nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tháo của công trình xả lũ thủy điện bắc hà

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI HOÀNG THỊ HƯỜNG CẨM NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG THÁO CỦA CÔNG TRÌNH XẢ LŨ THUỶ ĐIỆN BẮC HÀ LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI HOÀNG THỊ HƯỜNG CẨM NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG THÁO CỦA CÔNG TRÌNH XẢ LŨ THUỶ ĐIỆN BẮC HÀ Chuyên ngành: Xây dựng công trình thuỷ Mã số: 60-58-40 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. Phạm Ngọc Quý TS. Lê Thị Nhật Hà Nội - 2013 LỜI CẢM ƠN Dưới sự giúp đỡ vô cùng quý báu của các thầy trong trường Đại học Thuỷ Lợi, bạn bè, đồng nghiệp, người thân và cùng với sự nỗ lực của bản thân, tác giả mong muốn đóng góp và đem lại những giá trị về khoa học - thực tiễn cho đề tài luận văn thạc sĩ kỹ thuật: “Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tháo của công trình xả lũ Thuỷ điện Bắc Hà”. Để đạt được như vậy, tác giả xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đối với thầy GS.TS. Phạm Ngọc Quý và TS. Lê Thị Nhật, người thầy đã cho tôi những ý tưởng quý giá, những định hướng ban đầu và nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành công việc nghiên cứu khoa học của mình. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo trường Đại học Thủy lợi, Phòng Đào tạo đại học & sau đại học, Khoa Công trình, Bộ môn Thuỷ Công và các thầy tham gia giảng dạy khoá Cao học 18 trường Đại học Thủy lợi đã tạo mọi điều kiện cho tôi hoàn thành tốt khoá học. Xin bày tỏ lòng cảm ơn đến Công ty Cổ Phần Tư vấn Xây dựng Điện 1 nơi tôi đang công tác, Ban chủ nhiệm thiết kế công trình thủy điện Bắc Hà đã giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến người thân, bạn bè và đồng nghiệp đã khích lệ động viên tôi thực hiện đề tài luận văn này./. TÁC GIẢ Hoàng Thị Hường Cẩm Học viên: Hoàng Thị Hường Cẩm Lớp: 18C21 BẢN CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Kết quả nêu trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kì công trình nghiên cứu nào khác. Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm./. TÁC GIẢ Hoàng Thị Hường Cẩm Học viên: Hoàng Thị Hường Cẩm Lớp: 18C21 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Trang 1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KHẢ NĂNG THÁO CỦA ĐẬP TRÀN THỰC DỤNG Trang 3 1.1. Các loại đập tràn và khả năng tháo của từng loại Trang 3 1.1.1. Đập tràn thành mỏng …………………………… ……….…. Trang 4 1.1.2. Đập tràn đỉnh rộng ……………………… …………………….…. Trang 4 1.1.3. Đập tràn có mặt cắt thực dụng ………………… …………….…. Trang 5 1.2. Các nghiên cứu trong và ngoài nước Trang 10 1.2.1. Các nghiên cứu trong nước Trang 10 1.2.2. Các nghiên cứu ngoài nước Trang 19 1.3. Các kết quả nghiên cứu Trang 27 1.4. Kết luận Trang 31 CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG THÁO CỦA ĐẬP TRÀN THỰC DỤNG THUỶ ĐIỆN BẮC HÀ Trang 32 2.1. Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tháo của đập tràn xả lũ nói chung Trang 32 2.1.1. Ảnh hưởng của vị trí bố trí đập Trang 32 2.1.2. Các ảnh hưởng khác Trang 36 2.2. Phân tích hình dạng cửa vào của đập tràn Thuỷ điện Bắc Hà ảnh hưởng đến khả năng tháo lũ Trang 44 2.2.1. Ảnh hưởng của dạng biên cửa vào tràn đến khả năng tháo Trang 44 Học viên: Hoàng Thị Hường Cẩm Lớp: 18C21 2.2.2. Ảnh hưởng hình dạng ngưỡng tràn Bắc Hà đến khả năng tháo Trang 46 2.2.3. Xét đến điểm rơi (điểm đặt rãnh van cung trên mặt đập tràn) Trang 47 2.2.4. Về bề rộng mỗi khoang tràn và cột nước tràn Trang 47 2.2.5. Về kích thức bề dày và hình dạng đầu trụ pin Trang 48 2.2.6. Về loại và hình dạng Cửa Van … Trang 51 2.2.7. Ảnh hưởng của mực nước hạ lưu Trang 51 2.3. Kết luận Trang 52 CHƯƠNG III: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM MÔ HÌNH THUỶ LỰC ……………….…………………………………………… …………… Trang 54 3.1. Giới thiệu công trình Bắc Hà Trang 54 3.1.1. Vị trí địa lý ………… Trang 54 3.1.2. Điều kiện địa hình, địa chất công trình Trang 55 3.1.3. Điều kiện địa lý (Khí tượng thủy văn) Trang 55 3.1.4. Quy mô công trình ……………… Trang 58 3.1.5. Các thông số kỹ thuật chính của công trình Bắc Hà Trang 60 3.2. Lý luận thực nghiệm mô hình thuỷ lực …………………….……… Trang 63 3.2.1. Phương pháp giải quyết các vấn đề thủy động lực học Trang 63 3.2.2. Các loại hình thực nghiệm Trang 63 3.2.3. Mục đích nghiên cứu thực nghiệm mô hình thủy lực Trang 64 3.2.4. Lý thuyết tương tự để thiết lập mô hình thủy lực Trang 66 3.3. Lập phương trình xác định khả năng tháo của tràn Bắc Hà theo định lý hàm Π (phương pháp Buckingham) Trang 70 Học viên: Hoàng Thị Hường Cẩm Lớp: 18C21 3.3.1. Cơ sở lý thuyết của phương pháp BucKingham (Định lý hàm Π) Trang 71 3.3.2. Thiết lập phương trình chung Trang 73 3.4. Thiết kế mô hình và tiến hành thí nghiệm Trang 81 3.4.1. Tỷ lệ mô hình Trang 81 3.4.2. Vật liệu làm mô hình Trang 84 3.4.3. Phạm vi mô hình Trang 85 3.4.4. Quy trình thí nghiệm Trang 85 3.4.5. Thiết bị đo Trang 86 3.4.4. Các trường hợp thí nghiệm Trang 88 3.5. Kết quả thí nghiệm về khả năng tháo của tràn Trang 90 3.5.1. Khả năng xả của đập tràn khi toàn bộ 4 cửa van mở hoàn toàn …. Trang 90 3.5.2. Khả năng xả của đập khi chỉ mở hoàn toàn một số cửa (Z R hồ R=180m) ….…………………………………………… ………………………… Trang 92 3.5.3. Khả năng xả của đập khi cả 4 cửa van đều mở một phần với cùng độ mở (Z R hồ R = 180m) ……….………………………………………………………….Trang 92 3.6. Kết luận … Trang 94 CHƯƠNG IV: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Trang 95 4.1. Đặt vấn đề chung Trang 95 4.2. Đánh giá định tính sai số đối với kết quả đo từ công thức tính và thiết bị đo ………………………………………………………………………… Trang 96 4.3. Đánh giá ảnh hưởng của các thông số qua số liệu thí nghiệm Trang 97 Học viên: Hoàng Thị Hường Cẩm Lớp: 18C21 4.3.1. Trường hợp mở hoàn toàn 5 cửa ………… ……….….………… Trang 97 4.3.2. Trường hợp mở hoàn toàn một số cửa ………… …….………… Trang 99 4.3.3. Trường hợp các cửa van chỉ mở với độ mở a ………….………… Trang 100 4.4. Đánh giá định lượng kết quả thí nghiệm ………… …….………… Trang 101 4.4.1. Đặt vấn đề Trang 101 4.4.2. Phương pháp tổng bình phương nhỏ nhất với mô hình xấp xỉ tuyến tính, ứng dụng tìm các hệ số chưa biết của một đa thức bằng số liệu thực nghiệm Trang 102 4.5. So sánh đánh giá Trang 113 4.5.1. Trường hợp mở hoàn toàn 4 khoang tràn Trang 113 4.5.2. Trường hợp mở cửa van với độ mở a Trang 115 4.6. Kết luận Trang 116 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trang 117 1. Những kết quả đạt được Trang 117 2. Những đóng góp và kiến nghị Trang 119 3. Những tồn tại Trang 120 4. Hướng nghiên cứu tiếp theo Trang 120 Học viên: Hoàng Thị Hường Cẩm Lớp: 18C21 [...]... trên các cơ sở lý luận và các công thức đã được đưa ra áp dụng chung cho các loại đập tràn có mặt cắt thực dụng mà chưa cụ thể cho công trình này Nên việc nghiên cứu thực nghiệm khả năng tháo của công trình xả lũ công trình Thủy điện Bắc Hà là để chính xác hóa khả năng tháo, và lựa chọn phương án tối ưu II Mục đích của Đề tài: - Mục đích nghiên cứu của luận văn là nghiên cứu thực nghiệm khả năng tháo của. .. KHẢ NĂNG THÁO CỦA ĐẬP TRÀN 1.1 Các loại đập tràn và khả năng tháo của từng loại Thiết kế công trình tháo lũ trước hết phải xác định lưu lượng thiết kế tháo qua công trình Dựa vào quy phạm, xác định tần suất thiết kế qua tính toán điều tiết hồ, xác định được lưu lượng thiết kế phải tháo qua công trình tháo lũ Công trình tháo lũ có thể chia làm 2 loại: Công trình tháo lũ dưới sâu và công trình tháo lũ. .. của công trình xả lũ Thuỷ điện Bắc Hà Đánh giá, so sánh với các kết quả tính toán theo công thức lý thuyết Tìm ra yếu tố quyết định ảnh hưởng đến sự thay đổi khả năng tháo khi giữ nguyên chiều rộng B tr R Học viên: Hoàng Thị Hường Cẩm R Lớp: 18C21 -2III Cách tiếp cận, đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu: - Đối tượng nghiên cứu: Tràn xả lũ công trình Thuỷ điện Bắc Hà - Phạm vi nghiên cứu: Các. .. kết quả tính toán của Tư vấn thiết kế và các kết quả đã nghiên cứu trước đó về khả năng xả của tràn Đề xuất và lựa chọn hình thức tràn tối ưu V Nội dung luận văn: Luận văn gồm 133 trang, 37 hình vẽ và 32 bảng biểu Mở đầu Chương 1: Tổng quan về khả năng tháo của đập tràn Chương 2: Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tháo của đập tràn thực dụng thuỷ điện Bác Hà Chương 3: Nghiên cứu thực nghiệm... Thuỷ điện Bắc Hà - Phạm vi nghiên cứu: Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng xả của công trình xả lũ khi giữ nguyên B tr R R - Phương pháp nghiên cứu: Dùng phương pháp thực nghiệm mô hình, lập phương trình chung nhất thể hiện quan hệ giữa các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng xả của tràn Tiến hành thí nghiệm, đo đạc các giá trị trên mô hình, tính toán chuyển đổi thành giá trị thực tế IV Kết quả dự kiến đạt... thép, thường bố trí công trình tháo nước ngay trên thân đập Công trình thuỷ điện Bắc Hà có đập dâng là đập bê tông trọng lực, chiều cao đập lớn nhất là 77,60m Công trình xả lũ gồm 4 khoang xả mặt kích thước 10,00m x 12,00m Việc tính toán nghiên cứu thực nghiệm khả năng tháo của tràn xả lũ là rất cần thiết để đảm bảo được yêu cầu tháo lũ mà vẫn đạt hiệu quả kinh tế cao Khả năng tháo của tràn hiện tại... thí nghiệm mô hình sẽ đưa ra được những hiệu chỉnh cần thiết, đó cũng chính là những nghiên cứu về các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tháo của công trình tháo lũ, như công trình Thủy điện Sơn La, Bản Chát, Huội Quảng, Lai Châu… Học viên: Hoàng Thị Hường Cẩm Lớp: 18C21 - 11 Ở nước ta từ năm 1960 đến năm 1998 các công trình đập tràn thực dụng đều được thiết kế theo dạng mặt cắt Ôphixêrốp như: Đập tràn... đây ta nghiên cứu khả năng tháo của đập tràn thực dụng với công thức tính: Q = σ n ε.m.∑b 2 g H o 3/2 R R R RP 1.2 Các nghiên cứu trong và ngoài nước 1.2.1 Các nghiên cứu trong nước Tính toán khả năng tháo đã được nghiên cứu và tìm ra công thức chung nhất, nó được áp dụng để tính toán thiết kế công trình tháo lũ Với các công trình quan trọng đều được đối chiếu lại với số liệu của thí nghiệm mô hình Khi...-1- MỞ ĐẦU I Tính cấp thiết của Đề tài: Khi xây dựng đầu mối công trình hồ chứa nước, công trình thủy lợi, thủy điện, đập tràn là một hạng mục công trình lớn, có tầm quan trọng đặc biệt ảnh hưởng đến việc kiểm tra, sửa chữa, đảm bảo đến sự làm việc bình thường và sự an toàn cho toàn bộ công trình Trong các công trình đầu mối, có thể làm công trình ngăn nước và tháo nước kết hợp Đối với đập bê... thành một nước công nghiệp Vì lẽ đó nước ta đã đi vào nghiên cứu xây dựng các công trình thủy lợi – thủy điện lớn, đập tràn có cột nước cao như thủy điện Sông Hinh, đập tràn thủy điện Yaly, đập tràn hồ chứa nước Tân Giang, đập tràn thủy điện Hòa Bình; mà chiều cao đập chính từ 60 ÷ 120m; dung tích hồ chứa từ 500 triệu đến hàng tỷ m3 nước vừa kết hợp chống lũ, phát điện và nuôi P P trồng thủy sản phát . CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG THÁO CỦA ĐẬP TRÀN THỰC DỤNG THUỶ ĐIỆN BẮC HÀ Trang 32 2.1. Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tháo của đập tràn xả lũ nói chung. Cách tiếp cận, đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu: - Đối tượng nghiên cứu: Tràn xả lũ công trình Thuỷ điện Bắc Hà. - Phạm vi nghiên cứu: Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng xả của công. HOÀNG THỊ HƯỜNG CẨM NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG THÁO CỦA CÔNG TRÌNH XẢ LŨ THUỶ ĐIỆN BẮC HÀ Chuyên ngành: Xây dựng công trình thuỷ Mã số: 60-58-40