Bài giảng công trình trên hệ thống thủy lợi chương 2 công trình lấy nước

CT LẤY NƯỚC GIỚI THIỆU CHUNG  CÔNG TRÌNH LẤY NƯỚC KHÔNG ĐẬP  CÔNG TRÌNH LẤY NƯỚC CÓ ĐẬP  CHỈNH TRỊ ĐOẠN SÔNG CÓ CÔNG TRÌNH LẤ Y NƯỚC... Theo phương tách dòng từ dòng chính vào C

CHƯƠNG 2 CT LẤY NƯỚC

 GIỚI THIỆU CHUNG

 CÔNG TRÌNH LẤY NƯỚC KHÔNG ĐẬP

 CÔNG TRÌNH LẤY NƯỚC CÓ ĐẬP



CHỈNH TRỊ ĐOẠN SÔNG CÓ CÔNG TRÌNH LẤ

Y NƯỚC

1 Mục đích:

- Lấy nước từ sông, kênh, hồ => phục vụ tưới, phát điện, cấp nước,…

2 Yêu cầu:

- Lấy đủ nước theo biểu đồ đã định (số lượng),

bùn cát có hại, vật nổi),

chung,

- Các yêu cầu chung khác: ổn định, thuận tiện

thi công, quản lý, mỹ quan.

3 Các công trình trong cụm đầu mối lấy nước:

b Theo phương tách dòng từ dòng chính vào CLN:

* Lấy nước bên cạnh: dòng chảy vào CLN hợp với phương dòng chính một góc  90 o

* Lấy nước chính diện: dòng chảy vào CLN hợp với phương dòng chính một góc  0 o

I Khái niệm

• Bố trí: CLN bên bờ sông, không làm đập chắn ngang

sông.

• Điều kiện sử dụng:

- Khi mực nước sông đủ lớn => lấy nước tự chảy.

- Khi lưu lượng trong sông đủ cấp theo yêu cầu.

• Ưu điểm: Kết cấu và bố trí đơn giản, rẻ.

• Nhược:

- Sự làm việc chịu ảnh hưởng nhiều của sông thiên nhiên.

- Quản lý phức tạp, chi phí quản lý lớn.

- Chất lượng lấy nước khó cải thiện.

* Các ví dụ: Cống Xuân Quan, Liên Mạc,…

Hình 2.1 Sơ đồ mặt bằng cống lấy nước Liên Mạc

II Điều kiện làm việc của công trình lấy nước không đập

1 Cửa lấy nước ở đoạn sông cong

Hình 2.2 Hình thái một đoạn sông

1 Đoạn bồi cạn

2 Vực

3 Bãi bồi 2-I-2-I-2: Tuyến lạch

• Hiện tượng: Tại đoạn cong có chảy vòng hướng ngang:

• Sông cong => lưu tốc dọc đổi hướng => lực li tâm

gR

v H

R

mv p

2 2

• Xét cân bằng của 1 cột chất lỏng có F = 1.

Lực thủy tĩnh hướng về bờ lồi:

H H H

H

Ptt    1   

=>

(2) (1)

gR

V H

• Biểu đồ lưu tốc ngang đồng dạng với biểu đồ

hợp lực => trên mặt → bờ lõm

dưới đáy → bờ lồi

• Kết hợp dòng chảy dọc + ngang => chảy xoắn

Hình 2.4 Dòng chảy ở đoạn sông thẳng có cửa lấy nước

3 Cửa lấy nước ở đoạn sông có bờ không ổn định

Hình 2.5 Cửa lấy nước ở bờ không ổn định

1 Vùng bồi lắng 2 Vùng xói lở

+ Đặc điểm: bờ sông diễn biến liên tục

Vị trí CLN bị đẩy lùi về

hạ lưu

 giảm khả năng lấy nước

4 Chọn vị trí đặt CLN

* Đặt ở bờ lõm đoạn cong * Vị trí mép trên CLN

Hình 2.6: Chọn vị trí đặt cửa lấy nước theo N.F Danhêliia

* Độ dài đoạn cong:

180

R

r cos ar

R

* Loại không có cống (1 cửa, nhiều cửa):

- Đơn giản nhất, Không khống chế được Q lấy nước ,

- Bùn cát kéo vào cửa nhiều

- Loại nhiều cửa: có thể luân phiên nạo vét.

* Loại có cống (1 cửa, nhiều cửa): hoàn thiện hơn

* Loại có cống + bể lắng cát: hoàn thiện nhất

Hình 2.7: Sơ đồ các hình thức lấy nước bên cạnh không đập

4 Bể lắng cát kết hợp kênh dẫn 5 Cống luồn

6 Cầu máng hoặc ống dẫn nước





Hình 2.12 Cống lấy nước đặt ở bờ sông có ngưỡng ngăn cát

Hình 2.11 Mặt cắt dọc cống lấy nước

2 Lấy nước chính diện

b: bề rộng cửa lấy nước

* Có thể làm thêm bộ phận xả nước thừa, xả cát bên cạnh => tăng chất lượng lấy nước.

Hình 2.13 Các hình thức lấy nước chính diện không đập

1 Kênh dẫn 2 Tường hoặc đê hướng dòng

3 Đoạn sông dẫn 4 Phần tháo nước 5 Công trình xả cát

6 Cửa cống 7 Đê 8 Ngưỡng ở đáy

I Khái niệm

1 Trường hợp sử dụng:

kiệt) không đủ cao để tự chảy vào CLN.

b Các trường hợp so sánh, lựa chọn:

- Làm đập => rút ngắn chiều dài kênh chính.

- Khi cần lấy nước ở cả 2 bờ.

- Khi lưu lượng cần lấy (mùa kiệt) lớn.

- Khi cần cải thiện chất lượng nước lấy vào kênh.

tràn), cửa lấy nước, cửa xả cát, tường hướng

dòng,…

Hình 2.14: Sơ đồ mặt bằng tổng thể đầu mối công trình lấy nước

Thạch Nham

1 Sông Trà Khúc 2 Đập dâng tràn bêtông trọng lực

3 CLN bờ Nam 4 Cống xả cát bờ Nam 5 CLN bờ Bắc

6 Cống xả cát bờ Bắc 7 Khe lún của đập

II Diễn biến lòng sông sau khi xây dựng đập

1 Thượng lưu:

* Thời gian đầu: h tăng => V giảm => bồi lắng mạnh,

kéo dài về phía trước.

* Khi độ sâu trước đập đạt độ sâu thường ngày (h o ) => ngừng bồi lắng (thời gian  3năm).

2 Hạ lưu:

* Thời gian đầu: bùn cát lắng mạnh ở thượng lưu => nước về hạ lưu trong => xói mạnh (nhất là vùng gần chân đập).

* Khi ở thượng lưu đã ổn định => ở hạ lưu sẽ bồi trở lại, nhưng không về đúng đáy sông ban đầu.

Hình 2.15 Mặt cắt dọc sông vùng đập

a Không có công trình hướng dòng; b Có công trình hướng dòng

1 Đập; 2, 3: Đáy sông và mặt nước sông cũ; 4 Bùn cát lắng đọng

5 Mặt nước dâng; 6 Xói lở ban đầu; 7.,8: Đáy sông và mực nước phía HL ở thời kỳ cuối 9 Đường mặt nước tương ứng với thời

kỳ bị xói ban đầu; 10,11 Công trình hướng dòng ở TL và HL.

3 Ảnh hưởng

* Thượng lưu:

+ Mực nước lũ dâng cao trên 1 đoạn dài => ảnh

hưởng đến các công trình đã có (cửa lấy nước,

III Hình thức bố trí:

1- Lấy nước bên cạnh + xả cát chính diện

(Sơ đồ ngưỡng bậc, ngưỡng bản công xôn)

Hình 2.16: Hình thức lấy nước bên cạnh, bùn cát xả qua lỗ đặt ở thân đập

2 Lấy nước bên cạnh + xả

* Có thể bố trí thêm khoang chứa cát ở trước cống

Hình 2.18: Hình thức lấy nước bên cạnh có túi chứa cát

3 Lấy nước chính diện + xả cát chính diện

* Làm tường hướng dòng tạo thành khoang lắng cát.

Hình 2.19: Hình thức lấy nước chính diện có lỗ xả cát chính diện

1 Đập; 2 Lỗ xả cát; 3 Máng dẫn; 4 Kênh; 5 Ngưỡng vào;

6 Túi lắng cát; 7 Tường cánh 8 Cống lấy nước

* Loại có đoạn đê dẫn cong (Kiểu Phergan)

7 1

a )

3 6

b )

7 8

2

3 1

5 3

c )

2 3

Hình 2.21 Hình thức lấy nước chính diện, bùn cát được xả qua đập tràn

1.Đập 2 Cống lấy nước 3 Kênh 4,5 Ngưỡng cong

6 Cống luồn 7 Đê hướng dòng 8 Bể tiêu năng

7 5

B

13 11 2

5

5

12

4 6

3 1

B - B

10

8 8 9

B

7

Hình 2-23: Công trình lấy nước có lưới chắn đặt ở đỉnh đập

1 Đập tràn; 2 Lưới chắn; 3 Đoạn đập lấy nước; 4 Hào thu bùn cát;

5 Thép bảo vệ; 6 Cống lấy nước ở bờ; 7 Xi phông; 8 Cống xả cát đáy;

9 Cống lấy nước đầu kênh; 10 Kênh lấy nước; 11 Hào lấy nước;

12 Lưới chắn ở mép trụ; 13 Ống tháo bùn cát.

Hình 2-25: Hệ thống lái dòng M.V.Pôtapốp

1 Dòng mặt; 2 Dòng đáy; 3; Lạch sông; 4 Cửa lấy nước; 5 Đập tràn

Hình 2- 26 Kết cấu của hệ thống lái dòng

1 Khung thép; 2 Phao; 3 Dây neo; 4 Mắt nối; 5 lỗ quan sát; 6 ống đổ nước vào phao.

c )

a )

3 2

b )

4 2

5

Hình dạng phao trên mặt bằng

Hệ thống lái dòng hai hàng phao

c Kết cấu của một phao dạng cung 

b Giữ cho chủ lưu đi sát CLN:

+ Đào vát đoạn lồi trước CLN + Làm mỏ hàn nắn lại chủ lưu + Lái dòng xói bãi bồi trước CLN + Xây kè bảo vệ đoạn sông có lợi

c Giữ và nâng cao mực nước trước CLN

+ Xây mỏ hàn, đê hướng dòng ngắn (a)

+ Xây đê, tường hướng dòng dài (b)

Hình 2-28 Biện pháp nâng cao mực nước trước cửa lấy nước

II Với CLN có đập

Giữ cho đoạn sông ổn định ở trạng thái có lợi:

Tạo đoạn sông cong ở thượng và hạ lưu đập

5 0

J

Q A

B 

+ Chiều dài đoạn sông chỉnh trị

- Lấy nước 1 bên: L TL >= (5-6)B L HL >= (4-5)B 1

- Lấy nước 2 bên: L TL >= (6-7)B L HL >= (3-4)B 1

-Lấy nước luân phiên 2 bên:

L TL >= (8-10)B L HL >= (4-5)B 1

b )

a )

1

1 8

c )

1

2

7 53

d) Cửa lấy nước theo trình tự hai phía.

1 Đê hướng dòng; 2 Đập; 3 Cửa lấy nước; 4,5 Kênh lấy nước;

6 Bể lắng cát; 7 Đê ngăn.