Giáo trình Thủy Công tâp 2 part 3 pot

www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 74 B = A 20 50 J Q . . , (13 - 9) trong đó: Q: lu lợng tạo lòng; J : độ dốc dọc của đờng mặt nớc sông. A: hệ số, lấy nh sau: Với sông miền núi A= 0,75 ữ 0,9 Với sông miền trung du A = 1,0 Với sông miền đồng bằng A = 1.1 Vùng cửa sông A = 1,3 ữ 1,7 - Chiều di đoạn sông chỉnh trị phụ thuộc vo hình thức bố trí cửa lấy nớc. Khi lấy nớc một bên, chiều di đoạn sông chỉnh trị ở thợng lu không nhỏ hơn (5 ữ 6)B, ở hạ lu không nhỏ hơn (4 ữ 5)B 1 , khi lấy nớc cả hai bên thì ở thợng lu không nhỏ hơn (6 ữ7)B, ở hạ lu (3 ữ4)B 1 , khi lấy nớc theo trình tự hai phía, ở thợng lu không nhỏ hơn (8 ữ10)B, ở hạ lu (4ữ5)B 1 , trong đó: B v B 1 - chiều rộng ổn định của lòng sông thẳng ở thợng lu v hạ lu. b )a ) 1 1 8 c ) 1 2 7 5 3 3 3 2 6 4 2 1 4 2 3 II d ) I 1 2 1 1 1 2 2 5 4 5 7 2 4 1 1 4 Hình 13-29. Sơ đồ chỉnh tri đoạn sông có cửa lấy nớc có đập a) Cửa lấy nớc một phía ; b,c) Cửa lấy nớc hai phía; d) Cửa lấy nớc theo trình tự hai phía. 1. Đê hớng dòng; 2. Đập; 3. Cửa lấy nớc; 4,5. Kênh lấy nớc; 6. Bể lắng cát; 7. Đê ngăn. www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 75 Chơng 14 - Cống lộ thiên Đ14.1. Khái niệm v phân loại I. Khái niệm: Cống lộ thiên l một loại công trình thuỷ lợi hở đợc xây dựng để điều tiết lu lợng v khống chế mực nớc nhằm đáp ứng các yêu cầu cấp nớc, phân lũ, tiêu úng, ngăn triều, giữ ngọt , ngăn mặn. Cống lộ thiên đợc dùng rộng rãi nhất l ở vùng đồng bằng, vì vậy còn gọi l "cống đồng bằng" hay cống hở. II. Phân loại: Theo mục đích sử dụng cống lộ thiên đợc chia thnh những loại sau đây: 1. Cống lấy nớc: Cống đợc xây dựng để lấy nớc từ sông, kênh hoặc từ hồ chứa phục các yêu cầu dùng nớc. Chúng ta gặp cống lấy nớc kiểu cống lộ thiên ở nhiều nơi, ví dụ cống lấy nớc Trung Trang đặt ở Xã Bát Trang, Huyện An Lão, Hải Phòng. Cống lấy nớc từ sông Văn úc tới cho 18.250 ha tạo nguồn tới 420 ha, cấp nớc cho sinh hoạt, công nghiệp v các ngnh kinh tế khác. Cống có 4 cửa, mỗi cửa rộng 8m, Q tk =111m 3 /s cống dùng van phẳng thép đóng mở tời điện TĐ 6.2, cống xây dựng năm 1980. 2. Cống điều tiết: Loại ny đợc xây dựng trên sông , kênh để dâng cao mực nớc tạo điều kiện lấy nớc cho các công trình phía thợng lu. Trên hệ thống sông Nhuệ sau cống đầu mối Liên Mạc có nhiều cống điều tiết đợc xây dựng trên sông để ton bộ hệ thống đảm bảo nhiệm vụ cấp nớc, tiêu úng v an ton cho mỗi công trình. Trong đó có cống hạ lu Liên Mạc l cống điều tiết xây dựng năm 2001 có các nhiệm vụ: - Dâng nớc ở hạ lu cống Liên Mạc, khi mực nớc sông Hồng vợt +12,95 để đảm bảo ổn định cho cống Liên Mạc. - Đảm bảo giao thông (đon tải trọng H30) qua hai bờ sông Nhuệ. - Đảm bảo lấy nớc tới cho hệ thống (60.000 ha) nh thiết kế ban đầu. - Tạo điều kiện thuận lợi cho việc tiêu nớc đầu vụ phần diện tích ở hạ lu cống thuộc địa phận H Nội, H Tây. Cống hạ lu Liên Mạc gồm 3 cửa mỗi cửa rộng 6m trong đó có cửa qua thuyền (Hình 14-1). www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 76 Hình14-1: Cống hạ lu Liên Mạc 3. Cống tiêu: Dùng tháo nớc, chống úng cho một vùng nhất định trên một hệ thống, bên cạnh nhiệm vụ tiêu, cống còn đảm nhận các nhiệm vụ khác. Cống Láng Thé (Hình 14-2) đặt tại rạch Láng Thé, Xã Đại Phớc, Huyện Cng Long, Tỉnh Tr Vinh. Cống có 7 cửa dùng van phẳng, mỗi cửa rộng 8,5m. Nhiệm vụ của cống l: - Tiêu úng cho 58.940 ha - Ngăn mặn cho 31.140 ha - Tạo nguồn nớc ngọt cho 51.128 ha - Kết hợp cải thiện giao thông thuỷ bộ, bố trí địa bn dân c - Lấy nớc phục vụ cấp nớc sinh hoạt cho thị xã Tr Vinh v vùng lân cận. Cống Cổ Thiêu III (Huyện Kiến Thuỵ - Hải Phòng) 4 cửa, mỗi cửa rộng 7,5m, van cung xây dựng năm 2000 để tiêu úng cho 9.174 ha. +13.00 Phía sông -6.00 +2.00 -5.0 Phía đồng -5.0 -4.20 +2.50 +2.00 1 : 3 -6.00 Hình 14-2. Cắt dọc cống Láng Thé Cống Cầu Xe (Hải Dơng) tiêu cho khu vực Bắc Hng Hải, gồm 7 cửa, mỗi cửa 8m, lu lợng tiêu thiết kế 230m 3 /s. 4. Cống phân lũ: Dùng để tháo một phần lu lợng về mùa lũ của một con sông sang hớng khác, hoặc tập trung nớc phân lũ vo một vùng nhất định nhằm hạ thấp đỉnh lũ ở sông chính. www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 77 - Cống phân lũ Vân Cốc đặt tại km 37 của đê phải sông Hồng, ở đầu sông Đáy, cống gồm 26 cửa, mỗi cửa rộng 8m. Cùng với các đoạn đê thấp hai bên cống (trn cứu hộ đê) di 8,6 km có thể phân lũ với lu lợng lớn nhất 5000m 3 /s. Cống Vân Cốc xây dựng năm 1966 với nhiệm vụ l phối hợp với hồ Thác B, Hồ Ho Bình, vùng phân lũ Tam Nông, Thanh Thuỷ có thể chống đợc lũ điển hình năm 1945, bảo vệ đồng bằng sông Hồng v H Nội, bảo vệ vùng bãi Phúc Thọ, Đan Phợng khi cha phân lũ. Cống Vân Cốc thuộc loại cống lộ thiên, cao trình ngỡng cống +12.0 lu lợng qua cống 2330m 3 /s, cống dùng van phẳng, đóng mở bằng tời điện, v mùa lũ cống luôn luôn ở tình trạng sẵn sng vận hnh. 5. Cống ngăn triều: Xây dựng ở cửa sông ven biển, chịu ảnh hởng trực tiếp của thủy triều. ở một thời kỳ nhất định, khi thủy triều dâng, cống mở để các công trình lấy nớc ngọt vo đồng (do triều đẩy dồn lên). Khi triều rút vo mùa lũ, lợi dụng chân triều thấp cống mở tháo tiêu nớc từ đồng ra. Vo mùa khô cống đóng để ngăn triều giữ ngọt. Ngoi ra cống còn có tác dụng thay đổi nớc trong đồng nhằm thau chua rửa mặn . Ví dụ: cống Nghi Quang (Nghệ An) đợc xây dựng để tiêu úng, ngăn triều, giữ ngọt, ngăn mặn, gồm 12 cửa mỗi cửa có bề rộng qua nớc 3,2m v một cửa qua thuyền rộng 6m, cống sử dụng cửa van tự động trục đứng. Thống kê một số cống vùng triều đợc thể hiện qua bảng 14-1 Bảng 14-1. Thông số chính một số cống vùng triều STT Tên Cống Tỉnh Chiều rộng cống )m( b Bề rộng kênh B k(m) Cao trình ngỡng Chiều sâu bể tiêu năng Chiều dài gia cố sau bể B k / b 1 Vm Đồn Bến Tre 15 40 -35 1,5 56 2,5 2 Vm Hồ Bến Tre 10 18 -3,0 1,5 80 1,8 3 Tầm Phơng Cửu Long 15 30 -3,0 1,0 15 2,0 4 Đa Lộc Cửu Long 10 22 -3,2 1,3 71 2,2 5 Cái Xe Hậu Giang 7 15 -3,0 0,5 35 2,1 6 Cái Oanh Hậu Giang 14 26 -3,0 0,5 35 1,8 7 Gò Công Tiền Giang 16 32 -3,7 1,8 80 2,0 8 Xuân Ho Tiền Giang 28 44 -3,5 0,6 70 1,6 9 Trị Yên Long An 15,6 30 -3,0 0,5 60 1,9 10 Đôi Ma Long An 13,2 20 -2,4 1,77 35 1,5 11 Mỹ Trung Quảng Bình 80 110 -4,0 0,5 29 1,4 12 Diễn Thnh Nghệ An 40 84 -3,0 1,3 46 2,1 13 Lân I Thái Bình 30 48 -3,5 0,5 34 1,6 14 Cầu Xe Hải Dơng 56 90 -4,0 0,5 52 1,6 15 Lân II Thái Bình 32 50 -3,5 1,0 40 1,56 6. Cống tháo cát: www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 78 Để xói rửa bùn cát lắng đọng phía trớc các công trình dâng v điều tiết nớc. III. Các bộ phận của cống: Cống lộ thiên gồm ba phần: Bộ phận nối tiếp thợng lu, thân cống v bộ phận nối tiếp hạ lu. Hình 14-3 l cắt dọc cống Lân II (Thái Bình), cống có 4 cửa, mỗi cửa 8m, dùng van cung. Cống có nhiệm vụ tiêu 12.361 ha với Q tk =95m 3 /s ; Q max =163,5m 3 /s; cống xây dựng năm 1996. 1. Bộ phận nối tiếp thợng lu: Bộ phận nối tiếp thợng lu phải bảo đảm nớc chảy vo cống ổn định, thuận dòng, tổn thất cột nớc ít. Bộ phận ny có tờng cánh thợng lu để hớng dòng chảy vo thuận, tác dụng chống xói, chống thấm quanh bờ. Sân phủ lm bằng vật liệu ít thấm nớc nh đất thịt, đất sét, tấm bê tông cốt thép, v.v Nếu dùng các tấm bê tông cốt thép thì thờng tấm đợc néo chặt với bản đáy cống. Đối với sân phủ bằng đất ít thấm nớc thì trên mặt cần có lớp bảo vệ chống xói v nứt nẻ. Lớp bảo vệ ny thờng l lớp đá xếp khan đặt lên một lớp đệm bằng cát sỏi. Ngoi ra có khi thay thế hoặc kết hợp với sân phủ còn đóng cừ để chống thấm dới nền. 2. Bộ phận thân cống: Bộ phận ny có tác dụng điều tiết lu lợng, khống chế mực nớc v liên kết thân cống với bờ hoặc công trình thuỷ lợi khác ở bên cạnh. Bộ phận ny có cửa van để khống chế mực nớc v điều tiết lu lợng. Cầu công tác để đặt thiết bị đóng mở cửa van v l nơi điều khiển các thiết bị đó. Cầu giao thông bắc qua các mố cống. Mố giữa phân cống thnh nhiều khoang lm giảm bớt chiều rộng của van, tiện cho việc quản lý. Ngoi ra mố còn đỡ cầu công tắc, cầu giao thông. Mố bên có một số tác dụng nh mố giữa, song nó còn để nối thân cống với bờ hoặc các công trình khác bên cạnh, để chắn đất v chống thấm vòng quanh bờ. ở đầu mố giữa v mố bên có bố trí khe van, khe phai. Khi cần thiết sửa chữa van hay một số bộ phận thân cống sẽ thả hng phai chắn nớc. Bản đáy có tác dụng truyền lực của các bộ phận ở thân cống, phân bố tơng đối đều đặn lên nền, đồng thời tạo ra lực ma sát với nền, giữ ổn định cho thân cống. Bản đáy còn có tác dụng chống xói, chống thấm ở nền. Có trờng hợp ngời ta kết hợp bản đáy với sân sau thứ nhất lm một, lúc đó bản đáy còn có tác dụng nh sân sau thứ nhất. ở một số cống còn dùng tờng ngực để chắn nớc giảm chiều cao cửa van, hạ thấp cao trình đặt cầu công tác. Tờng ngực còn có tác dụng lm tăng ổn định hớng ngang của các mố. 3. Bộ phận nối tiếp hạ lu. Bộ phận nối tiếp hạ lu l đoạn quá độ để dòng nớc từ thân cống chảy ra kênh đợc dễ dng v khuêch tán đều đặn. ở bộ phận ny cần có kết cấu tiêu hao năng lợng của dòng chảy từ cống ra, không gây xói ở hạ lu. Tờng cánh hạ lu có tác dụng phân bố đều v hớng dòng chảy từ thân cống ra kênh. Ngoi ra, tờng v bộ phận đá lát ở hai bên bờ còn có tác dụng bảo vệ bờ kênh khỏi bị xói lở. Sân sau thứ nhất có tác dụng bảo vệ đáy kênh. Tại đây bố trí các thiết bị tiêu năng (tờng, bể tiêu năng) v các thiết bị tiêu năng phụ, thiết bị hớng dòng (ngỡng, mố ) để tiêu hao năng lợng dòng nớc v phân bố dòng chảy vo kênh đều đặn, ở sân sau thứ nhất nhiều khi còn bố trí các lỗ thoát n ớc thấm để giảm áp lực thấm tác dụng lên đáy cống, dới đáy sân cần bố trí tầng lọc ngợc. Sân sau thứ hai có tác dụng tiêu hao tiếp tục phần năng lợng dòng chảy m ở sân sau thứ nhất cha tiêu hao hết, đồng thời cũng l bộ phận bảo vệ, chống xói cho đáy kênh. Đôi khi ở cuối sân sau thứ hai còn đo hố chống xói nhằm tăng cờng việc phân bố lại dòng chảy, chống xói cho kênh. www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 69 Hình 14-3. Cắt dọc cống Lân II (Thái Bình Xây dựng 1996) 1. Kênh dẫn thợng lu 2. Bảo vệ mái thợng lu 3. Sân trớc bằng đá xây 4. Cầu thang mái kênh thợng lu 5. Sân trớc bằng bê tông CT 6. Tờng cánh thợng lu 7. Cầu giao thông 8. Mố trụ 9. Khe phai 10. Cửa van 11. Tờng ngực 12. Bản đáy cống 13. Cọc bê tông cốt thép 14. Cừ chống thấm 15. Cầu công tác 16. Cầu thả phai 17. Tờng cánh hạ lu 18. Mố tiêu năng 19. Bản đáy bể tiêu năng 20. Sân sau bằng bê tông CT 21. Sân sau bằng đá xây 22. Cầu thang mái kênh HL 23. Bảo vệ mái hạ lu 24. Hố xói dự phòng 25. Kênh hạ lu Ghi chú: Kích thớc cm 1 3 4 Phía đồng 2 +1.80 + 9.60 16 15 10 9 -3.50 -3.50 13 14 5 14 - 14.50 12 +5.20 + 3.20 6 9 8 11 7 - 4.50 -6.00 19 18 17 +4.50 +1.80 + 1.30 Phía biển - 3.50 20 21 22 24 23 -6.50 rọ đá 25 www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 1 Đ14-2 xác định kích thớc lỗ cống. I. Xác định mực nớc thiết kế thơng hạ lu cống: Căn cứ vo nhiệm vụ công trình xác định đợc cấp công trình, từ đó có mức đảm bảo. ứng với mức đảm bảo thiết kế, qua tính toán thủy lực, thủy văn sẽ xác định đợc mực nớc thợng hạ lu thiết kế. 1. Mực nớc hạ lu (Z h ): a. Với cống lấy nớc: Căn cứ v mực nớc cần ở nơi dùng, vẽ đờng mực nớc trong kênh, chúng ta có mực nớc thiết kế đầu kênh, tức l Z h . b. Với cống phân lũ, cống tiêu: Dựa vo tính toán thuỷ văn để xác định, ví dụ: một con sông có lu lợng l Q, một nhánh đổ vo một lu lợng Q 1 thì lu lợng trong sông l Q 1 + Q (hình 14-4) tra quan hệ Z h ~ Q ứng với (Q+ Q 1 ) ta sẽ có mực nớc hạ lu cần tìm. Với cống tiêu vùng triều: mực nớc hạ lu thiết kế chọn theo chân triều, đỉnh triều v dạng triều thiết kế. 2. Mực nớc thợng lu: ( Z t ) a. Với cống lấy nớc: Từ một con sông có lu lợng Q 1 chúng ta lấy nớc với lu lợng Q thì lu lợng trong sông còn lại l Q 1 - Q(hình 14- 5). Từ Q 1 v Q 1 - Q tra quan hệ Z t =f(Q) ta có mực nớc trong sông phía trên v phía dới cửa lấy nớc l Z 1 , Z 2 . Từ đó ta có tổn thất cột nớc: 211 ZZZ = (14-1) Hình 14-4 Hình 14-5 Mặt khác do nớc chảy vo cống m mực nớc hạ xuống một giá trị l 2 Z tính theo công thức (14 - 2): g2)K1( KV . 2 3 Z 2 2 = , (14 -2) với: K = 1 Q Q ; v = 2 1 QQ ; 1 Q Q Q + Q 1 Q - Q Q 1 3 Z 1 Q 2 Z 1 Z www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 2 2 : l diện tích mặt cắt ớt của sông phía dới cống lấy nớc. Nh vậy mực nớc thợng lu cống l: Z t = Z 1 - Z i , (14 - 3) với: Z i = Z 1 + Z 2 . Nếu cống đặt cách bờ sông một đoạn kênh thì dòng chảy trong kênh từ sông vo đến cống có tổn thất cột nớc l Z 3 v khi đó: Z i = Z 1 + Z 2 + Z 3 . Gọi Z pg l cao trình mực nớc phân giới của sông. Nếu Z t > Z pg thì Z t đợc chọn theo (14-3), nếu Z t < Z pg thì Z t lấy bằng Z pg . b) Đối với cống tiêu, cống phân lũ: căn cứ vo mực nớc phải khống chế trong vùng, tiến hnh tính toán thuỷ văn, thuỷ lực để xác định Z t . 3. Lựa chọn cặp (Z t ,Z h ) thiết kế: Phần trên nêu cách xác định mực nớc thợng, hạ lu cống ứng với một thời điểm nhất định. Trong thực tế Q, Z t , Z h biến đổi theo thời gian. Vì vậy cần xác định cặp Z t , Z h v lu lợng tơng ứng bất lợi nhất cho mỗi mục tiêu thiết kế để tính toán đảm bảo lấy đủ lu lợng v an ton cho công trình, đồng thời đảm bảo yêu cầu kinh tế. Ví dụ đối với cống lấy nớc, dựa vo tần suất đảm bảo theo yêu cầu dùng nớc ta xác định đợc đờng quá trình mực nớc Z t , Z h v Q tơng ứng tại mỗi thời điểm (hình 14-6). Z ~ t Z ~ t B 6 A 1 5 978 4 3 2 C h t Z , Z 5 h D 121110 t t Hình 14-6: Đờng quá trình mực nớc thợng hạ lu cống Trên hình vẽ ta thấy, tại điểm A, B, C, giá trị (Z t - Z h ) nhỏ, dựa vo đờng quá trình lu lợng ta có lu lợng tơng ứng của thời điểm trên, đây l các trờng hợp để xác định kích thớc lỗ cống trong điều kiện bất lợi nhất. Tại điểm D chênh lệch (Z t - Z h ) l lớn nhất. Ta dùng trờng hợp ny để tính toán tiêu năng phòng xói cho hạ lu cống. II. Lựa chọn kiểu ngỡng cống và lu lợng đơn vị 1. Lu lợng đơn vị chảy qua cống: Vấn đề chọn lu lợng đơn vị chảy qua cống rất quan trọng, cần phải xét ngay từ đầu vì nó ảnh hởng đến giá thnh xây dựng v điều kiện lm việc an ton của cống v kênh. Khi chọn lu lợng đơn vị lớn, kích thớc cống đợc giảm nhỏ, song tiêu năng sau cống sẽ phức tạp. Nếu chọn lu lợng đơn vị nhỏ thì ngợc lại. Vì vậy trong khi thiết kế cần phải so sánh lựa chọn để giải quyết cho thoả đáng v bảo đảm các yêu cầu kinh tế kỹ thuật. Khi chọn lu lợng đơn vị cần tham khảo các số liệu kinh nghiệm thực tế, v nên chú ý đến một số mặt sau: www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 3 - Khi chênh lệch mực nớc thợng hạ lu lớn, năng lợng dòng chảy qua cống lớn nên chọn lu lựơng đơn vị nhỏ. - Khi chiều sâu nớc sau cống nông nên chọn lu lợng đơn vị nhỏ để giảm nhẹ vấn đề tiêu năng. - Khi nền yếu, khả năng chống xói kém nên chọn lu lợng đơn vị bé. - Khi cống có qui mô lớn, nớc chảy ra sau cống không đều, khó khuếch tán dễ dẫn đến hiện tợng chảy tập trung, cũng nên chọn lu lợng đơn vị nhỏ. Để đảm bảo dòng chảy từ cống ra kênh khuếch tán tơng đối đều, theo đề nghị của V.M.Đômbơrôpski, lu lợng đơn vị sau bể tiêu năng không lớn hơn 1.5 - 2 lần lu lợng đơn vị trong kênh v nói chung nhỏ hơn 10m 3 /s.m. Theo kinh nghiệm thực tế thì cống dùng phân lũ trên nền cát q=10ữ15m 3 /s.m. Cống tiêu q = 4 m.s/m11 3 ữ nếu đất nền có tính dính có thể lấy lớn hơn một chút. Cống lấy nớc q = 4 m.s/m9 3 ữ v lu tốc qua cống v=1ữ2 m/s để tổn thất cột nớc qua cống không quá lớn. 2. Lựa chọn kiểu ngỡng cống: Hình thức ngỡng cống có ảnh hởng đến khả năng dẫn nớc qua cống, ảnh hởng đến việc xác định kích thớc lỗ cống v một số kết cấu khác của cống. Phần lớn các cống đã xây dựng ở nớc ta chọn loại ngỡng bằng, có tác dụng nh ngỡng đỉnh rộng . Ngoi loại ngỡng bằng có thể chọn hình thức ngỡng mặt cắt thực dụng không chân không. Trong các trờng hợp sau đây thờng dùng ngỡng đỉnh rộng: - Khi cần hạ thấp cao trình đỉnh ngỡng để đảm bảo khả năng dẫn nớc qua cống. Ví dụ cống tiêu, cao trình mặt nớc đờng tiêu thờng thấp, chiều sâu nớc lại yêu cầu lớn để có thể nhanh chóng tiêu nớc đọng . - Khi lu lợng đơn vị đã xác định nhng không đòi hỏi hệ số lu lợng lớn. - Khi thời gian thi công gấp rút, một số yêu cầu khác đã thoả mãn thì chọn loại ngỡng ny đơn giản, thi công dễ. Tuỳ theo tình hình cụ thể nh yêu cầu chiều sâu nớc chảy, yêu cầu về hệ số lu lợng, v.v m cao trình định ngỡng chỗ dòng nớc v o cống có thể lm bằng hoặc cao hơn đáy kênh một chút. Trờng hợp yêu cầu có hệ số lu lợng lớn hoặc khi mực nớc thợng lu v đáy kênh chênh nhau quá nhiều, cần hạn chế lu lợng đơn vị thì nên dùng ngỡng thực dụng để nâng cao trình ngỡng lên, giảm cột nớc chảy trên ngỡng trn, đồng thời giảm đợc chiều cao cửa van. II. Xác định kích thớc lỗ cống: Kích thớc lỗ cống phải đảm bảo thực hiện đợc nhiệm vụ tháo nớc, lấy nớc của cống (mặt khác bề rộng mỗi cửa đợc lựa chọn còn phải chú ý đến yêu cầu lắp đặt, đóng mở cửa van v yêu cầu cấu tạo chung). 1. Trờng hợp mở cửa van hoàn toàn a. Chảy tự do: www.vncold.vn www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam 4 Khi cửa van mở hon ton, dòng chảy hở thoáng mực nớc hạ lu thấp hơn đỉnh ngỡng hoặc cao hơn đỉnh ngỡng nhng cha xảy ra chảy ngập thì lu lợng tình theo công thức đập trn chảy không ngập: Q = 2 3 0 H.g2.b.m. , (14- 4) trong đó: m - hệ số lu lợng, phụ thuộc vo hình thức ngỡng cống - hệ số co hẹp bên do các mố trụ gây nên. b - tổng bề rộng qua nớc của các khoang cống. H 0 - cột nớc trn có kể đến lu tốc tới gần. Hệ số lu lợng m với ngỡng đỉnh rộng đợc xác định theo hình dạng cửa vo v hình dạng đầu ngỡng trn. Với ngỡng thực dụng: m = Hhdtc m , (14-5) với: m tc l hệ số lu lợng tiêu chuẩn; hd l hệ số kể đến hình dạng ngỡng thực dụng; H hệ số kể đến ảnh hởng của cột nớc trn tính toán . Hệ số co hẹp bên , với ngỡng đỉnh rộng: = d b b + , (14-6) trong đó: d - tổng chiều dy các mố trụ . Với ngỡng thực dụng tính theo: b H . n )1n( 2,01 0mtmb + = , (14-7) trong đó: mb - l hệ số co hẹp của mố bên; mt - l hệ số co hẹp của mố trụ; n - số khoang cống. b. Chảy ngập: * Đối với ngỡng thực dụng (hình 14-7) chảy ngập xảy ra khi thoả mãn cả hai điều kiện: h n = h h - P > 0; (14-8) v pg P Z P Z < , (14-9) trong đó: Z: chênh lệch mực nớc thợng hạ lu; P: chiều cao của ngỡng; h n : chiều sâu dòng chảy từ mực nớc hạ lu đến đỉnh ngỡng; h h : chiều sâu mực nớc hạ lu. Trị số pg P Z phụ thuộc vo hệ số lu lợng m v tỷ số P H (với H l cột nớc trn) v có thể tham khảo bảng 14-2. [...]... 0,00 0,611 0 ,30 0, 625 0,550 0,650 0,10 0,615 0 ,35 0, 628 0,609 0,660 0,15 0,618 0,10 0,6 32 0,65 0,6 72 0 ,20 0, 620 0,45 0, 638 0,70 0,690 0 ,25 0, 622 0,50 0,645 0,75 0,705 w w a/H V2 2g V2 2g C C h c C z 6 C h www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam Hình 14-9: Sơ đồ chảy tự do Hình 14-10: Sơ đồ chảy ngập Khi nối tiếp bằng nớc nhảy ngập, tại mặt cắt co hẹp độ sâu mực nớc l hz > hc Công thức tính... Nam Z P pg Bảng 14 -2: Trị số 0 ,35 0 ,38 5 0, 42 0,46 0,48 0,10 0, 92 0,91 0,89 0,88 0,86 0 ,20 0,89 0,86 0,81 0, 82 0,80 0 ,30 0,87 0,84 0,80 0,78 0,76 H/P 0,50 0,84 0,80 0,76 0,74 0,71 0,40 0,86 0, 82 0, 73 0,76 0,74 0,75 0,86 0,79 0,75 0,71 0,68 3 Q = n m b 2g H 0 2 , (14-10) hn H0 nc n 2, 00 1,05 0,90 0, 72 0,79 0,78 ol n - hệ số ngập, phụ thuộc vo với: 1,50 0,96 0, 83 0,75 0, 73 0,67 d v Khi thoả mãn... chảy ngập, công thức tính lu lợng có dạng: Q = g n b h 2g(H 0 h ) , trong đó: (14- 13) h - chiều sâu dòng chảy trên ngỡng trn; h = hn - Zhp (14-14) Zhp - l độ cao hồi phục khi dòng chảy ra khỏi cống; 5 www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam n - hệ số lu tốc chảy ngập, có thể tham khảo bảng 14 -3 Bảng 13- 4 Hệ số n theo m m n 0 ,30 0 ,31 0,78* 0 ,33 0 ,34 0 ,35 0 ,36 0 ,37 0 ,38 0,81 0,76 0, 32 0,84 0,87... nc Lấy 1 = 2 = 1 , dùng thông số động năng dn1 = 2 b2 b 1 w v bh 1 1h đợc: dn1 + = dn1 1 1 + 2 2 b 2 h 2 2 h1 2 v1 v v1 b1 h1= v2 b2 h2, ta gh1 (14 - 21 ) Từ (14 - 21 ) tính đợc chiều sâu nớc nhảy Chiều di bể tiêu năng với nớc nhảy ba chiều có thể xác định nh sau: Khi: 3 < đn1< 6 thì ln = (1ữ0,6đn1) h2 Khi: 6 < đn1< 17 thì ln = (4,6) h2 w w Cuối bể tiêu năng thờng lm ngỡng (hình 14-11)... vọt qua bể, tạo ra nớc nhảy không ổn định, vì vậy hiệu quả của bể tiêu năng kém v quá trình tiêu năng phần lớn diễn ra sau bể + Cống đặt trên nền mềm yếu v phức tạp II Thiết kế bể tờng tiêu năng 7 www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam (14 -20 ) d v 2 1q1b1.v1 b1.h1 2 q 2 b 2 v 2 b 2 h 2 2 + = + , g 2 g 2 n Xây bể hoặc tờng hay bể tờng kết hợp nhằm tạo ra nớc nhảy ngập ngay sau cống Bằng... giảm nhẹ lu tốc đáy, lm cho sự phân bố lu tốc phù hợp với dạng phân bố bình thờng ở hạ lu d) 1: 2 ~ 1 Hình 14- 12 Răng tiêu năng Kích thớc răng tiêu năng có thể tham khảo các số liệu sau: 1 1 ữ H; 12 8 (14 -22 ) b = (2 2, 75)a; B = b - ; (14 - 23 ) w a= = (0.1 ữ 0 ,35 )a ; l = (1,10 ữ 1,50 )a ; (14 -24 ) w (14 -25 ) trong đó: H- chênh lệch mực nớc lớn nhất giữa thợng v hạ lu; các ký hiệu khác xem hình vẽ... Phản lực nền q3 ( theo công thức 14 -31 ) q2 q1 w v + áp suất đẩy ngợc của nớc: + Trọng lợng tấm đáy: + Trọng lợng nớc trong cống: q0 b) Tìm lực cắt không cân bằng Q (với qui định một chiều nào đó là dơng) Q+ P'i +2l q i = 0, (14- 32 ) w với: 2l l chiều di cả nhịp; qi = q0+ q1+ q2+ q3 c) Phân bố lực cắt không cân bằng: + Vẽ biểu đồ Sc, rồi xác định diện tích biểu đồ Sc tơng ứng với bản đáy l A2 với các... trình by trong giáo trình thuỷ lực học Trờng hợp bể tiêu năng mở rộng dần, cần tính theo nớc nhảy ba chiều, E.A.Zamarin đã lập phơng trình: ol trong đó: h1, b1, v1, q1 : chiều sâu, chiều rộng, lu tốc v lu lợng đơn vị tại mặt cắt đầu nớc nhảy; h2, b2, v2, q2 : chiều sâu, chiều rộng, lu tốc v lu lợng đơn vị tại mặt cắt sau nớc nhảy; 1 , 2 : hệ số sửa chữa động lợng tại hai mặt cắt trên nc Lấy 1 = 2. .. trụ l A1 (hình 14 -20 ) w Vì .bc = QSc m Q, J = const với mỗi mặt cắt, nên biểu đồ .bc đồng dạng với biểu J đồ Sc A1 A2 15 www.vncold.vn Hi p ln v Phỏt trin ngun nc Vit Nam Hình 14 -20 : Sơ đồ phân bố lực cắt + Lực cắt cho các mố l: Q1= V phân cho mố thứ i l: với: ,, Pi = Q.A1 A1 + A 2 (14 -33 ) Q i Fi , Fi (14 -34 ) Fi l diện tích cắt ngang của mố i tại băng tính toán Q.A 2 A1 + A 2 (14 - 35 ) d v + Lực cắt... Lực cắt phân cho bản đáy l: Q2 = n Fi l tổng diện tích mặt cắt ngang của các mố tại băng tính toán (14 - 36 ) (14 - 37 ) (14 - 38 ) w v nc ol v phân đều ra l: q4 = Q2/2l d) Sơ đồ cuối cùng: - Lực phân bố: q = q0 + q1 + q2 + q4; - Lực tập trung tại mố i l Pi = P'i + P''i; - Hoạt tải q5; - Trọng lợng đất đắp hai bên bờ: S; - Mômen do lực ngang gây ra (hình 14 -21 ) w Hình 14 - 21 : Sơ đồ phân tích lực tác . -3, 0 1,0 15 2, 0 4 Đa Lộc Cửu Long 10 22 -3 ,2 1 ,3 71 2, 2 5 Cái Xe Hậu Giang 7 15 -3, 0 0,5 35 2, 1 6 Cái Oanh Hậu Giang 14 26 -3, 0 0,5 35 1,8 7 Gò Công Tiền Giang 16 32 -3, 7 1,8 80 2, 0 8 Xuân. 0 ,30 0, 625 0,550 0,650 0,10 0,615 0 ,35 0, 628 0,609 0,660 0,15 0,618 0,10 0,6 32 0,65 0,6 72 0 ,20 0, 620 0,45 0, 638 0,70 0,690 0 ,25 0, 622 0,50 0,645 0,75 0,705 C c C 2g V 2 h C 2g 2 V C z h www.vncold.vn www.vncold.vn. 22 . Cầu thang mái kênh HL 23 . Bảo vệ mái hạ lu 24 . Hố xói dự phòng 25 . Kênh hạ lu Ghi chú: Kích thớc cm 1 3 4 Phía đồng 2 +1.80 + 9.60 16 15 10 9 -3. 50 -3. 50 13 14 5 14 - 14.50 12 +5 .20 + 3 .20 6 9 8 11 7 -