nghiên cứu ứng dụng thiết bị tiêu năng phụ cho công trình có hình thức tiêu năng đáy, ứng dụng cho tràn xả lũ hồi xuân

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN UTRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI NGUYỄN NHƯ VIÊN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG THIẾT BỊ TIÊU NĂNG PHỤ CHO CÔNG TRÌNH CÓ HÌNH THỨC TIÊU NĂNG ĐÁY, ỨNG DỤNG CHO TRÀN XẢ LŨ HỒI XUÂN LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội – 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN UTRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI NGUYỄN NHƯ VIÊN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG THIẾT BỊ TIÊU NĂNG PHỤ CHO CÔNG TRÌNH CÓ HÌNH THỨC TIÊU NĂNG ĐÁY, ỨNG DỤNG CHO TRÀN XẢ LŨ HỒI XUÂN Chuyên ngành : Xây dựng Công trình thủy Mã số : 60 - 58 - 40 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Lê Văn Nghị Hà Nội - 2013 LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ và tên: Nguyễn Như Viên Giới tính : Nam Ngày, tháng, năm sinh: 02/05/1977 Nơi sinh : Hà Nam Quê quán: Nhật Tân - Kim Bảng - Hà Nam Dân tộc : Kinh Chức vụ, đơn vị công tác trước khi đi học tập, nghiên cứu: Kỹ sư thi công - Công ty cổ phần Licogi 16.6 Chỗ ở hiện nay hoặc địa chỉ liên lạc: 75/98, Nguyễn Trãi – Vị Hoàng – TP Nam Định Điện thoại cơ quan: 043.8526276 Fax: 043.5639047 Email: Luulynd@gmail.com Di động: 0979 786 477 II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Trung học phổ thông Thời gian từ: 09/1993 đến 06/1996 Nơi học (trường, thành phố): Trường THPT Duy Tiên B – Hà Nam Ngành học: 2. Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian từ: 09/1998 đến 06/2003 Nơi học (trường, thành phố): Đại học Thủy Lợi -Hà Nội Ngành học: Máy xây dựng Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: Thiết kế cửa van phẳng dưới sâu Ngày và nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: 06/2003, tại Đại học Thủy lợi - Hà Nội Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Đăng Cường 3. Thạc sĩ: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian từ: 04/2011 đến 12/2014 Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại học Thủy lợi - Hà Nội Ngành học: Xây dựng công trình thủy Tên luận văn: Nghiên cứu ứng dụng thiết bị tiêu năng phụ cho công trình có hình thức tiêu năng đáy, ứng dụng cho tràn xả lũ Hồi Xuân. Ngày và nơi bảo vệ: 03/2013 tại, Đại học Thủy lợi - Hà Nội Người hướng dẫn: PGS.TS Lê Văn Nghị 4. Trình độ ngoại ngữ (biết ngoại ngữ gì, mức độ): Tiếng anh Chuẩn B1 Chân Âu 5. Học vị, học hàm, chức vụ kỹ thuật được chính thức cấp; số bằng, ngày cấp và nơi cấp: Không III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 07/2003-nay Công ty cổ phần Licogi 16.6 Kỹ sư thi công VI. KHEN THƯỞNG VÀ KỶ LUẬT TRONG QUÁ TRÌNH HỌC CAO HỌC: Không V. CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ: Không XÁC NHẬN CỦA CƠ QUAN CỬ ĐI HỌC Ngày 28 tháng 02 năm 2013 (Ký tên, đóng dấu) Người khai ký tên Nguyễn Như Viên DANH MỤC BẢN VẼ Bảng vẽ số 01: Mặt bằng bố trí các điểm đo lưu tốc và đường mặt nước phương án 1…………………………………………………………………………………….54 Bảng vẽ số 02: Cắt dọc đường mặt nước khi xả qua tràn xả lũ phương án 1 ứng với Q = 12368 (m P 3 P/s) và Q = 12368 (mP 3 P/s) …………………………………….…… 54 Bảng vẽ số 03: Cắt dọc đường mặt nước khi xả qua tràn xả lũ phương án 1 ứng với Q = 7592 (m P 3 P/s) và Q = 5983 (mP 3 P/s) ……………………………………….…… 54 Bảng vẽ số 04: Cắt dọc đường mặt nước khi xả qua tràn xả lũ phương án 1 ứng với Q = 3816 (m P 3 P/s) …………………………………………………………….…… 54 Bảng vẽ số 05: Cắt dọc lưu tốc khi xả qua tràn xả lũ phương án 1 ứng với Q = 12368 (m P 3 P/s) và Q = 12368 (mP 3 P/s) ………… …………………………….…… 59 Bảng vẽ số 06: Cắt dọc lưu tốc khi xả qua tràn xả lũ phương án 1 ứng với Q = 7592 (m P 3 P/s) và Q = 5983 (mP 3 P/s) ………………………………………………….…… 59 Bảng vẽ số 07: Cắt dọc lưu tốc khi xả qua tràn xả lũ phương án 1 ứng với Q = 3816 (m P 3 P/s) ……………………………………………………………………….…… 59 Bảng vẽ số 08: Mặt bằng bố trí các điểm đo lưu tốc và đường mặt nước phương án 2…………………………………………………………………………………….65 Bảng vẽ số 09: Cắt dọc đường mặt nước khi xả qua tràn xả lũ phương án 2 ứng với Q = 12368 (m P 3 P/s) và Q = 12368 (mP 3 P/s) …………………………………….…… 65 Bảng vẽ số 10: Cắt dọc đường mặt nước khi xả qua tràn xả lũ phương án 2 ứng với Q = 7592 (m P 3 P/s) và Q = 5983 (mP 3 P/s) ……………………………………….…… 65 Bảng vẽ số 11: Cắt dọc đường mặt nước khi xả qua tràn xả lũ phương án 2 ứng với Q = 3816 (m P 3 P/s) …………………………………………………………….…… 65 Bảng vẽ số 12: Cắt dọc lưu tốc khi xả qua tràn xả lũ phương án 2 ứng với Q = 12368 (m P 3 P/s) và Q = 12368 (mP 3 P/s) ………… …………………………….…… 70 Bảng vẽ số 13: Cắt dọc lưu tốc khi xả qua tràn xả lũ phương án 2 ứng với Q = 7592 (m P 3 P/s) và Q = 5983 (mP 3 P/s) ………………………………………………….…… 70 Bảng vẽ số 14: Cắt dọc lưu tốc khi xả qua tràn xả lũ phương án 2 ứng với Q = 3816 (m P 3 P/s) ……………………………………………………………………….…… 70 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Lớp CH13C1 - Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ MỤC LỤC 28TMỞ ĐẦU……………………………………………………….……………………28T1 28TI. Tính cấp thiết của đề tài.28T 1 28TII. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu.28T 2 28TIII. Nội dung nghiên cứu.28T 3 28TIV. Phạm vi nghiên cứu.28T 3 28TV. Phương pháp nghiên cứu.28T 3 28TVI. Kết cấu của luận văn:28T 4 28TUCHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NỐI TIẾP TIÊU NĂNG DÒNG CHẢY SAU CÔNG TRÌNH THÁO NƯỚC…………………………………………………… U28T5 28T1.1. Đặc điểm chế độ thủy lực nối tiếp thượng hạ lưu công trình thóa nước.28T 5 28T1.1.1. Khái quát chung:28T 5 28T1.1.2. Một số kết quả nghiên cứu ở nước ngoài:28T 6 28T1.1.3. Mội số kết quả nghiên cứu ở Việt Nam:28T 8 28T1.2. Một số vấn đề về công trình tháo nước và tiêu năng hạ lưu.28T 9 28T1.2.1. Tình hình xây dựng đập tại Việt Nam:28T 9 28T1.2.2. Các loại đập tràn:28T 11 28T1.2.3. Đặc điểm dòng chảy ở hạ lưu đập tràn:28T 12 28T1.2.4. Tiêu năng hạ lưu đập tràn:28T 13 28T1.2.4.1. Tiêu năng bằng dòng đáy:28T 14 28T1.2.4.2. Tiêu năng bằng dòng mặt:28T 15 28T1.2.4.3. Tiêu năng bằng dòng phóng xa (tiêu năng phóng xa):28T 16 28T1.3. Các phương pháp tính toán tiêu năng cho công trình tháo nước.28T 17 28T1.3.1. Phương pháp lý luận:28T 17 28T1.3.2. Phương pháp thực hiện mô hình:28T 18 28T1.3.3. Phương pháp nghiên cứu trên nguyên hình:28T 19 28T1.4. Một số giải pháp tiêu năng đáy ở hạ lưu công trình tháo nước.28T 19 28T1.4.1. Xác định lưu lượng tính toán tiêu năng:28T 19 28T1.4.2. Xác định hình thức nối tiếp chảy đáy:28T 20 28T1.4.3. Các biện pháp tiêu năng trong chế độ chảy đáy:28T 22 28T1.4.3.1. Tính bể tiêu năng:28T 22 28T1.4.3.2. Tính tường tiêu năng:28T 23 28T1.4.3.3. Tính bể tường kết hợp:28T 23 28T1.4.3.4. Tính chiều dài bể tiêu năng:28T 25 28T1.4.3.5. Tính sân sau:28T 26 28T1.4.3.6. Các thiết bị tiêu năng phụ:28T 27 28T1.5. Các đánh giá nhận xét chung.28T 27 28TCHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH LÝ THUYẾT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU28T ………….….29 28T2.1. Đặc điểm thủy lực của dòng chảy đáy sau đập tràn.28T 29 28T2.1.1. Đặc điểm của dòng chảy đáy:28T 29 28T2.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của tiêu năng dòng đáy ở hạ lưu đập tràn:28T 30 28T2.2. Ý nghĩa của việc áp dụng ngưỡng tiêu năng trên sân sau để giảm năng lượng dòng chảy ở hạ lưu công trình. 28T 31 28T2.3. Mô hình vật lý và lý thuyết tương tự.28T 35 28T2.4. Lý thuyết tương tự để thiết lập mô hình nghiên cứu.28T 36 28T2.4.1. Tương tự hình học:28T 36 28T2.4.2. Tương tự động học:28T 36 28T2.4.3. Tương tự động lực học:28T 37 28T2.5. Thiết lập sêry thí nghiệm.28T 38 28T2.5.1. Mục đích của việc thiết lập sêry thí nghiệm:28T 38 28T2.5.2. Thiết lập phương trình nghiên cứu thí nghiệm.28T 38 28TCHƯƠNG 3. MÔ HÌNH HOÁ CÔNG TRÌNH THUỶ ĐIỆN HỒI XUÂN VÀ THIẾT BỊ ĐO ĐẠC THÍ NGHIỆM28T……………………………………………….43 28T3.1. Sơ lược về quy mô công trình thủy điện Hồi Xuân.28T 43 28T3.1.1. Quy mô công trình:28T 43 28T3.1.2. Các thông số và chỉ tiêu chính của công trình trong TKKT:28T 44 28T3.2. Công tác mô hình hóa thí nghiệm.28T 46 28T3.2.1. Chọn loại mô hình:28T 46 28T3.2.2. Chọn tỷ lệ mô hình:28T 46 28T3.2.3. Kiểm tra điều kiện làm việc tự động của mô hình :28T 47 28T3.2.4. Tỷ lệ các đại lượng tương ứng giữa mô hình và nguyên hình:28T 47 28T3.2.5. Phạm vi bố trí mô hình:28T 48 28T3.2.6. Vật liệu làm mô hình:28T 49 28T3.3. Các thiết bị đo đạc và thu thập số liệu.28T 49 28TCHƯƠNG 4. NGHIÊN CỨU THÍ NGHIỆM LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TIÊU NĂNG PHỤ CHO TRÀN XẢ LŨ HỒI XUÂN28T………………………………… 51 28T4.1. Các phương án nghiên cứu thí nghiệm trên mô hình.28T 51 28T4.2. Các phương án cấp lưu lượng thí nghiệm trên mô hình.28T 53 28T4.3. Thí nghiệm phương án 1.28T 54 28T4.3.1. Thí nghiệm xác định đường mặt nước phương án 1:28T 54 28T4.3.2. Thí nghiệm chế độ thủy lực ở hạ lưu tràn phương án 1:28T 58 28T4.3.3. Thí nghiệm xác định lưu tốc trung bình dòng chảy phương án 1:28T 59 28T4.3.4. Thí nghiệm xác định mạch động lưu tốc phương án 1:28T 62 28T4.3.5. Tính toán hiệu quả tiêu năng qua công trình phương án 1:28T 63 28T4.3.6. Đánh giá xói lở hạ lưu phương án 1:28T 64 28T4.4. Thí nghiệm phương án 2.28T 65 28T4.4.1. Thí nghiệm xác định đường mặt nước phương án 2:28T 65 28T4.4.2. Thí nghiệm chế độ thủy lực ở hạ lưu tràn phương án 2:28T 67 28T4.4.3. Thí nghiệm xác định lưu tốc trung bình dòng chảy phương án 2:28T 70 28T4.4.4. Tính toán hiệu quả tiêu năng qua công trình phương án 2:28T 74 28T4.4.5. Áp suất dòng chảy - đánh giá xâm thực mố tiêu năng phương án 2:28T 76 28T4.4.6. Đánh giá xói lở hạ lưu phương án 2:28T 77 28T4.5. So sánh hiệu quả tiêu năng của hai phương án thí nghiệm.28T 78 28TKẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ28T…………………………………………………… 80 28T1. Đánh giá kết quả nghiên cứu.28T 80 28T2. Tồn tại và hạn chế.28T 80 28T3. Kiến nghị.28T 81 28T4. Những vấn đề nghiên cứu tiếp.28T 81 28TTÀI LIỆU THAM KHẢO28T…………………………………………………….……83 [...]... tài: Nghiên cứu ứng dụng thiết bị tiêu năng phụ cho công trình có hình thức tiêu năng đáy, ứng dụng cho tràn xả lũ Hồi Xuân nhằm tìm ra được thiết bị tiêu năng hợp lý cho một công trình cụ thể là công trình thủy điện Hồi Xuân nằm trên dòng sông Mã thuộc địa phận huyện Quang Hóa tỉnh Thanh Hóa, cách thành phố Thanh Hóa khoảng 140 km về hướng Tây Bắc Từ kết quả nghiên cứu công trình cụ thể này có thể... toán tiêu năng sau chảy đáy ở hạ lưu các đập tràn; Nghiên cứu trên mô hình thủy lực công trình cụ thể là tràn xả lũ Hồi Xuân để tìm ra ảnh hưởng của thiết bị tiêu năng tới dòng chảy ở hạ lưu Thông qua thí nghiệm chọn được thiết bị tiêu năng phụ hợp lý cho công trình nhằm tăng cường khả năng tiêu hao năng lượng dư của dòng chảy qua tràn IV Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu cho công trình cụ thể là tràn xả lũ. .. cấp thiết của đề tài, mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu, nội dung nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu Chương 1: Tổng quan về nối tiếp tiêu năng dòng chảy sau công trình tháo nước Chương 2: Phân tích lý thuyết vấn đề nghiên cứu Chương 3: Mô hình hóa công trình thủy điện Hồi Xuân và thiết bị đo đạc TN Chương 4: Nghiên cứu thí nghiệm lựa chọn giải pháp tiêu năng phụ cho tràn xả lũ Hồi Xuân. .. xả lũ Hồi Xuân mà ở đây ta chủ yếu là đi sâu vào hai nội dung sau: Nghiên cứu ứng dụng thiết bị ở bể tiêu năng để tăng cường khả năng tiêu hao năng lượng của nước nhảy làm, giảm vận tốc đáy và sóng ở hạ lưu công trình nhằm giảm xói lở ở hạ lưu công trình Thông qua nghiên cứu trên mô hình đưa ra được thiết bị tiêu năng hợp lý cho công trình V Phương pháp nghiên cứu Để thực hiện nhiệm vụ nghiên cứu, luận... chung cho những công trình có điều kiện và hình thức tương tự II Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu Mục tiêu: Tìm hiểu và nắm bắt được các đặc điểm cơ bản của nối tiếp và tiêu năng sau đập tràn Đánh giá được sự ảnh hưởng của thiết bị tiêu năng tới dòng chảy ở hạ lưu thông qua công trình cụ thể là tràn xả lũ Hồi Xuân để lựa chọn được thiết bị tiêu năng hợp lý Bước đầu khái quát những kết quả nghiên cứu nhằm... thức tiêu năng đó có liên quan lẫn nhau Khi mực nước hạ lưu thay đổi, các hình thức đó có thể chuyển hóa lẫn nhau 14 a Tiêu năng bằng dòng đáy c Tiêu năng bằng dòng mặt không ngập b Tiêu năng bằng dòng đáy d Tiêu năng bằng dòng mặt ngập e Tiêu năng bằng dòng phun xa Hình 1.2: Các hình thức tiêu năng ở hạ lưu công trình 1.2.4.1 Tiêu năng bằng dòng đáy: Đặc điểm của hình thức tiêu năng bằng dòng đáy (tiêu. .. 2.3: Hình thức các thiết bị tiêu năng 31 U T 8 2 T 8 2 U Hình 2.4: Sơ đồ tình hình dòng chảy khi có ngưỡng tiêu năng trên sân sau .33 U T 8 2 T 8 2 U Hình 4.1: Cắt dọc tràn xả lũ Hồi Xuân phương án thí nghiệm 1 51 U T 8 2 T 8 2 U Hình 4.2: Cắt dọc tràn xả lũ Hồi Xuân phương án thí nghiệm 2 52 U T 8 2 T 8 2 U Hình 4.3: Kích thước, hình dạng mố tiêu năng 52 U T 8 2 T 8 2 U Hình 4.4:... xảy ra phá hoại các thiết bị tiêu năng phụ và hiện tượng các vật trôi nổi va đập vào các thiết bị này Do vậy để bố trí thiết bị tiêu năng phụ được hiệu quả thường được kiểm nghiệm qua thí nghiệm mô hình 1.3 Các phương pháp tính toán tiêu năng cho công trình tháo nước Thiết kế tiêu năng phòng xói là một vấn đề khó, chưa có lời giải chính xác hoàn toàn Hiện nay nghiên cứu tiêu năng đã có nhiều phương pháp,... chung để có thể áp dụng cho những công trình có hình thức và điều kiện tương tự 3 Nhiệm vụ: Lựa chọn phương án nghiên cứu thực nghiệm Thí nghiệm theo các phương án lựa chọn Tổng hợp, phân tích các giải pháp đã được thí nghiệm, đưa ra được hình thức thiết bị tiêu năng hợp lý cho công trình, góp phần giảm nhẹ kết cấu bộ phận tiêu năng và phòng chống xói lở ở hạ lưu III Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu tổng... công trình lại có đặc điểm làm việc, điều kiện địa hình, dòng chảy riêng nên phải có biện pháp thích hợp tương ứng Tóm lại, nghiên cứu chế độ nối tiếp và tiêu năng hạ lưu công trình tháo nước là vấn đề rất quan trọng, việc nghiên cứu giải quyết tiêu năng cho dòng chảy qua công trình là rất cần thiết và có ý nghĩa về mặt khoa học cũng như thực tiễn trong công tác thiết kế, xây dựng công trình Với các . dụng thiết bị tiêu năng phụ cho công trình có hình thức tiêu năng đáy, ứng dụng cho tràn xả lũ Hồi Xuân nhằm tìm ra được thiết bị tiêu năng hợp lý cho một công trình cụ thể là công trình. Nội Ngành học: Xây dựng công trình thủy Tên luận văn: Nghiên cứu ứng dụng thiết bị tiêu năng phụ cho công trình có hình thức tiêu năng đáy, ứng dụng cho tràn xả lũ Hồi Xuân. Ngày và nơi bảo. NHƯ VIÊN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG THIẾT BỊ TIÊU NĂNG PHỤ CHO CÔNG TRÌNH CÓ HÌNH THỨC TIÊU NĂNG ĐÁY, ỨNG DỤNG CHO TRÀN XẢ LŨ HỒI XUÂN Chuyên ngành : Xây dựng Công trình thủy Mã số