Giáo trình Thủy Công tâp 2 part 2 pptx

www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 42 Đ12.6. Xi phông tháo lũ I. Điều kiện sử dụng Khi xây dựng hồ chứa nớc, vốn đầu t xây dựng công trình tháo lũ khá lớn. Các công trình tháo lũ phải lm việc lâu di, vững chắc, đơn giản trong quản lý v thoả mãn điều kiện kinh tế. Một trong những công trình thoả mãn điều kiện đó l xi phông. ở những nơi nớc lũ về nhanh khi có ma, việc ứng dụng xi phông tháo lũ có tác dụng lớn vì nó lm việc tự động v đảm bảo tháo lũ nhanh chóng (hình 12-34). Xi phông đợc ứng dụng rộng rãi v đợc xây dựng trong các đập bêtông, trong những đập đất không lớn lắm. Xi phông có những u điểm sau đây: - Tự động tháo nớc: khi lũ về, mực nớc trong hồ vợt quá mức nớc dâng bình thờng một trị số no đó, xi phông có thể bắt đầu lm việc có áp hon ton. - Rẻ tiền: lu lợng tháo của xi phông lớn nên chiều rộng xi phông nhỏ hơn so với các công trình tháo lũ kiểu hở. Sự chênh lệch đó cng lớn khi công trình có lu lợng lũ thiết kế lớn. - Không cần có cửa van v các thiết bị đóng mở, do đó không cần nhân viên phục vụ. 2 4 I - I 1 2 3 4 7 2 I I 5 1 4 6 2 3 a) b) Hình 12-34. a) xi phông tháo lũ trong đập bêtông; b. xi phông trong đập đất. 1. đỉnh ngỡng tràn; 2. lỗ thông khí; 3. tấm che; 4. cửa vào; 5. lỡi gà hắt nớc; 6. ống dẫn; 7. bể tiêu năng. II. Đặc điểm cấu tạo và làm việc Xi phông l một loại công trình tháo lũ kiểu kín. Do tự động lm việc v lu lợng đơn vị lớn so với công trình tháo lũ kiểu hở nên đợc ứng dụng rộng rãi. Trên thế giới, xi phông tháo lũ có nhiều hình dạng kết cấu khác nhau. Sự phát triển về kết cấu với mục đích tìm hình dạng hợp lý về mặt thuỷ lực, đồng thời đảm bảo chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của công trình. Mặt cắt ngang của xi phông thờng l hình chữ nhật, hình vuông hay hình tròn. www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 43 Cửa vo xi phông đợc thu hẹp dần theo mặt phẳng thẳng đứng để lu tốc vo nhỏ, giảm tổn thất cột nớc. Diện tích cửa vo thờng bằng 2 - 3 lần diện tích mặt cắt ngang ở đỉnh. Mép trên của miệng vo đặt dới mực nớc dâng bình thờng khoảng 0,7 ữ 1,0m để xi phông lm việc ổn định, khi tháo lũ thì trớc cửa không có xoáy, không khí không bị lọt vo miệng đồng thời tránh đợc các vật nổi không trôi vo xi phông. Phía trên của mép vo, ngang với mực nớc dâng bình thờng, bố trí lỗ thông khí (hình 12-35a) hoặc dùng ống thông khí riêng thông với đỉnh xi phông (hình 12-35d) v miệng vo của ống thông khí đặt ngang với mực nớc dâng bình thờng. Diện tích lỗ thông khí bằng 3 - 10% diện tích mặt cắt ngang ở đỉnh xi phông. Lỗ thông khí có tác dụng lm cho xi phông ngừng lm việc. Khi mực nớc lũ hạ xuống bằng mực nớc dâng bình thờng thì miệng lỗ thông khí đợc lộ ra tiếp xúc với không khí v dẫn khí từ ngoi vo lm cho xi phông ngừng lm việc. 8 6 7 1 b) a) 2 3 2 y c) 3 2 I d) I 3 1 3 x 8 4 2 I - I 5 Hình 12-35. Kết cấu các bộ phận xi phông 1. đỉnh tràn; 2. lỗ thông khí; 3. cửa vào; 4. lỡi gà hắt nớc; 5. đờng dẫn nớc; 6. đoạn ống cong ngợc; 7. bể tiêu năng; 8. cửa ra. Đỉnh xi phông đặt ở cao trình mực nớc dâng bình thờng. Khi lũ về, nớc trong hồ bắt đầu dâng cao hơn mực nớc dâng bình thờng, nớc bắt đầu trn qua đỉnh v ngập lỗ thông khí. Mực nớc trong hồ tiếp tục dâng, nớc chảy trong ống cuốn theo không khí đi ra ngoi tạo thnh chân không trong xi phông, nớc sẽ chảy đầy ống, xi phông thực sự bắt đầu lm việc có áp. Muốn xi phông nhanh chóng bắt đầu lm việc có áp hon ton, khi mực nớc thợng lu dâng quá đỉnh không lớn lắm, cần phải tạo trong xi phông một độ chân không cần thiết. Bằng biện pháp thuỷ lực đẩy không khí từ trong ống ra ngoi, đồng thời ngăn không cho không khí ở hạ lu vo bằng cách tạo thnh lớp nớc đệm hoặc mng nớc chắn trong giới hạn nhánh ống hạ lu ngăn cách với không khí. Việc đẩy không khí trong ống ra ngoi đợc thực hiện do nớc chảy trong xi phông tự động kéo theo không khí đi ra hạ lu. Thiết bị để tạo mng nớc chắn không cho không khí ở hạ lu vo thờng l lỡi g hắt nớc cố định hoặc di động 4 (hình 12-35a), đờng dẫn nớc riêng 5 tạo nên lớp nớc chắn khí (hình 12-35b), đoạn www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 44 ống cong ngợc 6 tạo thnh lớp nớc ngăn cách không khí (hình 12-35c), hoặc cửa ra hạ lu ngập trong bể tiêu năng (hình 12-35d) v.v III. Khả năng tháo nớc Xi phông tháo lũ cần đảm bảo tháo lu lợng thay đổi từ không đến Q max ứng với mực nớc thợng lu từ mực mức dâng bình thờng đến mực nớc lớn nhất trong hồ. Có nhiều yếu tố ảnh hởng đến khả năng tháo nớc của xi phông, trong đó chủ yếu l kết cấu v kích thớc, cột nớc, tỷ số giữa lu lợng tháo v Q max , điều kiện vo v ra của dòng chảy, áp lực khí trời v.v Kết cấu v kích thớc, độ cong ở đỉnh, tính chất thay đổi mặt cắt ngang của ống l những yếu tố chủ yếu ảnh hởng đến sự phân bố áp lực v lu tốc trong mặt cắt ngang v theo chiều di của ống, do đó ảnh hởng đến trị số chân không v khả năng tháo nớc. Lu lợng chảy qua xi phông đợc tính nh sau: Q = r 0 gH2 , (12-42) trong đó: - hệ số lu lợng; r - diện tích mặt cắt ra của ống xi phông; H 0 - cột nớc có kể đến lu tốc tiến gần. H 0 = H + g2 v 2 0 Cột nớc H v đợc tính nh sau: - Trờng hợp cửa ra của ống xi phông không ngập; H l độ chênh mực nớc thợng lu v trung tâm mặt cắt ra của ống xi phông. = 2 ii K1 1 + , (12-43) trong đó K i = i r - tỷ số giữa diện tích mặt cắt cửa ra v diện tích mặt cắt đang xét, tại vị trí có hệ số tổn thất cột nớc i . - Trờng hợp cửa ra của ống xi phông ngập dới mực nớc hạ lu: H l độ chênh cột nớc thợng hạ lu; = 2 ii 2 h KK 1 + , (12-44) K h = h r - tỷ số giữa diện tích mặt cắt cửa ra v diện tích mặt cắt dòng chảy ở bể tiêu năng; i , K i nh trên, nhng có kể đến hệ số tổn thất từ mặt cắt ra đến mặt cắt dòng chảy ở hạ lu. Khi mặt cắt ngang của ống xi phông không thay đổi, công thức (12-43) sẽ l: www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 45 = i 1 1 + (12-45) v công thức (12-44) l: = i 2 h K 1 + (12-46) IV. Biện pháp giảm áp lực chân không và tránh xâm thực Khi chênh lệch cột nớc thợng hạ lu lớn, muốn giảm nhỏ lu tốc trong xi phông không vợt quá lu tốc cho phép, có thể dùng các biện pháp nh mở rộng diện tích trong ống, thu hẹp cửa ra hoặc cho cửa ra không bị ngập để giảm chênh lệch cột nớc, hoặc có thể hạn chế độ chân không lớn nhất có thể sinh ra ở đỉnh xi phông (lu tốc cng lớn, độ chân không cng cao). Lu tốc trong xi phông thờng không nên vợt quá 15 - 20 m/s v lu lợng đơn vị không nên vợt quá 20 - 25 m 3 /s.m. Để trong xi phông không xuất hiện khí thực, khi thiết kế phải khống chế độ chân không luôn luôn nhỏ hơn độ chân không cho phép. Trị số chân không cho phép phụ thuộc nhiều yếu tố, trong đó có áp lực khí trời. áp lực khí trời phụ thuộc cao độ địa hình v các yếu tố khí tợng khác. Ví dụ, tại độ cao địa hình + 0,00, độ chân không không nên vợt quá 3,5m cột nớc, tại độ cao + 3000m thì độ chân không không đợc vợt quá 6m cột nớc. Để điều tiết hồ chứa tốt v điều ho tháo lũ cũng nh tránh hiện tợng rung động mạnh khi xi phông lm việc, ngời ta có thể thiết kế nhiều ống xi phông v cho các ống đó bắt đầu lm việc ở những thời điểm khác nhau. Khi lu lợng lũ đến nhỏ thì cho một hoặc hai ống lm việc, khi lu lợng lũ đến lớn thì cho nhiều ống lm việc. Với mục đích đó, cao trình các lỗ thông khí v đỉnh các ống đợc đặt ở các cao độ khác nhau. Cũng có thể thiết kế hệ thống thông khí thích hợp để điều chỉnh lợng không khí vo xi phông v đảm bảo xi phông tháo với lu lợng tơng ứng với lu lợng đến trong hồ. Ngoi các biện pháp trên để đảm bảo độ chân không nhỏ hơn độ chân không cho phép, kết cấu phần vo v thiết bị thông khí hợp lý, độ cong ở đỉnh xi phông không đợc lớn quá. Xi phông có nhiều u điểm, nhng nó cũng có những nhợc điểm: độ chân không lớn dễ gây xâm thực, khi tháo lũ sinh ra chấn động ảnh hởng tới ổn định công trình, cấu tạo tơng đối phức tạp. Đ12.7. Giếng tháo lũ I. Điều kiện sử dụng Giếng tháo lũ l công trình tháo lũ trên mặt, thờng đợc xây dựng ngoi thân đập, nằm ở ven bờ hồ chứa. Nớc chảy vo miệng trn, qua phần giếng đứng xuống đờng hầm nằm ngang v chảy ra hạ lu. Giếng tháo lũ đợc xây dựng trong những trờng hợp sau đây: - Bờ hồ l đá, có địa hình dốc v hẹp không thuận lợi để xây dựng các công trình tháo lũ khác. - Bản thân đờng hầm tháo lũ l đờng hầm dẫn dòng lúc thi công. www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 46 Giếng tháo lũ thờng đợc xây dựng trong đầu mối công trình có đập dâng bằng vật liệu địa phơng (hình 12-36), cũng có trờng hợp đập dâng l đập vòm hay trụ chống v phải tháo lũ thi công bằng đờng hầm. Giếng tháo lũ không những xây dựng ở bờ hồ m có trờng hợp xây dựng trong thân đập đất. H H 1 A B C A B C H 1 a) b) c) Hình 12-36. Giếng tháo lũ a) mặt bằng; b) cắt ngang tuyến đập; c) mặt cắt dọc giếng. II. Các bộ phận Giếng tháo lũ gồm các bộ phận sau đây (hình 12-37) 1. Miệng tràn: trên mặt bằng, miệng trn có dạng hình tròn đồng tâm với giếng đứng. Trong một số trờng hợp, do địa hình hạn chế, phải bố trí lệch tâm. Lúc bờ rất dốc, miệng trn có thể l hình dạng bầu dục hoặc l một phần của hình tròn. Miệng hình loa, l đập trn tuyến tròn kiểu thực dụng hoặc đỉnh rộng. 2. Giếng đứng: l phần nối tiếp loa trn có trục thẳng đứng kiểu giếng tròn, chỉ có lúc do điều kiện bố trí đờng trn, hoặc sự nối tiếp giữa giếng với đờng hầm dẫn nớc có khó khăn mới bắt buộc đặt giếng hơi nghiêng. 3. Đờng hầm: thờng bố trí nằm ngang v nối tiếp với giếng đứng bằng đoạn cong có bán kính r > (2,5 ữ 4)d (d - đờng kính của đoạn nối tiếp). Đờng kính của đờng hầm đợc thiết kế theo yêu cầu dẫn dòng thi công v đợc kiểm tra lại với lu lợng tháo lũ. y y R H Đoạn cong d y n max T i ệ m b iê n d h G i ế n g đ ứ n g P d g L o a tr à n x O R o o Đờng hầm Hình 12-37. Các bộ phận của giếng tháo lũ Ngoi ra có đoạn nối tiếp từ loa trn với giếng đứng theo dạng hình nón cụt. Cũng giống nh các công trình tháo lũ khác, giếng tháo lũ còn có kết cấu hớng dòng ở thợng lu v tiêu năng sau đờng hầm. Trên đỉnh trn có thể không có cửa van hoặc có cửa van; cửa van thờng dùng l van phẳng, van cung, van trụ vòng; đa số trờng hợp dùng không có cửa van vì tuyến trn tròn, chiều di trn nớc lớn, có khả năng tháo lu lợng lớn với cột nớc thấp. www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 47 III. Khả năng tháo nớc Khả năng tháo nớc của giếng tháo lũ trớc hết phụ thuộc chế độ lm việc của miệng loa trn. Nếu miệng loa lm việc theo chế độ trn không ngập, khả năng tháo phụ thuộc vo dạng v kích thớc loa trn, nếu giếng lm việc theo chế độ ngập thì đợc tính nh trờng hợp đờng hầm có áp hoặc bán áp. 1. Trờng hợp chảy không ngập: lu lợng tháo qua giếng đợc tính theo công thức (12-6) với n = 1 v chiều di trn nớc 2R (R - bán kính của loa trn): Q = m2R 2/3 0 Hg2 , (12-47) 2. Trờng hợp chảy ngập: khi loa trn chảy ngập thì lu lợng chảy qua giếng nh chảy qua ống có áp theo công thức (12-42): Q = h 0 gH2 , (12-48) trong đó: - tính theo công thức (12-45) v (12-46); h - diện tích mặt cắt ngang của đờng hầm; H 0 - tính theo chỉ dẫn của công thức (12-42). IV. Đặc điểm làm việc và hình thức kết cấu 1. Loa tràn: l đập trn tuyến tròn, ngỡng trn thực dụng hoặc đỉnh rộng. Việc thiết kế loa trn không những xác định dạng ngỡng, m phải tính đến nối tiếp từ ngỡng đến giếng. Giếng tháo lũ có 2 loại loa trn: ngỡng có mặt phẳng nghiêng (hình 12-38a) v ngỡng không có mặt phẳng nghiêng (hình 12-38b). O O x n n o H o a) x b) n y h y n n R r y L R H h x x y Hình 12-38. Hình dạng loa tràn a) ngỡng có mặt phẳng nghiêng; b) ngỡng không có mặt phẳng nghiêng. a) Loa tràn có mặt phẳng nghiêng (hình 12-38a) Đoạn phẳng nghiêng có tác dụng nh đập trn đỉnh rộng, đặt nghiêng một góc = 60 0 ữ 80 0 để đa nớc vo thuận, hệ số lu lợng giống đập trn đỉnh rộng m = 0,36. Bán kính www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 48 ngoi R của mép trn, thờng R (6 ữ 8)H, chiều di của đoạn nghiêng L = (3 ữ 4)H (0,4 ữ 0,5)R, R = 2/3 0 H.g22m Q (12-49) nếu trên đỉnh có n trụ pin, chiều dy mỗi trụ R = + n Hg2m Q 2 1 2/3 0 (12-50) Chiều sâu dòng chảy ở cuối đoạn phẳng nghiêng bằng 0,6H 0 v lu tốc ở đó l: () , H65,0r2 Q v 00 0 = (12-51) trong đó: r 0 - bán kính của loa, = sin 2 h LRr 0 0 (12-52) Đờng viền của loa thoả mãn yêu cầu không có hiện tợng tách dòng khỏi đáy. Đờng viền đó có thể l dạng hình elíp, nhng thích hợp nhất l dạng parabôn theo phơng trình đờng tia nớc với lu tốc ban đầu v 0 có xét tới hớng của véctơ lu tốc nghiêng một góc so với mặt nằm ngang. b. Loa tràn không có mặt phẳng nghiêng (hình 12-38b): Trờng hợp ny thờng gặp khi có ngỡng trn cao, dạng đập trn thực dụng, dùng trong trờng hợp R 5H, hệ số lu lợng sơ bộ lấy m = 0,46. Chiều sâu trên ngỡng trn 0,75H 0 , lu tốc tại đó l: () 00 0 H75,0r2 Q v = , (12-53) trong đó: r 0 = R v véctơ lu tốc có hớng ngang. Đờng viền của loa trn cũng đợc tính toán nh trờng hợp trên, nhng đơn giản hơn. 2. Đoạn tiệm biến: thông thờng đờng kính giếng đứng bằng đờng kính của đờng hầm (d g = d h ). Nếu đờng kính tại mặt cắt tận cùng của loa trn d 0 lớn hơn của giếng đứng d g (d 0 > d g ) sẽ có đoạn tiệm biến thu nhỏ dần từ d 0 đến d g . Góc thu hẹp không nên quá đột ngột trong phạm vi 8 0 ữ 10 0 , v trong phạm vi đoạn tiệm biến ngắn, dòng chảy đợc xem l dòng không áp. 3. Giếng đứng: l phần từ cuối đoạn tiệm biến đến phần uốn cong sang đờng hầm. Nớc trong giếng chảy với lu tốc lớn, gần nh rơi tự do v xem nh trong giếng tổn thất năng lợng không đáng kể, vì vậy lu tốc sẽ tăng dần. Có trờng hợp giếng đợc thiết kế có tiết diện thu hẹp dần. 4. Đờng hầm: nằm ngang có đờng kính bằng đờng hầm thi công. Chế độ dòng chảy trong đờng hầm có thể có áp, không áp hoặc bán áp. Thông thờng đợc thiết kế cho dòng chảy có áp hoặc không áp hon ton. www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 49 Đ12.8. Đờng trn lũ kiểu gáo Đây l công trình tháo lũ kiểu kín, có thể đặt ở bờ sông hay thân đập. Các bộ phận của công trình ny bao gồm: Ngỡng trn, các ống tháo v thiết bị tiêu năng hạ lu (hình 12.39). Ngỡng trn ba phía có dạng mặt cắt thực dụng hoặc mặt cắt hình thang đỉnh mỏng. Qua ngỡng trn, nớc chảy vo gáo rồi đợc tháo theo các ống xuống hạ lu. Cao trình đỉnh ngỡng trn bằng mực nớc dâng bình thờng. Cột nớc trên đỉnh trn thờng từ 1 - 1,5m nên chiều di ngỡng trn tơng đối di. Ngỡng trn ở mặt chính diện phải đủ di để có thể bố trí miệng vo của các ống tháo nớc. Miệng vo của các ống đợc mở rộng dần để dòng chảy vo thuận. Mặt cắt các ống tháo có dạng tròn hoặc vuông. Các ống ny thờng lm bằng bêtông cốt thép. Tại cửa ra của ống, bố trí các thiết bị tiêu năng. 6 2 I I II 5 3 4 II 1 2 3 6 4 3 7 2 6 H I - I II-II a) b) c) Hình 12.39. Đờng tràn kiểu gáo 1. đập đất; 2. ống tháo; 3. gáo; 4. tờng hớng dòng; 5. ngỡng tràn; 6. lớp bảo vệ; 7. đoạn quá độ. Chiều di ton bộ ngỡng trn có thể tính theo công thức đập trn. Từ chiều di ton bộ, ta có thể xác định đợc chiều di của phần chính diện v chiều di của hai phần bên hông để tiện bố trí miệng vo các ống tháo. Kích thớc v số lợng ống tháo, dựa vo công thức tính cho đờng ống có áp: Q = ,gZ2 0 (12-54) trong đó: - diện tích mặt cắt ống tháo; Z 0 - độ chênh mực nớc trong gáo v sau ống; - hệ số lu lợng, tính theo công thức (12-45) v (12-46) Đờng trn lũ kiểu gáo chỉ dùng đối với các công trình loại nhỏ v vừa. www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 50 Chơng 13 - Công trình lấy nớc Đ13.1. Mục đích, yêu cầu, phân loại I. Mục đích xây dựng công trình lấy nớc: Công trình lấy nớc đợc xây dựng để lấy nớc từ sông, kênh, hồ chứa phục vụ các yêu cầu dùng nớc khác nh nhau: tới, phát điện; cung cấp nớc cho sinh hoạt, cho công nghiệp, du lịch, v.v Công trình lấy nớc thờng đợc xây dựng cùng với các công trình khác nhau nh đập, bể lắng cát, cống xả cát, các công trình điều chỉnh dòng sông tại vị trí đặt cửa lấy nớc v gọi đó l đầu mối công trình. II. Yêu cầu: Các công trình lấy nớc từ sông, suối phải đạt đợc các yêu cầu cơ bản sau: 1. Thờng xuyên lấy đủ nớc theo yêu cầu của các hộ dùng nớc. Hộ dùng nớc ở đây có thể l trạm thuỷ điện, nh máy, xí nghiệp, cụm dân c, khu tới, trại chăn nuôi gia súc, khu du lịch, dịch vụ. Yêu cầu dùng nớc của hộ l bao gồm cả về số lợng v chất lợng. Mỗi mỗi hộ dùng nớc có yêu cầu chất lợng v số lợng khác nhau. Ngay trong một hộ dùng nớc, yêu cầu đó cũng thay đổi theo thời gian. Hơn nữa yêu cầu dùng nớc cũng luôn đợc phát triển theo đòi hỏi của sự phát triển kinh tế, xã hội, đời sống con ngời. Mặt khác sự đáp ứng yêu cầu đó còn phải tính đến nguồn nớc đ ợc bảo vệ chống ô nhiễm, khai thác bền vững trong mối liên quan hi ho với các nguồn ti nguyên khác. 2. Đảm bảo ổn định cho công trình lấy nớc, chống bùn cát lắng đọng. Công trình lấy nớc chỉ có thể đảm bảo yêu cầu lấy đủ nớc nếu từng hạng mục công trình cũng nh ton bộ công trình không bị dịch chuyển, không bị nghiêng hoặc lún vợt quá cho phép, không bị nứt hoặc biến dạng quá giới hạn cho phép. Đặc biệt l cửa lấy nớc không bị bùn cát lấp đầy, dẫn đến chất lợng lấy nớc không đảm bảo. 3. Ngăn chặt vật nổi vo kênh. 4. Thuận lợi cho thi công, quản lý, áp dụng đợc các tiến độ kỹ thuật nh điện khí hoá, tự động hoá, v.v 5. Tạo cảnh quan điều ho, giữ gìn bảo vệ môi trờng, phát triển du lịch, sử dụng tổng hợp nguồn nớc. 6. Kết cấu đơn giản v kinh tế. III. Phân loại công trình lấy nớc. Trong thực tế có nhiều cách phân loại công trình lấy nớc khác nhau. 1. Theo phơng tách dòng chảy khỏi dòng chính vào công trình lấy nớc: - Công trình lấy nớc bên cạnh: phơng của dòng chảy vo công trình lấy nớc hợp với phơng của dòng chảy trong sông chính một góc xấp xỉ 90 0 . - Công trình lấy nớc chính diện: phơng của dòng chảy vo công trình lấy nớc gần nh song song với phơng của dòng chảy trong sông chính. 2. Theo hình thức có đập hay không có đập: - Công trình lấy nớc có đập (ví dụ nh công trình lấy nớc Thạch Nham). www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 51 - Công trình lấy nớc không đập (nh công trình lấy nớc Liên Mạc). 3. Theo khả năng điều tiết lu lợng: - Công trình lấy nớc không cống. - Công trình lấy nớc có cống. Đ13.2. công trình lấy nớc không đập I. Khái niệm: Công trình lấy nớc không đập l công trình lấy nớc đặt trực tiếp trên một bờ sông m không cần đắp đập ngăn sông. Công trình lấy nớc không đập thờng đợc dùng rộng rãi trong các hệ thống thuỷ lợi phục vụ các nhu cầu dùng nớc khác nhau (nh tới, phát điện, cấp nớc sinh hoạt, cấp nớc công nghiệp,v.v ). Dọc theo sông Hồng, chúng ta có rất nhiều công trình lấy nớc không đập (chiếm tới 40% các công trình trên đê), trong đó có cống lấy nớc Liên Mạc - H Nội (hình 13-1). Cống xây dựng năm 1941 với bề mặt rộng 18 mét đợc chia thnh 5 cửa (trong đó có một cửa qua thuyền rộng). Nhiệm vụ của cống l lấy nớc vo sông Nhuệ để tới 6.100 ha với lu lợng lớn nhất Q max = 41m 3 /s. Công trình lấy nớc không đập đợc dùng trong trờng hợp lu lợng v mực nớc sông đảm bảo lấy đủ lợng nớc yêu cầu vo kênh. Công trình lấy nớc không đập (có thể có hoặc không có cống) có kết cấu đơn giản, giá thấp, song chịu ảnh hởng trực tiếp của dòng chảy tự nhiên, chất lợng nớc lấy tơng đối thấp, quản lý khai thác khó khăn, tốn kém. Hình 13-1. Sơ đồ mặt bằng cống lấy nớc Liên Mạc 1.Sông Hồng; 2. Sông Nhuệ; 3. Đê sông Hồng; 4. Bãi sông Hồng; 5. Cống Liên Mạc II. Điều kiện làm việc của công trình lấy nớc không đập: 1. Cửa lấy nớc ở đoạn sông cong. Dòng nớc trong sông thờng mang theo bùn cát, sự phân bố bùn cát trong sông phụ thuộc vo sự phân bố lu tốc dòng chảy. Trên đoạn sông thẳng có độ dốc trung bình, tính chất [...]... cửa với bxh = 2, 85 x 3,0(m), cao trình đáy cống +16.00 Cống xả cát (kiểu chính diện) gồm 3 cửa với bxb = 2, 5 x 2, 5(m), cao trình đáy +13.00 Cụm cống bờ Bắc có cống lấy nớc hai cửa (kiểu chính diện) 60 www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam với bxh =2, 5 x2,5 (m), cao trình đáy cống +16.00; phía dới l cống xả cát (kiểu chính diện) nc ol d v n gồm 2 cửa với bxh = 2, 5 x 2, 5(m), cao trình đáy +13,0... lợi cho khả năng lấy nớc của công trình v lm mất ổn định công trình lấy nớc Hình 13-5: Cửa lấy nớc ở bờ không ổn định 1 Vùng bồi lắng; 2 Vùng xói lở 4 Chọn vị trí đặt cửa lấy nớc 54 www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam d v n Chọn vị trí đặt cửa lấy nớc l công việc đầu tiên v quan trọng trong thiết kế công trình lấy nớc Từ đặc điểm lm việc v yêu cầu của công trình lấy nớc không đập, thì... N.F.Danhêliia đề nghị 66 www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 14 II III 15 IV 13 11 I 12 12 10 16 10 9 8 9 I 8 5 2 4 3 7 2 6 4 3 11 1 a) I- I 10 IV III d v II n 7 11 5 15 10 III - III 6 11 2 II - II 2 b) 16 nc 2 2 IV - IV 1 ol r 11 Hình 13 -20 : Hình thức lấy nớc chính diện hai bên có đờng hầm xả cát 1 Đập tràn; 2 Đờng hầm xả cát; 3 Giếng quan sát; 4 Cửa van cuối đờng hầm; 5 Cửa van w v xả cát qua đập;... Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam Đ13-14: Chỉnh trị đoạn sông có công trình lấy nớc I Đoạn sông có công trình lấy nớc lấy nớc không đập: Sau khi xây dựng công trình lấy nớc, trạng thái của dòng sông thay đổi Để đảm bảo lu lợng lấy nớc v chất lợng nớc lấy cần chỉnh trị đoạn sông có công trình lấy nớc Chỉnh trị đoạn sông có công trình lấy nớc không đập nhằm mục đích lái dòng chủ lu đến gần cửa lấy... Dòng mặt; 2 Dòng đáy; 3; Lạch sông; 4 Cửa lấy nớc; 5 Đập tràn Kết cấu của hệ thống lái dòng biểu thị ở hình 13 -26 71 www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 0 0 0 0 0 a) b) c) d = 0,165 6 5 2 2 n 1 d v 4 4 3 2 2 2 5 ol 3 6 Hình 13 - 26 Kết cấu của hệ thống lái dòng nc a) Hình dạng phao trên mặt bằng; b) Hệ thống lái dòng hai hàng phao; c) Kết cấu của một phao dạng cung 1 Khung thép; 2 Phao;... 3 6 B ol 12 7 5 5 8 8 B 13 11 10 5 nc 2 9 w v Hình 13 -23 : Công trình lấy nớc có lới chắn đặt ở đỉnh đập 1 Đập tràn; 2 Lới chắn; 3 Đoạn đập lấy nớc; 4 Hào thu bùn cát; 5 Thép bảo vệ; 6 Cống lấy nớc ở bờ; 7 Xi phông; 8 Cống xả cát đáy; 9 Cống lấy nớc đầu kênh; 10 Kênh lấy nớc; 11 Hào lấy nớc; w w 12 Lới chắn ở mép trụ; 13 ống tháo bùn cát Hình thức lấy nớc có lới chắn đặt ở đỉnh đập (hình 13 -23 ) đợc dùng... xứng (mặt cắt I - I hình 13 -2) : phơng lu tốc nói chung song song với trục sông v trị số lớn nhất của nó ở chỗ giữa sông, do đó tại giữa sông dòng chảy có sức chuyển bùn cát lớn nhất Trong thiên nhiên những đoạn sông thẳng rất ít chỉ chiếm khoảng 10 - 20 % chiều di sông, phần còn lại l những đoạn sông cong nc Hình 13 -2: Hình thái một đoạn sông 1 Đoạn bồi cạn; 2 Vực; 2- 1 -2- 1 -2 Tuyến lạch; 3 Bãi bồi Tại... Tất cả những thay đổi đó phải đợc xét đến khi định cao trình đáy đập, cao trình ngỡng các lỗ tháo nớc v cao trình các cống xả cát Nói chung sau khi xây đập, lòng sông diễn biến rất phức tạp, cần tiến hnh chỉnh trị lòng sông, đảm bảo công trình lm việc đợc an ton, đảm nhiệm đợc nhiệm vụ m quy hoạch, thiết kế đã đề ra III Các hình thức bố trí công trình lấy nớc có đập 1 Lấy nớc bên cạnh w w Hình thức... thống lái dòng của giáo s M.V.Pôtapốp (Hình 13 - 25 ) có tác dụng lái dòng đáy tách khỏi cửa lấy nớc Hệ thống lái dòng có tác dụng hớng dòng chảy mặt vo cửa lấy nớcv đẩy bùn cát đi (Hình 13 - 25 a,b), hoặc thay đổi dòng chủ lu ở đoạn sông cong (hình 13 - 25 c), hoặc bảo vệ bờ khỏi xói (hình 13 - 24 d) w w w v nc : góc hợp bởi trục lái dòng với phơng dòng chảy, có thể chọn từ 150 20 0 Hình 13 -25 : Hệ thống lái... www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam d v n 2 Lu lợng cần lấy vo kênh Qk lớn hơn 15% 20 % lu lợng trong sông Qs 3 Cần giảm bớt bùn cát lắng đọng vo kênh nc ol Hình 13-13: Các hình thức lấy nớc chính diện không đập 1 Kênh dẫn; 2 Tờng hoặc đê hớng dòng; 3 Đoạn sông dẫn; 4 Phần tháo nớc; 5 Công trình xả cát; 6 Cửa cống; 7 Đê; 8 Ngỡng ở đáy Đ13.3 Công trình lấy nớc có đập I Khái niệm và điều kiện sử . theo công thức ( 12- 42) : Q = h 0 gH2 , ( 12- 48) trong đó: - tính theo công thức ( 12- 45) v ( 12- 46); h - diện tích mặt cắt ngang của đờng hầm; H 0 - tính theo chỉ dẫn của công thức ( 12- 42) - Công trình lấy nớc không đập (nh công trình lấy nớc Liên Mạc). 3. Theo khả năng điều tiết lu lợng: - Công trình lấy nớc không cống. - Công trình lấy nớc có cống. Đ13 .2. công trình lấy. khác. 2. Đảm bảo ổn định cho công trình lấy nớc, chống bùn cát lắng đọng. Công trình lấy nớc chỉ có thể đảm bảo yêu cầu lấy đủ nớc nếu từng hạng mục công trình cũng nh ton bộ công trình không