THỦY VĂN CẦU CỐNG - CHƯƠNG 3 docx

THỦY VĂN CẦU CỐNG - CHƯƠNG 3 16 April 2011 Xác định khẩu độ cầu nhỏ và cống 1 CHƯƠNG CHƯƠNG 3: X 3: X Á Á C Đ C Đ Ị Ị NH KH NH KH Ẩ Ẩ U U Đ Đ Ộ Ộ C C Ầ Ầ U NH U NH Ỏ Ỏ V V À À C C Ố Ố NG. NG. 1. Nhắc lại một số kiến thức về thủy lực đại cương. 2. Tính toán thủy lực xác đỊnh khẩu độ cống 3. Xác định khẩu độ của cống có xét đến hiện tượng tích nước trước công trình. 4. Tính toán xác định khẩu độ cầu nhỏ. 5. Tính xói và gia cố lòng suối hạ lưu cống, cầu nhỏ 16 April 2011 Xác định khẩu độ cầu nhỏ và cống 2 B B à à i 3.1: NH i 3.1: NH Ắ Ắ C L C L Ạ Ạ I M I M Ộ Ộ T S T S Ố Ố KI KI Ế Ế N TH N TH Ứ Ứ C C V V Ề Ề TH TH Ủ Ủ Y L Y L Ự Ự C Đ C Đ Ạ Ạ I CƯƠNG I CƯƠNG . . 1. Một số khái niệm cơ bản. • Diện tích ướt ω: là diện tích của phần chất lỏng theo mặt cắt vuông góc với hướng dòng chảy. – Cống hình chữ nhật có chiều rộng đáy là b, chiều cao mực nước cống là h c ω = bh c – Cống hình tròn: Với ( ) αα π ω sin 8 4 22 −−= dd       −= 1 2 cos.2 d h ar c α 16 April 2011 Xác định khẩu độ cầu nhỏ và cống 3 • Mương hở hình tam giác có mái dốc taluy hai bên là 1:m, chiều cao mực nước h. ω = mh 2 • Mương hở hình thang có bề rộng đáy B, mái dốc taluy hai bên là 1:m, chiều cao mực nuớc h. ω = (B + mh)h d h c α d/2 h 1 : m 1 : m h 1 : m 1 : m B 16 April 2011 Xác định khẩu độ cầu nhỏ và cống 4 • Chu vi ướt χ: là tổng chiều dài của phần tiếp xúc giữa chất lỏng và thành chứa – Cống hình chữ nhật: χ = b + 2h c – Cống hình tròn: – Mương hở hình tam giác: – Mương hở hình thang:       −= 2 . α πχ d 2 12 mh += χ 2 12 mhB ++= χ 16 April 2011 Xác định khẩu độ cầu nhỏ và cống 5 • Bán kính thủy lực R • Các loại độ dốc: – Độ dốc thủy lực: – Độ dốc mặt thoáng: – Độ dốc đáy đường ống: – Với chuyển động ổn định đều thì J tl = J p = i 0 . Chuyển động ổn định không đều thì J tl ≠ J p ≠ i 0 . 21 12 − − =−= l EE dl dE J tl 21 12 − − =−= l HH dl dH J p 21 12 0 − − == l ZZ dl dZ i χ ω =R 16 April 2011 Xác định khẩu độ cầu nhỏ và cống 6 2. Các công thức dùng cho dòng chảy ổn định không đồng đều trong kênh hở. a. Phương trình Bernoulli. w h g v hz g v hz +++=++ 22 2 2 22 2 1 11 ϕϕ w hEE + = 21 w hzz + ∋ + = ∋ + 2211 16 April 2011 Xác định khẩu độ cầu nhỏ và cống 7 b. Độ sâu phân giới h k • Là độ sâu làm cho năng lượng đơn vị của mặt cắt ∋ nhỏ nhất ứng với một lưu lượng Q đã cho và tại một mặt cắt ω xác định • Cách xác định h k : h h k Cách 1: PP đồ thị Vẽ biểu đồ ∋ = f(h). Dựa vào đồ thị tìm được giá trị h sao cho ∋ min Biểu đồ quan hệ ∋ = f(h) ∋∋ min 16 April 2011 Xác định khẩu độ cầu nhỏ và cống 8 Cách 2: Phương pháp giải tích – Đối với tiết diện chữ nhật có cạnh đáy là B – Đối với tiết diện tam giác có mái dốc m 3 2 2 . . Bg Q h k ϕ = 5 2 2 . .2 mg Q h k ϕ = 16 April 2011 Xác định khẩu độ cầu nhỏ và cống 9 – Mặt cắt hình thang có đáy B và mái dốc m • h kn : độ sâu phân giới của mặt cắt chữ nhật đáy bằng B – Mặt cắt hình tròn có đường kính là d h k = s k .d • s k được tra theo bảng 3.1 tùy thuộc vào trị số       +−= 2 105,0 3 1 n n knk hh σ σ 5 2 . . dg Q k ϕ ξ = [...]... 1 W (m3) (m3) (m3/s) Qc (m3/s): Lu l ng l n nh t thoỏt qua cụng trỡnh Q (m3/s): Lu l ng l n nh t t lu v c ch y v Wa (m3): Th tớch n c tớch l i tr c cụng trỡnh W (m3): T ng th tớch dũng ch y 16 April 2011 Xỏc nh kh u c u nh v c ng 30 b Cụng th c A.A Kurganovớch, O.V.Andreev - Khi Q/QC 3 Wa Qc = Q 1 (m3/s) 0,7W - Khi Q/QC 3 Wa Q c = 0,62 Q 1 W 16 April 2011 Xỏc (m3/s) nh kh u c... u c ng thi t k phự h p 16 April 2011 Xỏc nh kh u c u nh v c ng 33 Bi 3. 4: TNH TON XC NH KH U C U NH 1.Ch dũng ch y d i c u, s tớnh toỏn Khi h 1 ,3 hk: ch y theo ch t do, chi u sõu n c ch y d i c u l hk Khi h > 1 ,3 hk: ch y ng p, chi u sõu n c ch y d i c u b ng chi u sõu n c ch y lỳc t nhiờn h lu 16 April 2011 Xỏc nh kh u c u nh v c ng 34 2 Tớnh toỏn th y l c c u nh khi cú gia c lũng su i B c 1:... Q 16 April 2011 Xỏc nh kh u c u nh v c ng 28 Phng trỡnh cõn b ng n c t i th i i m b t k: WQ = WQc + Wa (m3) WQ (m3): L ng n c do lu v c cung c p Khi bi t c lu l ng nh l Qp% v phng trỡnh ng quỏ trỡnh l Q=f(t) thỡ ta xỏc nh c WQ WQc (m3): L ng n c thoỏt qua c ng Qc = f(H) nờn WQc=f(H) Wa (m3): L ng n c dõng tr c cụng trỡnh do c ng cha thoỏt k p, Wa = f(H) 16 April 2011 Xỏc nh kh u c u nh v c ng... = c 2 g (H hc ) (m3/s) V n t c n c ch y trong c ng: Vc = Q c (m/s) Chi u cao n c dõng tr c c ng: Vc2 H = hc + 2 g 2 16 April 2011 Xỏc (m) nh kh u c u nh v c ng 21 Cỏc tr ng h p c th : i.C ng b n v c ng hỡnh ch nh t Chi u r ng ỏy c ng l B (m) L y = 0,95; hc = 0,9 hk; Vk = 0,9 Vc Q = 1,555 BH 3 / 2 H = 0 ,127 V c2 (m) h c = 0 ,551 H (m) Q2 h k = 0 , 459 3 2 B 16 April 2011 (m3/s) (m) Xỏc nh kh... nh kh u c u nh v c ng 31 c Th tớch n c dõng tr c cụng trỡnh Wa Cụng th c c a I.G.Kutsmirụm: H Wa = A cos is (m3) (m2): Ti t di n dũng ch y tr c cụng trỡnh is (): d c su i trong ph m vi b ng p do n c dõng ( ): Gúc t o b i gi a tim ng v tr c vuụng gúc v i su i A: H s ph thu c vo xỏc nh theo b ng 3. 2 B (m): Chi u r ng su i khi ng p 16 April 2011 Xỏc nh kh u c u nh v c ng 32 2 Trỡnh t xỏc nh kh... ,551 H (m) Q2 h k = 0 , 459 3 2 B 16 April 2011 (m3/s) (m) Xỏc nh kh u c u nh v c ng 22 ii C ng vũm L y = 0,85; hc = 0,9 hk; Vk = 0,9 Vc Q = 1, 422 BH 3 / 2 3 (m /s) H = 0 ,140 V c2 (m) h c = 0 , 537 H (m) 16 April 2011 Xỏc nh kh u c u nh v c ng 23 iii C ng trũn Xỏc Xỏc c d2 nh chi u sõu phõn gi i hk nh di n tớch t d a theo toỏn v h c = 0 ,9 h k d d quan h gi a d: ng kớnh trong c a c ng Sau khi... ng 24 b Ch ch y bỏn ỏp Thay cỏc thụng s tớnh toỏn nh sau hc = 0,6 hcv = 0.85 c Ch ch y cú ỏp Q = d 2.g (H hd ) (m3/s) d (m2): Ti t di n n c ch y hd (m): Chi u cao ph n c b n c a ng (kh u : H s v n t c khi c ng ch y cú ỏp, 0.95 16 April 2011 Xỏc nh kh u c u nh v c ng ng) 25 3 Trỡnh t tớnh toỏn v cỏc tr ng h p tớnh toỏn th y l c c ng a Trỡnh t tớnh toỏn Xỏc nh lu l ng n c c n thoỏt Ch n lo... Bi toỏn ki m tra Bi t m c n c dõng cho phộp T c n c ch y cho phộp (bi t lo i v t li u gia c th ng v h lu c ng) Yờu c u xỏc 16 April 2011 Xỏc nh kh nng thoỏt n c c a c ng nh kh u c u nh v c ng 27 Bi 3. 3: XC NH KH U C A C NG Cể XẫT N HI N T NG TCH N C TR C CễNG TRèNH 1 Phng trỡnh t ng quỏt L hi n t ng n c t lu v c ch y v b cụng trỡnh, gõy n c dõng tr c cụng trỡnh ng tr c Khi n c l ang lờn v m t th... su t thi t k Qp% B c 2: Xỏc nh t c v v chi u sõu h n c ch y trong su i lỳc t nhiờn B c 3: Ch n phng ỏn x lý lũng su i v lo i m tr c u B c 4: Xỏc nh hk B c 5: Xỏc nh kh u c u (t i thi u) v chi u sõu n c dõng tr c c u B c 6: nh chi u di c u, cao mộp n n ng, cao m t c u 16 April 2011 Xỏc nh kh u c u nh v c ng 35 ... soỏt c b i cỏc cụng trỡnh khỏc h lu T c dũng ch y ra kh i c ng Th ng l n hn t c dũng ch y t nhiờn Gõy xúi ỏy dũng ch y sau c ng, phỏ h y c ng,phỏ ho i n n ng 16 April 2011 Xỏc nh kh u c u nh v c ng 13 Th y l c c ng Cn c vo Qp%, v trớ t c ng, m c n c h lu, s ki m soỏt c t n c tr c c ng s tớnh toỏn c kớch th c c ng v lo i c ng Ch dũng ch y trong c ng h t s c ph c t p, ph i c nghiờn c u k th a món . THỦY VĂN CẦU CỐNG - CHƯƠNG 3 16 April 2011 Xác định khẩu độ cầu nhỏ và cống 1 CHƯƠNG CHƯƠNG 3: X 3: X Á Á C Đ C Đ Ị Ị NH KH NH KH Ẩ Ẩ U U Đ Đ Ộ Ộ C C Ầ Ầ U. ra khỏi cống – Thường lớn hơn tốc độ dòng chảy tự nhiên – Gây xói đáy dòng chảy sau cống, phá hủy cống, phá hoại nền đường… 16 April 2011 Xác định khẩu độ cầu nhỏ và cống 14 • Thủy lực cống –. khẩu độ cầu nhỏ. 5. Tính xói và gia cố lòng suối hạ lưu cống, cầu nhỏ 16 April 2011 Xác định khẩu độ cầu nhỏ và cống 2 B B à à i 3. 1: NH i 3. 1: NH Ắ Ắ C L C L Ạ Ạ I M I M Ộ Ộ T S T S Ố Ố KI KI Ế Ế N