hình 3.36 Trưởng vận chuyển bùn cát 84 Hình 3.37 Diễn biến xói 85

Hình 3.38 Diễn biến xói tai hai điểm PI va P2 85

Trang 11

DANH MỤC BANG BIEU

Bảng 2.1 Điều kiện biên mô hình

Bang 3.1 Quan hệ giữa các đại lượng thông qua tỷ lệ mô hình.

Bảng 3.2 Các tổ hợp kinh bản,

Bang 3.3 Vận tốc tại các điểm xét

Bảng 34 Vận tốc tại các điễm xé

Bảng 3.5 Mô phòng các trường hợp đặc biệt

Bảng 3.6 Chế độ thủy lực của hai phương én PATK và PASD

(na AZ Zain= 3023 , Zang 40418, AZ =0005 m)

Bảng 3.7 Chế độ thủy lực của hai phương án PATK và PASĐ

(AZo, Zeiée= +0,50 m, Zoing= +0,47 m, AZ = 0,03m).

Bảng 38 Ché độ thủy lye của hai phương án PATK và PASĐ

(ÄZmm.Zne= 40,12 m, Zu¿, +0,10 m, AZ = 0,02 m),

Bang PLOI Kết quả sai số trên mô hình tổng th (ty lệ mô hình 1/35)

Bảng PL02 Tổng hợp vận ốc trung bình ~ Trường hợp tiêu nước từ đồng ra biển

Bang PL03 Tổng hợp van

Bang PL04 Chế độ thủy lực d

Bảng PLOS Các phương án sửa đ cửa vào

Bang PL06 Các phương án sửa đổi

Bang PLOT Chế độ thủy lực trước

tiếp phía đồng.

( Trường hợp tiêu nước từ đồng ra biển)

Bang PLOS Chế độ thủy lực trước và sau cống ứng với phương án sửa đổi cửa vào 1

(Tring hợp lấy nước từ biển vào đồng)

Bảng PLO9 Chế độ thủy lye trước và sau cổng ứng với phương in sữa đổi cửa vào 2 (Trưởng hợp tiều nước từ đồng ra biển)

Bing PL10 Chế độ thủy lự trước va sau cổng ứng với phương dn sửa đổi cửa vào 2

(Trưởng hợp lấy nước từ biển vào đồng).

trung bình — Trường hợp lấy nước từ Biển vào Đồngchy qua cổng rong các tổ hợp kich bản khác nhan

sau cổng ứng với phương án sửa đổi cửa vào 1

40

50

5s sẽ 39 59 m n n

n

n Ta 90 9 2

94

9 95

95

%6

% 98

98

99, 99

Trang 12

DANH MỤC CHỮ VIET TAT

TT Thành phố

z}B Biển

s†B Đẳng

+ | MATL Mô hình thay lực

5 [BATK Phương ấn thiết kế

6 |PASP Phương ấn sửa đổi

7 | Vepke 'Vận tốc cho phép xói

Trang 13

MỞ DAU

1.TÍNH CAP THIẾT CUA DE TÀI

Kiên Giang là tỉnh thuộc đồng bằng sông Cửu Long nằm ven biễn thuộc phía tây ViệtNam, Nơi đây có bốn vùng đất đai chính là vùng ph sa ngọt thuộc tây sông Hậu, vùng

phèn ngập lũ thuộc tử giác Long Xuyên, vùng nhiễm mặn thuộc ban dio Cà Mau và vùng.

đồi nữ hải đảo ở hai huyện Phú Quốc va Kiên Hải Là tinh nằm ven biển nên tong những

năm gin đây cing chịu nhiễu ảnh hưởng của biển đổi khí hậu nước biển ding làm anh hưởng không nhỏ tới đời sống của nhân dân trong vùng, trong đó nghành nông nghiệp.

môi trồng thay sản chịu thiệt hại lớn

Vin đề ngập ứng, ngăn mãn xâm nhập, nga tiểu cường hẳu hết là bài toán cấp

sẵn được giải quyết cho các tinh ven biễn chịu ảnh hướng

Nehign cứu các giải phip ngăn tiểu cường, kiểm soát va thoát lũ, chống sat Itai cức bờ

xông nhằm giải quyết tình trạng ngập úng nhiễm mặn không chỉ à mục tiêu rước mắt mà

đồ côn là bài toán lâu dai trong việc phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Để thực hiện được điều đó edn xây dựng một hệ thống công trình thủy lợi để đảm bảo phát huy được hết lợi

thể trong vấn đề chống tiểu cường ngăn mặn

Can cứ vào đặc in tự nhiên, điều kiện địa hình, tính chất sat ở, quy hoạch phát tiển khu

wwe, việc xây dựng các công ngăn triều, chống xâm nhập mặn là vẫn để cin thiết và cấp

bích, Vì vậy tiểu dự ấn cổng Kênh Cyt dang được triển Khai xây dựng.

“Cổng ving ven biển chịu ảnh hưởng của thủy triều nên diễn biển chế độ thủy lực dòng

chảy qua cổng din biển rất phức tạp

“Cổng Kênh Cụt có bề rộng thông nước lớn, đặt trên nền dia chất mén yêu, tính kháng xối

nh hưởng của thủy triều Những vấn đỂ này cho thấy chế độ thủy lực đồng chảy

nh

qa rất phức tạp, việc tinh toán, mô phỏng diễn biến thủy lực của dòng chảy

tính toán mô phòng x61 16 thượng, hạ lưu công trình, tính toán để đưa rả giải pháp tiêu năng,

phòng xối.Do đó để dip ứng yêu cầu đặt ra và bén vũng với điều kiện tự nhiên là vấn đề

rit khó khăn rong quá trình thiết ké, vì vậy cần có thí nghiệm bằng mô hình thủy lực, kết

hợp mô hình toán là rất cin thiết

Trang 14

học viên chọn dé tai Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải phápcông trình cống Kênh Cụt thành phố Rạch

su năng phòng xi i, tinh Kiên Giang”

nhằm tim được biện pháp tiêu năng phòng x6i hợp lý cho công trình

-MỤC TIÊU CUA ĐÈTÀI

Nghiên cứu diễn biển thủy lực thượng hạ lưu cổng Kênh Cut

~ Đề xuất biện pháp tiêu năng phòng xói hợp lý cho cổng Kênh Cut

~ Kiểm nghiệm bằng mô hình vật lý và mô hình toán

~ Khải quát được những kết quả nghiên cứu và rút ra những kết luận 6 tính chất tham khảo

cho những công trinh có hình thức va điều kiên tương tự

UL CÁCH TIẾP CAN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN COU

~ Tiếp cận mô hình toán

b.Phuong pháp nghiên cứu

~ Phương pháp lý thuyết

~ Phương pháp mô hình vật lý, mô hình toán

= Phương pháp chuyên gia, kế thừa: Kế thừa kết quả từ những đề tài, dự án trước có liên

quan

IV KET QUA DỰ KIÊN ĐẠT ĐƯỢC

= Xa định được tổ hợp kịch bản vận hành cửa van gây bắt lợi về thủy lực

= Xie định được kết cầu công trình tiêu năng nỗi tgp hạ lưu cổng

= Tim ra mỗi tương quan của các yếu tổ thủy lực kết hợp với tiêu năng phòng xói và đề

gia được hình thức tiêu năng hợp lý cho cống Kênh Cyt

= So sinh được kết quả giữa mô hình vật lý và mô hình toán

Trang 15

CHUONG1 TONG QUAN VỀ CHE ĐỘ THỦY LỰC VÀ GIẢI PHÁP TIÊU

NANG PHÒNG XÓI CHO CONG VUNG TRIEU

1.1 Đặc điểm chế độ thủy lực nối tiếp thượng hạ lưu cổng

“Chế độ thủy lực xuất hiện trong quá trình nước chảy từ thượng lưu về chân hạ lưu công

trình gọi là hình thức nối tiếp dòng chảy thượng hạ lưu công trình

ng có bậc thắng đứng nỗi tiếp

với dong chảy hạ lưu công trình qua bai hình thức nối tiếp chủ yếu đó là

Dong chảy từ thượng lưu về hạ lưu công trình qua ngưỡng

~ Hình thức nổi tiếp chảy đáy

~ Hình thức nối tiếp chảy mặt

1.1.1 Nỗi tiếp chảy đáy sau bậc

‘Voi những độ sâu hạ lưu không lớn lắm, trạng thái dong chay có thể xuất hiện đồng chảyđầy ở hạ lưu công tình có thể là dạng nỗi tiếp bằng nước nhảy phóng xa hay nước nhây

tại chỗ hoặc là nước nhảy ngập trong trường hợp này ưu tốc lớn nhất của đồng chảy xuất

lận ở gin dy lòng dẫn

Ding chay hạ lưu là dong êm, rong trường hợp này dong chảy qua ngường đồ xuống hạ

lưu xuất hiện mặt cắt co hep e , tại mặt cất co hẹp độ sâu dong chảy (hic) là nhỏ nhất và

đạt giá tr lớn nhất, có hc < hx, do vậy nổi tiếp chảy đầy bắt buộc phải qua nướcnhảy Dạng và vị trí của nước nhay phụ thuộc vào năng lượng đơn vị cin mặt cắt co hẹp

và mặt cit cng chảy êm phía hạ lưu công tình Gọi he là độ sâu in hiệp với he, là

độ sâu liên hiệp với hụ

|

"

LU

Chỗy đây xơ Chảy đáy ngập

Hình 1.1 Nồi tiếp chảy đáy sau bậc

Khi chi sâu lên hip của nước nhấy bing chu sâu nước hạ lưu (

bất đầu từ mặt cắt co hep ©

hụ), nước nhảy,

c và chiều sâu trước nước nhảy bằng chiều sâu tại mặt cắt co

Trang 16

hẹp (hs

phần lớn bằng nước nhảy Dạng nước nhảy

hi), trường hop này gọi là nước nhấy ti chỗ Năng lượng thừa được tiêu hao

day không én định vì không có công trình nào thoả mãn được lưu lượng én định theo thời gian

Khi chiéu sâu liên hiệp h’ e lớn hơn hy, nước nhảy bị đẩy về phía hạ lưu so với mặt cắt co hep c- ¢, đoạn trước nước nhảy dòng chảy xiết (đường nước dâng) Năng lượng dư một

pin tiêu bao tên đoạn nước ding và bằng nước nhảy, dang này gọi Tà nước nhảy phóng

Khi chiều su iền hiệp bc nhỏ hơnhụ năng lượng đồng chấy hạ lưu lớn hơn năng lượng

4, nước nháy bị diy gin về phía công tình nước nhiy làm ngập mặt cắt co hẹp bởi khu

nước vật ở trên, dạng này gọi là nước nhảy ngập Mức độ ngập được đặc trưng bởi hệ số

ngập Z

‘Tom lạ nối iếp đồng chiy hạ lưu công tình thiy lợi ở trường hợp nỗi tgp chảy đáy có dang như sau

Nếu h c= hụ (hay hà = he) có nước nhảy tại chỗ.

Nếu h >> hạ (hay hs > he) có nước nhảy phóng xa.

"Nếu hỶ e < hủ (hay hà < he) có nước nhảy ngập

Trang 17

Hình 1.4 Nước nhảy ngập.

"Để tiêu năng dong đáy thường được dùng các biện pháp công trình sau

~ Tiêu năng bằng bể tiêu năng,

- Tiêu năng bằng tường tiêu năng.

~ Tiêu năng kết hợp cả tường và bể.

„ lưu tốc ở đ

“Trong tiêu nang đi rất lớn, mạch động mãnh liệt, đạt giá trị lớn cả về tần

số và biên độ, có khả năng gây xói lữ BE tăng hiệu qua tiêu năng, giảm độ sâu sau nước

ng bố tí thiết bị

nhấy năng phụ như mé nhám, dim tiêu năng, to tường phân đồng

để khuếch tán đều ở hạ lưu, tạo sự xung kích nội bộ dong chảy càng mãnh liệt va tang ma

sát giữa đồng chảy với các thiết bị đó làm tiêu bao một phần năng lượng Tiêu năng dòngđáy thường đùng với cột nước thấp, địa chất nên tương đối kém

1.1.2 Nỗi tiếp chảy mặt sau bậc

"Để ngắn gọn, ta gọi hình thức nồi iếp ở trạng thải chảy mặt là ối tiếp chảy mặt

"Nối tiếp chảy mat thường gặp trong điều kiện công trình có bậc thẳng đứng ở hạ lưu (hình

15),

Trang 18

Hình 1.5 Nồi tiếp chảy mặt có ba trường hợp xây ra

“Trong trường hợp này, hiện tượng thủy lự ở hạ lưu công tỉnh rất phúc tạp tuỷthuộc vio

độ sâu bình thường của đòng chảy trong kênh dẫn, ở hạ lưu có thể xuất hiện nhiều dạng

nồi tiếp khác nhan,

Với độ sâu ở hạ lưu không lớn lắm, đồng chay ra khỏi bậc với độ cong un lên rồi đổ xuốngđáy công trình Lúc đó trạng thái dòng chảy vẫn là trạng thái chảy đáy, ở hạ lưu công trình

số thể là dạng nỗ tiếp bằng nước nhây xa, nước nhây tại chỗ hay nước nhảy ngập Trong

trường hợp nước nhảy ng

kế

ở ngay chân bậc xuất hiện khu nước cuộn có kích thước đáng,

Lúc ở hạ lưu công trình đã có dạng nước nhảy ngập mà độ su vẫn tăng lên

khỏi bậc với độ cong lớn hơn, khu nước cuộn ở đây to lên Dòng chảy không đi xuống đáy

nữa mà sẽ phóng ra xa, hướng lên trên mặt thoáng và hình thành dòng chảy mặt dạng sống,

i dong chảy ra

khu nước cuộn trên mat biển mắt, Lưu tốc đầy giảm, lưu tốc mat ting và tị số lớn nt ở gin

mặt thoáng Trong đoạn nỗi tiếp t chân bậc đến chỗ dng chày có các điều kiện gần với đồng

chy bình thường của kênh hạ lưu đều có lưu tố lớn ở rên mặt.

Hoo) > PP

Hình 1.6 Nổi tiếp chảy mặt — — Hình L7 Khu cột nước

Không ngập cuba mit nip

Trang 19

Dang nỗi tiếp này gọi là dạng nổi tiếp chảy mặt không ngập Sự chuyển tiếp từ nỗi tiếp

chảy đáy ngập sang nối tiếp chảy mặt không ngập (hình 1.6) gọi là trạng thái phân giới

thứ nhất Độ sâu hg lưu tương ứng gọi là độ sâu phân giới thứ nhất, ký hiệu hại

"Dạng nối tgp chúy mặt không ngập ổn ti rong phạm vi thay đổi độsâu hạ lưu tương đối lớn

hy sau nước nhảy sóng ding chy

"không đi lên mặt, mà lại đi xuống đáy hạ lưu, ở trên mặt thoáng cách công trình một đoạn xuấthiện khu nước cuộn (hình 1.7) Trong trường họp này, ð khu vục đầu là rạn thái chảy mặt ở

khu vực sauđó i chảy dy, Dạng ni tiếp này gợi là nồi tiếp mặ đây không ngập

Dạng nói ếp trung gian, không ổn định, chỉ tn tại trong phạm vi thaynày là dạng,

đổi rắt nhỏ của độ sâu hạ lưu, rồi có thé diễn biển theo hai cách:

1 Khu nước chảy cuộn trên mặt bị đầy về phía trên 1c và dòng chảy trở lại trang thái chây

mặt hoàn toàn (hình 1.8) Dạng nối tiếp này gọi là chảy mặt ngập

Sự chuyển tiếp từ nồi tiếp chảy mặt không ngập sang nỗi tiếp chảy mặt ngập gọi là trang

thái phân giới thứ bai Độ sâu ha lưu tương ứng gọi là độ sâu phân giới thứ hai, ký hiệu

Ino

Dang nối tiếp chảy mặt ngập này có lưu tốc lớn ở trên mặt trên cả đoạn nối tiếp

Dang nổi dn định và tổn ti trong phạm vỉ thay đối độ sâu hạ lưu

Khi độ sâu hạ lưu lại tiếp tục tăng lên nữa thi dòng chảy có thể chuyển thành trạng tháichiy day Dạng néi tgp này gọi là dang nổi tiếp chảy đáy hồi phục Đặc điểm của dang

này là khu nước cuộn mặt rat lớn và khu nước cuộn day lại rất bé (hình 1.10).

Hình L9 Nỗi tiép mặt - đáy ngập Hình 1.10 Nỗi tiếp chảy đáy hồi phục

Trang 20

`Với độ sâu hạ lưu rit Kom thi bậc công trình không còn đặc điểm riêng của nó nữa, vì trongtrường hợp này bộc không có ảnh hưởng gi đến sự nối iếp dòng chây ở hạ lưu Lúc đó

dong chảy qua công trình là dong chảy ngập hoàn toan va đo tác dụng của đỉnh đập ma

hình thành đồng chay mặt ở hạ lưu (hìn 1.11),

“Cũng cin chi ý thêm rằng, với những điều kiện cho trước (lưu lượng chiều cao công tỉnh:

vv.) ha hưu công hình chỉ có th nỗi tiếp chảy mặt lúc chiều cao bậc phải lớn hơn chiều

cao tối thiểu nào đó,

ắc định các dạng néi tiếp chảy mặt rất phúc tap, vi lú tăng độ sâu hạ lưu thì thấy

xây ra một dạng nổi tiếp ở một ị số độ sâu nảo đó, mà lúc giảm độ sâu qua tr số trên thi

lại không thấy xây ra dạng nối tiếp tương tự

“Trạng thái chảy mặt không những chỉ xây ra ở hạ lưu những công trinh có bộc, mà theo

Rakhomandp cũng có thể xảy ra với đồng chảy ngập sau cửa van (hình 1-12)

“Trong trường hợp này trang thải chay mặt phụ thuộc vio mức độ ngập của đông chảy và

thông số động học của mặt cắt co hep

Hình 1.11 Chảy ngập ở hạ lưu Hình 1.12 Chay ngập sau của van

Nói chung, nối tiếp chảy mặt có khả năng tiêu hao năng lượng lớn qua khu nước chảy cuộn

ở day cũng như khu chảy cuộn ở matj Lưu tốc ở day bé không gây ra xói lở nghiêm trọng.

nên giảm bớt yêu cầu gia cổ hạ lưu Do đó, nôn ở các công trình lớn, có cột nước cao, có

nhiều vật tr trong nước (cây, củi, bang ) người ta thường cổ gắng tạo nên nối tiếp chảy

Trang 21

các hình thức nỗi tiếp diễn biến phúc tạp khi mực nước hạ lưu thay đổi ắt dễ dàng từ

hình thức có lợi chuyển sang hình thức bất lợi, nên nối tiếp chảy mặt chỉ thích hợp với các

công trình có mực nước hạ lưu thay đổi ít

1.2 Các biện pháp tiêu năng phòng x6i thượng hạ lưu cổng

1.2.1 Tiêu năng thượng hạ ưu cổng

Hình 1.13 Dong chảy sau cổng

Khi xây đựng cổng trên sông kênh, rạch thi mực nước phía thượng lưu công tinh sẽ ding

lên nghia là thể năng của đồng nước tăng lên Khi dng chảy đổ từ thượng lưu v hạ lưu,thể năng đó chuyển thành động năng, một phần động năng phục hồi thành thé năng (bằngmực nước hạ lưu), phần còn lại (gọi là năng lượng thừa) néu không có giải pháp tiêu hao

"hữu hiệu thì sẽ gây xói lở nghiêm trọng ảnh hưởng đến an toàn công trình

- Đặc điểm đồng chảy ở hạ lưu công trình:

= Có lưu tốc lớn lại phân bố không đều trên mặt cắt ngang.

~ Mực nước thượng hạ lưu luôn thay đổi

Mach động áp lực và mạch động áp suit đồng chảy xây ra với mức độ cao

= Có nhiều khả năng xuất hiện dòng chảy ngoằn nghèo, dòng xiên, nước nhay sóng

"Những đặc điểm tên giải thích vì ao ở bạ lưu cổng thường xây ra các hiện tượng như xối

cục bộ, mài môn, xâm thực.

Từ sự phân tích trên ta thấy việc giải quyết vẫn đề tiêu năng ở hạ lưu công tình là một

trong những công việc quan trong nhất của tính toán thiết kế các công tinh thủy lợi

bN vụ tính toán tiêu năng là pha được biện pháp tiêu hủy toàn bộ năng lượng

thửa, điều chỉnh lại sự phân bổ lưu tốc và làm giảm mạch động, để cho dang chảy trở về

trạng thái tự nhiên của nó trên một đoạn ngắn nhất, giảm chiều dài đoạn gia cố ở hạ lưu.

Trang 22

« Tigu hao năng lượng thita dựa rên nguyên tắc

- Năng lượng thừa được tiêu tín bằng nội ma sắt

- Năng lượng thửa được tiêu hao bing xáo trộn với không khí bằng khuyếch tin theo

phương đứng và phương ngang,

1.2.2 Tiêu năng dong chảy day, mặt, phóng xa

1.2.2.1 Tiêu năng đóng chảy day

Tiêu năng dòng đáy là lợi dụng sức cản ma sát nội bộ của nước nhảy để tiêu hao năng lượng thửa Đây là hình thức thường dùng nhất trong các công trình tháo nước Điều kiện cco bản của hình thức tiêu năng này là chiều sâu nước ở hạ lưu phải lớn hơn chiều sâu liên hiệp thứ hai của nước nhảy hạ > he” để đảm bảo sinh nước nhảy ngập, và tiêu năng tập

trung,

"Để tiêu năng dòng đáy thường được dùng các biện pháp công trình sau

- Tiêu năng bằng bé tiêu ning

Hình 1.14 Bé tiêu năng.

- Tiêu ning bằng tường tu năng

10

Trang 23

Hình 1.15 Tường tiêu năng

- Tiêu năng kết hợp cả trởng và bé

Hình 1.16 Bé kết hợp tường tiêu năng

“rong tiêu năng day, lưu tắc ở day rất lớn, mạch động mãnh liệt, đạt giá ti lớn cả về tin

số và biên độ, có khả năng gây xói lỡ Để tăng hiệu qua tiêu năng, giảm độ sí sau nước

nay bằng bổ trí thiết bị iều năng phụ như mỗ nhám, dm tiều ning, tạo tường phân dòng

48 khuếch tán đều ở hạ lưu, tạo sự xung kích nội bộ đồng chảy càng mãnh liệt và tăng ma

giữa doug chấy với các thếtbị đó làm tiêu hao một phần năng lượng Tiêu năng đồngđây thường dùng với cột nước thấp, địa chất nền tương đối kém

1.2.2.2 Tiêu năng dòng chảy mặt

Dong chảy của hình thức tiêu năng này ở trang thái chảy mặt Hiệu quả tiêu năng dong mặt

Không kim nhiễu so với in thức tiên năng đấy (có thể đạt 65%) , nhưng chiều dồi sânsau ngắn hơn 1/2 +1/5 lẫn, đồng thời lưu tốc ở đáy nhỏ nên chiều day sân sau bé, thậm chí

in

Trang 24

trên nén dé cứng không cần làm sin sau Ngoài ra còn có au điểm là có

những vật nỗi qua đập mà không sợ hỏng

‘Tay theo mực nước hạ lưu, trạng thái dòng chảy ở hạ lưu tran có bậc thụt và được phân.

biệt như sau:

~ Khi mực nước hạ lưu thấp hơn định bậc tht, tức à hy <a, dang chảy ở hạ lưu à dòng chiy phóng xa

~ Khi cột nước hạ lưu (họ) nhỏ hơn độ sâu giới hạn thứ nhất (hại): hy < hại Dong chảy ở.

trạng thái chảy đáy lúc đó có thé là nước nhảy ngập hoặc nhảy xa tùy theo hị” và by,

giới hạn thứ nhất (hại) và độ Khi cột nước hạ lưu ở trạng thái giữa độ gi hạn thứ.

hai (bạa): hạ < hn < hạ sẽ có dòng chảy mặt không ngập và dòng chảy này yêu cầu hụ >

2520.35 hệ” của nước nhảy dây, đồng thời hy > a, thường đồng chiều cao bộc tht

chiều cao đập Góc nghiêng 0 ở chân đập có ảnh hưởng đến trang thái chảy: néu lớn quá

có thể sinh rũ chảy phóng xa, nhỏ quá có thé xuất hiện đồng chảy đáy Thường dùng 0 =

10+ 15° thích hợp,

~ Khi cột nước hạ lưu lớn hơn độ sâu giới hạn thứ hai:hh > hghll sẽ xuất hiện dòng chảy

mit ngập.

Hình thức tiêu năng mặt có một số nhược điểm là làm việc không ổn định khi mực nước.

hạ la thay đối nhiễu, ở hạ lưu có sóng lâm ảnh hướng tới hế độ m vũ

trình khác như nhà máy thủy điền, âu tà, de doa sự ôn định của bờ gây xớ lỡ lòng sông

[hin chung, với chế độ nhảy mặt ở bạ lưu tạo thành sóng giảm dẫn làm xối lở ở vùng này

“Thường động nang thừa phân tín trên một chi dài lớn hơn so với chế độ chủy đây Chế

độ chảy mặt thích hợp trong trường hợp nền đá, khi không cần gia cố hạ lưu hay giảm

chiều dai gia cố, mực nước hạ lưu ít thay dồi.

1.2.2.3 Tiêu năng phing xa

Tiêu năng phóng xa được lợi dụng mũi phun ở cuối dốc nước trên ngưỡng cổng dé dong

chy cổ lưu ốc lớn phóng xa khỏi ngưỡng cổng đồng chảy được khuyếch tin trong không:

khí, sau đó đổ xuống lòng sông Cao trình đình mũi phun phải lớn hơn mực nước lớn nhất sha lưu

"Đầy là hình thứ tiêu nang lợi dụng ma st với không khí đ iu hao một phần năng lượng,

còn lại sé được tiêu tần bởi lớp đệm nước tại hạ lưu Dòng nước từ trên đình ngường

12

Trang 25

sống chay xuống men theo đường biên của mũi phun, do lưu tốc cao, ma st lớn làm mức

độ rối loạn của dong chủy tăng lên, không khí trộn vào dng nước càng nhiễu Dòng chiy

càng khuych tin lớn trong không khí và càng tein lẫn nhiều không kh thì năng lượngđược tiêu hao cing lớn Dòng chảy sau khi phóng ra ngoài không khí thì nhắn chim vio

trong mặt nước hạ lưu, đến giai đọan này một phần năng lượng gây lên x6i lờ hạ lưu, một

phần khác bị iêu hao do ma sắt nội bộ nhờ sự hình thành các dòng rồi mãnh iệt ở hai cuộn

phía sau và phía trước dong chính Nếu mực nước hạ lưu cảng lớn và khả năng mở rộng

của đồng phóng xa càng nhiề ông thời do dòngthì mức độ xói lở lòng sông càng giảm,

shây được phóng khỏi ngường cống tương đổi xa nên dù có x6i lở cục bộ đáy sông ha lưucũng ít anh hướng đến nguy hại của công trình

“rong các hình thức nổi tip tiêu năng nêu trên, thì hinh thức nỗi tgp tiêu năng dòng đáy

và nối tiếp tiêu năng phóng xa có điều kiện làm việc én định và được sử dụng rộng rãi

trong các công tình thủy lợi

1.3 Nghiên cứu về xói cục bộ thượng hạ lưu công trình

hạ lưu Xôi xuất hiện ngay chân công trình, nói có lưu tốc rất lớn và phân bố không đề

nơi có mach động lưu tốc và áp lực rit lớn.

1.3.2 Diễn biến quá trình xái

~ Xéi trong giai đoạn đầu xây ra trong thời gian tương đối ngẫn, hỗ xói được tạo nên rit

nhanh

~ Xói trong giai đoạn hai điễn ra từ từ, sự hủy hoại lòng dẫn diễn ra tương đối chậm, thời

gian gian diễn ra giả đoạn này là rất lớn

~ Giai đoạn cuối là sự mở ộng của x6i đến một chiều dài nhất định ở hạ lưu dẫn đến giảm sao trình đây cña lòng dẫn, iai đoạn này kéo dài bao lâu ty thuộc vào độ dốc của lòng dẫn

l3

Trang 26

(Qua tinh xối ngay sau chân của công tình có nhiễu nguyên nhân khắc nhau gây ra, dưới

day là một số nguyên nhân cơ bản dẫn đến xói sau công tình:

~ Do phin năng lượng dư thừa của đồng chiy qua công tình còn tổn tại, chưa tiêu hao ht

~ Do đồng chảy bị so hợp đột ngột bởi xây đựng công tình dẫn đến việc lư tốc ding chiy

tăng lên

Do hình dang kết ấu công rình chưa ph với với điều kiện thủy lực

= Do đồng chảy qua công tinh vượt tin suất thiết kế của công trình

6 của đái

- Do yế tủy lực, thủy văn và các yết én khu vực công trình.

1.3.3 Đặc điểm cing vùng triều

“Cổng được xây dựng dưới để biển hay cửa sông ven biển chịu sự tắc động trực tiếp củachế độ thủy lực triều gọi là cống vùng triều Ci công này thường có nhiệm vụ tiêu nước,

ly nước, ngăn tiểu Nhiễu cổng còn có nhiệm vụ giao thông thi:

“Cổng thường bổ trí theo sơ đồ cống lộ thiên, nhưng có trường hợp chọn sơ đỗ cổng ngằm.

`Với các cổng lộ thiên, cửu van thường chọn loại van phẳng, van cung, hay van tự độngLoại van tự động được áp dụng khá nhiều trong th là vũng đồnggian gần đây, đặc bi

ng Nam Bộ Ưu điểm nỗ bật của loại này là ự động đóng mớ tùy mức theo chênh lệch

cột nước thượng hạ lưu, thích hợp với cổng vùng tiễn, có mục nước phía sông và biển thường xuyên thay đội

Mực nước thượng hạ lưu thường xuyên thay dé ôi, làm chế độ chay qua cổng không ổn định

có thể chuyển đổi chế độ này sang chế độ khác Đối với khu vực kín, thủy triễu chỉ ảnh

hưởng mục nước ở cả di phía cổng lầm cho chế độ chảy càng phức tạp mà việc xúc địnhchúng cần xét trong hệ thống liên hoàn các cổng, kênh dẫn và vùng chứa, Đối với vùngteu thi nguyên nhân gây x6i ở hạ lưu cần xét đến cả ha thi cực của mực nước,

Dong chây hạ lưu khuếch tin không đều do các cửa van đồng mở không đồng bộ và không

đều, Đôi với cổng có van tự động trục đứng thì khi cửa van mở Không hết cũng là nguyênnhân gây lệch đồng lưu lượng tập trung vào nhưng lung nhất định gây x6i đáy hoặc bờ

khi ra khỏi sân sau cống,

Phân lớn các cống ving đồng bằng ven sông biển thường đặt rên nén đất yếu và phúc tạp

Lòng dẫn thường qua các vùng địa chất yếu dễ bị xi, đặc biệt la điều kiện mà mạch động

lưu tốc và áp lực có biên độ lớn, phạm vỉ tác động rộng Những điều kiện trên đã làm cho

4

Trang 27

tình hình x6i lờ ở hạ lưu các công vùng tiểu trở nên phổ biển, đe dạo sự làm việc của nhiều

công trình

1.34 Các dang đặc trưng xói ha lưu cống vàng triều

“Quá tình xói bắt đầu hình thành ở tuyển tiếp giáp giữa phần gia cổ với phần Không gia có.Khi mà hồ x6i phat triển sẽ làm sụp dần lớp gia cố ở sân sau và tiến về phía bể tiêu năng

6 nhiều cống, hỗ x6i khoét sâu xuỗng dưới đáy bể tiêu năng (như công Phát Diệm ~ Ninh

Binh), tạo nguy cơ sup gẪy, tạo mắt an toàn cho công trình cổng,

"Ngoài ra xi cũng xây ra ở vai sau trờng cánh của công tình, dang này cũng rt phổ biển

ở các cổng vùng tiễn, đặc iệtlà các cổng có sự mỡ rộng đột ngột trên mặt bằng ở hạ lưu

Xi ừ bắt đầu hình thành tại khu vue chuyển tiếp lòng dẫn, và phát iển cùng với sự xuấthiện các xoáy bên Hỗ xói ở phần chân mái cũng là nguyên nhân trực tiếp dẫn đến trượtmdi, mặt trượt kin sâu vào bộ phận gia cổ, gay hư hỏng lớn đến bộ phậntiêu nang su cổng

6 các tinh ven biển nước ta đã xây dựng nhiều cống lấy nước, tiêu dng và ngăn triễu, phèn

để phục vụ sin xuất và đời sống nhân dân nhưng hiện tượng xối lờ sau cổng xây ra phổbiển Nhiễu cổng đa bịxối sập mắt hết sân phủ và móc hàm ếch vào bổ iều năng hoặc dướitưởng cính làm de dga đến an toàn của công tình

1.3.5 Một số sự cỗ của công trình liên quan đến vẫn đề xói lở

‘Vin đề x6 lở hạ lưu công tình không chỉ ảnh hướng nghiên trong đến sự n định của công

trình mà nó còn gây ra những thiệt hại không nhỏ tới đời sống của người dân khu vực dự.

án, Cụ thể như sự cổ gây xạtlờ hạ lưu công nh Thủy lợi Ngôn Trươi ~ Ci Trang ( Võ (Quang — Hà Tinh) bj sat ở gây ra hậu quả nghiêm trọng không chi gây thiệt hal lớn công

sức, tiên của của nhà thiu, ảnh hưởng tiến độ bàn giao dự én, mà còn ảnh hưởng đến đồisống của rất nhiều hộ dân trên địa bàn

Is

Trang 28

"Nguyễn nhân ban đầu được xác định là do cổng xa đầy nằm nguy sắt

đồ và

kẻ, hướng xã lại

áp lực xà rt in nên công tình vừa thi

khúc co, phía chân khay, ro đá của mái kè

công xong đã bị hư hỏng nghiêm trọng ( Trích Báo Dantri.com).

Một số thống kế cho thấy một cổ cổng có hỗ xéi sâu diễn hình như cổng Cầu Xe ( Hải

Duong xói sâu 11,3m; cống Ngô Đồng ( Nam Định) xói sâu 9,9m cống Vàm Đồn ( Bến.

‘Tre) x6i sau 7.4m,

1.4 Một số kết quả nghiên cứu liên quan của nước ngoài

Hình thức cống ngăn triều tên th giới được sử dụng rất nhiễu, đặc biệt là các nước phát tein, các nước có danh giới giáp biển như Hà Lan, Anh, Mỹ, Đức Chúng được xây dựng với quy mé lớn, có khẩu độ eta van lớn nhữ:

~ Cổng ngăn lũ Ravenswaay, Hà Lan: bề rộng cửa 80m, cao I1.6m, mực nước trước cửa7.4m, chênh lệch cột nước 4.5m, kết cầu 01 cửa phẳng và âu tầu

- Cổng ngăn triéu Krimpen, Hà Lan: bể rộng cửa 80m, cao 11.5m, mye nước trước cửa

6 5m, chênh lệch cột nước Sm, kết cấu 02 cửa phẳng (rong đó 01 cửa dự phòng) và âu tàu

= Cổng ngăn triều Hantelkamal, Hà Lan: bé rộng cửa 98m và 47.âm, cao 9.5m, mực nước

trước cửa 6 Šm, chênh lệch cột nước 4 im, kết cầu 02 cửa phẳng và âu tàu

- Đập ngăn lũ Heusden(Mỹ): b rộng cửa 5m, cao 10m, mực nước trước cửa 7m, chênh

lệch cột nước 3.8m, kết cấu O1 cửa phẳng

~ Cổng ngăn triều Oosterschede, Hà Lan: bể rộng cửa 40m, cao 11.7m và Š/7m, mực nước

trước cửa 20m và Mim, chênh ch cột nước 6.2m, kết cầu 62 của phẳng không cho thông:

thuyền và âu tàu.

1.5 Mật số kết quả liên quan ở trong nước

“Cùng với su thé phát triển khoa học kỹ thuật, đc biệt à trong nghành Thủy lợi, nhiều nim

«qua đã và đang có nhiễu khoa học ứng dụng vào thực tiễn, Đáp ứng được các nhủ cầu cũng

như đem lạ hiệu quả ong việc ngăn tiểu, chống xâm ngậm mặn hiệu qui Một số nghiêncứu liên quan đến cống vùng triều như:

Nghiên cứu của cổ GS.TS Trần Như Hi và các đồng nghiệp tại Viện Khoa học Thủy

lợi Miễn Nam [5]

- Đặc điểm chung:

16

Trang 29

lệc với cột nước thi

“Cổng vùng triều đồng bing sông Cửu Long để nỗi tiếp bằng

nước chay ngập hay chay mat

+ Đồng chảy trong hệ thông sông, kênh, rach chịu ảnh hưởng thủy trễu, là đồng không ổn

định

+ Nền công trình và lòng dẫn là đắt mém yếu, nhiễm mặn với lượng muối dễ hòa tan, rất

nhạy cảm với tan rã, xối ạt lớ

++ Đồng chảy qua cổng thường bị ch, phân bổ không đều trên mặt cắt ngang, vùng xoáy

vật 2 bên, chủ lưu vận tốc đáy lớn

- Kết quả đạt được: Trong phạm ví từng công tình đã giải quyết ding thời nhiều vấn đề liên quan như

(1) lựa chọn tổ hợp mực nước đặc trưng tử đường quá trình mye nước trước và sau công

trình;

(2) Lựa chon lưu tốc không xối để so sánh với lu tốc dy khi chọn phương án;

(3) Xác định kết cầu hỗ trợ đặt ở thân cổng để cửa van mở hết, ôn định,;

(4) xác định và kiểm định kí

Giải pháp lui, gờ, ngưỡng, sân sau, hồ phòng xói

40 công tình Kết quả thực ế à những công trình này làm việc khí tốt, an toàn

> Nghiên cứu của cổ PGS.TS Lưu Như Phú (Viện KHTL)

“Tai khu vực nối tiếp sau bộc, mye nước bạ lưu tăng dẫn, đã xác định được tran

iu tiêu năng phòng xối.

kết quả đã được kiểm chứng cho hơn

thai "nước.

nhảy sóng không ôn định” tổn ti trong thời đoạn khi nước nhảy ngập sau bộ chuyển sangtrang thấi nước nhảy sóng Ở trạng thái này tồn ti bất lợi thủy lự là vận tốc lớn ở khasẵn mật nước nên làm giảm hi lêunăng/kết cấu tiêu năng phòng x6i Dingquả của

thời đã kiến nghị thay mái bậc thẳng đứng bằng mái bậc m > 3 hoặc mái cong y = 0.01x2

nhằm tạo ra đồng chấy xiết dưới đầy bể để tiêu hao có hiệu quả hơn năng lượng dư của

đồng chiy

8) Nghiên cứu của Tiền sĩ Hàn Quốc Trinh

Ton tại của sân sau day bằng có cao tình bằng ngưỡng cổng

++ Không tránh được tác động phá hoại mạnh của dong chảy từ bổ tiêu năng ra

+ Không tăng được chiều situ, tức là Không giảm được vân tốc dong chảy ra khỏi sin

sau, đỗ vào lòng dẫn hạ lưu.

17

Trang 30

~ Bign pháp tiêu năng phòng xói

+ “Trong phạm vi bể tiêu năng có cấu tạo 2 ngưỡng

+ Nổi tiếp sau bể à hồ phòng xối tạo sẵn

by Ngh

= Những vẫn đề còn thn ti chưa được giải quyết

n cứu của TS Nguyễn Thanh Hải [3]

+ Chưa tổng quất hóa được sơ đồ kết cầu tiêu năng phòng xói hợp lý

+ Chưa có hướng dẫn tính thông số tiêu năng phòng xói.

~ Két quả đại được:

+ Đánh giá được ảnh hưởng của yê tổ không ôn định đến khả năng thio nước qua công

trình trong MHTL, xác định được yếu tổ cơ ban liên quan, trên cơ sở đó lựa chọn phạm vi

khống chế mực nước trong mô hình vừa đã để ảnh hưởng đến lưu lượng là nhỏ, có thể bộ

qua được ~ hạn chế sai khác về thủy động lực trong mô hình thủy lực với nguyên hình.

+ Xác định được tổ hợp mực nước có lưu lượng lớn nhất (H; hh; Quø,} để sử dụng tính

oán rong sơ đồ kết cấu hợp lý hạ lưu công trinh cột nước thắp vàng triểu ĐBSCL,

+ Phân loại sơ đồ cầu tạo kết cầu hạ lưu công trinh ct nước thấp vùng triều ĐBSCL

theo điều kiện làm việc và đặc điểm tiêu năng phòng xói, thành 3 loại cơ bản: công có 01

khoang cửa, cổng có 02 khoang cửa và cổng > 03 khoang cửa

+ Xác định được sơ đồ kết cầu hợp lý hạ lưu cho 3 loại công tình, bao gồm cổng 01khoang cửa; công 02 khoang cửa và cống > 03 khoang cửa, trong đó có các nguyễn lý,phương trình thực nghiệm để xác định các thông số tiêu năng phòng xói cần tìm như chiềucài sin sau, chigu rộng và chiều sâu hỗ phòng xói

18

Trang 31

Kết luận chương 1

"Nghiên cứu các giải pháp ngăn triểu cường, kiếm soát và thoát lũ, chống sạt lở tại các bo

sông nhằm giải quyết nh trạng ngập úng nhiễm mặn là mục tiêu mang tính cắp thie cao.Mục tiêu của các giả pháp công trình không chỉ hạn chế ảnh hưởng của thủy triều, lũ, sạt

ở mà cồn phải khai thác được nguồn lợi tir đồng chảy sông dong chảy biển phục vụ sự

phát riễn dn sinh kinh tế của ving, BE thực hiện được điều đó cần xây dựng một hệ thông,

sông tình thủy lợi để đảm bảo phát huy được hét lợi thể rong vẫn đề chống trig9 cường,

ngăn mặn.

"Thực tế, cổng vùng ven biển chịu ảnh hưởng của thủy triều nên diễn biển chế độ thủy lực

đồng chảy qua cổng diễn bin rất phức tap Công Kênh Cụtcó bề rộng thông nước lớn, đặt

trên nền địa chất mén yếu, tinh kháng xói thấp, ảnh hưởng của thủy triều Những vấn đẻnày cho thấy chế độ thủy lực ding chảy qua công trình là rit phức tạp việc tính toán, mô

phỏng diễn biến thủy lực của dong chảy, tính toán mô phỏng x6i lở thượng, hạ lưu công

trình, tinh toán để đưa ra giải pháp tiêu năng phòng xôi

Vấn để hủy lực nồi iếp tiêu năng là vẫn để

thiết kể công trình một cách tốt nhất để giải bài toán tiêu

năng phòng xói Về sơ bộ chúng ta đã c6 cái nhìn tổng quát về vấn đề thủy lực liên quan

« phức tạp vì thể cần đi nghiên cứu ban chất

cũng như tim các biện pháp.

đến cống, và đặc biệt là công vùng triều

Việc tính toán thiy lực đ lực chọn hình thức kết cầu hợp lý cho việc tiêu năng phỏng xổi

khí xét đến cả chế độ vận hành của công trình với các tổ hợp kịch bản khác nhau là rắt

phúc tạp Do đó để dip ứng yêu cầu đặt ra và bền vũng với điều kiện tự nhiên là vẫn để rấtkhó khăn trong quá trình thiết kế, vì vậy edn có thí nghiệm bằng mô hình thủy lực, kết hợp

mô hìnhtoán là rất cần thiết

19

Trang 32

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYET VE CHE ĐỘ THỦY LUC VÀ TIÊUNANG PHÒNG XÓI CONG TRÌNH CONG VUNG TRIEU

2.1 Đặc điểm đồng chảy sau cống và ý nghĩa tiêu năng phòng xói

221.1 Đặc điễm dong chảy sau cống

Dang chảy từ thượng lưu qua ngưỡng cổng nỗi tiếp với đồng chảy hạ lưu công nh có

những đặc tích thủy lực cia đồng chảy sau cổng là

~ Dòng chay ở hạ lưu công có lưu tốc lớn, phân bổ rit không đồng đều trên mặt cắt ngang

~ Mực nước hạ lưu lại thường thay đổi theo thôi gian

~ Mạch động áp lực và mạch động áp suất dong chảy xây ra với mức độ cao.

“Thường sau một đoạn nhất định lưu tốc trở về dang phân bé bình thường, nhưng mach

động phải sau một đoạn dải hơn nhiều mới trở về trạng thái bình thưởng,

Hình 2.1 Dòng chảy xoáy sau cổng

Khi công trình được xây dựng trên sông, suối, kênh thì sẽ có sự thay đổi v8 mat thủy

lực, làm biết đổi tính chất của dòng chảy, khi đó mực nước trước công trình s dâng lên

đồng nghĩa với việc thể nang của đồng nước tăng lê Theo quy luật của đồng chảy, nước

đỗ từ thượng lưu về hạ lưu thé năng đó chuyền thành động năng, một phần động năng phụchồi thành thé năng ( bằng mực nước hạ lưu), phần còn lại (là năng lượng thửa), phần năng

lượng này đặc biệt được chú ý tới bởi đây là hành phan chính gây ra xi ở, nh hưởng tới

công trình Vì thể cần có các biện phá iảm thiểu tối da các các năng lượng thừa này,

Trang 33

2.1.2 Ý nghĩa tiêu năng phòng xói

"Như ta đã biết phần năng lượng thừa khi chảy qua công trình là nguyên nhân chính gây ra

Jn phải giải quyết phi

đó là xây dựng hệ thống tiêu năng hợp lý để giải thiểu tối da, Tiêu hao năng lượng thừa,

hiện tượng x6i lở trước và sau công Hình, vì thé lượng này

phân bổ đều dòng chảy trên mặt cắt, đưa ding chảy qua cổng về đồng chảy tự nhiên tong

phạm vi ngắn nhất, giảm khối lượng gia cố phía sau công trình

2.2 Các vin đề thủy lực và phương hướng giải quyết

22.1 Các vẫn đề thủy lực

"Như đã biết với các đặc điểm như đã phân tích ở các mục trên, cổng chảy ngập và các thiết

bị đi kém như thiết bị tiêu năng đều ngập sâu dưới mực nước nên dong chảy qua ngưỡngcống và các thiết bị tiêu năng thì tiêu hao năng lượng rat nhỏ, van tốc dong chảy phân bốiKhông đều vì thể nên khu vực thượng ha lu có thé dẫn đến xói lở Nguyên tác của cá biệnpháp tiêu năng là làm năng lượng dư thừa một các tối đa nhất có thể, hướng dòng chảy saocho thành đồng chảy tơ nhiên khi về hạ lưu, dim bảo trọng phạm vĩ ngắn ahi, đảm bão

tính ồn định cho công trình.

2.2.1.1 Co hep dng chảy khi qua cổng so với long sông.

Khi công trình được xây đựng trên dòng sông và đặc biết là công trình cống thì được thiết

kế thụ hẹp kh lớn so với mặt cất t nhiên củ lòng sông Điễu đó đồng chấy biết đồi, bên

cach đó việc thiết kế kết cầu ni ip mở rộng từ khoang cổng tớ ng dẫn chưa phủ hợp,chưa phân ích được yếu tổ gây x6i chính và chưa đảnh giá tính phi hợp của các ình thức

kết cấu hạ lưu công.

2.2.1.2, Phan óc khu vực nổi tiếp ha lưu cong

Khu vực nối iếp hạ lưu cổng, tn tại vùng xoáy qui bên mang bờ, đồng chủ lưu lệch đồng

không én định, làm vận tốc đấy cục bộ tăng cao hơn kha năng kháng xôi của đắt và gây

hiện tượng x6i lở Dé giảm thiểu xói lở hạ lưu cần phải thay đổi cấu trúc dòng chảy theo

hướng có lợi: đồng chảy mở rộng trong phạm vi mặt cắt vận tốc dy nhỏ hơn vận tốc rên

mặt và nhỏ hơn [V]epx Vì vậy cin phải thay đổi hình thức kết cầu tiêu năng phi x6i cho

phù hợp với điều kiện làm vi của từng cổng.

Trang 34

Hinh 2.2 Dang chảy ngoằn ngèo sau cổng

én hình thái đồng chảy khu vực nổi tip hạ lưu (ZHL) thay đổi theo sự biển đổi ciamực nước hạ lưu (do ảnh hưởng thủy tiểu): khi ZHL thấp dòng chảy từ khoang cổng mỡxông din ra 2 bên, khi ZHL dâng lên đến một cao trình, dòng chủ lưu khu vực hạ lưu lệch

dòng, lệch về 1 phi, đồng thời phía bở bên kia tn tại vùng nước xoáy quẫn, qui mô của

‘ving xoáy qudn và vùng dòng chủ lưu luôn biến đổi theo sự thay đổi ZHIL Trong quá trình

biển đội hình thái đồng chảy khu vực nỗ tiếp hạ lưu luôn tổn tại b lợi v thủy lực mà tạ

đồ vận tốc day lớn, không ôn định gây x6i lở lòng dẫn, bắt lợi thủy lực gây xối lở hạ lưu

thường xảy ra ở tổ hợp mực nước lưu lượng tháo qua cổng lớn.

2.2.2, Xác định nguyên nhân dẫn dén tới bắt lợi về mặt thủy lực khu vực hạ uw

= Cổng được xây dựng trên phạm vi có ảnh hưởng của thùy tiểu vì thể dong chảy diễn biển

phúc tạp, nên trong quá trình tính toán thiết kế, lựa chọn tổ hợp mục nước bắt lợi v tiêu

năng là rất kh6 xác định, lựa chọn tổ hợp mực nước bất lợi về tiêu năng là khó xác định,

đồng thời sinh toán để xác định hình thức kết cấu hợp lý hạ lưu cổng ở ĐBSCLL cũng còn

thiểu hường dẫn và day cing là những tổn tại tong thiết kế cổng vùng t eu thường gặp

~ Hầu hết các công trình cổng ngăn triều khu vực ĐBSCL đều nằm trên nền đất yếu, đa

thuộc loại dat sét yếu Tính chất cơ lý của loại đắt thưởng gặp có dung trọng khô thấp,

thỏ C = 0/05 + 0,12 kg/em” ; góc ma sit trong chỉ khoảng 3 = 10? vì

ph

cường độ kháng,

thé khả năng kháng xói của đất của khu vực tương đối thấp.

“Trong quá tinh tinh toán thủy văn, thủy lực còn nhiễu hạn chế, có tink chưa phủ hợp din

đến thiết kế cấu tạo, kết cấu ni tiếp hạ lưu không phù hợp với chế độ thủy lực

~ Trong quá tình xây dụng không tinh toán kỳ lưỡng tới nhiệm vụ của công trình cũng như.

nhu cầu sản xuất của khu vực

Trang 35

~ Do quản lý vận hành hg thống thù lợi chưa hợp ý, nhân không nhỏ dẫnlà nguyệt

‘hi mực nước trong hệ thống & đến x6i lở hạ lưu công trình: wong hệ thống có nhiều eb

mức cao (do mưa lũ hay lợi dụng định triều mở cống lấy nước vào trong hệ thống nâng caomực nước - “ahdi nước theo dink triều” để tăng điện tích lấy nước tự chảy), nếu ma tiêu

với số cổng ithon số cổng tong hệ hồng, tại cổng vận hành có thể sẽ xuất hiện chênh lệch

mực nước thượng hạ lưu lồn hơn so với tính toán, hoặc do déng/mé s cửa không cân xứng, cũng là nguyễn nhân tạo ra x6i lở sau cổng.

2.2.3 Phương hướng giải quyết

Khi nói công trình thảo nước nói chung và công tình cổng khu vực Vùng ng

thì bộ phận iêu năng là một trong những bộ phận quan trong vì nó ảnh hưởng trực tiếp đếncht lượng, hiệu quả của công trình Vì thé công việc tinh oán tiêu năng là sao tìm đượcbiện pháp tốt nhất dé tiêu hủy toàn bộ năng lượng thừa, điều chỉnh phân bổ lạ lưu tốc và

làm giảm mạnh động, đ cho dòng chảy qua cổng trở về trạng thái tự nhiên một đoạn ngắn

nhất Trên cơ sở đồ luận văn giải quyết bãi oán theo hướng lim tường hoặc tường răng kếthợp hoặc hạ bộc kết hợp vớ tiêu năng Dé nghiên cứu vẫn để này luận văn đi theo hướngthínghiệm mô đó kết hợp mồ hình toánthước hợp

để nghiên cứu các tổ hợp kịch bản khác nhau.

2.3 Các phương pháp nghiên cứu diễn biến xói lỡ

Ngành khoa học về động lực sông biển, được phát triển mạnh trong nửa th ky thứ XIX ở

sắc nước Âu Mỹ và rên thé giới cho đến ngày nay

Từ những năm 60 thé ky XX đến nay, nhờ sự tiền bộ vượt bậc của khoa học kỹ thuật và đặc bigt à những tiền bộ trong kỹ thuật inh toán, động lực học sông biển có những bước

phat trién mới qua đó hoàn thiện hơn về qué trình mô hình hoá các diễn biển, hiện tượng

thủy lực, bùn cát phức tap.

23.1 Mô hình toán

Mô hình toán dùng để mô phỏng và xá định các qu lật iên quan đến diễn biến cửa sông

như vận chuyển bùn cát, quá tình diễn biển đường bờ, diễn biển mực nước, thủy tiểu và

sóng biển khu vực ngoài khơi và vùng cửa sông Các công cụ nghiên cứu x6i lỡ,

Trang 36

dịch chuyển cửa sông ba biển bing mô hình toán động lực hình thái 2 chiều, 3 chiều Quátrình mô phỏng ngày cảng được hoàn thiện và cho phép mô phỏng chỉ tết hơn cúc hiệntượng điễn biển trong tự nhiên sát thực hơn vớ thời đoạn mô phòng ngày căng đãi hon

- ĐỂ nghiên cứu diễn biển vùng cửa sông, ve biễn, hiện nay các mô hình đang được sử

dụng là (i)- các mô hình tính sóng; (i)- các mô hình tính nước dâng và (ii)- các mô hình tính vận chuyển bùn cát và

~ Mô hình tiêu biểu có thể kể đến như Mike 21/3 FM couple[17,22,23] cho kết quả tính

đổi đường ba.

toán thủy lực, dong chảy và dự báo diễn biển x6i lở trong đổi phù hợp với quy hụt thực

tế Mô hình y tích hợp với công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS), cho phép biểu thị,

mô phỏng quá trình diễn biển các cửa sông trực quan và sinh động hơn

2.3.2 Điều tra thực dia

Nghiên cửu thực dia đã có những thiết bị đo đạc hiện đại nhanh chồng, chính xác, có thể

nhận được trường vận tốc dòng chảy ở độ sâu khác nhau, cùng với tọa độ địa lý của điểm

do như mây đo ng hợp các yéu tổ đồng chiy ADCP, máy hồi âm cổ định vi GPS

2.3.3 Nô hình vật lý

Nghiên cu diễn biến xớ lờ, bồi tụ cửa sông bằng mô ình vật ý đãcó những tiền bộ khỉ

đã thực hiện được việc mô phỏng bùn cát đáy, bùn cát lơ lửng bằng vật liệu tương tự đám

bảo độ chính xác cao hơn Các nghiên cứu các tập trung di sâu phân tích trường đồng chảy

và các tác động của công trình xây dựng ở cửa sông Do tính chất phức tạp của các quá trình thủy động lực hình thái ở cửa sông, bờ biển mà các nghiên cứu trên mô hình vật lý có

những hạn chế về phạm vi không gian nghiên cứu cũng như thời đoạn nghiên cứu Nghiên

cứu trên mô hình vật lý bằng mô hình lòng động có xét tới vận chuyển bùn cát và biển đổi

lòng dẫn chỉ có thé thực hiện được một số rit ít phòng thí nghiệm tiên tiến trên th giới

như phòng thí nghiệm biển của Hiệp hội kỹ thuật Quân đội Mỹ, phòng thí nghiệm biển của

‘Dai học Hanover, Đức, hay phòng thí nghiệm thủy lực của Deltares (trước kia là Viện thủy lực Delft, Hà Lan)

Trang 37

2.34 Công nghệ ảnh viễn thám

Ứng dụng GIS vào xây dựng các bản đồ về độ sâu để đánh giá sự biển đối địa hình Từ các

số liệu đo đạc khảo sát thực tế của một vũng ti cá thôi gian khác nhau, xây dựng mô hình

số độ sâu cho Khu vực nghiên cứu Mô bình số độ sâu (DEM) là mồ hình số về độ cao hoặc

nh, biến thi

độ sâu của địa liên tực tại bắt kỹ một vịtrínào trên bE mặt ái đấ Chồng

ghép các DEM với nhau để tim ra sự biến động địa hình đây qua các thời kỳ theo mùa và

theo năm, trên cơ sở đỏ định lượng sự biển động dia hình đáy như: lượng bồi, xối lớn nhất

bồi - xói trung bình và thé tích bồi, xói cho một khu.

"Bến phương pháp trên đều có wu điểm và hạn chế tuy nhiên có thể nhận thấy phương php

mồ hình vật lý và phương pháp mô hình toán có diém mạnh vé nghiên cứu thủy động lựckết hợp với diễn biển xói 16, do vậy học viên lựa chọn 2 phương pháp này đẻ nghiên cứu

trong phần sau của luận văn.

2.4 Mô hình vật lý và lý thuyết tương tự

+ Thứ nhất à mô bình hóa: Là sự biễ thị bằng hình ảnh các công tình hoặc hiện tương:

thực ế, bằng công cụ vật lý và toán học hợp lý để có thé nghiên cứu hiệu quả, toàn điện và

tối ưu công trình hoặc hiện tượng đỏ

~ Thứ hai là mô hình vậtlý: Là mô hình dựa rên sự tương tự giữa hai hệ thực thể Mé hình thủy

lực là một loại của mô hình vật lý, thường được chế tạo với ty lệ bé hơn và đặt trong phòng thí

inh hóa

sn, Vật iệu dùng tong mồ Hình thủy lực cũng tương tự như tong thực tÉ Mô

hiện trợng thủy lục dựa ên lý huyết tương tự, Lý (huyết tương tự xuất phá từ sự phân chtoánhọc hoặc phân ích thứ nghuyêncác đại lượng ảnh hoởng đến hiện tượng nghiên cứu Các

din luật hay iêu chấn tương tự cho phép chứng ta chuyển những kết qua thu được trên mô.

hình sang thực tổ Nghiên cứu thực nghiệm mô hình thủy lực là khảo sát nghiên cứu những quy.

Trang 38

luật của đồng chiy, túc động của nước lên môi tường mà nó chuyển động rong đó, nhằm góp,

phần tết thực vào việc tết kế ối ur cho công th

Khi đi nghiên cứu trên mô hình vật lý mà cụ thể là mô hình thủy lực thi cho ta những thuận lợi

- Kinh thước nhỏ hơn so với thực tẾ

Bo các di lượng chính xác, hanh và thun độn hơn

~ Đo đạc bắt cứ vị tí nào cin đo, quan sit và nghiên cứu sâu về một vẫn đ cẳn nghiên cứu,

2.4.2 Lý thuyết tương tự thất lập mô hình nghiên cứu,

2.4.2.1 Khái niệm chung

"Nghiên cứu các hiện tượng thủy động lực học trên mô hình thủy lực dựa trên lý thuyếttương tự giữa dòng nước trong thực tế và đồng chảy trên mô hình Chất lòng dùng trên môihình thủy lực thường là nước Lý thuyết tương tự được phát triển theo hai hướng:

(1) Dựa trên sự xách định giới hạn tương tự bằng sự phân ích hệ phương trình vi phân cơ

bản của chuyển động chất lỏng thực.

(2) Dựa trên cơ sở phân tích thứ nguyên

Co sở của ý thuyết mô hình là các định luật tương tự cơ học ( côn được gọi là các iêuchuẩn tương tự) Các định luật này phản ánh mối quan hệ giữa các đại lượng trên mô hình

và trong thực tẾ Các quan hệ này được biể thị bing các công thức toán học

Khi nghiên cứu các vấn đề mô hình hóa hiện tượng thủy hve, người ta biểu din các đặc

trưng của hiện tượng thủy lực bằng ba đại lượng cơ bản

~ Độ dai ( với thứ nguyên là L)

~ Khi lượng (với thứ nguyên là M)

~ Thôi gian (với thứ nghuyên là T)

24.2.2, Tương tự hình học

“ương tự hình học lš tương tự về ình há hình học giữa mô hình và nguyên ình Bắt kỳ

độ dài tuyén tính tương ứng nào của nguyên hình và mô hình phải có một tý lộ Mọi góc

mọi kích thước đều được giảm nhỏ theo cùng một tỷ lệ Ty số giữa

nhọc

tương ứng không đi

độ trong thực tế (1) và độ dài tương ứng trén mô hình (In) gọi là tỷ l

Trang 39

(22) 2-4)

Tương tự động lực là tương tự của lực tác dụng giữa mô hình và nguyên hình Lực tác dụng

lên bắt cứ điểm tương ứng nào của mô hình và nguyên hình phải song song với nhau và có cùng một tỷ lệ Theo định luật Newton (P = ma) chúng ta có thé

Pu = mites Puy = mays Pụ = meas

Bạn = Minas Pray = Minny: Pras = Minin

‘Tir các biểu thức trên, ta có:

Trang 40

mu „

(2-10)

thay Ay = 22¡ vào trên ta được: be = ae-Ay ev”

"Nếu trong phương trình (2-10) chọn 2

“Tượng tự cơ học giữa công trình thực tế và mô hình được đảm bảo khi có được tương tự

2ø, thì chúng ta có tương tự động lực học.

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

'Tổng quan mô hình toán Mike 21/3 Couple

Mike 21/3 coupled là mô hình nằm trong bộ mô hình Mike của tập đoàn DHI ~ Dan Mạch.

Mô hình Mike 21/3 coupled là một hệ

về diễn biến đồng chảy trong mai trường ven bid

tống mô hình thích hợp chuyên ding cho tính toán

cửa sông và sông,

‘Mike 21/3 coupled gồm các module sau đâu:

Hydrodynamic Module

v

¥ Transport Module

¥ ECO Lab/Oil Spill Module

¥- Mud Transport Module

¥ Particle Tracking Module

¥ Sand Transport Module

¥ Spectral Wave Module

Ngày đăng: 14/05/2024, 11:00

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1.5 Nồi tiếp chảy mặt có ba trường hợp xây ra - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
Hình 1.5 Nồi tiếp chảy mặt có ba trường hợp xây ra (Trang 18)
Hình 1.14 Bé tiêu năng. - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
Hình 1.14 Bé tiêu năng (Trang 22)
Hình 1.15 Tường tiêu năng - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
Hình 1.15 Tường tiêu năng (Trang 23)
Hình 2.1 Dòng chảy xoáy sau cổng - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
Hình 2.1 Dòng chảy xoáy sau cổng (Trang 32)
Hình 2.3 Đường quan hệ van tốc king động và nồng độ bùn ct lơ lừng 2.524. Dạng phân bé ning độ bàn cát (sediment concernraron profile) - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
Hình 2.3 Đường quan hệ van tốc king động và nồng độ bùn ct lơ lừng 2.524. Dạng phân bé ning độ bàn cát (sediment concernraron profile) (Trang 46)
Hình 26 Lưới mô hình và cá biên được tết lập - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
Hình 26 Lưới mô hình và cá biên được tết lập (Trang 52)
Hình 2.11 Hệ số nhám vùng nghiên cứu. - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
Hình 2.11 Hệ số nhám vùng nghiên cứu (Trang 54)
Hình 3.1 Vị ui công trình. - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
Hình 3.1 Vị ui công trình (Trang 57)
Bảng 3.1 Quan hệ giữa các đại lượng thông qua tỷ lệ mô hình - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
Bảng 3.1 Quan hệ giữa các đại lượng thông qua tỷ lệ mô hình (Trang 62)
Hình 3.5 Kết quả trên mô hình vật lý - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
Hình 3.5 Kết quả trên mô hình vật lý (Trang 69)
Bảng 3.3 Vận tốc tại các điểm xét - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
Bảng 3.3 Vận tốc tại các điểm xét (Trang 70)
Bảng 3.4 Vận tốc ti các điểm xét - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
Bảng 3.4 Vận tốc ti các điểm xét (Trang 71)
Hình 3.12 Kết quả trường vận tốc đồng chảy (Mike 2THD và Mike 3 HD) Kịch bản KB4 - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
Hình 3.12 Kết quả trường vận tốc đồng chảy (Mike 2THD và Mike 3 HD) Kịch bản KB4 (Trang 73)
Hình 3.13 Kết quả trường vận tốc đồng chảy (Mike 2THD và Mike 3 HD) Kịch bản KBS biện pháp phòng xói công. - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
Hình 3.13 Kết quả trường vận tốc đồng chảy (Mike 2THD và Mike 3 HD) Kịch bản KBS biện pháp phòng xói công (Trang 74)
Hình dạng kết cất - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
Hình d ạng kết cất (Trang 80)
Hình 3.15 Hiệu chỉnh cửa vào phía sông và phía biển ( phương án SPCV 2) - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
Hình 3.15 Hiệu chỉnh cửa vào phía sông và phía biển ( phương án SPCV 2) (Trang 81)
Hình 3.1S Sơ đồ bổ trí các vịt của cổng - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
Hình 3.1 S Sơ đồ bổ trí các vịt của cổng (Trang 85)
Hình 3.19 Mô phỏng vận tốc dong chiy (Mike 21 HD) trường hợp ( - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
Hình 3.19 Mô phỏng vận tốc dong chiy (Mike 21 HD) trường hợp ( (Trang 85)
Hình 3.21 Mô phỏng vận tốc đồng chảy Mike 21 HD (Q = 241,5 m'/s; Za= 0.5m: Zo= 0,47m) - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
Hình 3.21 Mô phỏng vận tốc đồng chảy Mike 21 HD (Q = 241,5 m'/s; Za= 0.5m: Zo= 0,47m) (Trang 86)
Hình 3.22 M6 phỏng trường vận tổ dong chảy tại mặt cắt dọc theo khoang có - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
Hình 3.22 M6 phỏng trường vận tổ dong chảy tại mặt cắt dọc theo khoang có (Trang 87)
Hình 3.23 Mô phỏng vận tốc dòng chảy (Q= 64,3 m'/s; Za= -0.39m: Zp= -0,4 m) - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
Hình 3.23 Mô phỏng vận tốc dòng chảy (Q= 64,3 m'/s; Za= -0.39m: Zp= -0,4 m) (Trang 88)
Hình 325 Mô phỏng vận tốc dòng chảy (Q= 294.š mV; Ze \23m: Zp= 0.18 m) - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
Hình 325 Mô phỏng vận tốc dòng chảy (Q= 294.š mV; Ze \23m: Zp= 0.18 m) (Trang 89)
Hình 3.26 Mô phỏng trường vận tốc dòng chảy (Q= 294,8 ms; Z2 - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
Hình 3.26 Mô phỏng trường vận tốc dòng chảy (Q= 294,8 ms; Z2 (Trang 90)
Hình 3.28 Trường vận tốc dòng chảy trường hợp đóng hai cửa bên - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
Hình 3.28 Trường vận tốc dòng chảy trường hợp đóng hai cửa bên (Trang 91)
Hình 3.30 trường vận tốc dòng chảy trường hợp đồng hai cửa 1 và 2 - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
Hình 3.30 trường vận tốc dòng chảy trường hợp đồng hai cửa 1 và 2 (Trang 92)
Hình 3.31 Trường vận ốc đồng chảy tai mặt cắt đọc theo khoang cổng 1 - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
Hình 3.31 Trường vận ốc đồng chảy tai mặt cắt đọc theo khoang cổng 1 (Trang 92)
Hình 3.32 Mô phóng trường vận tốc đồng chảy tổng thể trên mô hình ( Q = Zo = 033m;  Zn = 023m) - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
Hình 3.32 Mô phóng trường vận tốc đồng chảy tổng thể trên mô hình ( Q = Zo = 033m; Zn = 023m) (Trang 93)
Hình 3.33 Trường vận tốc đồng chảy tai mặt cắt doe theo kh mẽ/s; Zp 33m; Zs = 0.23m) - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
Hình 3.33 Trường vận tốc đồng chảy tai mặt cắt doe theo kh mẽ/s; Zp 33m; Zs = 0.23m) (Trang 94)
Hình 3.38 Diễn biến xói tại hai điểm P1 và P2 - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
Hình 3.38 Diễn biến xói tại hai điểm P1 và P2 (Trang 97)
Bảng PLU2 Tong hợp vận tốc trung bình - Trường hợp tiêu nước từ đồng ra bien - Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói công trình cống kênh cụt thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang
ng PLU2 Tong hợp vận tốc trung bình - Trường hợp tiêu nước từ đồng ra bien (Trang 103)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w