Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 169 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
169
Dung lượng
4,59 MB
Nội dung
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 1
Ngành : công trình
PHẦN THỨ NHẤT
TÌNH HÌNH CHUNG KHU VỰC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH
CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN
1.1 Đặc điểm địa hình.
1.1.1 Vị trí địa lý.
Công trình thuỷ lợi Lả Hôm nằm trong bản Lả Hôm thuộc xã Chiềng Cọ thị xã
Sơn La, tỉnh Sơn La. Vị trí xây dựng hồ chứa nằm vào khoảng:
21019’ vĩ độ bắc,
103059’ kinh độ đông.
Hồ chứa nước Lả Hôm nằm ở phía Tây thị xã Sơn La, phía Bắc giáp với vùng
kinh tế mới Phiềng Tam, phía Nam xã Hua La, phía Đông giáp xã Chiềng Cọ, phía
Tây giáp huyện Thuận Châu.
Vùng hưởng lợi của công trình một phần thuộc xã Chiềng Cọ còn phần lớn thuộc
vùng kinh tế mới Phiềng Tam nằm dọc theo tuyến quốc lộ 6 cách thị xã Sơn La 15
km về phía Tây Bắc.
1.1.2 Đặc điểm địa hình địa mạo.
Khu vực xây dựng công trình nằm trong địa phận xã Chiềng Cọ có địa hình
tương đối phức tạp, dọc theo hai bên suối Chiềng Cọ là các dãy núi có độ cao từ
115.0 đến 1270 m, cây cối rậm rạp. Địa hình có nhiều eo vách đá dốc đứng, độ dốc
trung bình từ 150 ÷ 450 hướng dốc từ Tây Nam sang Đông Bắc. Diện tích rừng đầu
nguồn có khá nhiều. Khu tưới là các thung lung xen kẹp có các đồi bát úp thấp có
độ cao từ 600 đến 650 m.
1.2 Địa chất công trình, địa chất thuỷ văn.
Tài liệu địa chất công trình, địa chất thuỷ văn là một trong những yếu tố quan
trọng phục vụ cho thiết kế công trình. Để có được tài liệu này Công ty Công trình
đô thị đã tiến hành điều tra thu thập số liệu, khảo sát thực địa, đo đạc vùng lòng hồ
và vùng lân cận, tại ví trí công trình đầu mối, tuyến đập, tuyến tràn, cống và các bãi
vật liệu.
1.2.1 Địa chất công trình.
Kết quả khảo sát tuyến địa chất công trình như sau:
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 2
+ Bên bờ phải của đập lộ ra trên nền đá gốc là đá vôi có màu xanh xám, kiến
trúc hạt nhỏ, cấu tạo khối, có các phân lớp dày và rắn chắc.
+ Phần lòng suối là tầng bồi tích gồm 3 lớp có chiều dày khác nhau:
- Lớp trên cùng là lớp á sét màu nâu, dẻo mềm chiều dày từ 2-3 m.
- Lớp tiếp theo là lớp á sét màu vàng, dẻo mềm chiều dày từ 1-2 m.
- Lớp dưới cùng là lớp cát hạt mịn chứa lẫn sỏi sạn dày từ 1-2 m.
+ Phía dưới tầng bồi tích là tầng đá vôi có đặc tích giống với đá ở bờ trái đập.
+ Địa chất phía bờ trái tuyến đập như sau:
- Lớp trên là lớp tàn tích màu vàng ở trạng thái rắn, nữa rắn, kết cấu bền
chắc, có chiều dày từ 5-8 m.
- Lớp dưới là lớp đá vôi màu xanh xám, kiến trúc hạt nhỏ, cấu tạo khối,
phân lớp dày.
*Các đặc trưng cơ lý của vật liệu đắp đập và địa chất vùng hồ.
1.2.1.1 Đất lòng suối.
- Lớp đất phía trên (đất á sét màu nâu dẻo mềm).
+ Thành phần hạt:
Hạt cát 42,1%
Hạt sét 28,0%
Hạt bụi 36,9%
+ Chỉ tiêu cơ lý:
γk = 1,31(T/m3) ϕ = 16015’
n = 51,69 %
B= 0,56 Wn = 14,83
γtn = 1,73(T/m3) C = 0,18 (kg/cm2); W = 31,63%; G = 0,61; Wd =14,83
γbh = 1,83(T/m3); K1 =1,12.10-7(m/s); ε0 = 1,07 ; ∆ = 2,73 ; Wch = 38,15
- Lớp đất phía dưới (đất sét màu vàng dẻo mềm).
+ Thành phần hạt:
Hạt cát 35 %
Hạt sét 37 %
Hạt sỏi 28 %
+ Chỉ tiêu cơ lý:
γk = 1,28(T/m3) ; ϕ = 15030’ ; n = 52,83 % ; B = 68 ; Wn = 17,17 %
γtn = 1,74(T/m3); C = 0,2 (kg/cm2); W = 35,87 % ;ε0 = 1,12 ; ∆ = 2,12
G = 0,87
γbh = 1,91(T/m3) ; K2 = 1,21.10-7 (m/s) ; Wch = 38,15
1.2.1.2 Đất sườn đồi (sét màu vàng trạng thái rắn, nữa rắn).
+ Thành phần hạt:
Hạt cát 33,93 %
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Hạt sét 37,89 %
Hạt bụi 28,18 %
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 3
+ Chỉ tiêu cơ lý :
γk = 1,40 (T/m3) ; ϕ = 22045’ ; n = 49,1 % ; B ≤ 0 ; Wn = 17,43 %
γtn = 1,78(T/m3); C = 0,45 (kg/cm2); W = 26,52 % ; ε0 = 0,97 ; ∆ = 2,77
; γbh = 1,83(T/m3) ; K3 = 2.10-7 (m/s) ; Wch = 38,15
G = 0,61
1.2.1.3 Đất tuyến tràn (sét màu vàng trạng thái rắn, nữa rắn).
+ Thành phần hạt:
Hạt cát 32,81 %
Hạt sét 40,33 %
Hạt bụi 26,86 %
+ Chỉ tiêu cơ lý :
γk = 1,40 (T/m3) ; ϕ = 22014’ ; n = 49,11 % ; B =0,56 ; Wn = 18,48
γtn = 1,78(T/m3); C = 0,45 (kg/cm2); W = 27,36 % ; ε0 = 0,87 ; ∆ = 2,78
G = 0,61
γbh = 1,83(T/m3) ; Kd = 2.10-7 (m/s) ; Wch = 48,60
1.2.2 Địa chất thuỷ văn.
Khu vực công trình đầu mối và vùng lòng hồ nằm trong vùng địa chất được tạo
nên bởi các tàn tích phi cacbon, nó bao gồm: cát kết, sét kết, bột kết xen kẽ với các
lớp đá phiến và đá vôi. Ngoài lượng nước dòng chảy mặt cung cấp còn có một
lượng nước được chứa trong các lớp tàn tích sườn đồi và các khe đá gốc nứt nẻ do
nước mưa ngấm xuống cung cấp cho suối vào mùa kiệt .
1.2.3 Đánh giá địa chất công trình.
+ Tuyến tràn được đặt hoàn toàn nằm trên nền đất á sét mềm, sức chịu tải cho
phép không vượt quá 1,5 kg/cm2.
+ Tuyến cống được đặt trên nền đá, lớp trên là đá phong hoá còn lớp dưới là đá
tương đối rắn chắc.
+ Tuyến đập như vị trí đã chọn (trên hình vẽ). Trước khi đắp đập cần phải bóc
bỏ những lớp phong hoá thổ nhưỡng dày 0,5 m bên bờ trái, phải của đập và toàn bộ
phần bồi tích lòng sông.
1.2.4 Tình hình vật liệu xây dựng.
1.2.4.1 Đất đắp.
Đất là một loại vật liệu dùng để đắp đập phổ biến nhất hiện nay bởi ưu điểm của
nó là rẻ và trữ lượng lớn. Theo dự kiến thiết kế đập Lả Hôm cao khoảng 20 – 30 m,
dài khoảng 400 m, sau khi khảo sát đã xác định được 3 bãi vật liệu, hai bãi nằm ở 2
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 4
bên vai đập, bãi thứ ba nằm về phía hạ lưu cách tim đập khoảng 100 m, các bãi vật
liệu có khối lượng lớn và có các đặc trưng cơ lý sau:
+ Thành phần hạt:
Sỏi tròn 2,1%
Hạt cát 35,35%
Hạt sét 42,4%
Hạt bụi 20,0%
+ Chỉ tiêu cơ lý:
γbh = 2,01(T/m3);
γk = 1,43 (T/m3)
ϕ = 200
C = 0,18 (kg/cm2);
γtn = 1,70(T/m3)
Kd =1.10-7(m/s);
1.2.4.2 Vật liệu đá.
Xung quanh khu vực xây dựng công trình và vùng lòng hồ có đá vôi dạng khối
màu xanh xám độ cứng cấp III, trữ lượng đủ cung cấp cho công trình, cự ly vận
chuyển khoảng 200 - 300 m, nơi khai thác ngay sát đường ô tô thuận lợi trong quá
trình thi công.
1.2.4.3 Cát sỏi.
Vị trí khai thác cát, sỏi phục vụ cho xây dựng công trình dọc theo suối Nậm La
cách đập từ 13 - 15 km. Cát sỏi được vận chuyển bằng ô tô, trữ lượng thoả mãn yêu
cầu của công trình, chất lượng vật liệu đảm bảo.
Như vậy vật liệu cung cấp cho xây dựng công trình là vật liệu địa phương với
trữ lượng lớn, chất lượng đảm bảo, cự ly vận chuyển khá gần.
1.3 Đặc điểm khí tượng thuỷ văn
1.3.1 Đặc điểm chung của lưu vực.
Suối Chiềng Cọ bắt nguồn từ một vùng núi cao, đường phân thuỷ có độ cao từ
115 đến 1278 m, độ dốc lưu vực lớn nên độ dốc lòng suối cũng khá lớn, phía
thượng nguồn của lưu vực chủ yếu là vùng núi đất có lớp phong hoá dày, từ bản Lả
Hôm trở về hạ lưu bắt đầu có các khối núi đá vôi, nguồn nước của suối khá phong
phú.
Bảng 1-1: Các đặc trưng chính của lưu vực
Diện tích
Chiều dài lưu
lưu vực (km2) vực L (km)
28,0
6,1
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Chiều dài bình
quân lưu vực(km)
2,1
Độ dốc lòng Độ dốc sườn
sông Js (%)
dốc Jd (%)
11,0
30,0
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 5
1.3.2 Chế độ thuỷ văn
1.3.2.1 Tình hình đo đạc khí tượng thuỷ văn
Tại thị xã Sơn La có Trạm khí tượng thuỷ văn Sơn La có khả năng cung cấp các
tài liệu như mưa, bốc hơi, nhiệt độ …, các trạm thuỷ văn ở vùng lân cận đặt ở bản
Cuốn, bản Khum, tuy nhiên tài liệu không dài và không đồng bộ.
1.3.2.2 Chế độ mưa
Chế độ mưa của lưu vực mang tích chất chung của toàn vùng Tây Bắc, lưu
lượng mưa bình quân năm tại Sơn La là X n = 1422 mm (Theo tài liệu từ năm 1906
đến 1990). Mưa bình quân từ tháng 5 đến tháng 10, lượng mưa chủ yếu tập trung
vào các tháng 6, 7, 8 trong năm.
1.3.2.3 Chế độ nhiệt
tmax
= 380C
- Nhiệt độ nhỏ nhất là tmin
= 5,70C
- Nhiệt độ trung bình là ttb
= 21,00C
- Nhiệt độ lớn nhất là
1.3.2.4 Chế độ gió
Bảng1-2: Đặc trưng chế độ gió bình quân lớn nhất theo các hướng tại thị xã Sơn La
Hướng
gió
Vmax
N
NE
E
SE
S
SW
W
NW
9,67
7,04
6,50
11,0
8,0
7,4
11,7
9,7
Vô
hướng
18,1
1.3.2.5 Chế độ dòng chảy.
Theo tài liệu quan trắc của các trạm thuỷ văn trong vùng, môduyn dòng chảy
năm biến đổi từ (17,0 – 19,0) l/s.km 2. Mùa lũ bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10, mùa
kiệt bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Lũ lớn nhất xảy ra tại thị xã Sơn La từ
năm 1906 đến 1997 là trận lũ ngày 27-7-1991, theo tài liệu điều tra tại tuyến Lả
Hôm độ sâu dòng chảy là 168 mm tướng ứng với tần suất p = 3%.
1.3.2.6 Chế độ bốc hơi
Lượng bốc hơi được đo tại thị xã Sơn La bằng ống Pis (Z p) và được quy đổi về
bốc hơi mặt nước Zn = k.Zp với k = 1,3.
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 6
Bảng 1-3:
p
Zp
1
71,
2
91,
9
4
Zn 93,5
119
3
129,8
169
4
110,
0
5
6
69,
98,9
131
7
9
63,5 53,8 57,9
7
129
8
91
82
70
72,3
10
62,
11
41,
12
61,
6
81,
8
8
80,
54,3
4
3
năm
914
1173
1.3.3 Kết quả tính toán các đặc trưng thuỷ văn thiết kế.
1.3.3.1 Dòng chảy năm thiết kế
Giá trị dòng chảy năm thiết kế được tính theo lưu vực tương tự là lưư vực bản
Cuốn, có tham khảo tài liệu của bản Kham.
Bảng 1-4: Các đặc trưng thiết kế của Lả Hôm.
Y0(mm)
Q0(m3/s)
Cv
Cs
580
0,515
0,24
0,48
Bảng 1-5: Dòng chảy năm thiết kế lưu vực Lả Hôm
Diện tích F = 28,0 km2
P(%)
25
50
75
95
Yp(mm)
673
568
481
371
Qp(m3/s)
0,597
0,550
0,428
0,311
Wp(m3)
18,8
15,9
13,5
10,4
Phân phối dòng chảy năm thiết kế của lưu vực Lả Hôm tính theo năm điển hình
(năm 1967) của lưu vực bản Cuốn như sau:n
Bảng 1-6: Phân phối dòng chảy năm tại Lả Hôm
P%
lượng nước
25
W(106m3)
50
W(106m3)
75
W(106m3)
4
1,57 1,16
95
W(106m3)
1,21 1,28
I
II
III
IV
V
VI
2,18 2,31 2,42 3,72 1,67 1,05
1,8
1,96
VII
VIII
0,5
X
XI
XII
0,31 0,86
0,49
0,26 0,73
4
1
4
6
3,17 2,67 1,20 0,75 0,52 0,37 0,39 0,22 0,62
2,4
0,4
2,06 0,92 0,58 0,39 0,28 0,32 0,17
4
7
0,42
3,7
3,15
1,4
0,72 0,52
IX
0,89 0,61
0,4
4
0,4
0,35
0,27
1.3.3.2 Dòng chảy lũ thiết kế
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 7
Kết quả tính toán lũ thiết kế theo (QP-TL-C 6-77) tương ứng với các tần suất ghi
ở bảng sau:
Bảng 1-7: Các đặc trưng lũ thiết kế tại Lả Hôm.
P(%)
Hp(mm)
Qmax(m3/s)
Wp(m3)
Tlũ ( giờ)
1
214
189
4,42
15,0
1,5
5
10
200
160
136
173
129
104
4,10
3,02
2,50
15,0
15,0
15,0
1.3.3.3 Lượng bốc hơi thiết kế
Lượng bốc hơi mặt nước Zh và bốc hơi phụ theo hàng tháng tại Lả Hôm ghi ở
Bảng 1-8:
Tháng
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
Zn
90,6 82,5 69,9 72,3 81,4 54,3 80,3 93,5 119 169 134 129
∆Zn 26,5 24,1 20,4 21,1 23,8 15,9 23,4 27,3 34,7 49,4 38,2 37,7
1.3.3.4 Đặc trưng bùn cát:
Lượng bùn cát đến hồ hàng năm được tính theo tài liệu đo đạc của trạm thuỷ văn
Thác Vai, tổng lượng bùn cát vào hồ hàng năm là Wbc = 4212(m3/năm).
1.3.4 Các tài liệu đặc trưng hồ chứa
1.3.4.1 Đường đặc trưng địa hình kho nước
Bảng 1-9: Quan hệ Z ~ F.
Z(m)
F(ha
)
666
667
668
670
671
672
673
674
675
675,5
676
677
0
1,1
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Bảng 1-10: Quan hệ V~Z.
Z(m)
668,
5
669
0,016
V(106m3)
0,0
Z(m)
678
1.03
7
679
12,83
3
3
V(106m3)
670
671
0,05
0,1082
680
15,33
681
3
Sinh viên : Dương Phước Sinh
1,80
672
0,189
3
682
21,91
7
673
674
0,258
0,35
683
24,16
684
7
2,85
675
676
0,466
0,616
7
685
32,66
7
688
7
677
0,8333
4,50
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 8
Bảng 1-11: Quan hệ Q ~ Zhạ
Q(m3/s)
38
80
100
120
140
160
180
190
Zhạ(m)
666
667
667,1
667,3
667,4
667,6
667,8
668,2
Bảng 1-12: Quá trình lũ đến.
Q
0
40
60
80
100
120
160
180
T(giờ)
0
1,1
1,7
2,3
2,6
3,4
4,6
4,9
T(giờ)
15
12,7 11,7
10,7
9,6
8,6
6,5
5,5
190
1.3.4.2 Các mực nước trong hồ
Từ kết quả tính toán như lượng nước cần cho yêu cầu tưới và tổn thất thấm, bốc
hơi, lượng nước đến ứng với tần suất 75% ta vẽ biểu đồ quan hệ V ~ Z của hồ, ta có
MNDBT, trong đồ án này cho là:
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 9
MNDBT ở cao trình 681,00 m
MNC
ở cao trình 672,00 m
1.3.4.3 Đà giò và vận tốc gió
-
Đà gió ứng với MNDBT có D = 2000 m.
-
Đà gió ứng với MNC có D = 2200 m.
-
Vận tốc gió tính toán lớn nhất Vmax = 25 m/s.
-
Vận tốc gió bình quân lớn nhất V = 16,67 m/s.
1.3.5 Tính toán dẫn dòng thi công.
Dẫn dòng thi công là một khâu quan trọng trong xây dựng công trình thuỷ lợi.
Do lưu vực tính toán không có tài liệu nên phải dựa vào tài liệu của lưu vực tượng
tự, giai đoạn dẫn dòng chia làm 2 thời kỳ:
-
Thời kỳ mùa kiệt từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau.
-
Thời kỳ mùa lũ và các tháng chuyến tiếp giữa mùa lũ và mùa kiệt( tháng
4,5 đến 9,10)
Lưu lượng dẫn dòng tính theo phân phối lưu lượng bình quân tháng với tần suất
P = 10 % được ghi ở bảng sau:
Bảng 1-13:
1
Tháng
Q10%(m3/s)
2
3
4
5
0,224 0,237 0,131 0,373 0,214
6
7
8
9
10
0,938
1,00
1,92
1,61
0,718
11
0,54
3
12
0,13
Bảng 1-14:
Tính toán lũ thiết kế tại các tháng chuyến tiếp cho công trình Lả Hôm với P = 10%.
Mưa ngày lớn nhất
Tháng
Cv
Cs
Qmax(m3/s)
Wmax(m3)
Tlũ(giờ)
3
49,7
1,243
14
0,50
2
49,9
1,247
14
49,1
0,70
2
68,9
1,726
14
30,8
0,65
2
41,9
1,046
14
H
Cv
IV
40,0
0,65
V
41,0
IX
X
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 10
Ngành : công trình
CHƯƠNG 2
ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ
2.1 Tình hình dân sinh kinh tế .
Khu vực hưởng lợi của công trình thuỷ lợi Lả Hôm có một phần thuộc xã Chiềng
Cọ và vùng kinh tế mới Phiềng Tam, đây là vùng đất có diện tích lớn (1212ha), đất
đai màu mỡ thuận lợi cho xây dựng và phát triển sản xuất để cải thiện đời sống
người dân.
2.1.1 Tình hình dân số
Sơn La là một tỉnh miền núi đất rộng người thưa, dân cư tập trung không đồng
đều, mật độ dân số trung bình chỉ có 1,4 người/km 2, nhưng tại thị xã Sơn La lên tới
768 người/km2 đã gây không ít khó khăn cho việc giải quyết công ăn việc làm cho
người dân. Vùng Phiềng Tam trước năm 1970 chưa có dân định cư mà chỉ có một
số gia đình đồng bào người Thái từ các bản xung quanh đến dựng lều sinh sống. Từ
năm 1989 do thực hiện cuộc vận động dãn dân đi khai hoang vùng kinh tế mới,
người dân các vùng lân cận đã đến định cư sản xuất tại nơi này. Tính đến năm 1992
toàn vùng đã có 107 hộ gia đình với tổng số 592 nhân khẩu, trong đó trẻ em dưới 5
tuổi chiếm 26%, số người tuổi từ (6-18) chiếm 39,5%, số người tuổi từ 19 trở lên
chiếm 34,5% trong đo số người lao động chính có 280 người. Nhìn chung trình độ
dân trí nơi đây con chưa cao thêm nữa là những phong tục lac hậu muốn có đông
con, nhiều cháu nên tỷ lệ tăng dân số con cao.
2.1.2 Văn hoá xã hội
Nền văn hoá của các dân tộc nơi đây mang đậm đà bản sắc của dân tộc mình, có
nhiều phong tục tập quán mang nét đẹp văn hoá truyền thống, xong vẫn còn tập tục
cúng bái mê tín dị đoan. Trình độ văn hoá của người dân còn thấp, số người mù chữ
chiếm tới 24% tỷ lệ phổ cập cấp 1 so với độ tuổi chỉ đạt 71%, thời gian gần đây tình
hình xã hội được cải thiện.
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 11
Ngành : công trình
2.1.3 Điều kiện canh tác
Diện tích đất canh tác của vùng rất rộng nhưng do trình độ dân trí cũng như trình
độ canh tác còn thấp nên chưa khai thác được nhiều tiềm năng đó, vì vậy sản xuất
của vùng là sản xuất nhỏ mang tính tự cung tự cấp, năng suất và hiệu quả canh tác
còn thấp, việc áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất còn nhiều hạn chế bởi
phương thức sản xuất truyền thống đã được hình thành từ lâu đời.
2.1.4 Kinh tế
Khu kinh tế mới Phiềng Tam - Chiềng Cọ là một vùng đất rộng, trong số 1212
ha khi có công trình có thể tưới khai hoang 360 ha cây cà phê, 40 ha lúa nước. Hiện
nay người dân đến định cư tại vùng này chủ yếu bắng sản xuất nông ngiệp, chuyên
canh các loại cây: khô, khoai, sắn, đậu.lạc… năng suất và giá trị dinh dưỡng thấp,
ngoài ra cũng trồng một số ha lúa nước nhưng năng suất chỉ đạt 10 tạ/ha. Tống sản
lượng qui thóc của cả vùng đạt 293 tấn/năm, trong đó 60% là màu, tuy đất đai rộng
và màu mỡ nhưng sản xuất còn phụ thuộc phần lớn vào thiên nhiên nên đời sống
nhân dân gặp nhiều khó khăn.
Do năng suất trồng trọt thấp, lương thực không đủ ăn nên ngưởi dân đã phát triển
chăn nuôi một số gia súc, gia cầm để cung cấp sức kéo cho sản xuất và cải thiện bữa
ăn hằng ngày như trâu, bò, lợn, gà nhưng với số lượng không lớn.
2.2 Hiện trạng thuỷ lợi và hướng phát triển kinh tế.
Vùng kinh tế mới Phiềng Tam - Chiềng Cọ nằm ở hạ lưu suối Chiềng Cọ, từ
năm 1968 - 1969 đã xây dựng một đập dâng nhỏ tưới cho bản Hun khoảng 30 ha
kết hợp phát điện với công suất 45 KW phục vụ cho sinh hoạt và tiểu thủ công
nghiệp. Nguồn nước của suối Chiềng Cọ tuy có dồi dào nhưng chưa có công trình
khai thác hợp lý, vậy nên sản xuất chưa phát triển được.
Để thực hiện mục tiêu xây dựng và phát triển kinh tế của vùng Phiềng Tam Chiềng Cọ, theo phương án quy hoạch thuỷ lợi thì việc xây dựng công trình thuỷ lợi
Lả Hôm là một việc làm rất thiết thực phục vụ cho nhu cầu vể nước tưới, nước sinh
hoạt của nhân dân để phát triển sản xuất cũng như nâng cao đời sống kinh tế, thay
đổi bộ mặt xã hội của vùng.
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 12
CHƯƠNG 3
PHƯƠNG ÁN KHAI THÁC SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC
VÀ GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH
3.1 Phương án sử dụng nguồn nước.
Để có được giải pháp công trình tốt nhất trước khi thiết kế công trình cần phái
xác định được lượng nước yêu cầu của các hộ dùng nước.
3.1.1 Lượng nước yêu cầu tưới
Căn cứ vào tài liệu quy hoạch thuỷ lợi và nông nghiệp, hồ chứa Lả Hôm khi
được xây dựng có nhiệm vụ sau:
+ Cung cấp tưới cho 360 ha cây cà phê, 40 ha lúa nước 2 vụ, 1 vụ màu.
+ Cung cấp nước sinh hoạt cho khoảng 2000 dân.
Nguyên tắc tính toán.
Tính toán chế độ tưới cho mỗi loại cây trồng ở các thời vụ trong năm (Lúa mùa,
lúa chiêm xuân, ngô đông và cây cà phê) từ đó xác định được quá trình lưu lượng
tại đầu mối công trình trong năm ứng với tần suất P = 75 %
3.1.2 Kết quả tính toán
Bảng 3 - 1: Mức tưới và hệ số tưới yêu cầu tại mặt ruộng.
Lúa
Đơn vị chiêm
Lúa
mùa
Ngô
Cà phê
Ghi
đông
(360 ha)
chú
Thông số tính toán
tính
(40 ha)
(40 ha)
Thời ký sinh trưởng
Ngày
99
102
90
Số ngày tưới
Ngày
48
221
28
70
Hệ số tưới
L/s/ha
1,4
1,4
0,7
0,7
Mức tưới
M3/ha
5,03
2,59
1,80
4,00
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Hàng
năm
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Lượng nước cần
Ngành : công trình
Trang 13
M3/ha
202,1
103,7
72,0
1440000
Bảng 3 - 2: Đường quá trình lưu lượng yêu cầu tại đầu mối.
Thứ
Tổng
Từ ngày đến ngày
Lúa + ngô (m3/s)
Cà phê(m3/s)
27/11 - 5/12
10/12 - 15/12
01/01 - 05/01
12/01 - 22/01
01/02 - 05/02
19/02 - 27/02
0,053
0,053
0,053
0,078
0,000
0,054
0,667
0,587
0,587
1,582
0,56
0,426
cộng(m3/s)
0,72
0,64
0,64
0,64
0,56
0,48
7
01/03 - 05/03
0,12
0,44
0,46
8
15/03 - 20/03
0,00
0,56
0,56
9
01/04 - 07/04
0,058
0,50
0,56
10
11
12
20/07 - 22/07
24/08 - 26/08
22/09 - 24/09
0,335
0,335
0,335
0,00
0,00
0,00
0,335
0,335
0,335
tự
1
2
3
4
5
6
3.1.3 Tính toán lượng nước phục vụ cho sinh hoạt
Trong quy hoạch phát triển kinh tế của thị xã Sơn La chọn vùng kinh tế mới
Phiềng Tam làm vùng trọng điểm với dân số khoảng trên 2000 người, mức dùng
nước bình quân là 200 lít/người/ngày, vậy tổng lượng nước sinh hoạt là 400
m3/ngày.
Như vậy từ nhu cầu sử dụng nước đã xác định ở trên cho ta thấy nhiệm vụ của
công trình là cung cấp nước tưới cho 360 ha cây cà phê, 40 ha cây lúa nước hai vụ,
một vụ màu và cấp nước sinh hoạt cho trên 2000 dân.
3.2 Giải pháp công trình - vị trí công trình
3.2.1 Giải pháp công trình
Điều kiện địa hình khu vực khá dốc, đồng thời lượng mưa phân bố không đều giữ
các tháng trong năm, mà nhiệm vụ của công trình là phải cung cấp nước thường
xuyên, đặc biệt là về mùa lũ nhu cầu nước dùng càng tăng. Vì vậy để đảm bảo cấp
nước có hiệu quả thì giải pháp xây dựng hồ chứa là hợp lý và có hiệu quả nhất.
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 14
Ngành : công trình
3.2.2 Các thành phần và vị trí công trình
Dựa vào bản đồ địa hình tỷ lệ 1/25000, các tài liệu khảo sát địa chất, địa chất
thuỷ văn, qua phân tích đánh giá chọn vị trí đặt công trình tại Lả Hôm, hệ thống
công trình đầu mối gồm các bộ phận sau:
-
Đập dâng nước: Đập ngăn nước ở vị trí này hai vai đập sẽ gối lên 2 sườn
đồi, địa hình khá hẹp nên đập ổn định.
-
Tràn xã lũ: Vị trí tuyến tràn được đặt tại sườn đồi bên trái của đập, địa chất
tuyến tràn tương đối ổn định, tràn cách xa vị trí chân đập nên sự làm việc
của tràn không ảnh hưởng gì đến sự ổn định của đập. Nhưng ở vị trí này
tràn có chiều dài lớn hơn.
-
Cống lấy nước: Dựa vào điều kiện địa hình, địa chất và vị trí bãi tưới, cống
lấy nước được đặt ở bên phải của đập, vị trí này có ưu điểm là khối lượng
đào đắp ít, cống đặt trên nền khá ổn định.
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 15
Ngành : công trình
PHẦN THỨ HAI
QUY MÔ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI
CHƯƠNG 4 : XÁC ĐỊNH CẤP CÔNG TRÌNH
VÀ CÁC CHỈ TIỂU THIẾT KẾ
4.1 Cấp bậc công trình.
Cấp công trình là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến việc chọn các chỉ tiêu
thiết kế và kích thước công trình cũng như giá thành công trình. Cấp công trình
được xác định từ 2 điều kiện sau:
4.1.1 Theo chiều cao công trình và loại đất nền.
Sơ bộ tính cao trình đỉnh đập như sau:
Z đỉnh đập = MNDBT + Hsc + d
Hsc - chiều sâu phần dung tích phong lũ, giả thiết Hsc = 3 m.
d - chiều cao an toàn, giả thiết d = 1 m.
Z đỉnh đập = 681 + 3 + 1 = 685 (m)
Chiều cao đập Hđ:
Hđ = Z đỉnh đập - Z đáy suối = 685 – 663 = 22 (m)
Theo phụ lục 1.1 trong “ TCVN 5060 – 90 “ với nền là đất á sét dẻo được công
trình cấp III.
4.1.2 Theo nhiệm vụ và vai trò công trình
Công trình được xác định nhằm cung cấp nước tưới cho 400 ha đất canh tác và
cấp nước sinh hoạt cho trên 2000 dân, tra bảng 1.2 trong “ TCVN 5060 – 90 “ với
công trình chủ yếu được công trình cấp V.
Tóm lại theo quy định chung của “ TCVN 5060 – 90 “ thì cấp công trình là giá
trị lớn nhất trong 2 giá trị trên. Vậy công trình thuộc cấp III.
4.2 Các chỉ tiêu thiết kế.
Dựa vào cấp công trình đã xác định ở trên ta xác định các chỉ tiêu thiết kế theo
quy phạm như sau:
1. Tần suất lưu lượng và mực nước lớn nhất để tính ổn định kết cấu công trình
p = 1% ( Tra bảng 3.2 “ TCVN 5060 – 90 “ với công trình cấp III.)
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 16
Ngành : công trình
2. Tần suất gió lớn nhất P = 4% (Theo QPTL C1-78).
3. Tần suất gió bình quân lớn nhất P = 50% (Theo QPTL C1-78)
4. Hệ số điều kiện làm việc m = 1,00.
5. Hệ số tin cậy Kn = 1,5.
6. Hệ số an toàn cho phép về ổn định mái đập :
- Với tổ hợp tải trọng cơ bản
[K] = 1,20
- Với tổ hợp tải trọng đặc biệt [K] = 1,10
7. Độ vượt cao an toàn đỉnh đập so với đỉnh sóng:
- Với mực nước trong hồ là MNDBT thì a = 0,7 (m)
- Với mực nước trong hồ là MNDGC thì a = 0,5 (m).
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 17
Ngành : công trình
PHẦN THỨ BA
TÍNH TOÁN CHỌN PHƯƠNG ÁN CÔNG TRÌNH
CHƯƠNG 5 :
TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ
5.1 Mục đích và phương pháp tính toán điều tiết lũ :
5.1.1 Mục đích:
Thông qua việc tính toán tìm ra dung tích phòng lũ cần thiết của hồ chứa,
phương thức trữ nước và tháo nước thích hợp, từ đó giảm bớt kích thước của công
trình tháo lũ và thoã mãn cột nước hạn chế lúc tháo lũ (cột nước thấp nhất yêu cầu
lúc vận hành nhà máy thuỷ điện). Thường người ta căn cứ vào năng lực thoát lũ của
sông và mực nước hạn chế của phòng lũ để xác định phương thức tháo nước cho hồ
chứa, dung tích phòng lũ và kích thước của công trình tháo lũ.
5.1.2 Nguyên lý tính toán điều tiết lũ
Dòng chảy lũ thuộc dòng chảy không ổn định tuân theo hệ phương trình cơ
bản sau :
∂Q ∂ω
∂S + ∂t = 0
∂Z o = ∂h + v ∂v + 1 ∂v Q Q
∂S ∂S g ∂S g ∂t K 2
Trong đó:
Q - lưu lượng ;
S - khoảng cách ;
ωdiện tích ;
Zo - cao trình đáy ;
t - thời gian ;
h - chiều sâu ;
v - Lưu tốc ;
K - mô đun lưu lượng ;
Đối với dòng chảy lũ vào kho nước, có các đặc điểm sau đây: Diện tích
thường rất lớn, lưu tốc thường rất nhỏ, độ dốc mặt nước thường rất nhỏ, độ sâu
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 18
dòng chảy thường rất lớn. Lúc này ta có thể đưa phương phương trình liên tục về
dạng vi phân sau:
Qdt – qdt = Fdh
Trong đó:
+ Q: lưu lượng đến kho nước ;
+ q: lưu lượng xả khỏi kho nước ;
+ F: diện tích mặt thoáng của kho nước ;
+ t: thời gian ;
+ h: cột nước trên công trình tháo lũ ;
∆h
Q
h2
h1
q
Q
F1
F2
q
Hình 5.1 Sơ đồ tính toán điều tiết lũ cho hồ chứa
Viết phương trình cân bằng trên dưới dạng sai phân:
(
Q1 +Q2
q + q2
) ∆t −( 1
) ∆t =V2 −V1
2
2
Trong đó :
- ∆ t là thời đoạn tính toán;
- Q1 , Q2 là lưu lượng đến đầu và cuối thời đoạn tính toán ;
- q1 ,
q2
là lưu lượng xả đầu và cuối thời đoạn tính toán ;
- V1 , V2 là thể tích nước trong kho đầu và cuối thời đoạn tính toán
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 19
Ngành : công trình
Trong phương trình trên các đại lượng đã biết gồm có thời đoạn tính toán, lưu
lượng đến đầu và cuối thời đoạn tính toán, lưu lượng xả đầu thời đoạn tính toán, thể
tích nước trong kho đầu thời đoạn tính toán. Còn các đại lượng chưa biết gồm có
hai đại lượng là lưu lượng xả, và dung tích hồ ở cuối thời đoạn tính toán. Do đó
phương trình trên chưa thể giải được. Muốn giải phương trình trên cần bổ sung
thêm phương trình lưu lượng xả qua công trình xả:
q = f(Zt,Zh,C)
Trong đó:
+ Zt, Zh là mực nước thượng lưu, hạ lưu công trình ;
+ C là tham số đặc trưng cho công trình ;
Như vậy nguyên lý cơ bản của điều tiết lũ là việc hợp giải phương trình cân
bằng nước, và phương trình thủy lực công trình xả.
5.1.3 Phương pháp tính toán điều tiết lũ cơ bản
Nhiệm vụ cụ thể của việc tính toán điều tiết lũ là căn cứ vào lũ thiết kế và lũ
kiểm tra để xác định được đường quá trình lưu lượng q = f(t) tháo xuống hạ lưu sau
lúc đã điều tiết qua hồ chứa.
Các phương pháp tính toán thường dùng gồm có :
- Phương pháp lưu lượng tháo cố định
- Phương pháp lưu lượng tháo thay đổi
- Phương pháp tính toán có xét đến dự báo
Trong các nhóm phương pháp trên, mỗi nhóm phương pháp lại chia ra thành
nhiều phương pháp tình khác nhau. Như nhóm phương pháp lưu lượng tháo thay
đổi gồm có phương pháp lập bảng, phương pháp bán đồ giải và phương pháp đồ
giải. Trong phạm vi này ta chỉ tính theo phương pháp bán đồ giải của PôtaPốp.
5.1.4 Tính toán điều tiết lũ theo phương pháp Potapốp :
5.1.4.1 Cơ sở phương pháp
Chia 2 vế của phương trình cân bằng cho ∆ t, sau đó chuyển vế đưa phương
trình về dạng:
1
V
q
V
q
(Q1 + Q2 ) + ( 1 − 1 ) = ( 2 + 2 )
2
∆t 2
∆t
2
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 20
Ngành : công trình
Nhận xét: Trong phương trình trên các đại lượng trong dấu ngoặc đơn đều là
hàm của q và vế trái phương trình trên luôn biết còn vế phải chứa các đại lượng
chưa biết. Do đó nếu lập quan hệ giữa q với (
V1 q1
V
q
− ) và ( 2 + 2 ) thì khi biết vế trái
∆t 2
∆t 2
ta hoàn toàn suy ra được q2 .
5.1.4.2 Nội dung phương pháp:
a.Xây dựng các biểu đồ phụ trợ
Lựa chọn thời đoạn tính toán ∆ t, sau đó giả thiết nhiều mực nước trong kho
để tính lưu lượng xả lũ tương ứng.
Dựa vào đường quan hệ Z ~ V của kho nước để xác định dung tích kho nước
(VK) tương ứng với các Z đã giả thiết và từ đó tìm được V = V K – VtL (trong đó VtL
là dung tích trong kho trước khi lũ đến).
Tính các giá trị f1 =
(
V q
− ),
∆t 2
f2 =
(
V
q
+ )
∆t
2
và vẽ đường quan hệ q ~ f1, q ~ f2.
b. Sử dụng biểu đồ phụ trợ để tính điều tiết
1
2
Với mỗi thời đoạn ∆ t tính Q = (Q1 + Q2 )
Từ q1 đã biết tra biểu đồ phụ trợ xác định f1. Thay f1, q1 vào phương trình cân
bằng nước để tìm f2.
Tù f2 tra biểu đồ phụ trợ ngược lại tìm được q 2. Như vậy ta đã xác định được q
xả cuối thời đoạn thứ nhất, và nó cũng là q đầu cho thời đoạn tiếp theo.
c. Lập lại bước (b) cho các thời đoạn sau cho đến khi kết thúc.
d. Từ quá trình lũ đến, quá trình xả xác định được cột nước siêu cao, dung tích
siêu cao trong kho.
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 21
Hình 5.2: Đồ thị quan hệ
5.2 Vận dụng phương pháp PôtaPốp để tính toán điều tiết lũ cho công trình Hồ
chứa Lả Hôm - thị xã Sơn La.
5.2.1 Tài liệu tính toán :
Quan hệ Q : t; Z : V.
Công trình xả mặt dạng đập tràn đỉnh rộng .
Dung tích hồ ứng với mực nước dâng bình thường (MNDBT): V = 1,8 .10 6 (m3)
Chọn sơ bộ các thông số về tràn:
+ Hệ số lưu lương m = 1
+ Hệ số co hẹp bên ε = 0,35
+ Cao trình ngưỡng tràn : Znt = MNDBT = 681(m)
Chiều rộng đường tràn B .
Trong trường hợp này ta tính toán cho 3 phương án:
+ 1. Phương án B = 21(m)
+ 2. Phương án B = 24(m)
+ 3. Phương án B = 27(m)
5.2.2 Tính toán điều tiết
5.2.2.1 Xây dựng các quan hệ phụ trợ :
Chọn thời đoạn tính toán ∆t = 0,3 (giờ) và giả thiết nhiều trị số mực nước trong
kho tính ra lưu lượng tương ứng theo công thức thuỷ lực đập tràn, từ đó tính ra biểu
đồ phụ trợ như bảng dưới đây.
5.2.2.2 Vẽ biểu đồ phụ trợ :
Tính lưu lượng lũ đến bình quân thời đoạn, với lưu lượng xả đầu thời đoạn
chúng ta sẽ dùng biểu đồ tìm ra lưu lượng xả cuối thời đoạn, tính như vậy cho các
thời đoạn kế tiếp chúng ta được kết quả.
Phần tính toán cụ thể xem ở phụ lục (P) : P1.1 ; P1.2
; P1.3
Bảng 5.1: Tổng hợp kết quả tính toán điều tiết lũ cho 3 phương án
BT (m)
21
24
27
qxả max (m3/s)
159,666
163,067
165,729
Vk (m3/s)
2763283,1
2686917,3
2624937,8
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Vsc (m3/s)
963283,1
886917,3
824937,8
MNDBT
681
681
681
Hmax (m)
2,8
2,624
2,481
MNDGC
683,8
683,624
683,481
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 22
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ SƠ BỘ ĐẬP VÀ
TRÀN CHO CÁC PHƯƠNG ÁN
6.1 Thiết kế sơ bộ đập chắn
6..1.1 Vị trí đập và hình thức đập
6.1.1.1Vị trí đập:
Dựa vào bình đồ khu đầu mối đã cho, qua phân tích nghiên cứu các điều kiện
cụ thể (địa hình, địa chất, vật liệu xây dựng…) ta đã xác định được tuyến đập hợp lý
như ở phần trên.
6.1.1.2 Hình thức đập.
Căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất và các bãi vật liệu ở khu vực xây dựng
công trình ta quyết định chọn hình thức đập là đập đất đồng chất.
6.1.2 Các kích thước cơ bản của đập đất.
(Ở đây ta tính toán cho trường hợp B T = 21m, các trường hợp còn lại ta tính tương
tự như trường hợp trên ).
6.1.2.1. Cao trình đỉnh đập.
Khi thiết kế đập đất cần xét điều kiện không cho nước tràn qua đỉnh đập trong
mọi trường hợp làm việc, mặt khác đập không quá cao để đảm bảo về kinh tế.
Cao trình đỉnh đập được xác định từ 2 mực nước: MNDBT và MNDGC:
Z1 = MNDBT + ∆h + hsl + a
(6.1.2.1)
Z2 = MNDGC + ∆h’ + hsl’ + a’
(6.1.2.2)
Trong đó :
+ ∆h và ∆h’: độ dềnh do gió ứng với gió tính toán lớn nhất và gió bình quân lớn
nhất
+ hsl và hsl’: chiều cao sóng leo ( có mức đảm bảo 1%) ứng với gió tính toán lớn
nhất và gió bình quân lớn nhất.
+ a và a’: độ vượt cao an toàn.
Theo bảng 4-1 (trang 19) 14TCN 157-2005, ứng với công trình cấp III thì độ
vượt cao an toàn là a = 0,7 (m) và a’ = 0,5 (m)
Cao trình đỉnh đập được chọn theo trị số nào lớn nhất trong 2 trị số Z1, Z2 ở trên.
a. Xác định ∆h và hsl ứng với gió lớn nhất V:
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 23
* Xác định ∆h theo công thức
V 2D
∆h = 2.10-6 gH cosαs, (m)
(5.1.2.3)
Trong đó : + V - vận tốc gió tính toán lớn nhất(m/s);
+ D - đà sóng ứng với MNDBT (m)
+ g - gia tốc trọng trường (m2/s)
+ H - chiều sâu nước trước đập (m)
+ αs - góc kẹp giữa trục dọc của hồ và hướng gió
Thay các giá trị trên vào công thức ta được:
252.2000
∆h = 2.10 .
.cos 00 = 0, 013 (m)
9,81.20
−6
* Xác định hsl:
Theo mục 2-14 ( trang 13 ) QPTL C1-78, chiều cao sóng leo có mức bảo đảm
1% được xác định như sau :
hsl1% = K1. K2.K3.K4.Kα hs1%
Trong đó :
(5.1.2.4)
+ hs1% : chiều cao sóng với mức bảo đảm 1%.
+ K1, K2, K3, K4,Kα: là các hệ số.
♦Xác định hs1% :
Theo QPTL.C1-78 hs1% được xác định như sau :
- Giả thiết rằng trường hợp đang xét là sóng nước sâu: H > 0,5.λ
- Ta đi tính các đại lượng không thứ nguyên
Với
gt
gD
và 2 .
V
V
t: thời gian gió thổi liên tục (s)
Vì hồ chứa không có tài liệu quan trắc ta lấy t = 6 (h)
Thay số vào ta có :
gt 9,81.6.3600
=
= 8475,84 .
V
25
gD 9,81.2000
=
= 31,392
V2
252
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 24
- Theo đường cong bao phía trên ở đồ thị hình P2-1 (trang 115) đồ án môn
học thuỷ công, ta xác định được các đại lượng không thứ nguyên
Với
g .t
= 8475,84 ⇒
V
Với
gD
= 31,392
V2
g .τ
= 3,82
V
⇒
và
g .h
g .τ
và
2
V
V
g.h
= 0,072
V2
g .τ
g .h
= 1,14 và 2 = 0,01
V
V
Chọn cặp có trị số nhỏ nhất trong hai cặp trên là:
g .τ
g.h
= 1,11 và 2 = 0,01
V
V
Với
g.τ V 1,11.25
g.τ
= 2,829 (s)
= 1,14 ⇒ τ = ( ). =
V g
9,81
V
Với
g .h V 2 0, 01.252
g.h
h
=
(
).
=
= 0,652 (m)
=
0,01
⇒
V2 g
9,81
V2
Trong đó:
h : chiều cao sóng bình quân.
τ : chu kỳ sóng trung bình.
Trị số chiều dài sóng trung bình ( λ ) được xác định theo công thức sau:
λ=
g .τ 2 9,81.2,8292
=
= 12,5 (m)
2π
2.3,14
- Kiểm tra lại điều kiện sóng nước sâu:
H = 20 > 0,5.λ = 6,25 vậy giả thiết sóng nước sâu ở trên là đúng.
- Tính hs1% theo công thức:
hs1% = K1%. h
K1% : hệ số tra đồ thị hình P2-2 (trang 115) Đồ án môn học thuỷ công, ứng
với
gD
= 31,392 ta được K1% = 2,02
V2
⇒ hs1% = 2,02.0,652 = 1,317 (m).
♦Xác định các hệ số K1, K2, K3, K4,Kα
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 25
- Hệ số K1, K2 : Các hệ số phụ thuộc vào đặc trưng lớp gia cố mái và độ
nhám tương đối trên mái , được tra theo bảng P2-3 (trang 114) Đồ án môn học thuỷ
công.
Chọn hình thức gia cố mái bằng đá lát khan và kích thước đặc trưng về độ
nhám ∆ = 0,008 (m).
∆
0, 008
⇒ Độ nhám tương đối: h = 1,317 = 0, 0061 từ đó ta tra ra được:
s1%
K1 = 0,95 và K2 = 0,85
- Hệ số K3 tra ở bảng P2-4 (trang 114) Đồ án môn học thuỷ công, phụ thuộc
vào vận tốc gió thổi và hệ số mái m.
Với V > 20 m/s, giả thiết m = (3÷5) => K3 = 1,5
- Hệ số K4 tra ở đồ thị hình P2-3 (trang 116) Đồ án môn học thủy công , phụ
thuộc vào trị số mái và trị số λ h với:
s1%
λ
hs1% =
12,5
1,317
= 9, 49 ,
H > 2.hs1%
m = 3,5 ⇒ K4 = 1,15
- Hệ số Kα phụ thộc vào góc αs , ở đây góc αs nên tra bảng P2-6 (trang114)
Đồ án môn học thuỷ công ta xác định được Kα = 1
Thay các trị số trên vào công thức (5.2.4) ta được:
hsl1% = 0,95.0,85.1,5.1,15.1.1,317 = 1,834 (m).
- Vậy chiều cao đỉnh đập tính theo MNDBT là:
Z1 = MNDBT + ∆h + hsl + a = 681 + 0,013 + 1,834 + 0,7
Z1 = 683,547 (m)
b. Xác định ∆h’ và hsl’ứng với gió lớn nhất V’:
Ta có MNDGC = MNDBT + Hmax = 681 + 2,8 = 683,8 (m)
Cách tính tương tự như trường hợp tính toán với MNDBT
- Xác định ∆h’ theo công thức:
V '2 D '
∆h’ = 2.10-6 gH ' cosαs, (m)
Trong đó : + V’ - vận tốc gió bình quân lớn nhất(m/s);
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 26
+ D’ - đà sóng ứng với MNDGC (m)
+ g - gia tốc trọng trường (m2/s)
+ H’ - chiều sâu nước trước đập (m)
+ αs - góc kẹp giữa trục dọc của hồ và hướng gió
Thay các giá trị trên vào công thức ta được:
∆h ' = 2.10−6.
16, 67 2.2200
.cos 00 = 0, 0055 (m)
9,81.22,8
* Xác định hsl’:
h’sl1% = K1’. K2’.K3’.K4’. h’s1%
♦Xác định h’s1% :
- Giả thiết rằng trường hợp đang xét là sóng nước sâu: H’ > 0,5.λ’
- Ta đi tính các đại lượng không thứ nguyên
Với
gt
gD '
và 2 .
V'
V'
t: thời gian gió thổi liên tục (s)
Vì hồ chứa không có tài liệu quan trắc ta lấy t = 6 (h)
Thay số vào ta có :
gt 9,81.6.3600
=
= 12711, 22 .
V'
16, 67
gD ' 9,81.2200
=
= 77, 66
V '2
16, 67 2
- Theo đường cong bao phía trên ở đồ thị hình P2-1 (trang 115) đồ án môn
học thuỷ công, ta xác định được các đại lượng không thứ nguyên
g .h '
g .τ '
và
2
V'
V'
Với
g .t
= 12711, 22
V'
⇒
g .τ '
= 4,2
V'
và
g .h '
= 0,085
V '2
Với
gD '
= 77, 66
V '2
⇒
g .τ '
= 1,46
V'
và
g.h '
= 0,016
V '2
Chọn cặp có trị số nhỏ nhất trong hai cặp trên là:
g .τ '
g.h '
= 1,46 và
= 0,016
V'
V '2
Với
g.τ ' V ' 1, 46.16, 67
g.τ '
). =
= 2, 481 (s)
= 1,46 ⇒ τ ' = (
V' g
9,81
V'
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Với
Trang 27
Ngành : công trình
g.h ' V '2 0, 016.16, 67 2
g.h '
h
'
=
(
).
=
= 0,453 (m)
= 0,016 ⇒
V '2
g
9,81
V '2
Trong đó:
h ' : chiều cao sóng bình quân.
τ ' : chu kỳ sóng trung bình.
Trị số chiều dài sóng trung bình ( λ ) được xác định theo công thức sau:
λ'=
g.τ '2 9,81.2, 4812
=
= 9, 615 (m)
2π
2.3,14
- Kiểm tra lại điều kiện sóng nước sâu:
H’ = 22,8 > 0,5.λ’ = 4,808 vậy giả thiết sóng nước sâu ở trên là đúng.
- Tính h’s1% theo công thức:
h’s1% = K’1%. h '
K’1% : hệ số tra đồ thị hình P2-2 (trang 115) Đồ án môn học thuỷ công, ứng
với
gD '
= 77, 66 ta được K’1% = 2,03
V '2
⇒ h’s1% = 2,03.0,453 = 0,919 (m).
♦Xác định các hệ số K1’, K2,, K3’, K4’
- Hệ số K1’, K2’ : Các hệ số phụ thuộc vào đặc trưng lớp gia cố mái và độ
nhám tương đối trên mái , được tra theo bảng P2-3 (trang 114) Đồ án môn học thuỷ
công.
Chọn hình thức gia cố mái bằng đá lát khan và đặc trưng về độ nhám ∆ = 0,008
(m).
∆
0, 008
⇒ Độ nhám tương đối: h ' = 0,919 = 0, 0087 từ đó ta tra ra được:
s1%
K1’ = 0,95 và K2’ = 0,85
- Hệ số K3’ tra ở bảng P2-4 (trang 114) Đồ án môn học thuỷ công, phụ thuộc
vào vận tốc gió thổi và hệ số mái m.
Với V’ =16,67 m/s, giả thiết m = (3÷5) => K3 = 1,367
- Hệ số K4’ tra ở đồ thị hình P2-3 (trang 116) Đồ án môn học thủy công , phụ
thuộc vào trị số mái và trị số λ ' h ' với:
s1%
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 28
λ'
h 's1% =
9, 615
0,919
= 10, 46 ,
H > 2.hs1%
m = 3,5 ⇒ K4 = 1,2
- Hệ số K α phụ thộc vào góc αs , ở đây góc αs = 0 tra bảng P2-6 (trang114)
Đồ án môn học thuỷ công ta xác định được Kα = 1
Thay các trị số trên vào công thức (5.2.4) ta được:
hsl1% = 0,95.0,85.1,367.1,2.1.0,919 = 1,217 (m).
+ Vậy chiều cao đỉnh đập tính theo MNDGC là:
Z2 = MNDGC + ∆h’ + hsl’+ a’ = 683,8+ 0,0055 + 1,217 + 0,5
Z2 = 685,523 (m)
6.1.2.2 Bề rộng đỉnh đập
Bề rộng đỉnh đập xác định theo yêu cầu gia thông, thi công và cấu tạo.Vì không
có yêu cầu giao thông nên ta chọn B = 6 (m).
6.1.2.3 Mái đập
Độ dốc mái đập phụ thuộc vào hình thức, chiều cao đập, loại đất đắp, tính chất
nền,…Sơ bộ định theo công thức kinh nghiệm, sau này trị số mái được chính xác
hoá qua tính toán ổn định.
Với đập cao H < 40 m sơ bộ ta xác định theo công thức sau :
+ m1 = 0,05.H + 2
+ m2 = 0,05.H + 1,5
H : Chiều cao đập , H = ∇đđ - ∇đáy
Bảng 6.1.2 : Hệ số mái đập với 3 phương án
B
∇đđ
H (m)
mtl
mhl
21
685,53
24,53
3,227
2,727
24
685,23
24,23
3,212
2,712
27
685,09
24,09
3,205
2,705
Vì đây là đập tương đối cao cho nên ta làm mái theo hình thức đường gãy, độ
dốc thay đổi, như vậy không chỉ thuận tiện cho thi công mà còn tăng ổn định mái.
♦ Từ kết quả tính toán ở trên, ta sơ bộ xác định mái và cơ đập cho cả 3
phương án như sau:
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 29
Ngành : công trình
- Thượng lưu : Bố trí 1 cơ ở cao trình 675 m , bề rộng 1 cơ là 3m , mái đập thay
đổi từ dưới lên trên là : m = 3,25 ; 3,5 .
- Hạ lưu : Bố trí 1 cơ ở cao trình 675 m , bề rộng là 3m , mái đập thay đổi từ
dưới lên trên là: m = 3,25 ; 3.
Bảng 6.1.1 : Bảng tổng hợp kết quả tính toán cao trình đỉnh đập
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Thông số
Ngành : công trình
Trang 30
Đơn Trường hợp
Trường hợp ( MNDGC)
vị
(MNDBT)
Btr = 21 m
Mực nước ngưỡng tràn
m
681
683,8
683,624
683,481
Đà sóng (D)
m
2000
2200
2200
2200
Vận tốc gió (V)
m/s
25
16,67
16,67
16,67
Độ dềnh do gió ( ∆ h)
m
0,013
0,0055
0,0055
0,0055
τ
s
2,829
2,481
2,467
2,467
hs
m
0,652
0,453
0,444
0,444
λ
m
12,5
9,615
9,503
9,503
2,02
2,03
2,023
2,023
1,317
0,919
0,898
0,898
K1
0,786
0,95
0,95
0,95
K2
0,672
0,85
0,85
0,85
K3
1,5
1,367
1,367
1,367
K4
1,15
1,2
1,116
1,116
K1%
Chiều cao sóng (hs1%)
m
Btr =24m Btr =27m
Chiều cao sóng leo (hsl1%)
m
1,834
1,217
1,105
1,105
Độ cao an toàn (a)
m
0,7
0,5
0,5
0,5
m
683,547
685,523
685,23
685,09
m
683,55
685,53
685,23
685,09
m
22,55
24,53
24,23
24,09
Cao trình đỉnh đập
(∇đđ)
Cao trình đỉnh đập
thiết kế (∇đđ)
Chiều cao đập (Hđập)
6.2 THIẾT KẾ SƠ BỘ ĐƯỜNG TRÀN
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 31
Ngành : công trình
6.2.1. Hình thức và quy mô công trình
6.2.1.1 Tràn xả lũ
Hình thức tràn là đập tràn đỉnh rộng, không có cửa van điều tiết.
- Bề rộng ngưỡng tràn : Theo các phương án Btr = 21 ; 24 ; 27 m
- Chiều dài của ngưỡng tràn :
Theo điều 3-1. QP TL C8-76 (trang 23) thì chiều dài ngưỡng tràn δ được xác
(2 ÷ 3) H ≤ δ ≤ (8 ÷10) H
định :
Trong đó: + H : cột nước trên ngưỡng tràn.
+ δ : chiều dài ngưỡng tràn.
Do ở cả 3 phương án chiều cao cột nước trên ngưỡng tràn không chênh nhau
nhiều nên ở cả 3 phương án ta sơ bộ chọn chiều dài ngưỡng tràn δ =10 (m) .
Đoạn cửa vào ngưỡng tràn :
Căn cứ vào bản đồ địa hình và mặt cắt địa chất tuyến tràn ta thấy: điểm có cùng
cao trình với ngưỡng tràn về phía thượng lưu cách khá xa ngưỡng tràn. Nên để dẫn
được nước vào tràn và hướng nước chảy thuận dòng vào ngưỡng tràn ta làm một
kênh dẫn nước vào ở phía trước tràn. Kênh dẫn có độ dốc đáy i = 0, nối tiếp giữa kênh
dẫn và ngưỡng tràn có tường hướng dòng, trên phần sân trước có độ dốc đáy i = 0
- Mặt cắt ngang của kênh dẫn có dạng hình thang, không đổi dọc theo chiều
dài kênh dẫn, hệ số mái m = 1,5.
6.2.1.2. Dốc nước
Nối tiếp ngay sau ngưỡng tràn là dốc nước, dốc nước có nhiệm vụ tháo nước
sau khi qua ngưỡng tràn xuống hạ lưu an toàn và tiêu hao một phần năng lượng của
dòng chảy xuống hạ lưu công trình.
- Do bề rộng dốc nước nhỏ hơn bề rộng tràn nên ở chỗ nối tiếp giữa ngưỡng
tràn và dốc nước là đoạn thu hẹp, sau đoạn thu hẹp là dốc nước có bề rộng không
đổi bằng bề rộng cuối đoạn thu hẹp.
- Do điều kiện địa hình tại tuyến tràn có độ dốc tự nhiên tương đối lớn nên ta
chọn đoạn thu hẹp và dốc nước đều có độ dốc i =8 %.
6.2.2. Tính toán thuỷ lực dốc nước
Để tính toán thuỷ lực dốc nước, ta chia dốc nước ra làm 4 đoạn để tính toán :
+ Đoạn 1: Đoạn thu hẹp đầu dốc nước.
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 32
+ Đoạn 2: Đoạn dốc nước không đổi từ cuối đoạn thu hẹp tới đầu đoạn cong
+ Đoạn 3: Đoạn cong
+ Đoạn 4: Đoạn dốc nước không đổi nối tiếp đoạn cong.
6.2.2.1 Tính đường mặt nước trong dốc nước đoạn thu hẹp
a. Xác định kich thước đoạn thu hẹp:
+ Bề rộng ở đầu đoạn thu hẹp lấy bằng bề rộng tràn : Bđ = BT
+ Bề rộng ở cuối đoạn thu hẹp theo kinh nghiệm thường được chọn:
2
3
3
4
Bd = ( ÷ )Bt
+ Góc thu hẹp theo kinh nghiệm lấy giới hạn θ = 220, vì với trị số góc này dòng
chảy không bị co hẹp đột ngột.
+ chiều dài đoạn thu hẹp Lth được xác định :
Lth =
Bd − Bc
θ
2tg
2
Ứng với mỗi phương án tràn khác nhau ta có các B đ, Bc, chiều dài đoạn thu hẹp
Lth khác nhau. Qua tính toán ta có bảng tổng hợp kết quả sau :
Bảng 6.2.1: Bảng tổng hợp các Bdốc và chiều dài đoạn thu hẹp
Bt
Bđ
Bc
Lth
21
21
14
18
24
24
16
21
27
27
18
23
b. Xác định độ dốc phân giới hk ở đầu đoạn thu hẹp
Độ dốc phân giới hk ở đầu đoạn thu hẹp được xác định theo công thức :
α .q 2
hk =
g
3
Trong đó: + q : lưu lượng đơn vị qua dốc nước :
q=
Q
.
Bd
+ α : Hệ số sửa chữa động năng ( chọn α = 1 ).
+ g : Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2.
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 33
Ứng với các phương án B T qua tính toán ta có q và hk khác nhau và được tổng
hợp ở bảng sau:
Bảng 6.2.2: Bảng tổng hợp lưu lươnng đơn vị và độ sâu phân giới hk
Q
q
hk
21
159,666
7,60
1,806
24
163,067
6,79
1,675
27
165,729
6,14
1,567
BT
Dòng chảy từ ngưỡng tràn có độ dốc i = 0 chảy xuống đoạn thu hẹp có độ dốc i
= 0,08 nên độ sâu đầu đoạn thu hẹp có thể coi bằng độ sâu phân giới hk .
c. Tính toán thuỷ lực dốc nước đoạn thu hẹp:
- Phương pháp tính toán
+ Chia đoạn kênh phi lăng trụ ( đoạn thu hẹp ) thành n đoạn ngắn, mỗi đoạn dài
∆L′ như nhau:
∆L ' =
Lth
n
+ Lấy chiều sâu nước đầu đoạn thu hẹp bằng độ sâu phân giới ở đầu đoạn thu
hẹp
+ Giả thiết giá trị chiều sâu nước ở cuối đoạn tính toán hi.
+ Xác định diện tích mặt cắt ướt ở đầu và cuối đoạn tính toán theo công thức:
ωi = bi.hi
+ Xác định vận tốc dòng chảy ở đầu và cuối đoạn tính toán theo công thức:
vi =
Q
ωi
+ Xác định chu vi ướt ở mặt cắt đầu và cuối đoạn tính toán theo công thức:
χi = bi + 2.hi
+ Bán kính thuỷ lực ở mặt cắt đầu và cuối đoạn tính toán được xác định theo
công thức:
Ri =
Sinh viên : Dương Phước Sinh
ωi
.
χi
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 34
+ Hệ số Sêdi ở mặt cắt đầu và cuối đoạn tính toán được xác định theo công thức
1
Ci = .Ri1/ 6
n
Maninh:
n: hệ số nhám của dốc nước, n = 0,014 ( độ nhám của bê tông )
+ Độ dốc mặt nước tại mặt cắt đầu và cuối đoạn tính toán được xác định theo
Q2
Ji = 2 2
ωi .Ci .Ri
công thức:
+ Xác định được chiều dài đoạn tính toán ứng với hi theo công thức:
∆L =
∆∋
i−J
Trong đó :
+ ∆∋ : Hiệu số tỷ năng ở đầu và cuối đoạn tính toán, tính theo công thức:
α .Vi +21
α .Vi 2
h
+
−
h
+
∆∋ = ∋i + 1 - ∋i = i +1
÷ i
÷.
2.g
2.g
+ i : Độ dốc đáy.
+ J : Độ dốc trung bình của đoạn tính toán được xác định theo công thức:
__
J=
J i + J i +1
2
+ So sánh giá trị ∆L vừa tính được với chiều dài đoạn tính toán ∆L' đã định.
+ Nếu ∆L ≈ ∆L' thì giá trị chiều sâu nước ở cuối đoạn tính toán mà ta giả thiết ở
trên là đúng.
+ Nếu ∆L ≠ ∆L' thì ta phải giả thiết lại chiều sâu nước ở cuối đoạn tính toán và
tiến hành các bước như trên cho đến khi ∆L ≈ ∆L'.
Tiếp tục tính toán cho các đoạn còn lại với chiều sâu nước ở cuối đoạn trước là
chiều sâu nước ở đầu đoạn tiếp theo cho đến hết đoạn thu hẹp sao cho Σ∆L = Lth.
- Phần tính toán chi tiết xem ở phụ lục 2.1
Bảng 6.2.3 : Tổng hợp kết quả tính toán đoạn dốc nước thu hẹp
BT
BT
21
24
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Bdốc
Q
hđầu
hcuôí
14
159,666
16
163,067
1,806
1,675
1,663
1,4306
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 35
27
18
1,567
165,729
1,2451
6.2.2.2 Tính đường mặt nước trong dốc từ cuối đoạn thu hẹp đến đầu đoạn cong
a. Xác định độ sâu dòng đều h0, độ dốc phân giới ik :
* Xác định độ sâu dòng đều h0:
Dùng phương pháp đối chiếu với mặt cắt có lợi nhất về thuỷ lực để tính toán.
- Tính
f ( Rln ) =
4.m0 . i
Q
với ( m0 = 2. 1 + m 2 − m )
Trong đó: + Q : Lưu lượng chảy qua dốc nước bằng lưu lượng lớn nhất xả
qua tràn ứng với các giá trị B tr.
+ i : Độ dốc của dốc nước i = 0,08
+ m : Hệ số mái của dốc nước.
- Tra phụ lục 8-1 (Các bảng tính thuỷ lực), với hệ số nhám của dốc nước
(bằng bê tông) n = 0,014, ta được Rln.
- Lập tỷ số
Bd
h
, tra phụ lục 8-3 (Các bảng tính thuỷ lực), ta được
.
Rln
Rln
- Độ sâu dòng chảy đều trong đoạn thu hẹp của dốc nước được xác định theo
h0 =
công thức :
h
.Rln
Rln
* Xác định độ dốc phân giới ik :
Độ dốc phân giới được xác định theo công thức:
ik =
Trong đó:
Qk 2
(ωk .Ck . Rk ) 2
+ Qk : Lưu lượng chảy trong dốc
+ Ck : Hệ số Sedi ứng với độ sâu phân giới.
1
Ck = .Rk1/ 6
n
+ ωk = bk.hk: Diện tích mặt cắt ướt ứng với độ sâu phân giới.
+ Rk : Bán kính thuỷ lực ứng với độ sâu phân giới. Rk =
ωk
χk
Bảng 6.2.4: Bảng tổng hợp tính toán hk, ho và độ dốc phân giới ik
Bd
Q
14
159.666
q
h0
hk
ωκ
χk
Rk
11.40 0.74 2.367 33.138 18.734 1.768869
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Ck
ik
78.55152 0.002127
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 36
16
163.067
10.19 0.69 2.196 35.136 20.392 1.723029
78.20852 0.002044
18
165.729
9.21
77.80995
0.64 2.052 36.936 22.104
1.67101
0.00199
Ứng với từng phương án BT khác nhau ta có chiều dài L2 khác nhau:
+ phương án BT = 21 (m) thì L2 = 13,88 (m)
+ phương án BT = 24 (m) thì L2 = 10,88 (m)
+ phương án BT = 27 (m) thì L2 = 8,88 (m)
b. Tính toán đường mặt nước
Để tính đường mặt nước trong đoạn này ta sử dụng phương pháp cộng trực tiếp
hay phương pháp sai phân để tính.
Tính đường mặt nước trên dốc tương tự như trên, với mực nước ban đầu (mực
nước đầu đoạn có bề rộng không đổi) h đ bằng độ sâu dòng chảy ở cuối đoạn thu
hẹp.Từ đó ta sẽ tính được độ sâu h tại từng mặt cắt đến cuối dốc nước.
Phần tính toán chi tiết xem ở phụ lục 2.2
Bảng 6.2.5: Tổng hợp kết quả tính toán đoạn dốc nước không đổi
BT
BT
21
24
27
Bdốc
Q
hđầu
hcuôí
14
16
18
159,666
163,067
165,729
1,663
1,4306
1,2451
1,338
1,220
1,106
6.2.2.3 Tính toán đường mặt nước ở đoạn cong dốc nước:
a. Thiết kế đoạn cong
Để giảm khối lượng đường tràn, nên chọn tuyến đường tràn dạng cong, nhưng
bán kính bờ lồi tại đoạn cong phải chọn sao cho không sinh hiện tượng tách dòng
tại đoạn cong. Bán kính bờ lồi nên lựa chọn theo:
R ≥ 1,5Bd
Trong đó :
Sinh viên : Dương Phước Sinh
+ R: Bán kính cong tại bờ lồi
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 37
+ Bd: Chiều rộng dốc nước.
o
Dựa vào tuyến tràn, ta chọn bán kính cong R= 90 (m), góc đoạn cong θ =60
Chiều dài trung bình của đoạn cong Lc = 2π R
60
60
= 2.3,14.90
= 94, 2( m) . Ta lấy
360
360
chiều dài trung bình đoạn cong Lc = 94,2 (m) cho cả 3 phương án tràn .
b. Tổn thất cột nước
Trong thiết kế tổn thất cột nước có thể dùng biểu thức của A.X.Ofitxêrov:
ht = 0,8ξθ
Trong đó:
+
B vo2
R 2g
θ
ξ = 2.(1-cosθ)
+ θ: Góc uốn cong θ= 60o (toàn bộ đoạn cong)
+ B: Chiều rộng dốc nước
+
R: Bán kính cong của trục dốc nước
+
vo: Vận tốc trung bình trên trục dốc nước
c. Tính toán thuỷ lực đoan cong
Vẽ đường mặt nước trong đoạn cong ta phải đi từ phương trình vi phân cơ bản
v2
d
÷
2g
dz
− =
+J
dl
dl
(6.2.1)
t
Trong đoạn cong có xuất hiện tổn thất cục bộ h , vì vậy độ dốc thuỷ lực J được
tính:
z
z2
z
z1
dh dh
J = d +M t ÷ ;
dl
dl
g
dhd Q 2
= 2
dl
K
;
h
v2
d
÷
dhc
2g
=
ξ
c
dl R1
dl
Ro
θ
r
O
Sinh viên : Dương Phước Sinh
r
M
v
R2
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 38
Hình 6 -1: Sơ đồ tính toán thuỷ lực đoạn cong
Công thức (6.2.1) được viết lại
v2
v2
d
d
÷
÷
2g
2g
dz Q 2
− = 2+
+ ξc
dl K
dl
dl
(6.2.2)
Tích phân toàn bộ phương trình (6.2.2) trên chiều dài ∆l:
∆z = − ( z2 − z1 ) =
v22 v12
Q2
∆
l
+
1
+
ξ
−
(
)
÷
c
K2
2g 2g
Q2
v22 v12
h1 − h2 = 2 − i ÷∆l + ( 1 + ξ c )
−
÷
K
2g 2g
(6.2.3)
Hệ số tổn thất cục bộ đã được xác định theo phương trình
ξc = 0,8ξθ
1
B
R
(6.2.4)
2
2
v1/2g
E
2
v2/2g
z1
i
E
z2
O
O
∆L
1
2
Hình 6.2: Sơ đồ tính toán đường mặt nước đoạn cong
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 39
Chia đoạn cong thành 10 đoạn có chiều dài bằng nhau ∆l = 9,42(m) tương ứng
o
với góc đoạn cong 6 .
Phương pháp tính toán:
+
+
Xác định các thông số v1, K1.(giá trị h1 đã biết)
+
Giả thiết h2. Xác định các thông số v2, K2
+
Xác định hệ số co hẹp ξc theo công thức (6.2.4)
+
Xác định ∆l theo công thức (6.2.3)
So sánh giá trị ∆l vừa tính được với giá trị ∆l = 9,42(m). Nếu hai giá trị
không bằng nhau thì phải giả thiết lại h2.
Phần tính toán chi tiết xem ở phụ lục 2.3
Bảng 6.2.6 : Tổng hợp kết quả tính toán thuỷ lực đoạn cong dốc nước :
BT
BT
21
24
27
Bdốc
Q
hđầu
hcuôí
14
159,666
16
18
163,067
165,729
1,338
1,220
1,106
0,868
0,792
0,728
d. Độ dốc ngang của đường mặt nước
Do ảnh hưởng của lực ly tâm, mặt nước của bờ lồi thấp hơn bờ lõm. Mặt nước
r
trong mặt cắt ngang tại chỗ cong có dạng cong vòng lên và độ dốc I tại điểm có
bán kính cong là r được tính theo biểu thức:
v2
Ir =
= tgα
gr
+ v: vận tốc trung bình trên trục đi qua điểm cần tính
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 40
v=
Q
R
hr ln 2 ÷
R1
+ r: Bán kính cong tại điểm cần tính
+ h: Chiều sâu trung bình trong đoạn
cong
h=
Trong đó :
hd + hc
(m)
2
+ hđ và hc: chiều sâu đầu và cuối
đoạn cong.
+ R1: Bán kính cong bờ lồi
+ R2: Bán kính cong bờ lõm
Mặt nước phía bờ lồi sẽ thấp hơn phía bờ lõm một độ cao ∆h :
∆h =
1
1
2 − 2 ÷(m)
R2
R R
2 gh 2 ln 2 2 ÷ 1
R1
Q2
Ứng với từng phương án tràn ta có các giá trị ∆h khác nhau.tổng hợp kết quả
sau:
Bảng 6.2.7 : Tổng hợp kết quả tính toán chênh lệch mực nước giữa 2 bờ
BT
21
24
27
Bd
14
16
18
Q
159.666
163.067
165.729
.hđầu
1,338
1,22
1,106
hcuối
0,868
0,792
0,728
h
1,103
1,006
0,917
R1
83
82
81
∆h
1,7
1,88
2,0
R2
97
98
99
6.2.2.4 Đoạn dốc nước không đổi nối tiếp sau đoạn cong
Chiều dài đoạn 4 trong cả 3 phương án đều giống nhau và bằng 40 (m).Độ sâu
dòng chảy ở đầu đoạn dốc chính bằng độ sâu dòng chảy ở cuối đoạn cong.
Phương pháp tính toán đoạn này tính toán tương tự như ở đoạn 2.
Phần tính toán chi tiết xem ở phụ lục 2.4
Bảng 6.2.8 : Tổng hợp kết quả tính toán đoạn dốc nước không đổi
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
BT
BT
21
24
27
Ngành : công trình
Trang 41
Bdốc
Q
hđầu
hcuôí
αV 2
2g
14
159,666
16
18
163,067
165,729
0,868
0,792
0,728
0,817
0,748
0,691
9,928
9,461
9,057
6.2.3.Đường mặt nước trong dốc nước có kể đến hàm khí
Trong dốc nước có lưu tốc lớn nên lớp không khí gần mặt nước sẽ bị hút vào
lớp nước. Các bọt khí đó pha trộn vào lớp nước trên vùng mặt, chuyển động cùng
với dòng chảy và do đó chiều sâu dòng nước sẽ tăng so với tính toán khi không có
hàm khí. Khi đó chiều cao tường bên của dốc nước sẽ tăng hơn so với tính toán bình
thường.
Đường mặt nước có kể đến hàm khí được xác định theo công thức :
hhk = h (1 +
Trong đó :
V
)
100
+ h: chiều sâu dòng nước trên thân dốc.
+ v: vận tốc dòng chảy tại mặt cắt tính toán.
Để sơ bộ xác định chiều cao tường bên, ta chỉ cần tính hhk tại các mặt cắt là :
(1-1) đầu dốc nước ; (2-2) cuối đoạn thu hẹp, (3-3) đầu đoạn cong, (4-4) giữa đoạn
cong ; (5-5) cuối đoạn cong, (6-6) cuối dốc nước.
Qua tính toán, chiều sâu dòng chảy trong dốc nước có kể đến hàm khí ở 6
mặt cắt trên được ghi ở bảng sau:
Bảng 6.2.9 : Tổng hợp kết quả tính toán hhk ứng với từng phương án tràn
Mặt cắt
1-1
2-2
3-3
4-4
5-5
6-6
h
1,806
1,663
1,338
1,103
0,868
0,817
Btr= 21
V
4,21
6,858
8,526
10,83
13,139
13,957
hhk
1,88
1,777
1,452
1,22
0,982
0,931
Btr= 24
h
V
1,675 4,056
1,4306 7,124
1,220 8,354
1,006 10,61
0,792 12,868
0,748 9,461
hhk
1,743
1,533
1,322
1,113
0,894
0,85
h
1,567
1,2451
1,106
0,917
0,728
0,691
Btr= 27
V
3,917
7,395
8,326
10,48
12,647
13,33
hhk
1,628
1,337
1,198
1,01
0,82
0,783
6.2.4. Thiết kế kênh dẫn nước ra lòng sông cũ :
Ứng với mỗi phương án B tràn, ta thiết kế kênh hạ lưu dẫn nước từ bể tiêu năng
ra lòng sông cũ. Chiều dài kênh dẫn là L = 80 (m)
+ Chọn độ nhám lòng dẫn của kênh là n = 0,025
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 42
+ Kênh có mặt cắt hình thang có hệ số mái m = 1,5
+ Độ dốc của kênh là i = 0,0002
Ta tính toán theo phương pháp tra bảng của Agrotskin.
- Tính f ( Rln ) =
4 m0 i
Q
Trong đó: m0 = 2 1 + m 2 − m
Tra bảng phụ lục 8.1 bảng tra thuỷ lực được Rln.
- Lập tỷ số
b
h
, ứng với hệ số mái đã cho tra bảng phụ lục 8.3 được
.
Rln
Rln
Ta tính được h = (
h
).Rln .
Rln
m
h
m
b
Hình 6.3 : Mặt cắt kênh tính toán
Bảng 6.2.10: Bảng tổng hợp kết quả tính toán mặt cắt kênh hạ lưu như sau:
BT
21
24
27
Bd
14
16
18
Q
159,666
163,067
165,729
b
21
21
21
F(Rln)
0,000746
0,00073
0,000719
Rln
3,732
3,762
3,785
h0
4,522
4,576
4,617
6.2.5 Tính toán tiêu năng
Phần tiêu năng phải tiêu huỷ hết năng lượng mà dòng chảy mang theo và đảm
bảo cho hạ lưu không bị xói lở.
Kênh hạ lưu có độ dốc đáy bé nên chiều rộng của nó phải lớn hơn chiều rộng
của đáy thân dốc. Vì thế, thân dốc và kênh hạ lưu luôn phải nối tiếp với nhau bằng
một đoạn chuyển tiếp mở rộng dần. Góc mở rộng của phần chuyển tiếp nên lấy
trong giới hạn:
tgβ =
Sinh viên : Dương Phước Sinh
1 1
÷ ;
8 12
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 43
Trong điều kiện của góc mở rộng này dòng chảy vẫn giữ được điều kiện của
dòng chảy thay đổi dần, không sinh ra hiện tượng tách dòng gây xói lở đáy và hai
bên bờ.
Dòng chảy từ dốc đổ xuống là dòng chảy xiết, nối tiếp với dòng chảy trong kênh
hạ lưu là dòng chảy êm nên sự nối tiếp hạ lưu xảy ra nước nhảy xa, nước nhảy tại
chỗ hay nước nhảy ngập. Nếu dòng chảy nối tiếp bằng nước nhảy xa thì phải thiết
kế tiêu năng, đảm bảo nối tiếp là nhảy ngập. Dựa vào điều kiện địa hình, địa chất ta
chọn hình thức tiêu năng là bể tiêu năng
Trong đồ án này, để đơn giãn trong tính toán ta xem như bài toán phẳng để tính
toán tiêu năng.
Từ Qxả tra quan hệ Q : Zhl , ta xác định được chiều sâu nước tại cuối kênh. Ta
tiến hành tính toán thuỷ lực đường mặt nước trong kênh, ta xác định được h h tại đầu
kênh hạ lưu để tính toán tiêu năng
Bảng 6.2.11: Tổng hợp kết quả tính toán lưu lượng tiêu năng
BT Bd
Q
hcd
21 14 159,666 0,817
24 16 163,067 0,748
27 18 165,729 0,691
αV2/2g
9,928
9,461
9,057
Eo
F(τc)
τc"
hc"
15,455 0,1976 0,3745 5,787
14,919 0,1862 0,3644 5,436
14,458 0,1763 0,3554 5,138
hh
hc"-hh
4,61 1,18
4,64 0,796
4,67 0,471
Trong đó:
F (τ C ) =
q
Q
=
3/ 2
ϕE 0
Bcd ϕE 03 / 2
ϕ hệ số lưu tốc, có thể chọn ϕ = 0,95.
τc" tra từ bảng phụ lục 15.1 bảng tra thuỷ lực.
hc” độ sâu liên hiệp sau nước nhảy. hc” = τc". E0
P: chênh lệch cao độ từ đáy đầu kênh hạ lưu đến mặt cắt cuối dốc nước.
P = Zcuối dốc – Zđáy kênh = 667,71 – 663 = 4,71 (m).
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 44
αV 2
Eo = P + hcd +
2g
Dựa vào bảng kết quả tính toán ở trên, ta nhận thấy trong cả 3 phương án h c'' >
hh, nên có nước nhảy phóng xa, do đó ta phải tiêu năng bằng hình thức bể tiêu năng
cho 3 phương án trên.
• Xác định chiều sâu bể tiêu năng:
Ở đây ta tính toán cụ thể cho trường hợp B T = 21(m), các trường hợp còn lại tính
toán tương tự.
Sơ bộ lấy d1 = hc’’- hh = 5,787 - 4,61 = 1,18 (m).
Ta được E0’ = E0 + d1 = 15,455 + 1,18 = 16,635 (m).
F (τ C ) =
q
11, 405
= 0,1769
' 3/ 2 =
ϕ .E0
0,95.16, 6353/ 2
Có F(τc) tra phụ lục 15.1 Bảng tra thuỷ lực ta được τc” = 0,356
hc” = τc” . E0’= 0,356 .16,635 = 5,922 (m).
hh = 4,61 (m).
Tính: ∆Ζ =
q2
q2
−
;
ϕ .2.g .hh2 2.g .hb2
Trong đó: hb = σhc” với σ là hệ số nhảy ngập, σ = 1,05 ÷ 1,10.
Chọn σ = 1,10 → hb = 1,1.5,992 = 6,5912 (m).
11, 4052
11, 4052
∆Ζ =
−
= 0,176(m).
0,95.2.9,81.4, 612 2.9,81.6,5912 2
Tính lại chiều sâu bể: d2 = hb – hh - ∆Z = 6,5912– 4,61 – 0,176 = 1,8 (m).
Ta thấy giá trị d2 ≠ d1. Cho nên giả thiết lại d2 = 1,8 (m) và tính toán lại các bước
như trên. Ta được: d2 = 1,7 ≠ 1,8 (m) . Ta tính lại với giả thiết d =1,7(m).
Qua tính toán ta được d2 = 1,714 ≅ 1,7 (m).
Chọn d2 = 1,7 (m). Chiều dài bể sơ bộ tính theo công thức sau:
Lb = 0,8.Ln = 0,8 . 4,5 .hc” = 3,6 hc”
Bảng 6.2.12: Tổng hợp kết quả tính toán chiều sâu và chiều dài bể.
:Bt
21
Bd
14
Q
q
159,67 11,405
Sinh viên : Dương Phước Sinh
hc”
5,905
hb
6,4955
∆Z
0,167
d(m)
1,7
Lb(m)
22
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
24
27
16
18
Ngành : công trình
Trang 45
163,07 10,192
165,73 9,207
5,589
5,245
6,1479 0,119
5,7695 0,0787
1,4
1,0
20
18
6.2.6 Thiết kế sơ bộ tràn xã lũ :
6.2.6.1 Kênh dẫn thượng lưu
- Kênh dẫn thượng lưu được làm để dẫn nước vào ngưỡng tràn và được làm
với độ dốc i = 0.
- Căn cứ vào mặt cắt địa chất tuyến tràn ta xác định được chiều dài kênh dẫn
thượng lưu.
- Kênh dẫn vào có dạng mặt cắt ngang là hình thang , có hệ số mái m = 1,5.
- Bề rộng đáy kênh dẫn không đổi dọc theo chiều dài kênh và bằng khoảng
cách giữa hai tường cánh chỗ tiếp giáp với kênh dẫn .Vậy bề rộng đáy kênh dẫn
thượng lưu được xác định :
bk = 2.20.tg11o + Btràn
Với các phương án B tr khác nhau ta có bề rộng đáy kênh dẫn thượng lưu như
sau:
+ Btr = 21
⇒ bk = 28,78 (m)
+ Btr = 24
⇒ bk = 31,78 (m)
+ Btr = 27
⇒ bk = 34,78 (m)
6.2.6.2.Tường hướng dòng
- Tường hướng dòng : tác dụng hướng nước chảy vào ngưỡng thuận dòng,
đồng thời nó còn có tác dụng bảo vệ mái đất ở hai bên phía trước ngưỡng tràn.
- Góc mở rộng α =22o, tường làm bằng bê tông cốt thép M200.
Hình 6.4 : Mặt cắt ngang tường hướng dòng
- Sân trước (đáy cửa vào) : Làm bằng bê tông M200, dày 50 cm, sân trước
được làm dài bằng tường cánh ( theo hướng dòng chảy), độ dốc i = 0
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 46
Ngành : công trình
- Chiều dài sân trước: Sơ bộ chọn cho cả ba phương án Btr là Ls = 20 (m).
- Chiều rộng sân trước ( chỗ giáp ngưỡng tràn ) : B = Btr
6.2.6.3 Ngưỡng tràn
- Kích thước ngưỡng tràn như hình vẽ :
Hình 6.5 : Mặt cắt ngang tràn
- Chiều dài ngưỡng tràn δ = 10 (m) cho cả 3 phương án tràn .
- Tràn được làm bằng vật liệu là bê tông cốt thép M200, bản đáy dày 0,7 (m).
- Lớp lót là bê tông M100 dày 0,1 (m).
6.2.6.4 Dốc nước
a. Bản đáy dốc nước
- Bản đáy dốc nước được làm bằng bê tông cốt thép M200 dày 50 (cm).
- Lớp lót bản đáy là bê tông M100 dày 10 (cm).
b.Tường bên dốc nước :
Hình 6.7: Mặt cắt ngang dốc nước
Chiều cao tường bên dốc nước được xác định theo công thức :
ht = hhk + a
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trong đó :
Ngành : công trình
Trang 47
+ hhk : chiều cao nước trong dốc nước có kể đến hàm khí
+ a : độ vượt cao an toàn, chọn a = 0,5 (m).
Vậy với các phương án Btr khác nhau, chiều cao tường bên dốc nước ở các
mặt cắt (1-1) ; (2-2) ; (3-3);(5-5),( 6-6) được xác định và tổng hợp ở bảng dưới đây:
Bảng 6.2.13: Tổng hợp kết quả chiều cao tường bên dốc nước
Btràn = 21 (m)
Mc
hhk
htường
1,88
1-1
∇đđ
1,777
2-2
2,277
1,452
3-3
1,931
0,982
5-5
1,482
0,931
6-6
1,431
Mc
1-1
2-2
3-3
5-5
6-6
Btràn = 24 (m)
hhk
htường
1,743
∇đđ
1,533
2,033
1,322
1,822
0,894
1,394
0,85
1,35
Mc
1-1
2-2
3-3
5-5
6-6
Btràn = 27 (m)
hhk
htường
1,628
∇đđ
1,337
1,837
1,198
1,698
0,82
1,32
0,783
1,283
Đối với mặt cắt (4-4), mặt cắt giữa đoạn cong do có sự chênh lệch mực nước ở
phía bờ lồi và bờ lõm là ∆h đã tính toán ở trên nên ta bố trí tường bên tại mặt cắt
(4-4) như sau:
Bảng 6.2.14 : Chiều cao tường bên dốc nước tại mặt cắt giữa đoạn cong
BT
21
24
27
Bdốc
14
16
18
hhk
1,22
1,113
1,01
htường
1,72
1,613
1,51
∆h
1,7
1,88
2,0
hlõm
2,22
2,553
2,51
hlồi
1,22
0,673
0,51
6.3 Tính khối lượng và giá thành các phương án, chọn ra phương án tối ưu
nhất để thiết kế chi tiết
6.3.1 Mục đích - Yêu cầu
Trong phần tính toán sơ bộ ta đã xác định các kích thước cơ bản của các hạng
mục công trình cho từng phương án. Trên cơ sở đó, ta đi tính toán khối lượng các
hạng mục công trình chủ yếu, tìm ra tổng vốn đầu tư cho từng phương án, qua đó
xác định được phương án tối ưu là phương án có giá thành hạ, đạt yêu cầu về kỹ
thuật. Để đơn giản trong tính toán nhưng vẫn bảo đảm được mức tin cậy, ta có thể
bỏ qua những hạng mục công trình có khối lượng thay đổi không nhiều và đơn giá
thấp vì giá thành không chênh lệch nhiều lắm. Trên cơ sở đó, ta không tính toán giá
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 48
thành của công trình lấy nước, đá lát mái thượng lưu đập, trồng cỏ mái hạ lưu, khối
lượng vật thoát nước, tiêu năng và kênh dẫn thượng, hạ lưu tràn.
6.3.2 Tính toán khối lượng và giá thành công trình
6.3.2.1 Khối lượng đất đắp đập
Dựa vào bình đồ vị trí xây dựng công trình, ta vẽ mặt cắt dọc đập và ngang đập
ở các vị trí khác nhau. Ta chia đập thành nhiều đoạn ngắn có chiều dài l i tương ứng
sao cho ở mỗi đoạn có địa hình nền đập tương đối bằng phẳng (mặt cắt đập ít thay
đổi). Sau đó tính diện tích tại các mặt cắt rồi tính diện tích trung bình mặt cắt ngang
của đoạn đập li.
Cuối cùng khối lượng đập được tính theo công thức:
n
V= ∑ fi.li
i =1
Với mỗi phương án Btr khác nhau ta sẽ tính được một khối lượng đất đắp đập
cụ thể. Khối lượng đập ứng với các phương án Btr được ghi ở bảng sau:
Bảng 6.3.1: Tổng hợp khối lượng đất đắp đập
Btr
Vđập (m3)
Đơn giá (đ/m3)
Thành tiền(đ)
21
24
27
213617,53
205690,98
202652,52
12000
12000
12000
2563,41.106
2468,29.106
2431,83.106
6.3.2.2 Khối lượng đất bóc nền đập và nạo vét lòng sông
Do cao trình đập sai khác nhau không nhiều nên khối lượng đất bóc nền đập và
nạo vét lòng sông ở 3 phương án là xấp xỉ nhau nên ở phần này ta không tính đến.
6.3.2.3 Tính toán khối lượng tràn xã lũ
a. Khối lượng đất đào, đất đắp
Khối lượng đất đào làm tràn gồm phần kênh thượng lưu, ngưỡng tràn, dốc nước
và bể tiêu năng. Ở phần tính toán sơ bộ ta chỉ đi tính những hạng mục chủ yếu như
ngưỡng tràn, dốc nước.
:
Bảng 6.3.2: Khối lượng đất đào và đắp
Btr
21
24
V đào(m3)
45965,26
49065,24
Khối lượng đào
Đơn giá
Thành tiền
8000
367,72.106
8000
392,52.106
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Khối lượng đắp
Kl đắp(m3) Đơn giá Thành tiền
3473
12000
41,68.106
3250,95
12000
39,01.106
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
27
Ngành : công trình
Trang 49
52184
417,47.106
8000
3071,8
12000
36,86.106
b. Khối lượng bê tông cốt thép thi công tràn :
Khối lượng bê tông cốt thép M200 thi công tràn bao gồm khối lượng bê tông
tràn và dốc nước. Ngoài ra còn có bê tông lót M100 dày 10 cm đổ ở dưới lớp bê
tông cốt thép ở ngưỡng tràn và dốc nước.
Bảng 6.3.3: Khối lượng bê tông cốt thép thi công tràn
Btr
21
24
27
V(m3)
2105,645
2285,834
2464,92
Bêtông M200
Đơn giá
Thành tiền
1300000
2737,34.106
130000
2971,00.106
130000
3204,40.106
V (m3)
334,76
373,08
411,24
Bêtông100
Đơn giá
Thành tiền
600000
200,86.106
600000
223,85.106
600000
246,74.106
6.3.3. Tổng hợp giá thành các phương án
Từ kết quả tính toán ở trên ta có bảng tổng hợp giá thành công trình ứng với các
phương án Btr như sau :
Bảng 6.3.4 : Tổng hợp giá thành công trình
Btr
Thành tiền
21
5911,01.106
24
6094,67.106
27
6337,3.106
Kết luận : Theo kết quả trên ta thấy phương án B tr = 21(m) cho tổng giá thành
công trình là nhỏ nhất mà vẫn đảm bảo được các điều kiện kỹ thuật..
Vậy ta chọn phương án thiết kế là : Btr = 21 (m).
6.4. Kiểm tra khả năng tháo của tràn
Trong phần tính toán sơ bộ để chọn phương án thiết kế, ta đã tính toán điều
tiết lũ cho phương án Btr = 21 (m) với điều kiện chưa xét đến ảnh hưởng của lưu tốc
tới gần v0 , hệ số co hẹp bên ε0 và mới sơ bộ chọn hệ số lưu lượng m = 0,35.
Vì vậy ta phải đi kiểm tra khả năng tháo của tràn xả lũ với phương án chọn B tr
= 21 (m) khi có ảnh hưởng của lưu tốc đến gần để xem các hệ số mà ta đã chọn ở
phần trên có hợp lý hay không .
Lưu lượng qua tràn xả lũ đỉnh rộng không ngưỡng chảy tự do được xác định
theo công thức :
Q = εo .m. ∑ b .
Trong đó :
2 g . Ho3/2
(6.4.1)
m : hệ số lưu lượng đập tràn .
Ho : cột nước tràn có kể đến lưu tốc tới gần .
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 50
Ngành : công trình
∑b : tổng bề rộng tràn .
εo : hệ số co hẹp bên phụ thuộc vào mức độ co hẹp và hình dạng
cửa vào.
6.4.1 Xét hệ số co hẹp bên εo :
Với chiều rộng Btr = 21 m ta chia tràn làm 3 khoang với 2 mố trụ ở giữa (mỗi mố
có bề rộng d = 1 m ) để đỡ cầu giao thông.
Lúc này chiều rộng tràn là:
Btr = ∑b + ∑d = 21 + 2.1= 23 (m)
Theo mục 3-11 (trang 41) QPTL. C-8-76 hệ số co hẹp bên εo của đập tràn do các
mố trụ gây nên được tính theo công thức :
B −∑d
ε0 =
B
Thay số ta có : ε0 =
23 − 2
23
(6.4.2)
= 0,913.
6.4.2 Hệ số lưu lượng m
Theo điều 3-7 (trang 30 ) QPTL.C8- 76 trị số chính xác của m phải xác định
theo phương pháp của Đ.I . Ku- min. Với đập không ngưỡng và có co hẹp bên thì trị
số m được xác định theo bảng 6 (trang 37) và trị số βT được xác định theo mục 3-11
b
βT = B
T
(trang 41)
Với BT : bề rộng lòng dẫn ở thượng lưu .
BT được xác định ở vị trí cách ngưỡng tràn về phía thượng lưu một đoạn L T.
Theo mục 3-3 (trang 26) QPTL.C-8-76 ta xác định được LT= 20 (m)
⇒ BT = 28,78 (m).
21
⇒ βT = 28, 78 = 0,73
Với βT = 0,73 và góc mở tường cánh thượng lưu θ = 220
Tra bảng 6 (trang 37) QPTL.C-8-76 ta được hệ số lưu lượng m = 0,366.
6.4.3 Tính toán điều tiết lũ :
Từ kết quả trên, ta tính lại điều tiết lũ theo phương án chọn với Btr = 21(m) với
ε0 = 0,913 và m = 0,366.
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 51
Ngành : công trình
Các bước thực hiện như tính toán điều tiết lũ ở phần trên bằng cách áp dụng
phương pháp Potapop với cột nước là cột nước toàn phần trên đập H0 :
- Sau khi tính toán điều tiết lũ với các dữ liệu ở trên ta được kết quả như sau:
- Lưu lượng xả lũ lớn nhất : qxả max = 158,456 (m3/s).
- Cột nước siêu cao : Htràn = 2,865(m).
- Dung tích phòng lũ: Vsc = 991622,7 (m3).
- Cao trình mực nước dâng gia cường MNDGC = 683,865 (m)
6.4.4 Xét lưu tốc tới gần V0
Theo điều 3-5 (trang 28) QPTL.C-8-76 nếu đập tràn thoả mãn ΩT > 4(b.H) thì
khi tính toán sẽ không xét đến lưu tốc tiến gần Vo.
Trong đó:
+ ΩT : Diện tích mặt cắt ướt ở thượng lưu.
+ b : Tổng bề rộng các khoang tràn b = 21(m).
+ H : Cột nước trên đỉnh tràn , H = 2,865 (m)
Xác định ΩT : ΩT được tính ở vị trí cách ngưỡng tràn một đoạn bằng L T về
phía thượng lưu.
Ta có BT = 28,78 (m) ⇒ ΩT =2,865. 28,78 = 82,46 (m2).
Vậy ΩT < 4(b.H) = 4.21.2,865 = 240,66(m2). Do đó khi tính toán phải xét đến
lưu tốc tới gần V0.
Theo mục 1-2 (trang6) QPTL.C-8-76 ta xác định được:
V0 =
q xa
158, 456
=
= 1,92 (m/s).
ΩT
82, 45
⇒ Cột nước toàn phần trên đập ( cột nước tràn có kể đến lưu tốc tới gần):
V0 2
1,922
H0 = H +
= 2,865 +
= 3,05 (m).
2g
2.9,81
Thay số vào công thức (6.4.1) ta được :
Q = 0,913.0,366.21. 2.9,81 .3,051,5 = 165,59 (m3/s)
Ta có:
165,59 − 158, 456
= 4,31% < 5%
165,59
Vậy tràn có đủ khả năng tháo được lưu lượng lũ thiết kế.
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 52
Ngành : công trình
PHẦN THỨ BA : THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN CHỌN
CHƯƠNG 7 : THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT
7.1. Vị trí đập - Hình thức đập
7.1.1 Vị trí xây dựng đập
Qua việc phân tích các tài liệu khảo sát và nghiên cứu các điều kiện về địa hình
, địa chất ... ta đã xác định được tuyến đập được coi là hợp lý nhất như phần trên.
7.1.2 Hình thức đập
Căn cứ vào địa chất nền và các bãi vật liệu ở khu vực xây dựng công trình, ta
đã quyết định lựa chọn hình thức đập là đập đồng chất .
7.2 Các kích thước cơ bản của đập
7.2.1 Cao trình đỉnh đập
Cao trình đỉnh đập được xác định sao cho trong mọi trường hợp khi làm việc
thì nước không tràn qua đỉnh đập.
Cao trình đỉnh đập được xác định từ 2 điều kiện sau :
Z1 = MNDBT + ∆h + hsl + a
Z2 = MNDGC + ∆h′ + h′sl + a′
Trong đó :
∆h , ∆h′ : Độ dềnh do gió ứng với gió tính toán lớn nhất và gió bình quân lớn
nhất.
hsl , h′sl : Chiều cao sóng leo ( với mức đảm bảo 1% ) ứng với gió tính toán
lớn nhất và gió bình quân lớn nhất.
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 53
a , a′ : Độ vượt cao an toàn.
Cao trình đỉnh đập được chọn theo trị số lớn nhất trong 2 trị số trên.
7.2.1.1 Cao trình đỉnh đập ứng với MNDBT
Theo kết quả tính toán ở phần thiết kế sơ bộ ta đã có có cao trình đỉnh đập ứng
với MNDBT là :
Z1 = +683,547 m
7.2.1.2. Cao trình đỉnh đập ứng với MNDGC
Ta có MNDGC = 683,865 m
a. Xác định ∆h’:
∆h ' = 2.10−6.
Trong đó:
V 2 .D
.cos α
g.H
+ V : vận tốc gió tính bình quân lớn nhất = 16,67 (m/s).
+ D : đà gió ứng với MNDGC = 2200 (m).
+ H : chiều sâu nước trước đập
H = MNDGC - ∇đáy = 683,865 - 661 = 22,865 (m).
+ α : góc kẹp giữ trục dọc của hồ và hướng gió , α = 00.
Thay các giá trị trên vào công thức ta được:
∆h ' = 2.10−6.
16, 67 2.2200
.cos 00 = 0,0055 (m)
9,81.22,865
b. Xác định hsl
Theo mục 2-14 ( trang 13 ) QPTL.C-1-78 chiều cao sóng leo có mức bảo đảm
1% được xác định như sau :
h′sl1% = K1. K2.K3.K4,Kα. hs1%
Trong đó :
(7.2.4)
+ hs1% : chiều cao sóng với mức bảo đảm 1%.
+ K1, K2, K3, K4,Kα. : là các hệ số.
♦ Xác định hs1% :
Theo QPTL.C-1-78 h’s1% được xác định như sau :
- Giả thiết trường hợp đang xét là sóng nước sâu: H > 0,5.λ
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 54
- Ta đi tính các đại lượng không thứ nguyên
Với
gt
gD
và 2 .
V
V
t: thời gian gió thổi liên tục (s)
Vì hồ chứa không có tài liệu quan trắc ta lấy t = 6 h = 3600s
Thay số vào ta có :
gt 9,81.6.3600
=
= 12711, 22 .
V
16, 67
gD 9,81.2200
=
= 77, 66
V2
16, 67 2
- Theo đường cong bao phía trên ở đồ thị hình P2-1 (trang 115) đồ án môn
học thuỷ công, ta xác định được các đại lượng không thứ nguyên
Với
g .t
= 12711, 22 ⇒
V
Với
gD
= 77, 66
V2
⇒
g.τ
= 4,2 và
V
g .τ
= 1,46
V
và
g .h
g .τ
và
2
V
V
g .h
= 0,085
V2
g .h
= 0,016
V2
Chọn cặp có trị số nhỏ nhất trong hai cặp trên là:
g .τ
g .hs
= 1,46 và
V
V2
= 0,0016
Với
g .τ V 1, 46.16, 67
g .τ
= 2, 481 (s)
= 1,46 ⇒ τ = ( ). =
V g
9,81
V
Với
g .hs
V2
= 0,016 ⇒ hs = (
Trong đó:
g .hs V 2 0, 0016.16, 67 2
).
=
= 0,453 (m)
V2 g
9,81
hs : chiều cao sóng bình quân.
τ : chu kỳ sóng trung bình.
Trị số chiều dài sóng trung bình ( λ ) được xác định theo công thức sau:
g .τ 2 9,81.2, 4812
λ=
=
= 9, 615 (m)
2π
2.3,14
- Kiểm tra lại điều kiện sóng nước sâu:
H = 22,831 > 0,5.λ = 4,808 vậy giả thiết sóng nước sâu ở trên là đúng.
- Tính hs1% theo công thức:
hs1% = K1%. hs
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 55
K1% : hệ số tra đồ thị hình P2-2 (trang 115) Đồ án môn học thuỷ công, ứng
với
gD
= 77, 66 ta được K1% = 2,03
V2
⇒ h’s1% = 2,03.0,453 = 0,919 (m).
♦Xác định các hệ số K1, K2,, K3, K4,Kα.
- Hệ số K1, K2 : Các hệ số phụ thuộc vào đặc trưng lớp gia cố mái và độ
nhám tương đối trên mái , được tra theo bảng P2-3 (trang 114) Đồ án môn học thuỷ
công.
Chọn hình thức gia cố mái bằng đá lát khan và kích thước đặc trưng về độ
nhám ∆ = 0,008 (m).
∆
0, 008
⇒ Độ nhám tương đối: h ' = 0,919 = 0, 0087 từ đó ta tra ra được:
s1%
K1’ = 0,95 và K2’ = 0,85
- Hệ số K3’ tra ở bảng P2-4 (trang 114) Đồ án môn học thuỷ công, phụ thuộc
vào vận tốc gió thổi và hệ số mái m.
Với V’ =16,67 m/s, giả thiết m = (3÷5) => K3 = 1,367
- Hệ số K4’ tra ở đồ thị hình P2-3 (trang 116) Đồ án môn học thủy công , phụ
thuộc vào trị số mái và trị số λ ' h ' với:
s1%
λ'
h 's1% =
9, 615
0,919
= 10, 46 ,
H > 2.hs1%
m = 3,5 ⇒ K4 = 1,2
- Hệ số Kα phụ thộc vào góc αs , ở đây góc αs nên tra bảng P2-6 (trang114)
Đồ án môn học thuỷ công ta xác định được Kα = 1
Thay các trị số trên vào công thức (5.2.4) ta được:
hsl1% = 0,95.0,85.1,367.1,2.1.0,919 = 1,217 (m).
♦Vậy chiều cao đỉnh đập tính theo MNDGC là:
Z2 = MNDGC + ∆h’ + hsl’+ a’ = 683,865 + 0,0055 + 1,217 + 0,5
Z2 = 685,59 (m)
Vậy cao trình đỉnh đập chọn là : ∇đđ = +685,6 m.
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 56
Từ đó ta xác định được chiều cao đập là : Hđập = 685,6 – 661=24,6 (m)
7.2.2 Kiểm tra với con lũ kiểm tra
Với công trình cấp III , tần suất lũ kiểm tra là 0,2%
Bảng 7.2.1 : Đường quá trình lũ kiểm tra
Q
T(giờ)
0
48
72
96
120
144
192
216
0
1,1
1,7
2,3
2,6
3,4
4,6
4,9
10,7
9,6
8,6
6,5
5,5
T(giờ) 15
12,7 11,7
228
Ta tiến hành tính toán điều tiết lũ với lũ kiểm tra ở trên ta được kết quả như sau :
qxả max = 190,56 (m3/s)
Hmax = 3,223 (m)
MNLKT = MNDBT + Hmax = 681 +3,223 = 684,223 (m)
Cao trình đỉnh đập tính với lũ kiểm tra được tính theo biểu thức sau:
Z3 = MNLKT + a’’ = 684,223 + 0,2 = 684,423 (m)
Ta thấy ∇đđ = 685,6 (m) > Z3 = 684,423 ( m ) nên cao trình đỉnh đập đã chọn
đảm bảo vượt lũ an toàn.
7.3 Cấu tạo chi tiết của đập
7.3.1 Đỉnh đập
Đỉnh đập được thiết kế dựa trên cơ sở những yêu cầu về điều kiện thi công và
giao thông trên đỉnh đập .
Để thoả mãn yêu cầu về thi công và vận hành thì chiều rộng đỉnh đập tối thiểu
bằng 5 m nên ta chọn chiều rộng đỉnh đập B = 6,0 m.
Để đảm bảo cho việc đi lại trong quản lý khai thác và mỹ quan của công trình,
mặt đập được gia cố nhẹ bằng lớp gia cố bằng dăm sỏi dày 25 cm và ta làm mặt đập
dốc về hai phía với độ dốc i = 2% để thoát nước mưa .
Dưới lớp gia cố là tầng đệm làm bằng cát dày 10 cm có nhiệm vụ nối tiếp mặt
đường với nền đường, đồng thời làm nhiệm vụ thoát nước cho mặt đường.
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 57
Hình 7.1: Cấu tạo đỉnh đập
7.3.2 Mái đập và cơ đập
Mái đập là một yếu tố quan trọng đảm bảo sự ổn định của đập trong quá trình
làm việc. Độ dốc mái phụ thuộc vào tính chất của đất đắp đập, loại đập, chiều cao
đập , các loại lực tác dụng lên mái dốc , điều kiện thi công và khai thác ...
Trong thiết kế ta có thể tính hệ số mái dốc của đập theo công thức :
- Mái thượng lưu : m1 = 0,05H + 2,00
- Mái hạ lưu :
m2 = 0,05H + 1,5
Với H là chiều cao đập
Ta thấy đập có chiều cao tương đối lớn, để dễ dàng cho thi công, tăng ổn định
mái dốc và giảm khối lượng đắp đập cũng như làm đường đi lại, kiểm tra mái dốc
và đặt hệ thống thoát nước cho đập, ta bố trí các cơ cho đập với chiều rộng của cơ ở
cả thượng lưu và hạ lưu là 3 m , trên cơ bố trí rãnh tiêu nước dọc và ngang để thoát
nước cho mái dốc.
Các cơ đặt tại các cao trình như sau :
Cơ thượng lưu : Ta bố trí 1 cơ tại cao trình +675 m
Cơ hạ lưu :
Ta bố trí 1 cơ ở cao trình
+675 m
Từ vị trí của các cơ ta xác định được mái dốc của đập như sau:
- Mái thượng : Độ dốc của mái thượng lưu thay đổi từ dưới lên trên như sau:
mt1 = 3,5 ; mt2 = 3,25 ;
- Mái hạ : Độ dốc của mái hạ lưu thay đổi từ dưới lên trên như sau:
mh1 = 3,25 ;
mh2 = 3 .
7.3.3 Bảo vệ mái đập
7.3.3.1 Bảo vệ mái thượng
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 58
Ngành : công trình
Mái dốc thượng lưu chịu tác dụng của các yếu tố: áp lực nước thượng lưu, sóng,
nhiệt độ, lực thấm thuỷ động khi nước hồ rút đột ngột...Do đó ta phải gia cố cẩn
thận để đề phòng sự phá hoại của các yếu tố này.
Tính toán lớp gia cố mà bảo đảm được ổn định dưới tác dụng của sóng thì đồng
thời cũng đã loại trừ được những nguy hiểm khác, vì vậy việc lựa chọn hình thức
bảo vệ mái thượng lưu phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố của sóng.
Phạm vi bảo vệ mái thượng lưu kể từ đỉnh đập xuống dưới mực nước chết
(MNC) một khoảng Z = 1,5. h1%
Trong đó h1%: chiều cao sóng ứng với tần suất 1% .
Z = 1,5. 0,919 ≈ 1,38 (m) Ta lấy Z = 2 m.
Như vậy ta lấy giới hạn dưới của lớp gia cố ở cao trình = + 670 (m).
Do hs α ≈ 35o , β = 25o.
b. Phương pháp V.V.Fanđêép.
Theo nghiên cứu của Fanđêép tâm cung trượt nguy hiểm của mái dốc thường
nằm trong giới hạn của hình quạt tạo bởi hai đường thẳng đi qua trung điểm của mái
dốc: một đường thẳng đứng và một đường làm với đoạn dưới của mái dốc một góc
850. Cung trong của hình quạt này có bán kính r và cung ngoài có bán kính R. Trị số
r, R được xác định theo bảng 4-2 “giáo trình Thuỷ công – Tập 1”.
Với hệ số mái dốc m = 3,14 => R = 2,503.Hđ = 61,6m và r = 1,07.Hđ= 26,3m
Hình 7.9: Sơ đồ tính toán ổn định mái đập
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 75
Ngành : công trình
Kết hợp hai phương pháp trên ta được phạm vi có chứa tâm cung trượt nguy
hiểm nhất là lân cận đoạn AB ( như hình vẽ )
7.5.3.2 Xác định hệ số an toàn K
a. Cách xác định hệ số ổn định mái đập:
- Trên đoạn AB ta giả định các tâm O 1, O2, O3....Vạch các cung trượt đi qua
điểm Q ( là điểm đầu của vật thoát nước) sau đó tiến hành tính hệ số ổn định K 1,
K2, K3 cho các cung tương ứng, vẽ biểu đồ quan hệ giữa K i và vi trí tâm Oi, ta xác
định được Kmin ứng với các tâm O trên đường MM 1 . Từ vị trí của tâm O ứng với
Kmin ta kẻ đường N-N vuông góc với MM 1. Trên đường N-N ta lại lấy các tâm O
khác, vạch các cung trượt và tính hệ số K, xác định được hệ số K min ứng với điểm
Q.
- Để xác định hệ số Kmin cho mái đập ta phải tính Kmin cho nhiều điểm khác, sau
đó vẽ quan hệ Kmin với vị trí các điểm ta tìm được Kminmin.
b. Xác định hệ số an toàn K cho một cung trượt bất kì
Để xác định hệ số an toàn K, ta coi mặt trượt là mặt trụ tròn, áp dụng công
thức Ghécxêvanốp với giả thiết xem khối trượt là vật thể rắn, áp lực thấm được
chuyển ra ngoài thành áp lực thuỷ tĩnh tác dụng lên mặt trượt và hướng vào tâm.
Chia phần đất trượt thành nhiều giải đất có chiều rộng b với b =
R
.
m
Trong đó:
+ R: bán kính cung trượt.
+ m : số nguyên tuỳ chọn, ta chọn m = 10.
Ta có công thức tính ổn định:
K=
∑( N n − Wn )tgϕn + ∑ Cn .ln
∑ Tn
Trong đó:
+ ϕ n , C n : là góc ma sát trong và lực dính đơn vị ở đáy giải thứ n.
+ ln: chiều rộng đáy thứ n: ln = b/cosan.
+ Wn: áp lực thuỷ tĩnh theo hướng tâm ở giải đáy thứ n.
Wn = γn.hn.ln.
( hn: chiều cao cột nước từ đường bão hoà đến đáy giải đang xét )
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 76
+ Nn, Tn: là thành phần pháp tuyến và tiếp tuyến của trọng lượng
giải Gn..
Ta có : Nn = Gn.cosan.
Tn = Gn.sinan .
Gn = b.( ∑ γi.zi )n.
+ zi : chiều cao phần giải đất tương ứng có dung trọng là γi
+ an : góc hợp giữa phương thẳng đứng và đường thẳng nối tâm đáy dải thứ n
với tâm cung trượt.
sinan =
n
m
và
n
m
cosan = 1 − ( ) 2 .
( n: số thứ tự dải )
*Với cách như phần trên ta lấy 3 điểm O1, O2, O3 vẽ các cung trượt đi qua điểm
Q và xác định được các hệ số K tương ứng. Lập quan hệ giữa K và các vị trí tâm
cung trượt ta xác định được Kmịn trên đường MM1. Lấy thêm hai điểm O4, O5 trên
đường N-N xác định các hệ số K tương ứng. Cuối cùng ta xác định được hệ số ổn
định mái đập Kmin.
*Ta lập bảng tính cho từng cung trượt với:
- Z1: Chiều cao từ đường bão hòa tới mái hạ lưu tại vị trí giữa dải
- Z2: Chiều cao từ đường bão hòa tới đáy cung trượt tại vị trí giữa dải
- Z3: Chiều cao từ đỉnh vật thoát nước tới đáy cung trượt tại vị trí giữa dải
+ γ tn = 1, 7(T / m3 )
+ Ctn = 1,8(T / m 2 )
+ ϕtn = 200
+ γ d = 2, 6(T / m3 )
3
+ γ bh = 2, 01(T / m )
2
+ Cbh = 1,5(T / m )
0
+ ϕbh = 17
+ ϕđ = 320
Kết quả tính toán được thể hiện trong các phụ lục 3.1; 3.2; 3.3; 3.4; 3.5.
Bảng 7.5 : Tổng hợp kết quả tính toán hệ số ổn định
STT
Tâm trượt
Bán kính
K
1
O1
62,578
1,359
2
O2
63,859
1,341
3
O3
64,246
1,454
4
O4
61,969
1,442
Hệ số Kmin
1,341
5
O5
65,843
1,350
Cuối cùng ta tính được hệ số ổn định mái đập là Kmin= 1,341
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 77
Ngành : công trình
c. Đánh giá sự hợp lí của mái dốc đã chọn
- Để đảm bảo mái đập vừa ổn định về trượt và vừa đảm bảo tính kinh tế thì hệ số
Kmin được khống chế:
[ K] ≤ K
[ K] :
min
≤ 1,15 [ K ]
Hệ số an toàn ổn định cho phép của mái đập Tra bảng P1-7 của “ĐA
Thủy Công’’ ta có [ K ] =1,2
⇒ 1,2 ≤ Kmin ≤ 1,38.
Vậy đập đảm bảo an toàn về trượt và các hệ số mái đã chọn là hợp lý.
CHƯƠNG 8 : THIẾT KẾ TRÀN XẢ LŨ
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 78
Ngành : công trình
8.1 Vị trí, hình thức và quy mô công trình
8.1.1 Vị trí
Căn cứ vào bản đồ địa hình và bình đồ khu vực xây dựng công trình ta chọn vị
trí tuyến tràn đặt tại tuyến đập bên trái..
8.1.2 Hình thức và quy mô công trình
8.1.2.1 Hình thức công trình
Dựa vào điều kiện địa hình và địa chất của khu vực tuyến tràn, ta chọn hình thức
tràn xả lũ là tràn dọc với hình thức ngưỡng tràn là tràn đỉnh rộng, có mặt cắt hình
chữ nhật, không có cửa van, chảy tự do.
Phía trước ngưỡng tràn có sân trước nối tiếp cùng tường cánh và kênh dẫn
thượng lưu hướng dòng chảy vào ngưỡng tràn được thuận lợi. Phía sau ngưỡng tràn
là dốc nước, tiêu năng cuối dốc nước là hình thức bể tiêu năng. Sau bể tiêu năng là
kênh dẫn hạ lưu đưa nước ra lòng sông cũ .
8.1.2.2 Quy mô công trình
Ở phần trước ta đã chọn được bề rộng tràn kinh tế nhất là Btr = 21 m.
Các bộ phận của tràn bao gồm :
a. Kênh dẫn thượng lưu
Có nhiệm vụ dẫn nước từ hồ chứa vào ngường tràn.
Kênh dẫn thượng lưu mặt cắt hình thang, thông số của kênh dẫn như sau:
- Bề rộng đáy kênh: b = 28,78 m.
- Hệ số mái : m = 1,5.
- Độ dốc đáy kênh: i = 0
Đáy kênh dẫn được bảo vệ bằng đá xây vữa M100 dày 30 cm để chống xói lở.
b. Tường hướng dòng:
Nằm ở phân sân trước dùng để nối tiếp kênh dẫn thượng lưu với ngưỡng tràn,
hướng nước chảy vào ngưỡng tràn được thuận dòng, giảm tổn thất thủy lực, bảo vệ
mái đất ở hai bên bờ phía trước ngưỡng tràn.
- Hình thức : Tường thẳng đứng
- Cao trình đỉnh tường: sát ngưỡng bằng cao trình đỉnh đập +685,6 m .
- Chiều dài tường theo phương dòng chảy : 20 m
- Góc mở của tường θ = 22o.
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 79
Ngành : công trình
- Tường làm bằng bê tông M200, dưới lót bê tông M100 dày 10 cm.
c. Ngưỡng tràn
- Là tràn đỉnh rộng có chiều dài ngưỡng δ = 10m , trên ngưỡng có bố trí mố
trụ chia ngưỡng tràn thành 3 khoang, mỗi khoang rộng 7 m, chiều dày mố là 1 m .
- Cao trình đỉnh ngưỡng: + 681 m.
- Lưu lượng lớn nhất chảy qua ngưỡng tràn : qmax = 158,456 (m3/s).
- Bề rộng ngưỡng tràn ( kể cả mố trụ ) là 23 m.
- Chiều dày ngưỡng 0,7m hai đầu có chân khay cấu tạo tăng ổn định ngưỡng,
làm bằng bê tông M200, dưới lót bê tông M100 dày 10 cm.
- Trụ pin làm bằng bê tông cốt thép, chiều dài bằng chiều rộng đỉnh đập 6 m.
d. Dốc nước
- Cao trình đầu dốc nước : + 681 m.
- Cao trình cuối dốc nước : + 667,71 m.
- Bề rộng đầu dốc nước: Bđ = 23 m.
- Đoạn thu hẹp từ B = 23m ÷ 14 m , có độ dốc i = 8 %
+ Nếu lấy chiều dài đoạn thu hẹp như thiết kế sơ bộ Lth = 18(m) thì góc thu hẹp:
θ = 2arctg (
23 − 14
) = 28o 4 ' > 220 nên dòng chảy bị co hẹp đột ngột.
2.18
Do đó ta lấy lại chiều dài đoạn thu hẹp Lth = 23(m) .
Đoạn dốc nước có bề rộng không đổi Bd = 14 m, dài 143,08 m, độ dốc đáy i = 8%.
8.2 Tính toán thủy lực dốc nước :
Đoạn dốc nước nối tiếp sau ngưỡng tràn được chia làm 4 đoạn :
+ đoạn thu hẹp đầu dốc nước
+ đoạn dốc nước không đổi từ cuối đoạn thu hẹp đến đầu đoạn cong.
+ đoạn dốc nước cong
+ đoạn dốc nước không đổi từ cuối đoạn cong đến cuối dốc nước.
8.2.1 Tính toán thuỷ lực đoạn thu hẹp
8.2.1.1 Thiết kế đoạn thu hẹp
Mặt cắt ngang của đoạn thu hẹp có dạng hình chữ nhật.
- Bề rộng đầu đoạn thu hẹp Bđ = 23 (m).
- Bề rộng cuối đoạn thu hẹp Bc = 14 (m).
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 80
Ngành : công trình
- Độ dốc đáy đoạn thu hẹp i = 8%.
- Chiều dài đoạn thu hẹp Lth = 23 (m).
8.2.1.2 Tính toán thuỷ lực ( Ứng với Qmax = qxả max = 158,456 m3/s)
Ta tính toán thuỷ lực đoạn thu hẹp như kênh phi lăng trụ, ta không xác định
định tính mà chỉ xác định định lượng đường mặt nước.
a. Độ sâu phân giới hk
Độ sâu phân giới hk tại mặt cắt sau ngưỡng tràn được xác định theo công thức:
hk =
⇒
3
α.q 2
g
với q =
Qmax 158, 456
=
= 6,889 (m3 / s.m).
B
23
hk = 1,69 m.
Dòng chảy từ ngưỡng tràn có độ dốc i = 0 xuống dốc nước có độ dốc i = 0,08 nên
có thể coi chiều sâu dòng nước ở đầu đoạn thu hẹp bằng chiều sâu phân giới tại mặt
cắt sau ngưỡng tràn hđ = hk = 1,69 m.
b. Tính toán
Tính toán đường mặt nước trên đoạn thu hẹp theo phương pháp thử dần các
giá trị h ở cuối đoạn tính toán trong đoạn thu hẹp kết hợp với phương pháp cộng
trực tiếp tương tự như phần trước đã trình bày.
+ Kết quả tính toán thuỷ lực đoạn thu hẹp được ghi ở phụ lục 4 .1
+ Từ kết quả tính toán ta thấy:
Khi thu hẹp dốc nước từ B đ = 23 m đến Bc = 14 m với độ dốc i = 8%, chiều dài
đoạn thu hẹp Lth = 23 (m) thì :
+ Chiều sâu dòng chảy đầu đoạn thu hẹp hđ = 1,69 m
+ Chiều sâu dòng chảy ở cuối đoạn thu hẹp là hc = 1,56 (m).
+ Góc thu hẹp θ = 2arctg (
23 − 14
) = 220 ≤ 22 ÷ 23o nên đảm bảo dòng
2.23
chảy không bị co hẹp đột ngột.
8.2.2 Kết quả tính toán thuỷ lực đoạn thu hẹp
+ Bề rộng đầu đoạn thu hẹp Bđ = 23 m.
+ Bề rộng cuối đoạn thu hẹp Bc = 14 m.
+ Độ dốc đáy i = 8%.
+ Lưu lượng lớn nhất Q = 158,456 m3/s.
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 81
+ Chiều dài đoạn thu hẹp Lth = 23 m.
+ Chiều sâu dòng chảy đầu đoạn thu hẹp : 1,69 m.
+ Chiều sâu dòng chảy cuối đoạn thu hẹp : 1,560 m.
8.3 Tính toán thủy lực đoạn dốc nước có bề rộng không đổi
8.3.1 Mục đích
+ Xác định chiều sâu mực nước tại các vị trí khác nhau trong dốc nước, vẽ
được đường mặt nước trong dốc nước từ đó xác định được cao trình tường bên dốc
nước hợp lý (ứng với Qmax).
+ Hình thức tiêu năng sau tràn là bể tiêu năng vì vậy để tính toán được kích
thước cũng như chiều sâu bể tiêu năng ta phải tính độ sâu và lưu tốc dòng chảy cuối
dốc với nhiều cấp lưu lượng khác nhau.
Như vậy ta sẽ đi tính toán thuỷ lực trong dốc nước với các cấp lưu lượng thay
đổi từ nhỏ đến Qmax .Ta tính với các cấp lưu lượng sau: 0,25Q ; 0,5Q ; 0,75Q; Q .
Với Q =158,456(m3/s) , ta có các giá trị lưu lượng tương ứng sau:
Qi =
39,614 ;
79,228 ;
118,84 ;
158,456
( m3/s.)
8.3.2 Các thông số của dốc nước
- Chiều dài dốc nước sau đoạn thu hẹp (có bề rộng không đổi) : 143,08 m
- Độ dốc :
i = 8%
- Chiều rộng : b = 14 m
- Độ nhám :
n = 0,014
8.3.3 Xác định các thông số thuỷ lực dốc nước với các cấp lưu lượng
8.3.3.1 Xác định độ sâu dòng chảy đều h0
- Ta chỉ đi xác định độ sâu dòng chảy đều trong đoạn dốc có bề rộng không đổi
- Sử dụng phương pháp đối chiếu với mặt cắt lợi nhất về thuỷ lực để tính toán.
- Các bước xác định độ sâu dòng chảy đều tương tự như đã trình bày ở phần thiết
kế sơ bộ. Ta được độ sâu dòng chảy đều ứng với các cấp lưu lượng như sau:
Bảng 8.2.1 : Độ sâu dòng chảy đều ho trên dốc nước có b = 14 m
Q(m3/s)
Sinh viên : Dương Phước Sinh
39,614
79,228
118,84
158,456
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 82
f(Rln)
0,05712
0,02856
0,01904
0,01428
Rln
0,59
0,765
0,891
0,993
h0
0,31
0,48
0,61
0,74
8.3.3.2 Xác định độ sâu phân giới hk
Với dốc nước có mặt cắt hình chữ nhật, độ sâu phân giới được xác định theo
công thức:
hk =
Trong đó:
3
α.q 2
g
+ q : Lưu lượng đơn vị chảy qua dốc nước q =
Q
b
+ α : Hệ số sửa chữa động năng , lấy α = 1.
+ g : Gia tốc trọng trường , g = 9,81 m/s2.
Ta phải đi tính lại độ sâu phân giới ở đầu đoạn thu hẹp để tính lại đường mặt
nước trong đoạn thu hẹp với các cấp lưu lượng khác nhau.
Ta có kết quả tính toán độ sâu phân giới như sau :
Bảng 8.2.2 : Độ sâu phân giới hk đầu đoạn thu hẹp
Q(m3/s)
39,614
79,228
118,84
158,456
q (m3/s)
1,7223
3,4447
5,16704
6,88939
hk (m)
0,67
1,07
1,40
1,69
Bảng 8.2.3 : Độ sâu phân giới hk đoạn dốc có bề rộng không đổi
Q(m3/s)
39,614
79,228
118,84
158,456
q (m3/s)
2,82957
5,65914
8,48871
11,3183
hk (m)
0,93
1,48
1,94
2,35
8.3.3.3 Xác định độ dốc phân giới ik
Độ dốc phân giới được xác định theo công thức:
Q2
ik =
(ω k .C k . R k ) 2
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trong đó :
Ngành : công trình
Trang 83
+ Q : lưu lượng chảy qua dốc nước.
+ ω k = b . hk
+ Rk =
ωk
;
2.h k + B k
Ck =
1 1/ 6
.R k
n
Kết quả tính toán độ dốc phân giới trong đoạn dốc sau đoạn thu hẹp ứng với các
cấp lưu lượng khác nhau được ghi ở bảng sau:
Bảng 8.2.4 : Độ dốc phân giới ik ứng với các cấp lưu lượng
Q(m3/s)
39,614
79,228
118,84
158,456
hk (m)
0,93
1,48
1,94
2,35
ωK (m2)
13,02
20,72
27,16
32,9
RK (m)
0,82093 1,221698 1,51902 1,759358
CK (m)
69,1178 73,85263
ik
76,583
0,00236 0,002194 0,00215
78,48
0,00214
8.4 Tính đường mặt nước trên dốc nước
8.4.1 Dạng đường mặt nước trên dốc nước
Với các cấp lưu lượng khác nhau, ta tính được đường mặt nước trên đoạn thu
hẹp theo phương pháp đã trình bày trong phần tính toán sơ bộ tràn, từ đó xác định
được độ sâu h c ở cuối đoạn thu hẹp từ hđ = hk ở đầu đoạn thu hẹp.
Phần tính toán xem ở phụ lục 4.1
Bảng 8.2.5 : Độ sâu dòng chảy trong đoạn thu hẹp
Q (m3/s)
39,614
79,228
118,84
158,456
hđ (m)
0,67
1,07
1,40
1,69
hc (m)
0,45
0,827
1,194
1,56
Qua tính toán xác định các yếu tố dòng chảy ta có bảng so sánh sau :
Bảng 8.2.6 : So sánh các yếu tố dòng chảy
Q(m3/s)
39,614
Sinh viên : Dương Phước Sinh
79,228
118,84
158,456
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 84
ho
0,31
0,48
0,61
0,74
hk
0,93
1,48
1,94
2,35
i
0,08
0,08
0,08
0,08
ik
0,00236 0,002194 0,00215
0,00214
* Ta có nhận xét :
Ứng với các cấp lưu lượng khác nhau thì dòng chảy trên dốc đều có:
i > ik
;
h 0 < h < hk
nên đường mặt nước trong dốc là đường nước đổ bII.
8.4.2 Tính đường mặt nước đoạn dốc nước không đổi
8.4.2.1 Tính đường mặt nước doạn dốc nước không đổi dến đầu đoạn cong
Với đoạn dốc nước có bề rộng không đổi nối tiếp sau đoạn thu hẹp tới đầu đoạn
cong, ta lấy chiều sâu nước hđ = hc đoạn thu hẹp và tính toán theo cách đã trình bày
ở phần tính toán sơ bộ . Chiều dài đoạn không đổi là Lkhông đổi = 8,88(m).
Phần tính toán xem ở phụ lục 4.2
Bảng 8.2.7 : Dòng chảy trên dốc đoạn không đổi
Q (m3/s)
39,614
79,228
118,84
158,456
hđ (m)
0,45
0,827
1,194
1,56
hc (m)
0,404
0,733
1,051
1,365
Vc(m/s)
7,00
10,258
14,72
19,107
8.4.2.2 Tính đường mặt nước đoạn cong
Đối với đoạn dốc nước cong, ta lấy chiều sâu nước đầu đoạn cong h đ = hc đoạn
không đổi, bán kính đoạn cong là R = 90(m), góc đoạn cong là θ = 600 . Phương
pháp tính toán đã trình bày cụ thể ở phần tính toán sơ bộ.
Chiều dài đoạn cong là Lcong = 94,2(m).
Phần tính toán xem ở phụ lục 4.3
Tổng hợp kết quả tính toán đoạn dốc nước cong được ghi ở bảng dưới đây:
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 85
Bảng 8.2.8 : Dòng chảy trên dốc đoạn cong
Q (m3/s)
39,614
79,228
118,84
158,456
hđ (m)
0,404
0,733
1,051
1,365
hc (m)
0,316
0,507
0,689
0,867
Vc(m/s)
8,95
11,16
12,33
13,05
8.4.2.3 Tính đường mặt nước từ cuối đoạn cong đến cuối dốc nước
Với đoạn dốc nước có bề rộng không đổi nối tiếp sau đoạn cong, ta lấy chiều sâu
nước đầu đoạn không đổi hđ = hc đoạn cong. Cách tính toán đã được trình bày ở
phần thiết kế sơ bộ tràn. Chiều dài đoạn không đổi là Lkhông đổi = 40 (m).
Phần tính toán được trình bày ở phụ lục 4.4
Tổng hợp kết quả tính toán đoạn dốc nước không đổi được ghi ở bảng dưới đây:
Bảng 8.2.9 : Dòng chảy trên dốc không đổi
Q (m3/s)
39,614
79,228
118,84
158,456
hđ (m)
0,316
0,507
0,689
0,867
hc (m)
0,3137
0,4915
0,6555
0,815
Vc(m/s)
9,02
11,51
12,95
13,89
αVc2
2g
4,147
6,758
8,548
9,833
8.4.2.4 Kiểm tra xói cuối dốc nước
Từ kết quả tính toán ta sẽ kiểm tra xói cho trường hợp lưu lượng qua tràn là lớn
nhất Qmax = 158,456( m3/s).
+ Vận tốc dòng chảy cuối dốc nước là : Vc = 13,89 m/s.
+ Tra bảng 11-9 (trang 203) sách '' Sổ Tay Tính Toán Thuỷ Lực '', ta được
vận tốc cho phép không xói đối với bê tông M200 là [V]KX = 25 m/s.
Vậy Vc < [V]KX nên dốc nước đảm bảo không bị xói trong quá trình làm việc.
8.5 Hiên tượng thuỷ lực trong dốc nước
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 86
8.5.1 Hiện tượng hàm khí
Trong dốc nước có lưu tốc lớn nên lớp không khí gần mặt nước sẽ bị hút vào lớp
nước. Các bọt khí đó pha trộn vào lớp nước trên vùng mặt, chuyển động cùng với
dòng chảy và do đó chiều sâu dòng nước sẽ tăng so với tính toán khi không có hàm
khí. Khi đó chiều cao tường bên của dốc nước sẽ tăng hơn so với tính toán bình
thường.
Đường mặt nước có kể đến hàm khí được xác định theo công thức:
hhk = h (1 +
Trong đó :
V
)
100
+ h : chiều sâu dòng nước trên thân dốc.
+ V: vận tốc dòng chảy tại mặt cắt tính toán.
Tính toán đường mặt nước trong dốc nước có kể đến hàm khí được dùng để
xác định cao trình đỉnh tường bên dốc nước.
Vì vậy ta đi tính cho trường hợp lưu lượng xả qua tràn lớn nhất Q max = 158,456
(m3/s). Ta tính cho các mặt cắt sau:
- Mặt cắt 1-1 : Đầu đoạn thu hẹp
- Mặt cắt 2-2 : Cuối đoạn thu hẹp
- Mặt cắt 3-3 : Đầu đoạn cong
- Mặt cắt 4-4 : Giữa đoạn cong
- Mặt cắt 5-5 : Cuối đoạn cong
- Mặt cắt 6-6 : Cuối dốc nước
Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng sau :
Bảng 8.2.10: Đường mặt nước kể đến hàm khí
Mặt cắt
h (m)
V (m/s)
hhk
1-1
1,69
4,077
1,76
2-2
1,56
7,257
1,67
3-3
1,365
8,293
1,48
4-4
1,116
10,673
1,24
5-5
0,867
13,05
0,98
6-6
0,815
13,89
8.5.2 Xác định chiều cao tường bên dốc nước
0,93
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 87
Cao trình đỉnh tường bên dốc nước được xác định theo công thức:
∇đỉnh tường = ∇đáy dốc + ht
ht = hhk + a .
Trong đó:
+ a: độ vượt cao an toàn , lấy a = 0,5 m.
+ hhk: chiều sâu dòng chảy trong dốc nước có kể đến hàm khí
Kết quả tính toán chiều cao tường bên được thể hiện trong bảng sau :
Bảng 8.2.11: Chiều cao tường bên dốc nước
Mặt cắt
hhk (m)
ht (m)
L (m)
1-1
1,76
∇đđ
L1-2 = 23
2-2
1,67
2,17
L2-3 = 8,88
3-3
1,48
1,98
L3-4 = 47,1
4-4
1,24
1,74
L4-5 = 47,1
5-5
0,98
1,48
L5-6 = 40
6-6
0,93
1,43
L = 166,08
Do đoạn dốc nước cong nên đường mặt nước trong đoạn cong có sự chênh lệch
mực nước, mực nước ở phía bờ lõm cao hơn mực nước ở phía bờ lồi là ∆h được
tính theo công thức sau:
∆h =
1
1
2− 2÷
R2
R R
2 gh 2 ln 2 2 ÷ 1
R1
Q2
Trong đó:
(m)
+ h: Chiều sâu trung bình trong đoạn
cong
h=
hd + hc
=
2
1,365 + 0,867
= 1,116 (m)
2
Trong đó h đ và hc: chiều sâu đầu và cuối đoạn
cong.
+ R1: Bán kính cong bờ lồi, R = 83(m)
+ R2: Bán kính cong bờ lõm , R = 97(m)
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Thay số vào ta có :
Ngành : công trình
Trang 88
∆h =
1
1
2− 2÷
97 83 97 = 1,64(m).
2.9,81.1,1162 ln 2 ÷
83
158, 4562
Vì vậy tai mặt cắt (4-4), ta bố trí chiều cao tường bên như sau:
+ tại phía bờ lõm,chiều cao tường bên hlõm = ht +
+ tại phía bờ lồi, chiều cao tường bên hlồi = ht
−
∆h
1, 64
= 1,74 +
= 2,56(m)
2
2
∆h
1, 64
−
2 = 1,74
2 = 0,92(m )
8.6 Tính toán tiêu năng sau dốc nước
8.6.1 Thiết kế kênh dẫn nước từ bể tiêu năng ra lòng sông cũ
Trong tính toán thiết kế chi tiết ta tính toán với 4 cấp lưu lượng
Qmax ; 0,75Qmax ; 0,5Qmax; 0,25Qmax
Kênh dẫn có các thông số sau đây:
+ độ dốc i = 0,0002 ;
+ Kênh mặt cắt hình thang có hệ số mái m = 1,5;
+ Độ nhám lòng dẫn n = 0,025;
+ Chiều rộng đáy kênh b = 21 m.
Như vậy, bài toán có Q, m, n , i, b Ta đi tìm h
Phương pháp tính toán đã được trình bày cụ thể ở phần thiết kế sơ bộ
Phần tổng hợp kết quả tính toán được trình bày ở bảng dưới đây:
Bảng 8.2.12: Bảng tổng hợp mặt cắt kênh ứng với từng cấp lưu lượng
Q
0,25Qmax
0,5Qmax
0,75Qmax
Qmax
(m3/s)
39,614
79,228
118,84
158,456
b
21
21
21
21
F(Rln)
0,003007
0,001503
0,001008
0,000752
Rln
2,213
2,87
3,333
3,721
h0
2,028
3,035
3,814
4,503
8.6.2 Tính toán tiêu năng
Như phần thiết kế sơ bộ, ta chọn hình thức tiêu năng là bể tiêu năng. Trong đồ
án này, để đơn giãn trong tính toán ta xem như bài toán phẳng để tính tiêu năng.
Từ Qxả tra quan hệ Q : Zhl , ta xác định được chiều sâu nước tại cuối kênh.
Ta tiến hành tính toán thuỷ lực đường mặt nước trong kênh xác định được h h tại
đầu kênh hạ lưu để tính toán tiêu năng.
Chiều dài kênh dẫn là Lkênh = 80 (m )
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 89
Bảng 8.2.13 : Kết quả tính toán đường mặt nước từ cuối kênh lên đầu kênh
Q
39,614
79,228
118,84
158,456
hcuối kênh
3,04
3,98
4,29
4,58
hđầu kênh= hh
3,05
4,0
4,34
4,68
Ta tiến hành tính toán lưu lượng tiêu năng, và được kết quả như sau:
Bảng 8.2.14: Tổng hợp tính toán tiêu năng ứng với từng cấp lưu lượng khác nhau
P
39,614
4,71
79,228
4,71
0,4915
6,758
118,84
4,71
0,6556
8,548
158,456
4,71
0,815
9,833
F (τ C ) =
q
Q
=
3/ 2
ϕE 0
Bcd ϕE 03 / 2
Trong đó:
hcd
0,313
αV2/2g
Q
7
4,147
Eo
9,170
7
11,96
13,91
4
15,358
+ q : lưu lượng đơn vị
q=
F(τc)
τc"
hc"
hh
hc"-hh
0,1072
0,2818
2,585
3,05
-0,465
3,87
4,0
-0,13
4,891
4,34
0,551
5,756
4,68
1,076
0,1439
0,1716
0,197
0,323
6
0,3515
0,374
8
Q
Bcd
+ ϕ hệ số lưu tốc, chọn ϕ = 0,95.
+ τc" tra từ bảng phụ lục 15.1 bảng tra thuỷ lực.
+ hc” độ sâu liên hiệp sau nước nhảy. hc” = τc". E0
+ P: chênh lệch cao độ từ đáy đầu kênh hạ lưu và cuối dốc nước.
P = Zcuối dốc – Zđáy kênh = 667,71 – 663 = 4,71 (m).
Eo = P + hcd +
αV 2
2g
Dựa vào bảng kết quả ở trên, ta nhận thấy ứng với Q max =158,456 ( m3/s) thì
(hc” - hh)max nên có nước nhảy phóng xa. Do đó ta tính toán tiêu năng cho trường
hợp này.
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 90
Ngành : công trình
8.6.3 Xác định kích thước bể tiêu năng
Sơ bộ lấy d1 = hc’’- hh = 5,756 - 4,68 = 1,076 (m).
Ta được E0’ = E0 + d1 = 15,358 + 1,076 = 16,434 (m).
F (τ C ) =
q
11,3183
= 0,1788
' 3/ 2 =
ϕ .E0
0,95.16, 4343/ 2
Có F(τc) tra phụ lục 15.1 Bảng tra thuỷ lực ta được τc” = 0,3577
hc” = τc” . E0’= 0,3577 .16,434 = 5,879 (m).
hh = 4,68 (m).
Tính: ∆Ζ =
q2
q2
−
;
ϕ .2.g .hh2 2.g .hb2
Trong đó: hb = σhc” với σ là hệ số nhảy ngập, σ = 1,05 ÷ 1,10.
Chọn σ = 1,10 → hb = 1,1.5,879 = 6,4669 (m).
∆Ζ =
11,31832
11,31832
−
= 0,167(m).
0,95.2.9,81.4, 682 2.9,81.6, 46692
Tính lại chiều sâu bể: d2 = hb – hh - ∆Z = 6,4669 – 4,68 – 0,167 = 1,62(m).
Ta thấy giá trị d2 ≠ d1. Cho nên giả thiết lại d2 = 1,62 (m) và tính toán lại các
bước như trên. Ta được: d2 = 1,75 ≠ 1,62 (m) . Ta tính lại với giả thiết d =1,75(m).
Qua tính toán ta được d2 = 1,766 ≅ 1,75 (m) và hc” = 5,952(m)
Ta chọn chiều sâu bể tiêu năng là Lb = 1,75 (m)
Chiều dài bể bể tiêu năng tính theo công thức sau::
Lb = 0,8.Ln = 0,8 . 4,5 .hc” = 3,6 hc” = 3,6 . 5,952 = 21,427 (m)
Chọn chiều dài bể tiêu năng là Lb = 21,5 (m).
8.6.4 Tính toán đoạn nước rơi cuối dốc:
Ta có: id = 0,08 ; Vcd = 13,89 (m/s)
→ Vcd = Vx2 + Vy2 = Vx2 + (0, 08.Vx ) 2
Vy = 0, 08.Vx = 1,11 (m / s)
→
Vx = 13,846 (m / s )
- Phương trình xác định thời gian nước rơi:
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 91
Ngành : công trình
1 2
gt + Vy t = P0
2
P0 = P + d = 4, 71 + 1, 75 = 6, 46
→ 4,905t 2 + 1,11t = 6, 46
→ t = 1, 04 ( s )
- Chiều dài nước rơi:
S = Vx.t = 13,89 .1,04 = 14,45 (m)
Chọn S = 14,5 (m)
8.7. Cấu tạo chi tiết tràn xã lũ
8.7.1 Kênh dẫn thượng lưu
- độ dốc kênh i = 0
- mặt cắt ngang của kênh dẫn là hình thang có hệ số mái m = 1,5
- bề rộng đáy kênh dẫn không đổi dọc theo chiều dài kênh, Bk = 28,78 (m)
- chiều cao kênh dẫn Hkênh = Htràn + a = 2,865 + 0,5 = 3,365 (m)
Trong đó :
+ Htràn : cột nước trên đỉnh tràn
+ a : độ vượt cao an toàn
- đáy kênh dẫn được bảo vệ bằng đá xây vữa M100 dày 30 (cm)
8.7.2 Tường hướng dòng
Ta chọn loại tường thẳng đứng, góc mở rộng α =22o, tường làm bằng bê tông
cốt thép M200..
- Sân trước : làm bằng bêtông cốt thép M200 dày 50 cm, chiều dài sân trước
theo hướng dòng chảy làm bằng tường cánh , độ dốc i = 0 , L sân = 20 (m)
- chiều rộng sân trước chổ giáp ngưỡng tràn B = Btr + Bmố = 21 +2 = 23 (m)
Hình 8.1: Mặt cắt ngang tường hướng dòng
8.7. 3 Ngưỡng tràn :
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 92
Ngành : công trình
- Tràn được làm bằng vật liệu là bê tông cốt thép M200, bản đáy dày 0,7 (m).
- Lớp lót là bê tông M100 dày 0,1 (m).
- Cao trình ngưỡng tràn ngang MNDBT = 681 (m)
- Chiều dài ngưỡng bằng 10 m.
- Chiều rộng đường tràn có kể cả mố là 23 (m) được chia làm 3 khoang bởi 2 mố
trụ, chiều dày mỗi mố là 1 m, 2 đầu mố trụ lượn tròn, bề rộng 1 khoang là 7 m.
- Chiều cao tường bên ngưỡng tràn :
ht = Zđđ - MNDBT = 685,6 – 681 = 4,6 (m)
- Kích thước ngưỡng tràn như hinh vẽ :
Hình 8.2: Chi tiết ngưỡng tràn
8.7.4 Thiết kế chi tiết dốc nước :
8.7.4.1 Bản đáy dốc nước:
+ Bản đáy dốc nước được làm bằng bê tông cốt thép M200 dày 50 (cm).
+ Lớp lót bản đáy là bê tông M100 dày 10 (cm).
8.7.4.2 Tường bên dốc nước :
+ Mặt cắt ngang hình chữ nhật, kích thước như hình vẽ .
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 93
Ngành : công trình
Hình 8.3: Mặt cắt ngang dốc nước
+ Chiều cao tường bên dốc nước đã tính toán ở trên
Tổng chiều dài dốc nước là 166,08 (m) được chia làm 11 đoạn trong đó :
- 10 đoạn đầu, mỗi đoạn có chiều dài là 16 (m)
- đoạn cuối có chiều dài là 16,08 (m)
8.7.5 Trụ pin.
Do trên đỉnh đập có yêu cầu giao thông nên trên ngưỡng tràn ta bố trí hai trụ
pin, mỗi trụ dày 1m được làm bằng bê tông cốt thép. Chiều dài trụ bằng chiều dài
ngưỡng tràn, kích thước như hình vẽ :
Hình 8.4: Chi tiết trụ pin
8.7.6 Cầu giao thông.
Kích thước mặt cắt ngang của cầu giao thông được chọn theo yêu cầu cấu tạo và
yêu cầu giao thông. Kích thước cầu giao thông như hình vẽ :
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 94
Ngành : công trình
:
Hình 8.5: Chi tiết cầu gia thông
8.8 Tính toán ổn định tường bên bể tiêu năng
Do chiều rộng của bể tiêu năng tương đối lớn nên ta không bố trí kết cấu tường bên
nối liền với bản đáy của bể . Vì vậy, ta phải tính toán kiểm tra ổn định chống trượt phẳng
và ổn định chống lật của tường bên bể tiêu năng.
8.8.1. Các trường hợp tính toán:
Khi tính toán kiểm tra ổn định của tường bên bể tiêu năng, ta phải tiến hành
kiểm tra theo các trường hợp làm việc khác nhau của tường:
- Trường hợp 1: Tường mới thi công xong, trên bờ có áp lực xe máy – tổ hợp tải
trọng cơ bản.
- Trường hợp 2: Mới xả lũ xong, trong bể mực nước thấp nhất, sau lưng tường
có áp lực nước ngầm – tổ hợp tải trọng đặc biệt
- Trường hợp 3: bể tiêu năng làm việc khi có động đất – tổ hợp tải trọng đặc
biệt.
Trong đồ án này, ta tính toán cho trường hợp 1 và trường hợp 2.
8.8.2 Số liệu tính toán:
Đất đắp tường bên có các chỉ tiêu cơ lý như sau:
-
Dung trọng tự nhiên : γtn = 1,78(T/m3).
-
Dung trọng bão hòa: γbh = 1,891(T/m3).
-
Góc ma sát trong: φ = 22014’
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 95
-
γ dn = γ bh − γ n = = 1,891 – 1 = 0,891 (T/m3)
-
Lực dính đơn vị: C = 2 (T/m2).
Ngành : công trình
8.8.3 Trường hợp tường mới thi công xong, trên bờ có áp lực xe máy
Để tính toán ta cắt 1m chiều dài của tường để tính toán.Các lực tác dụng lên
tường bao gồm:Áp lực đất, áp lực xe máy thiết bị thi công đi lại sau tường, trọng
lượng bản thân tường.
Hình 8.6: Sơ đồ các lực tác dụng lên tường
- Trọng lượng bản thân công trình:
P1 = F.γbt .Lb
Trong đó:
+ F: diện tích mặt cắt ngang của tường.
+ γbt: Trọng lượng riêng của bê tông, γbt = 2,4T/m3.
+ Lb: Chiều dài tính toán (m) Lb = 1(m)
P1 = 13,5 .2,4.1 = 32,4 (T)
- Trọng lượng của khối đất tác dụng lên tường:
P2 = Fđ.γtn .Lđ
Trong đó:
+ Fđ : Diện tích của lớp đất trên chân tường
+ γtn: Dung trọng tự nhiên của đất đắp, γtn = 1,78 (T/m3)
+ Lđ: Chiều dài tính toán (m).
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 96
⇒ P2 = 41,6785 .1,78 .1 = 74,2 (T)
- Áp lực đất chủ động:
σ cd = γ ω .Z .λc − 2.C. λc + q.λc
Trong đó:
+ q: Tải trọng phân bố trên mặt đất sau tường: q = qxe= 2,5(T/m2).
ϕ
22o14 '
) = 0,451.
+ Hệ số chủ động: λc = tg 2 (45o − ) = tg 2 (45o −
2
2
+ C: Lực dính của đất đắp: C = 2 (T/m2).
+ Z: Tọa độ tính từ mặt đất:
+ Tại Z = 0 m : σ cd 1 = −2.C. λc + q.λc = −2.2. 0, 451 + 2,5.0, 451 = -1,6 (T/m2).
+ Tại Z = 8,3 m : σ cd 2 = 1,78.8,3.0,451 − 2.2. 0, 451 + 2,5.0, 451 = 5,1 (T/m2).
Với: Zo =
2.C
2.2
=
= 3,35 (m).
γ ω . λc 1, 78. 0, 451
Áp lực đất chủ động sau tường:
Ec =
1
.(8,3 − 3,35).5,1 = 12,623 (T)
2
Điểm đặt của Ec cách chân tường một khoảng là:
H − zo 8,3 − 3,35
=
= 1,65(m).
3
3
Bảng 8.8.1: Bảng tổng hợp các lực tác dụng lên tường
Lực
P
P1
P2
E
Tổng
32,4
74,2
106,6
W
12,623
12,623
Tay đòn
2,3
4,8
1,65
MA
Mcl
74,52
356,16
430,68
Mgl
20,828
20,828
* Kiểm tra khả năng lật:
Theo phương pháp xác định mômen lật thoả mãn điều kiện:
M cl
Kcl = M ≥ [K]
gl
Trong đó :
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 97
+ M cl: Tổng mômen chống lật đối với trục nằm ngang đi qua mép
đáy phía trước tường.
+ M gl: Tổng mômen gây lật lấy đối với trục nằm ngang đi qua mép
đáy phía trước tường.
+ [K]: Hệ số ổn định phụ thuộc vào cấp công trình, đối với công
trình cấp III, với tổ hợp cơ bản thì:
K=
[K] =
nc .K n
= 1,15
m
430, 68
= 20,68 > [K] = 1,15. Vậy tường đảm bảo ổn định về lật.
20,828
* Kiểm tra khả năng trượt:
Điều kiện để xảy ra không trượt là:
f 0 .∑ P + C.F
÷ ≥ [K]
∑ W ÷
K =
Trong đó:
+ ΣP: Tổng các lực theo phương đứng.
+ ΣW: Tổng các lực theo phương ngang.
+ C = 2 (T/m2).
+ F: Diện tích mặt trượt(m2).
+ f0 : hệ sô ma sát tiếp xúc tại mặt trượt. f0 = tg ϕ = tg22014’ = 0,41
K=
0, 41.106, 6 + 2.7,5
= 4,65 > [K] = 1,15.
12,623
Vậy tường đảm bảo ổn định về trượt.
8.8.4. Trường hợp mới xả lũ xong, trong bể mực nước thấp nhất , sau lưng tường có
áp lực nước ngầm – tổ hợp tải trọng đặc biệt
Để tính toán ta cũng cắt 1m chiều dài của tường . Các lực tác dụng lên tường bao
gồm áp lực đất, áp lực nước thấm, áp lực thuỷ tỉnh, áp lực đẩy nổi, trọng lượng bản
thân tường và được biểu diễn cụ thể như hình vẽ :
+ Trọng lượng bản thân công trình : P1 = 32,4 (T)
+ Trọng lượng của khối đất tác dụng lên tường :
- Trên mực nước ngầm: P3 = 13,9738 . γ
- Dưới mực nước ngầm : P4 = 34,08 . γ
Sinh viên : Dương Phước Sinh
bh
tn
= 13,9738 . 1,78 = 24,87 (T)
= 34,08 . 1,891 = 64,44 (T)
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 98
+ Áp lực đất chủ động tác dụng lên tường : E1 , E2 , E3
Hình 8.7: Sơ đồ các lực tác dụng lên tường
- E1 =
1
1,25. p = 0,5 . 1,25 .1 = 0,625 (T)
2
Với p = γ tn .1, 25.λ1 = 1, 78.1, 25.0, 451 = 1 (T/m2)
- E2 = p. (4,5 + 1,75 + 0,8 ) = 7,05.p = 7,05 . 1 = 7,05 (T)
- E3 = 0,5 . 7,05 .p1
Trong đó : p1 = γ dn .7, 05.λ2
0
12
Với λ2 = tg2(450 − ) = 0,657
2
Ta có : E3 = 0,5 . 7,05 . 0,891 . 7,05 . 0,657 = 14,55 (T)
- Áp lực thuỷ tỉnh tác dụng lên tường : E4 , E5
-
E4 = 0,5. γ n .7,052 = 24,85 (T)
-
E5 = 0,5 .1,752 . γ n = 1,531 (T)
- Áp lực đẩy nổi tác dụng lên tường
W1 = γ n .(1,75 + 0,8) .(1 + 1,5 + 5) = 19,125 (T)
- Áp lực thấm tác dụng lên tường :
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 99
W2 = 0,5 .H . γ n .7,5 = 0,5 .4,5 .7,5 = 16,875 (T)
Bảng 8.8.2 : Bảng tổng hợp các lực tác dụng lên tường
Lực
Tay đòn
Trị số (T)
P
(m)
W
MA
Mcl
P1
32,4
2,3
74,52
P3
24,87
4,6
114,4
P4
64,44
4,8
309,312
Mgl
E1
0,625
7,467
4,67
E2
7,05
3,53
24,89
E3
14,55
2,35
34,19
E4
24,85
2,35
59,40
E5
-1,531
1.383
2,12
W1
- 19,125
3,75
71,72
W2
- 16,875
85,71
5
84,375
279,245
45,544
500,352
* Kiểm tra khả năng lật:
Theo phương pháp xác định mômen lật thoả mãn điều kiện:
M cl
Kcl = M ≥ [K]
gl
Trong đó :
+ Mcl: Tổng mômen chống lật đối với trục nằm ngang đi qua mép
đáy phía trước tường.
+ Mgl: Tổng mômen gây lật lấy đối với trục nằm ngang đi qua mép
đáy phía trước tường.
+ [K]: Hệ số ổn định phụ thuộc vào cấp công trình, với công trình
cấp III, với tổ hợp đặt biệt thì: [K] =
K=
nc .K n
1,15
= 0,9.
= 1,035
m
1
500,352
= 1,79 > [K] = 1,035. Vậy tường đảm bảo ổn định về lật.
279, 245
* Kiểm tra khả năng trượt:
Điều kiện để xảy ra không trượt là:
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 100
Ngành : công trình
f 0 .∑ P + C.F
÷ ≥ [K]
∑ W ÷
K =
Trong đó:
+ ΣP: Tổng các lực theo phương đứng.
+ ΣW: Tổng các lực theo phương ngang.
+ C = 2 (T/m2).
+ F: Diện tích mặt trượt (m2).
+ f0 : hệ số ma sát tiếp xúc tại mặt trượt.: f0 = tg ϕ = tg22014’ = 0,41
K=
0, 41.85, 71 + 2.7,5
= 1,1 > [K] = 1,035..
45,544
Vậy tường đảm bảo ổn định về trượt./.
CHƯƠNG 9 : THIẾT KẾ CỐNG LẤY NƯỚC
9.1 Vị trí, nhiệm vụ và hình thức cống
9.1.1 Vị trí cống
Vị trí của cống lấy nước phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: điều kiện địa hình, địa
chất, vị trí khu tưới, cao trình khống chế đầu kênh tưới …
Nguyên tắc bố trí là sao cho toàn bộ cống được đặt trên nền ổn định.
Từ vị trí của khu tưới ta thấy rằng nên đặt cống ở phía bờ phải của đập để thuận
tiện cho việc lấy nước cũng như là dẫn nước và ít phải xây dựng các công trình
chuyển tiếp tuyến cống vuông góc với tuyến đập .
Ở vị trí này, tuyến cống được đặt trên nền đá, lớp trên là lớp đá phong hóa còn
lớp dưới là đá tương đối rắn chắc.
9.1.2 Nhiệm vụ và cấp công trình
Cống có nhiệm vụ lấy nước đảm bảo tưới đủ cho 360 ha cây cà phê, 40 ha cây
lúa nước 2 vụ, một vụ màu và cung cấp nước sinh hoạt cho trên 2000 dân.
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 101
Ngành : công trình
Từ đó ta xác định được cống là công trình cấp III.
9.1.3 Hình thức cống
9.1.3.1 Hình thức cống lấy nước
Vì cống đặt dưới đập đất, mực nước thượng lưu khi lấy nước thay đổi nhiều (từ
MNC đến MNDBT) nên hình thức hợp lý là cống ngầm lấy nước không áp có tháp
van để điều tiết lưu lượng.
9.1.3.2 Kết cấu – Vật liệu
- Mặt cắt ngang của cống là mặt cắt chữ nhật, kích thước b x h, 1 khoang.
- Vật liệu làm cống là bê tông cốt thép M200.
9.1.3.3 Sơ bộ bố trí cống
Từ vị trí đặt cống và mặt cắt đập đã có, ta sơ bộ bố trí cống để từ đó xác định
chiều dài cống làm căn cứ cho việc tính toán thủy lực cống sau này.
Để sơ bộ xác định chiều dài cống, có thể chọn cao trình đáy cống thấp hơn MNC
từ 1-1,5 m. Ở đây ta chọn cao trình đáy cống thấp hơn MNC là 1 m từ đó ta xác
định được:
+ Cao trinh đáy cống Zđáy cống = MNC – 1 = 672 – 1 = 671 (m).
+ Chiều dài cống là Lcống = 105,25(m).
9.1.4 Tài liệu thiết kế cống :
- MNC = +672 m
- MNDBT = + 681 m
- Lưu lượng thiết kế : QTK = 0,8 ( m3/s)
- Cao trình mực nước khống chế đầu kênh sau cống là : Zkc = 671,8 (m)
Vị trí đặt tháp van ở giữa mái đập thượng lưu.
+ Chiều dài cống là Lcống = 105,25 (m)
+ Đoạn từ cửa vào đến vị trí đặt tháp van là L1 = 30,25(m)
+ Đoạn từ tháp van đến cửa ra là L2 = 75 (m)
9.2 Thiết kế kênh hạ lưu sau cống
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 102
Ngành : công trình
Kênh hạ lưu cống được thiết kế trước để làm căn cứ cho tính toán thuỷ lực
cống. Kênh hạ lưu cống có nhiệm vụ dẫn nước từ hạ lưu cống về khu tưới đảm bảo
dẫn được lưu lượng thiết kế mà vẫn an toàn trong quá trình làm việc.
9.2.1 Thiết kế mặt cắt kênh
Mặt cắt kênh hạ lưu cống được thiết kế với lưu lượng thiết kế Q TK = 0,8 m3/s ứng
với mực nước thấp nhất trong hồ.
Dựa vào địa chất nơi tuyến kênh đi qua, sơ bộ chọn các chỉ tiêu thiết kế như sau:
- Mặt cắt kênh : dạng hình thang với mái dốc kênh : m = 1,5
- Độ dốc đáy kênh : i = 3.10-4
- Độ nhám lòng kênh : n = 0,025
Bề rộng đáy kênh và chiều sâu nước trong kênh được thiết kế sao cho thỏa
mãn điều kiện kênh không bị lắng và xói.
9.2.1.1 Xác định vận tốc không xói
Theo TCVN 4118-85 vận tốc không xói trong kênh xác định theo công thức:
[VKX] = K.Q0,1
Trong đó:
+ Q : Lưu lượng thiết kế Q = 0,8 (m 3/s).
+ K : hệ số phụ thuộc đất lòng kênh, với đất sét pha k = 0,75.
⇒ [Vkx] = 0,75.0,80,1 = 0,733 (m/s)
9.2.1.2 Xác định chiều sâu nước trong kênh
Sơ bộ các định chiều sâu h0 theo công thức:
h0 = 0,5.(1 + Vkx). 3 Q
h0 = 0,5.(1 + 0,733). 3 0,8 = 0,804 (m)
Với h0 = 0,804(m) ta xác định b theo phương pháp đối chiếu với mặt cắt lợi nhất
về thuỷ lực như sau:
f(Rln) =
4.mo . i
8,424. 0,0003
=
= 0,182346
Q
0,8
Tra phụ lục 8-1 ( Các Bảng Tính Thuỷ Lực ) ⇒ Rln = 0,475m
h
0,804
0
⇒ R = 0, 475 = 1, 693
ln
Tra phụ lục 8-3 (Các Bảng Tính Thuỷ Lực) ta được:
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 103
b
= 2, 463
Rln
b
⇒ b = ( R ).Rln = 2,463.0,475 = 1,17 m
ln
Chọn b = 1,4 m.
b
1, 4
⇒ R = 0, 475 = 2,94737
ln
⇒
Vậy
h
= 1,5958 ⇒
Rln
h
h = ( R ).Rln = 1,5958 . 0,475 = 0,758 ( m )
ln
b
1, 4
=
= 1,847 ∈ (0,5÷2) thoả mãn khống chế, mặt cắt kênh là hợp lý.
h 0, 758
9.2.1.3 Kiểm tra điều kiện không xói và bồi lắng
Vì kênh dẫn nước từ hồ chứa nên hàm lượng bùn cát trong nước nhỏ, không
cần kiểm tra điều kiện bồi lắng. Ngược lại cần kiểm tra điều kiện xói lở, tức khống
chế:
Vmax < [Vkx]
Trong đó:
+ [Vkx] : Vận tốc cho phép để kênh không xói, [Vkx] = 0,733 (m/s)
+ Vmax : Lưu tốc lớn nhất trong kênh ứng với lưu lượng Qmax
Vmax =
Q max
ω
Qmax = K.QTK
K : hệ số phụ thuộc Q, lấy K = 1,2
⇒ Qmax = 1,2.0,8 = 0,96 (m3/s)
Để xác định Vmax ta xác định độ sâu hmax tương ứng trong kênh theo phương
pháp đối chiếu với mặt cắt lợi nhất về thủy lực.
f(Rln) =
4.mo . i
8,424. 0,0003
=
= 0,151955
Q
0,96
⇒ Rln = 0,508 m
b
1, 4
⇒ R = 0,508 = 2, 7559
ln
⇒
h
= 1, 6358 ⇒
Rln
⇒ Vmax =
h = 1,6358 .0,508 = 0,831 (m)
0,96
= 0, 437
(1, 4 + 1,5.0,831).0,831
Sinh viên : Dương Phước Sinh
(m / s)
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 104
Vậy Vmax = 0,437 (m/s) < [Vkx] = 0,733 (m/s)
Nên kênh hạ lưu sau cống đảm bảo không bị xói trong quá trình làm việc.
* Kênh thiết kế có các thông số sau:
- Bề rộng đáy kênh b = 1,4m
- Độ sâu nước trong kênh : h = 0,758 m
- Hệ số mái kênh m = 1,5
- Độ dốc đáy kênh i = 0,0003
- Độ nhám đáy kênh : n = 0,025
9.2.1.4. Xác định độ sâu trong kênh ứng với các cấp lưu lượng
Nhằm xác định quan hệ ( Q ~ h ) ở kênh dẫn hạ lưu cống ứng với các cấp lưu
lượng khác nhau để tính toán cống.
Ứng với một giá trị Q ta xác định độ sâu dòng đều trong kênh h theo phương
pháp đối chiếu với mặt cắt lợi nhất về thuỷ lực.
Bảng kết quả tính toán như sau :
Bảng 9.2.1 : Quan hệ (Q ~ h) kênh hạ lưu cống.
Q (m3/s)
h (m)
0,8
0,758
0,7
0,708
0,6
0,654
9.3 Tính toán khấu diện cống
9.3.1 Trường hợp tính toán
Khẩu diện cống được tính toán với trường hợp chênh lệch mực nước thượng hạ
lưu nhỏ, lưu lượng lấy nước tương đối lớn (lưu lượng thiết kế).
Ta tính với trường hợp thượng lưu là MNC, hạ lưu là mực nước khống chế đầu
kênh tưới Zkc , lưu lượng lấy nước tương ứng.
QTK = 0,8 (m3/s).
MNC = + 672 ( m ).
Mực nước khống chế đầu kênh tưới : Zkc = + 671,8 ( m ).
Khi đó chênh lệch mực nước thượng hạ lưu là :
[∆Z]= MNC – Zkc = 672 – 671,5 = 0,2 m.
Lúc này để lấy đủ lưu lượng thiết kế phải mở hết cửa van.
♦ Sơ đồ tính toán như sau :
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 105
Hình 9.3.1: Sơ đồ tính toán thuỷ lực xác định khẩu diện cống.
Trong đó :
+ Z1 : Tổn thất cột nước tại cửa vào.
+ Zp : Tổn thất qua khe phai.
+ Zl : Tổn thất qua lưới chắn rác.
+ Zv : Tổn thất qua cửa van.
+ Z2 : Tổn thất cột nước cửa ra.
+ h1: độ sâu dòng chảy đều trong cống.
+ hh: độ sâu dòng chảy trong kênh hạ lưu, hh= 0,758 ( m ).
9.3.2 Xác định bề rộng cống
Bề rộng cống phải đủ lớn để lấy được lưu lượng thiết kế Q = 0,8 (m 3/s) ứng với
chênh lệch mực nước thượng và hạ lưu cống đã khống chế tức là phải đảm bảo điều
kiện:
∑ Zi ≤ [∆Z]
(9.3.1)
Trong đó :
+ ∑ Zi : Tổng tổn thất từ đoạn cửa vào đến đoạn cửa ra của ống.
∑ Zi = Z1 + Zp + ZL + Zv + Z2 + i.L
(9.3.2)
+ [∆Z] = 0,2 m.
Với
i : Độ dốc đáy cống
L : Tổng chiều dài cống, sơ bộ L = 105,25 m.
Ta đi xác định các yếu tố trong công thức trên.
9.3.2.1 Xác định tổn thất cửa ra Z2.
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 106
Ngành : công trình
Dòng chảy từ bể tiêu năng ra kênh hạ lưu coi như sơ đồ đập tràn đỉnh rộng chảy
ngập, khi đó :
α .Vb2
Q2
−
Z2 =
2.g .(ϕ n .b.hh ) 2 2.g
Trong đó:
+ b : bề rộng cuối bể tiêu năng, lấy b = bk = 1,4 ( m ).
+ hh : chiều sâu nước hạ lưu ứng với lưu lượng tính toán.
hh = 0,758 ( m ).
+ ϕn : hệ số lưu tốc tại cửa ra của bể, phụ thuộc vào m.
Sơ bộ lấy m = 0,356 , tra bảng 14-3 ″Giáo trình Thủy Công tập 2″ ta được
ϕn = 0,95.
+ Vb: lưu tốc bình quân trong bể tiêu năng.
Với bể tiêu năng cấu tạo, giả thiết chiều sâu bể d = 0,5 (m).
Vb =
⇒ Vb =
Q QTK
QTK
=
=
.
ωb b.hb b(d + hh )
0,8
= 0, 454 (m/s)
1, 4.(0,5 + 0, 758)
Thay vào công thức trên ta được:
0,82
1.0, 4542
−
= 0, 0216 ( m ).
Z2 =
2.9,81.(0,95.1, 4.0, 758) 2
2.9,81
9.3.2.2 Xác định tổn thất dọc đường
Coi dòng chảy trong cống là dòng chảy đều với độ sâu h1
h1 = hh + Z2 = 0,758 + 0,0216 ≈ 0,78( m ).
Khi đó tổn thất dọc theo chiều dài của cống bằng i.L
Với i : là độ dốc của cống được xác định theo công thức:
2
Q
i=
÷
ω.C. R
Trong đó:
+ ω = bc . h 1
+R=
b .h
ω
= c 1
χ 2.h1 + bc
+C=
1 1/ 6
.R
n
Độ nhám của cống n = 0,014
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 107
Ngành : công trình
Thay các giá trị vào công thức trên ta tính được giá trị i.
9.3.2.3 Tổn thất cục bộ: Zp , Zv , ZL
Công thức chung để xác định các tổn thất cục bộ trên là :
α .Vi 2
Zi = ξi.
2.g
Trong đó ξi : hệ số tổn thất cục bộ.
a. Tổn thất cục bộ qua khe van
Bố trí 2 khe van tại vị trí lấy nước ⇒
α .Vv2
Zv = 2. ξv.
2.g
Theo phụ lục 1 ( trang 53 ) QP.TL.C-1-75 thì hệ số tổn thất cục bộ qua khe van
bn
được xác định là: ξv = f( b ).
c
Trong đó:
+ bn : bề rộng khe van, bn = 0,2 ( m ).
+ bc : bề rộng lỗ cống
+ Khi
bn
≤ 0,1 thì lấy ξv = 0,05
bc
+ Khi
bn
≥ 0, 2 thì lấy ξv = 0,1
bc
+ Nếu 0,1 <
bn
< 0,2 thì nội suy giữa hai giá trị này.
bc
Vv : Vận tốc dòng chảy trước khe van.
Vv =
Q
bc .hv
, h v = h1
b. Tổn thất qua lưới chắn rác
Zl = ξl.
α .Vl 2
2.g
Hệ số tổn thất cục bộ qua lưới được xác định:
S
b
4/3
ξL = β .( ) .sin α
Trong đó:
+ β : hệ số phụ thuộc hình dạng thanh chắn, với tiết diện tròn
⇒ β = 1,79
+ S : đường kính của thanh thép lưới S = 10 mm.
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 108
Ngành : công trình
+ b : Khoảng cách đặt các thanh lưới , b = 0,1 m.
+ α : góc nghiêng đặt lưới so với phương ngang ,α = 75o
4/3
0, 01
.sin 75o = 0, 08
ξL = 1, 79.
÷
0,1
⇒
Vận tốc Vl =
Q
Q
=
bc .hl bc .(hv + Z v )
c. Tổn thất cục bộ qua khe phai
Hệ số tổn thất qua khe phai được xác định tương tự như hệ số tổn thất qua
khe van với chiều rộng khe phai bp = 0,15 ( m ).
Zp = 2.ξp.
Q2
2.g.(b c .h p ) 2
hp = hl + Zl
d. Tổn thất cửa vào Z1
Xác định theo công thức của đập tràn đỉnh rộng chảy ngập:
α .V02
Q2
−
Z1 =
2.g .(ε .ϕ .ω ) 2 2.g
Trong đó :
+ ϕ , ε : hệ số lưu tốc và hệ số co hẹp bên ở cửa vào , ε = 1.
ϕ : phụ thuộc vào m
Ta thiết kế đoạn cửa vào thu hẹp từ 2,5b c đến bc, chiều dài đoạn thu hẹp bằng
4,5 bc .
⇒ β=
bc
= 0, 4
2,5.bc
⇒ cotgθ =
4,5
=6
0, 75
Tra phụ lục 14-8 (Các bảng tính thuỷ lực) được m = 0,356
Với m = 0,356 tra bảng 14-13 ( Các bảng tính thủy lực) ta được ϕ = 0,95.
+ ω : diện tích mặt cắt ướt sau cửa vào
ω = bc.h = bc.( hp + ZP )
Q
+ V0 : lưu tốc tiến gần, V0 = ω
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 109
9.3.4. Xác định khẩu diện cống
Để xác định được khẩu diện cống đầu tiên ta giả thiết các giá trị b c từ đó xác
định được các giá trị tổn thất Zi, rồi tính tổng các giá trị ∑ Zi ứng với các bc vừa giả
thiết. Từ đó ta xây dựng được quan hệ (bc ~ ∑ Zi), ứng với [∆Z] khống chế ta xác
định được khẩu diện cống bc thiết kế .
Phần tính toán chi tiết xem ở phụ lục 5
Kết quả tính toán tổng tổn thất qua cống với các giá trị bc được ghi ở bảng sau:
Bảng 9.3.1: Kết quả tính tổng tổn thất qua cống
bc
Z2
ic
ic.L
Zv
Zl
Zp
Z1
ΣZi
0.80
0.0216
0.0020
0.2143
0.018
0.007
0.016
0.009
0.285
0.83
0.0216
0.0018
0.1929
0.016
0.006
0.014
0.008
0.259
0.85
0.0216
0.0017
0.1802
0.016
0.006
0.013
0.008
0.244
0.87
0.0216
0.0016
0.1686
0.015
0.006
0.012
0.007
0.231
0.90
0.0216
0.0015
0.1531
0.014
0.005
0.011
0.007
0.212
0.92
0.0216
0.0014
0.1439
0.013
0.005
0.010
0.007
0.201
0.93
0.0216
0.0013
0.1396
0.013
0.005
0.010
0.007
0.196
0.95
0.0216
0.0012
0.1314
0.013
0.005
0.009
0.006
0.186
0.97
0.0216
0.0012
0.1239
0.012
0.005
0.009
0.006
0.177
1.00
0.0216
0.0011
0.1138
0.011
0.004
0.008
0.006
0.165
1.20
0.0216
0.0007
0.0686
0.007
0.003
0.005
0.004
0.132
Từ bảng kết quả ta thấy: Với giá trị b c = 0,93 m thì ∑ Zi ≈ [∆Z]. Tuy nhiên, theo
điều kiện cấu tạo, không chọn bc quá nhỏ, thường khống chế bc ≥ 1 ÷1,2m
Để thuận lợi cho việc chuẩn hóa và tăng khả năng lắp lẫn khi cần thiết, ta chọn
bc = 1 m với độ dốc trong cống là : i = 0,0011.
9.3.5 . Xác đinh chiều cao cống và cao trình đặt cống
9.3.5.1 Chiều cao mặt cắt cống
Được xác định theo công thức:
H c = h1 + ∆
Trong đó : + h1: độ sâu dòng chảy trong cống, h1 = 0,78 m
+ ∆ : độ lưu không ( ∆ = 0,5 ÷1 m ).
Lấy ∆ = 0,95 m
⇒ Hc = 0,78 + 0,95 = 1,73 ( m).
Vậy ta chọn chiều cao cống Hc = 2 m làm chiều cao cống thiết kế.
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 110
Ngành : công trình
9.3.5.2 Cao trình đặt cống
- Cao trình đáy cống ở cửa ra:
Zcr = Zkc - hh = 671,8 - 0,758 = +671,042 m.
- Cao trình đáy cống cửa vào:
Zcv = Zcr + i.L = 671,042 + 0,0011.105,25 = + 671,16 m.
- Cao trình đáy kênh dẫn hạ lưu:
Zđk = Zcr = + 671,042 m.
- Cao trình bờ kênh hạ lưu: Zbk = Zđk + hh + 0,5= 671,042 + 0,758 + 0,5
Z bk = + 672,3
9.4. Kiểm tra trạng thái chảy và tính toán tiêu năng
9.4.1 Mục đích tính toán
Khi mực nước thượng lưu lớn ta chỉ cần mở một phần cửa van để lấy được lưu
lượng thiết kế. Do năng lượng của dòng chảy lớn, dòng chảy ngay sau cửa van
thường là dòng chảy xiết. Dòng chảy này sẽ nối tiếp với dòng chảy êm ở kênh hạ
lưu qua nước nhảy. Do đó cần tính toán để :
- Kiểm tra xem nước nhảy có xảy ra trong cống không. Với mực nước cao ở hạ
lưu cần khống chế không cho nước nhảy trong cống để tránh rung động gây bất lợi.
Còn với các mực nước thấp ở thượng lưu, nước nhảy trong cống là không tránh
khỏi. Tuy nhiên, khi đó năng lượng của dòng chảy không lớn nên mức độ rung
động nguy hiểm không đáng kể.
- Xác định chiều sâu bể cần thiết để giới hạn nước nhảy ngay sau cửa ra của
cống, tránh xói lở kênh hạ lưu.
9.4.2 Trường hợp tính toán
Để kiểm tra chế độ chảy trong cống và tính toán tiêu năng sau cống ta cần tính
toán cho trường hợp sau:
- Mực nước thượng lưu là MNDBT = + 681 m.
- Lưu lượng lấy qua cống là lưu lượng thiết kế QTK = 0,8 m3/ s.
Sơ đồ tính toán như sau :
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 111
Hình 9.4.1. Sơ đồ tính toán tiêu năng sau cống
9.4.3. Xác định độ mở cống
Độ mở cống a được xác định theo sơ đồ chảy tự do qua lỗ :
Q = ϕ.ε.a.bc. 2 g ( H 0 '− ε .a)
Trong đó :
(9.4.3.1)
+ ϕ : hệ số lưu tốc, ϕ = 0,95 .
+ ε : hệ số co hẹp đứng, phụ thuộc tỉ số a/H.
+ a : độ mở cửa van.
+ bc : bề rộng cống = 1 m .
+ H0' : cột nước tính toán trước cửa van được xác định như sau:
H0' = H0 - hw
α.V0
H0′ = H1 +
2.g
2
Với hw là tổn thất cột nước từ cửa vào tới cửa van:
hw = Z1 + Zp + Zl + i.Lv = 0,004+ 0,008+ 0,006 + 0,0011.30,25
hw = 0,06 (m)
Bỏ qua lưu tốc tới gần V0, ta có:
H0' = H1– hw = (681 - 671,16) – 0,06 = 9,78 (m)
+ Xác định độ mở cống a theo phương pháp tra bảng của Jucôpxki :
Q
0,8
F (τc) = ϕ .b .H '3/ 2 = 0,95.1.9, 783/ 2 = 0,028
c
0
+ Tra phụ lục 15-1 (Các Bảng Tính Thuỷ Lực) ta được :
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 112
Ngành : công trình
τ c = 0,0057
+ Vì F (τc) < 0,264 khi đó 0 <
a
< 0,1.
H
Theo Bảng 16-1 (Các Bảng Tính Thuỷ Lực) ⇒ lấy ε = 0,611.
a
Ta có: τc = ε . H ' ⇒ a =
0
0, 0057.9, 78
τ c .H 0 '
=
= 0,1 ( m ).
0, 611
ε
Thay a vào công thức (9.4.3.1) ta được:
Q∗ = 0,95.0,611.0,1.1. 2.9,81.(9, 78 − 0, 611.0,1)
Q∗ = 0,81 ( m3/s ).
⇒ ∆Q =
0,81 − 0,8
Q − Q∗
=
= 1,25% < 5%
0,8
Q
Vậy các giá trị ta chọn sơ bộ ở trên là hợp lý.
* Độ sâu co hẹp sau cửa van:
hc = ε.a = 0,611.0,1 = 0,0611 (m)
Vị trí mặt cắt co hẹp cách cửa van một đoạn là Lc.h = 1,4.a = 1,4.0,1= 0,14 ( m ).
9.4.4. Kiểm tra trạng thái chảy trong cống
+ Mục đích : Xác định trạng thái chảy trong cống để kiểm tra các giả thiết phần
trước từ đó tìm ra các thông số để tính toán tiêu năng.
+ Nội dung : Vẽ đường mặt nước trong cống và xác định độ sâu cuối cống.
9.4.4.1 Định tính đường mặt nước trong cống
Ta cần xác định các giá trị độ sâu hc , h0, hk
- Độ sâu co hẹp sau cửa van: hc = 0,0611 ( m ).
- Độ sâu phân giới hk: Do mặt cắt cống hình chữ nhật nên hk được xác định
theo công thức:
hk =
3
α .Q 2 3 1.0,82
=
= 0, 403 ( m ).
g .bc2
9,81.12
- Độ sâu dòng đều trong cống h0:
Dùng phương pháp đối chiếu với mặt cắt lợi nhất về thuỷ lực.
Với m = 0 ⇒ m0 = 2
⇒
f(Rln) =
4.mo . i
8. 0,0011
=
= 0,331662
Q
0,8
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 113
⇒ Rln = 0,305 m
b
1
⇒ R = 0,305 = 3, 279
ln
h
⇒ R = 2, 459 ⇒ h0 = 2,459 . 0,305 = 0,75(m)
ln
Như vậy hc = 0,0611 < hk = 0,403 < h0 = 0,75 ( m ) nên dạng đường mặt
nước sau cửa van là đường nước dâng CI .
9.4.4.2 Định lượng đường mặt nước trong cống
Xuất phát từ mặt cắt co hẹp (C-C) cách cửa van một đoạn L c.h= 0,14 ( m ) ta tiến
hành tính toán đường mặt nước đến cửa ra của cống.
Khoảng cách từ mặt cắt co hẹp đến cửa ra của cống là:
Ltt = 75 - 0,14 = 74,86 (m)
- Để vẽ đường mặt nước ta dùng phương pháp cộng trực tiếp. Theo phương
pháp này khoảng cách giữa hai mặt cắt có độ sâu h1, h2 đã biết sẽ là: :
∆L =
Trong đó:
∆∋
i−J
+ ∆∋ = ∋1 -∋2 : hiệu số tỷ năng của hai mặt cắt tính toán.
+ ∆∋ = ( h2 +
α .V22
α .V12
) − (h1 +
)
2.g
2.g
+ i : Độ dốc của cống, i = 0,0011
+ J : độ dốc thuỷ lực trung bình của đoạn tính toán
J=
J1 + J 2
2
Với J1, J2: độ dốc mặt nước tại mặt cắt đầu và mặt cắt cuối của đoạn tính toán.
Qi 2
Ji = 2 2
ωi .Ci .Ri
Kết quả tính toán đường mặt nước trong cống ngầm được thể hiện trong bảng
sau.
Bảng 9.4.1: Kết quả tính toán đường mặt nước trong cống ngầm ở sau cửa van
h
0,061
1
v
∋
13,093
8,799
Sinh viên : Dương Phước Sinh
∋
R
J
0,054
1,628
Jtb
i-Jtb
ΔL
L
0
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 114
0,07
0,08
0,09
0,1
0,2
11,429
10
8,89
8
4
6,727
5,177
4,177
3,362
1,105
-2,072
-1,55
-1,06
-0,755
-2,347
0,061
0,069
0,076
0,083
0,143
1,057
0,693
0,479
0,345
0,042
1,343
0,875
0,586
0,412
0,193
-1,314
-0,874
-0,585
-0,411
-0,192
0,3
2,667
0,662
-0,353
0,188
0,013
0,028
-0,026
0,4
1,985
0,604
-0,059
0,223
0,006
0,009
-0,008
1,544
1,774
1,812
1,839
12,208
13,37
1,544
3,3186
5,1307
6,9698
19,178
8
7,104
32,556
39,661
Qua bảng tính này ta thấy :
Tại vị trí cách mặt cắt co hẹp một đoạn L = 39,661(m) < L tt thì đường mặt nước
trong cống đã cắt đường K-K ( h > hk ) nên xảy ra hiện tượng nước nhảy trong cống.
Xác định vị trí nước nhảy
Vận dụng lý thuyết về sự nối tiếp, trước nước nhảy là đoạn chảy xiết theo đường
nước dâng CI, bắt đầu từ mặt cắt co hẹp có độ sâu h c đến mặt cắt I - I có độ sâu h'.
Sau nước nhảy là đoạn chảy êm theo đường nước hạ b I bắt đầu từ mặt cắt II - II có
độ sâu h'' đến mặt cắt cửa ra có độ sâu hk.
Hình 9.4.2: Sơ đồ minh hoạ tính toán nước nhảy trong cống
- Cách xác định vị trí nước nhảy :
+ Vẽ đường mặt nước CI từ mặt cắt co hẹp đến khi chạm vào đường K - K
+ Vẽ đường CI’ liên hiệp với đường CI, mỗi điểm của đường này là độ sâu liên
hiệp tương ứng với mỗi điểm của đường CI.
h'' =
h
α .q 2
− 1
1+ 8
2
g .h3
+ Lùi đường CI’ về phía hạ lưu 1 đoạn có chiều dài bằng chiều dài nước nhảy
tương ứng với mỗi điểm.
ln = 4,5 h'' ⇒ đường CI”
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 115
+ Vẽ đường mặt nước bI từ hạ lưu vẽ lên, cắt đường CI” tại điểm S .Độ sâu tại S
chính là độ sâu sau nước nhảy h'' từ đó ta sẽ xác định được vị trí nước nhảy.
Kết quả tính toán được thể hiện ở bảng dưới đây:
Bảng 9.4.2: Bảng tính vẽ đường CI’ và đường CI”
h(m)
0.0611
0.07
0.08
0.09
0.1
0.2
0.3
0.403
L
0
1.5443
3.3186
5.1307
6.9698
19.178
32.556
39.661
h"(m)
1.4311
1.3307
1.2377
1.1599
1.0934
0.7139
0.5263
0.4021
Ln(m)
6.44
5.988
5.57
5.22
4.92
3,212
2.369
1.81
L+Ln
6.44
7.5327
8.884
10.35
11.89
22.39
34.925
41.47
Bảng 9.4.3: Bảng tính toán đường mặt nước từ cuối cống lên
h
∋
v
∋
0,405 1,975 0,6039
0,44
0,48
0,52
0,56
0,6
0,61
1,81
8
1,66
7
1,53
9
0,6085
0,6216
0,6406
R
J
0,224
0,004
6
0,013
1
0,019
1
3
1,31
2
0,6906
0,0877
0,026
6
0,007
1
i-Jtb
ΔL
0,0056
L
74,86
3
0,234 0,00449
0,0051
-0,004
-1,166
73,694
0,245 0,00355
0,004
-0,0029
-4,478
69,216
0,255 0,00287
0,0032
-0,0021
-9,024
60,192
0,0026
-0,0015
-15,432
44,761
0,0022
-0,0011
-24,968
19,793
0,0019
-0,0008
-8,5121
11,281
0,0018
-0,0007
-11,281
0
1,429 0,6640 0,0234 0,264
1,33
Jtb
0,273
0,275
0,622 1,287 0,0844 0,0084 0,277
0,0023
6
0,0019
7
0,0018
9
0,0018
0
Ta tiến hành vẽ các đường trên lên cùng 1 hệ trục toạ độ, từ đó ta xác định được
vị trí nước nhảy.
Nước nhảy xảy ra cách mặt cắt co hẹp một đoạn l = 31 m với các đặc trưng sau :
- Chiều dài nước nhảy :
Sinh viên : Dương Phước Sinh
ln = 2,66 (m).
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 116
Ngành : công trình
- Độ sâu trước nước nhảy: h' = 0,26 (m).
- Độ sâu sau nước nhảy : h'' = 0,59(m).
Nước nhảy trong cống gây bất lợi cho cống về mặt ổn định trong quá trình làm
việc vì sẽ xảy ra hiện tượng chân không ở khu vực sau cửa van cũng như là hiện
tượng xâm thực vật liệu làm cống, không đảm bảo chế độ sử dụng nước .
Ta có thể sử dụng các biện pháp để đẩy nước nhảy ra ngoài như: thay đổi kích
thước cống, dịch tháp van về gần phía hạ lưu, tăng độ dốc đáy cống nhưng các biện
pháp này cũng lại gây bất lợi cho một số điều kiện khác của cống.
Do cống có chiều cao Hc = 1,75 ( m ), trong khi h'' = 0,59 m nên nước nhảy
không chạm trần cống, ta có thể dùng cách gia cố khớp nối thi công cống để đảm
bảo cho cống vẫn làm việc bình thường khi có nước nhảy trong cống.
9.4.4.3 Tiêu năng sau cống
Theo điều kiện cấu tạo, tại cửa ra của cống ta phải bố trí tiêu năng để dòng chảy
ra hạ lưu cống được an toàn. Chọn hình thức tiêu năng cho cống tại cửa ra là tiêu
năng đáy, làm bể tiêu năng cấu tạo .
Chiều dài bể tiêu năng lb = 5m , bể sâu db = 0,5m.
Dưới đáy bể bố trí tầng lọc ngược, trong bể có đục các lỗ thoát nước.
9.5 Chọn cấu tạo cống
9.5.1 Bộ phận cửa vào
Hai bộ phận này có tác dụng nối tiếp thân cống với mái đập và hướng dòng chảy
vào ra được thuận lợi. Thường bố trí tường hướng dòng mở rộng dần ở cửa vào và
cửa ra, góc mở rộng và thu hẹp không được quá lớn tránh xảy ra hiện tượng thu hẹp
đột ngột và tách dòng.Ta thiết kế đoạn cửa vào được bố trí tường cánh với góc
chụm :
2,5b − b
o
c
c
α = 2.arctg 2.4,5b = 18 55'.
c
9.5.2 Bộ phận cửa ra
Góc mở ở cửa ra: từ bề rộng cống b c = 1 m sang bề rộng kênh bk = 1,4 m với
chiều dài đoạn mở rộng chọn bằng 5,0 m. Vậy tường hướng dòng hạ lưu cống được
bố trí với góc mở :
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 117
β = 2.arctg
1, 4 − 1
= 4035' .
2.5, 0
Tường hướng dòng được thiết kế hạ thấp dần theo mái, phía hạ lưu hạ thấp từ
đỉnh cống xuống cao trình bờ kênh hạ lưu.
Sau bể tiêu năng là một đoạn kênh được bảo vệ bằng đá lát khan dày 25 cm với
chiều dài đoạn bảo vệ:
Lsân sau =
0, 4
.hh
n
với n : độ nhám của lòng dẫn, với đá lát khan n = 0,017 ⇒ Lsân sau = 17,84 m.
Chọn chiều dài đoạn kênh được bảo vệ sau bể là : Lsân sau = 18 m.
9.5.3. Thân cống
9.5.3.1 Mặt cắt thân cống
Cống làm bằng bê tông cốt thép M200 đổ tại chỗ. Mặt cắt ngang cống có dạng
kết cấu khung cứng, phía trong làm vát các góc để tránh ứng suất tập trung. Chiều
dày thành cống được xác định theo theo điều kiện chịu lực, điều kiện chống thấm và
yêu cầu cấu tạo. Ta chọn chiều dày thân cống theo điều kiện cấu tạo, t = 40 ( cm ).
9.5.3.2 Phân đoạn cống
Do cống có chiều dài lớn nên ta phân cống làm nhiều đoạn để tránh rạn nứt do
lún không đều, các đoạn được nối với nhau bởi khe nối.
Tại các khe nối có đặt các thiết bị chống dò nước là các tấm kim loại, trong các
khe của khớp nối đặt bao tải tẩm nhựa đường. Các tấm nối bao gồm tấm nối ngang
và tấm nối đứng, có cấu tạo như sau:
a .Tấm nối ngang
b. Tấm nối đứng
Hình 9.5: Khớp nối thân cống
1. Bao tải tẩm nhựa đường.
Sinh viên : Dương Phước Sinh
4. Tấm kim loại .
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : công trình
Trang 118
2. Nhựa đường.
5. Vữa đổ sau.
3. Tấm kim loại hình Ω.
9.5.3.3. Nối tiếp cống với nền và đập
- Nối tiếp với nền: trước khi đổ bê tông cống ta đổ một lớp bê tông lót M100
dày 10 cm ở mặt tiếp xúc giữa cống và nền.
- Dùng đất thủ công đầm chặt tạo thành một lớp bao quanh cống dày 100 cm.
Dọc theo thân cống tại những chỗ nối tiếp làm thành các gờ để đảm bảo nối tiếp
cống với đập được tốt hơn đồng thời làm tăng đường viền thấm.
9.5.4. Tháp van và cầu công tác
- Tháp van được bố trí ở mái thượng lưu .
- Trong tháp van ta bố trí một van sửa chữa và một van công tác, bố trí lỗ
thông hơi sau tháp van để tránh hiện tượng chân không trong cống có thể xảy ra do
nước nhảy.
- Mặt cắt tháp van có dạng hình chữ nhật, làm bằng bê tông cốt thép M200,
phía trong tháp có cầu thang lên xuống, phía trên tháp bố trí nhà quản lí và đặt máy
đóng mở van.
- Cầu công tác nối từ đỉnh đập đến tháp, bề rộng cầu 1,8 m.
- Các kích thước cụ thể của tháp van được thể hiện trên bản vẽ cống.
CHƯƠNG 10 : CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬT
TÍNH THẤM VÀ ỔN ĐỊNH ĐẬP ĐẤT BẰNG PHẦN MỀM GEO - SLOPE
10.1 Tính toán thấm qua đập đất
10.1.1 Giới thiệu phầm mềm tính thấm SEEP/W.
SEEP/W là một trong sáu phầm mềm địa kỹ thuật trong bộ GEO-SLOPE Office,
dùng để mô hình hoá chuyển động của nước và phân bố áp lực nước lỗ rỗng trong
môi trường đất đá theo phương pháp phần tử hữu hạn.
SEEP/W có thể phân tích các bài toán:
- Dòng thấm có áp, không áp.
- Ngấm do mưa.
- Thấm từ bồn chứa.
- Áp lực nước lỗ rỗng dư.
- Thấm ổn định, không ổn định.
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 119
Ngành : công trình
SEEP/W kết hợp với SLOPE/W phân tích ổn định mái dốc trong điều kiện có áp
lực nước lỗ rỗng phức tạp.
10.1.2 Các bước giải bài toán thấm bằng SEEP/W
10.1.2.1 Mô hình hoá bài toán
- Lập phạm vi làm việc, lập tỷ lệ, lập khoảng ô lưới.
+ Lập phạm vi làm việc: Set → page
+ Lập tỷ lệ: Set → Scale
+ Lập khoảng ô lưới: Set →Grid
- Phác họa bài toán.
Để phát triển một mạng phần tử hữu hạn, trước hết phải phác họa các kích thước
bài toán. Phác họa này rất hữu ích để vẽ lưới phần tử hữu hạn và xác định điều kiện
biên.
- Xác định loại phân tích (bài toán thấm là ổn định hay không ổn định, bài toán
phẳng hay đối xứng trục...): Keyin→ Analysis Settings.
- Xác định hàm thấm: Keyin → Functions Conductivity.
- Xác định tính chất vật liệu: Keyin → Material Properties.
- Lập lưới phần tử: Draw → Elements.
- Nhập điều kiện biên (Điều kiện biên cần nhập là điều kiện biên về cột nước và
lưu lượng): Daw → Boundary Conditions.
- Nhập mặt cắt tính lưu lượng: Daw → Flux Sections.
- Kiểm tra số liệu: Tools → Verify/Sort.
10.1.2.2. Giải bài toán
10.1.2.3 Xem kết quả
* Trong phạm vi chuyên đề này, ta chỉ đi tính toán cho trường hợp MNDBT
10.1.3 Tính thấm cho mặt cắt lòng sông
10.1.3.1 Số liệu tính toán
+ MNDBT = 681 (m) , hạ lưu không có nước
+ Cao trình đỉnh đập 685,6 (m); cao trình đáy đập 661 (m)
+ Cao trình đỉnh vật thoát nước 666 (m)
+ Hệ số thấm của đất đắp đập là k = 1.10 -7 (m/s)
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 120
Ngành : công trình
10.1.3.4 Tính toán thấm bằng phần mềm GEO-SlOPE
- Sơ đồ tính toán xem ở hình 10.1
- Kết quả tính toán : xem ở hình 10.2
+ Lưu lượng thấm: q = 3,114.10-7(m2/s).
+ Gradien thấm lớn nhất: Jmax = 1,997.
+ Gradien thấm nhỏ nhất: Jmin = 2,71.10-10.
10.1.4 Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi
10.1.4.1 Số liệu tính toán :
+ MNDBT = 681 (m) , hạ lưu không có nước
+ Chiều dày tầng thấm t = 5 (m)
+ Hệ số thấm của đất đắp đập là k = 1.10-7 (m/s)
+ Hệ số thấm của đất nền k = 2.10 -7 (m/s)
10.1.4.2 Tính toán thấm bằng phần mềm GEO-SlOPE
- Sơ đồ tính toán xem ở hình 10.3
- Kết quả tính toán : xem ở hình 10.4
+ Lưu lượng thấm qua đập q = 7,45. 10-8 (m2/s)
+ Lưu lượng thấm qua nền q = 8,09. 10-8 (m2/s)
+ Tổng lưu lượng thấm:
q = 15,54.10-8 (m2/s).
+ Gradien thấm lớn nhất: Jmax = 0,321
+ Gradien thấm nhỏ nhất: Jmin = 1,5. 10-7.
10.2 Tính toán ổn định đập đất
10.2.1 Giới thiệu phần mềm phân tích ổn định mái dốc SLOPE/W
SLOPE/W là một trong 6 phần mềm địa kỹ thuật trong bộ GEO – SLOPE, dùng
để phân tích ổn định mái đất đá theo phương pháp cân bằng giới hạn.
SLOPE/W có thể:
- Tính ổn định mái dốc đồng nhất, không đồng nhất trên nền đất đá.
- Tính ổn định mái dốc chịu tải trọng ngoài và có cốt gia cố.
- Tích hợp với SEEP/W phân tích ổn định mái dốc trong điều kiện có áp lực
nước lỗ rỗng phức tạp.
- Tích hợp với SIGMAW phân tích ứng suất trong thân đập đất.
- Tích hợp với QUAKEW phân tích ổn định có xét tới tác động của động đất.
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 121
Ngành : công trình
- Phân tích ổn định mái dốc theo xác suất.
10.2.2 Các bước giải bài toán phân tích ổn định mái dốc bằng SLOPE/W
10.2.2.1 Mô hình hoá bài toán
- Xác định phạm vi làm việc, lựa chọn tỷ lệ, xác định khoảng cách lưới( như SEEPW).
- Phác họa bài toán (giống SEEPW).
- Xác định phương pháp phân tích: Keyin→ Analysis Settings (tích hợp với SEEPW)
- Xác định các tính chất của đất: Keyin→ Soil properties.
- Vẽ các đường phân cách các lớp đất
Vẽ các đường: Draw → Lines.
- Vẽ các bán kính mặt trượt: Draw → Slip Surface → Radius.
- Xác định lưới tâm mặt trượt: Draw → Slip Surface → Grid.
- Kiểm tra bài toán.
10.2.2.2 Giải bài toán
10.2.2.3 Xem kết quả và lấy kết quả.
Trong phạm vi đồ án này chỉ tiến hành tính toán ổn định cho mái hạ lưu của
đập đất với mặt cắt lòng sông ứng với trường hợp đã tính thấm ở trên.
* Phần mô hình hóa bài toán và kết quả tính toán xem ở hình 10.5, 10.6
Qua tính toán ta xác định ta xác định được Kmin min = 1,759
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 122
Ngành : công trình
Hình 10.1 : Mô hình hoá tính toán thấm mặt cắt lòng sông
Hình 10.2 : Kết quả lưu lượng thấm, gradien thấm
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 123
Ngành : công trình
Hình 10.3: Mô hình hoá tính thấm mặt cắt sườn đồi
Hình 10.4: Kết quả tính toán lưu lượng thấm, gradien thấm mặt cắt sườn đồi
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 124
Ngành : công trình
Hình 10.5 : Mô hình hoá tính toán ổn định mái hạ lưu
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Trang 125
Ngành : công trình
Hình 10.6 : Kết quả tính toán ồn định mái hạ lưu
Sinh viên : Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : Công trình
PHỤ LỤC 1.1
Tính toán điều tiết lũ cho phương án BT = 21 (m)
Bảng tính toán đường quan hệ phụ trợ
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
z
681
681.1
681.2
681.3
681.4
681.5
681.6
681.7
681.8
681.9
682
682.1
682.2
682.3
682.4
682.5
682.6
682.7
682.8
682.9
683
683.1
683.2
683.3
683.4
683.5
683.6
683.7
683.8
683.9
684
684.1
684.2
684.3
684.4
684.5
h
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
3.0
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
q
0
1.029525
2.911936
5.349568
8.236199
11.51044
15.13086
19.06707
23.29549
27.79717
32.55643
37.56002
42.79655
48.25606
53.92981
59.80999
65.88959
72.16228
78.62227
85.2643
92.0835
99.07539
106.2358
113.5608
121.0469
128.6906
136.4888
144.4383
152.5365
160.7807
169.1682
177.6967
186.3639
195.1676
204.1057
213.1763
Sinh viên: Dương Phước Sinh
Vk
1800000
1839170
1878340
1917510
1956680
1995850
2035020
2074190
2113360
2152530
2191700
2214200
2236700
2259200
2281700
2304200
2326700
2349200
2371700
2394200
2416700
2460030
2503360
2546690
2590020
2633350
2676680
2720010
2763340
2806670
2850000
2891670
2933340
2975010
3016680
3058350
Vsc
0
39170
78340
117510
156680
195850
235020
274190
313360
352530
391700
414200
436700
459200
481700
504200
526700
549200
571700
594200
616700
660030
703360
746690
790020
833350
876680
920010
963340
1006670
1050000
1091670
1133340
1175010
1216680
1258350
f1
0
35.7538
71.0811
106.131
140.956
175.587
210.046
244.346
278.5
312.518
346.407
364.739
382.954
401.057
419.054
436.947
454.74
472.437
490.041
507.553
524.977
561.601
598.141
634.599
670.977
707.275
743.496
779.642
815.713
851.712
887.638
921.957
956.207
990.388
1024.5
1058.55
f2
0
36.783281
73.993005
111.48034
149.19217
187.09781
225.17654
263.41316
301.79589
340.31525
378.9634
402.29853
425.75012
449.31322
472.98342
496.75685
520.62998
544.59966
568.66299
592.81734
617.06027
660.67658
704.37716
748.16005
792.02345
835.96567
879.98512
924.08028
968.24975
1012.4922
1056.8063
1099.6539
1142.5708
1185.556
1228.6084
1271.727
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Sinh viên: Dương Phước Sinh
Ngành : Công trình
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : Công trình
Bảng tính toán điều tiết lũ theo phương pháp Pôtapốp
BT = 21(m)
Hế số lưư lượng m = 0,35
Qmax = 190(m3/s)
Vk = 2763283,1(m3/s)
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
t(giờ)
0
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
2.1
2.4
2.7
3
3.3
3.6
3.9
4.2
4.5
4.8
5.1
5.4
5.7
6
6.3
Q
0.000
10.909
21.818
32.727
43.333
53.333
63.333
73.333
86.667
102.500
110.000
117.500
126.667
136.667
146.667
156.667
173.333
190.000
182.500
176.000
170.000
164.000
Sinh viên: Dương Phước Sinh
Qtb
5.455
16.364
27.273
38.030
48.333
58.333
68.333
80.000
94.583
106.250
113.750
122.083
131.667
141.667
151.667
165.000
181.667
186.250
179.250
173.000
167.000
qx
0.000
0.153
0.606
1.614
3.611
6.727
10.990
16.494
23.311
31.847
47.274
61.528
74.513
86.768
98.539
109.931
121.739
134.589
145.666
152.867
157.184
159.289
f1
0.000
5.302
21.059
46.718
81.137
122.744
170.087
221.926
278.615
341.352
400.328
452.550
500.121
545.020
588.147
629.883
673.143
720.221
760.805
787.188
803.003
810.714
Hệ số co hẹp bên ε = 1
qxả max = 159,666(m3/s)
Vsc = 963283,1(m3/s)
f2
5.455
21.666
48.332
84.748
129.470
181.077
238.420
301.926
373.199
447.602
514.078
574.633
631.787
686.686
739.814
794.883
854.810
906.471
940.055
960.188
970.003
971.762
qtb
0.076
0.380
1.110
2.613
5.169
8.858
13.742
19.902
27.579
39.560
54.401
68.020
80.640
92.654
104.235
115.835
128.164
140.128
149.267
155.026
158.237
Hmax = 2,8 (m)
Zsc = 683,8 (m)
(Qtb - qtb)dt
0.000
5808.469
17262.834
28255.663
38251.190
46617.524
53432.826
58958.328
64905.365
72365.105
72024.839
64096.795
58388.059
55108.673
52934.218
51226.016
53098.130
57782.859
49812.184
32381.822
19412.090
9464.421
Lớp 44C4
Vk
1800000.0
1805808.5
1823071.3
1851327.0
1889578.2
1936195.7
1989628.5
2048586.8
2113492.2
2185857.3
2257882.1
2321978.9
2380367.0
2435475.7
2488409.9
2539635.9
2592734.0
2650516.9
2700329.1
2732710.9
2752123.0
2761587.4
Vsc
0.0
5808.5
23071.3
51327.0
89578.2
136195.7
189628.5
248586.8
313492.2
385857.3
457882.1
521978.9
580367.0
635475.7
688409.9
739635.9
792734.0
850516.9
900329.1
932710.9
952123.0
961587.4
Z
681.000
681.015
681.059
681.131
681.229
681.348
681.484
681.635
681.800
681.985
682.294
682.579
682.839
683.043
683.165
683.284
683.406
683.540
683.655
683.729
683.774
683.796
Htr
0.000
0.015
0.059
0.131
0.229
0.348
0.484
0.635
0.800
0.985
1.294
1.579
1.839
2.043
2.165
2.284
2.406
2.540
2.655
2.729
2.774
2.796
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : Công trình
23
6.6
158.095 161.048
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
6.9
7.2
7.5
7.8
8.1
8.4
8.7
9
9.3
9.6
9.9
10.2
10.5
10.8
11.1
11.4
11.7
12
12.3
12.6
12.9
13.2
13.5
13.8
14.1
14.4
152.381
146.667
140.952
135.238
129.524
123.810
118.000
112.000
106.000
100.000
94.545
89.091
83.636
78.000
72.000
66.000
60.000
54.000
48.000
42.000
36.522
31.304
26.087
20.870
15.652
10.435
Sinh viên: Dương Phước Sinh
155.238
149.524
143.810
138.095
132.381
126.667
120.905
115.000
109.000
103.000
97.273
91.818
86.364
80.818
75.000
69.000
63.000
57.000
51.000
45.000
39.261
33.913
28.696
23.478
18.261
13.043
159.66
6
158.717
156.745
153.972
150.567
146.668
142.379
137.775
132.891
127.768
122.457
117.057
111.645
106.224
100.777
95.250
89.621
83.913
78.142
72.322
66.464
60.631
54.902
49.283
43.750
38.284
32.872
812.096 967.334 159.478
808.617
801.396
791.233
778.761
764.474
748.762
731.892
714.001
695.233
675.775
655.991
636.163
616.303
596.344
576.095
555.473
534.561
513.418
492.096
470.632
449.262
428.274
407.687
387.415
367.392
347.563
958.141
945.205
929.329
911.142
891.141
869.667
846.892
823.001
798.233
773.048
747.809
722.527
697.121
671.344
645.095
618.473
591.561
564.418
537.096
509.893
483.175
456.969
431.165
405.676
380.435
355.389
159.191
157.731
155.359
152.270
148.618
144.523
140.077
135.333
130.330
125.113
119.757
114.351
108.935
103.501
98.013
92.435
86.767
81.028
75.232
69.393
63.547
57.766
52.092
46.516
41.017
35.578
1695.676
-4269.526
-8863.821
-12472.994
-15308.276
-17535.609
-19285.350
-20705.821
-21959.455
-23036.111
-23881.906
-24283.377
-24335.797
-24376.976
-24496.981
-24854.222
-25310.172
-25668.357
-25949.738
-26170.785
-26344.434
-26229.316
-25761.581
-25268.373
-24880.920
-24576.545
-24337.436
Lớp 44C4
2763283.
1
2759013.6
2750149.7
2737676.7
2722368.5
2704832.9
2685547.5
2664841.7
2642882.2
2619846.1
2595964.2
2571680.8
2547345.0
2522968.1
2498471.1
2473616.9
2448306.7
2422638.3
2396688.6
2370517.8
2344173.4
2317944.1
2292182.5
2266914.1
2242033.2
2217456.6
2193119.2
963283.1
683.800
2.800
959013.6
950149.7
937676.7
922368.5
904832.9
885547.5
864841.7
842882.2
819846.1
795964.2
771680.8
747345.0
722968.1
698471.1
673616.9
648306.7
622638.3
596688.6
570517.8
544173.4
517944.1
492182.5
466914.1
442033.2
417456.6
393119.2
683.790
683.770
683.741
683.705
683.665
683.620
683.573
683.522
683.469
683.414
683.358
683.302
683.245
683.189
683.131
683.073
683.014
682.911
682.795
682.678
682.561
682.447
682.334
682.224
682.114
682.006
2.790
2.770
2.741
2.705
2.665
2.620
2.573
2.522
2.469
2.414
2.358
2.302
2.245
2.189
2.131
2.073
2.014
1.911
1.795
1.678
1.561
1.447
1.334
1.224
1.114
1.006
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
50
51
14.7
15
5.217
0.000
Sinh viên: Dương Phước Sinh
Ngành : Công trình
7.826
2.609
29.653
26.398
325.736 328.345
301.946 301.946
31.263
28.026
-25311.588
-27450.487
Lớp 44C4
2167807.6 367807.6
2140357.1 340357.1
681.939
681.869
0.939
0.869
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Sinh viên: Dương Phước Sinh
Ngành : Công trình
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : Công trình
PHỤ LỤC 1.2
Tính toán điều tiết lũ cho phương án BT = 24 (m)
Bảng tính toán đường quan hệ phụ trợ:
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
z
681
681.1
681.2
681.3
681.4
681.5
681.6
681.7
681.8
681.9
682
682.1
682.2
682.3
682.4
682.5
682.6
682.7
682.8
682.9
683
683.1
683.2
683.3
683.4
683.5
683.6
683.7
683.8
683.9
684
684.1
684.2
684.3
684.4
684.5
h
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
3
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
Sinh viên: Dương Phước Sinh
q
0
1.1766
3.327927
6.113792
9.412799
13.15479
17.29242
21.79093
26.62342
31.7682
37.20735
42.92574
48.91034
55.14978
61.63407
68.35427
75.30239
82.47117
89.85403
97.44492
105.2383
113.229
121.4123
129.7838
138.3393
147.075
155.9871
165.0724
174.3275
183.7493
193.3351
203.082
212.9873
223.0487
233.2637
243.63
Vk
1800000
1839170
1878340
1917510
1956680
1995850
2035020
2074190
2113360
2152530
2191700
2214200
2236700
2259200
2281700
2304200
2326700
2349200
2371700
2394200
2416700
2460030
2503360
2546690
2590020
2633350
2676680
2720010
2763340
2806670
2850000
2891670
2933340
2975010
3016680
3058350
Vsc
0
39170
78340
117510
156680
195850
235020
274190
313360
352530
391700
414200
436700
459200
481700
504200
526700
549200
571700
594200
616700
660030
703360
746690
790020
833350
876680
920010
963340
1006670
1050000
1091670
1133340
1175010
1216680
1258350
f1
0
35.68022
70.87307
105.7487
140.3677
174.7652
208.9649
242.9842
276.8364
310.5326
344.0815
362.0556
379.8967
397.6103
415.2015
432.6747
450.034
467.2829
484.4248
501.4627
518.3994
554.5244
590.5531
626.4877
662.3303
698.0829
733.7472
769.3249
804.8177
840.2272
875.5547
909.2646
942.8952
976.4479
1009.924
1043.324
f2
0
36.85682
74.201
111.8625
149.7805
187.92
226.2573
264.7751
303.4599
342.3008
381.2889
404.9814
428.807
452.7601
476.8356
501.029
525.3364
549.7541
574.2789
598.9076
623.6377
667.7534
711.9654
756.2715
800.6697
845.1579
889.7343
934.3973
979.1452
1023.977
1068.89
1112.347
1155.883
1199.497
1243.187
1286.954
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Sinh viên: Dương Phước Sinh
Ngành : Công trình
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : Công trình
Bảng tính toán điều tiết lũ theo phương pháp Pôtapốp
BT = 24(m)
Qmax = 190(m3/s)
Vk = 2686917,3 (m3/s)
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
t(giờ)
0
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
2.1
2.4
2.7
3
3.3
3.6
3.9
4.2
4.5
4.8
5.1
5.4
5.7
6
6.3
Q
0.000
10.909
21.818
32.727
43.333
53.333
63.333
73.333
86.667
102.500
110.000
117.500
126.667
136.667
146.667
156.667
173.333
190.000
182.500
176.000
170.000
164.000
Sinh viên: Dương Phước Sinh
Qtb
5.455
16.364
27.273
38.030
48.333
58.333
68.333
80.000
94.583
106.250
113.750
122.083
131.667
141.667
151.667
165.000
181.667
186.250
179.250
173.000
167.000
qx
0.000
0.174
0.691
1.832
4.084
7.576
12.322
18.365
25.826
35.051
50.662
65.889
79.452
92.054
104.029
115.526
127.467
140.549
151.579
158.258
161.816
163.06
f1
0.000
5.280
20.953
46.394
80.340
121.097
167.109
217.077
271.251
330.783
386.371
434.233
476.864
516.477
554.115
590.255
627.788
668.906
703.577
724.569
735.753
739.686
Hế số lưư lượng m = 0,35
Hệ số co hẹp bên ε = 1
qxả max = 163,067 (m3/s)
Hmax = 2,624 (m)
Vsc = 886917,3(m3/s)
Zsc = 683,624 (m)
f2
5.455
21.644
48.226
84.425
128.674
179.431
235.442
297.077
365.834
437.033
500.121
556.316
608.531
658.144
705.782
755.255
809.455
855.156
882.827
897.569
902.753
900.734
qtb
0.087
0.433
1.261
2.958
5.830
9.949
15.343
22.096
30.439
42.856
58.275
72.670
85.753
98.041
109.777
121.497
134.008
146.064
154.918
160.037
162.442
(Qtb - qtb)dt
0.000
5796.880
17205.582
28092.395
37878.236
45903.269
52254.915
57229.030
62536.761
69276.215
68465.002
59912.893
53366.306
49586.876
47115.336
45240.324
46983.416
51471.354
43400.953
26278.107
14000.252
4923.176
Lớp 44C4
Vk
1800000.0
1805796.9
1823002.5
1851094.9
1888973.1
1934876.4
1987131.3
2044360.3
2106897.1
2176173.3
2244638.3
2304551.2
2357917.5
2407504.4
2454619.7
2499860.0
2546843.4
2598314.8
2641715.7
2667993.8
2681994.1
2686917.
Vsc
0.0
5796.9
23002.5
51094.9
88973.1
134876.4
187131.3
244360.3
306897.1
376173.3
444638.3
504551.2
557917.5
607504.4
654619.7
699860.0
746843.4
798314.8
841715.7
867993.8
881994.1
886917.3
Z
681.000
681.015
681.059
681.130
681.227
681.344
681.478
681.624
681.784
681.960
682.235
682.502
682.739
682.959
683.088
683.192
683.300
683.419
683.519
683.580
683.612
683.624
Htr
0.000
0.015
0.059
0.130
0.227
0.344
0.478
0.624
0.784
0.960
1.235
1.502
1.739
1.959
2.088
2.192
2.300
2.419
2.519
2.580
2.612
2.624
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
6.6
6.9
7.2
7.5
7.8
8.1
8.4
8.7
9
9.3
9.6
9.9
10.2
10.5
10.8
11.1
11.4
11.7
12
12.3
12.6
12.9
13.2
13.5
13.8
14.1
14.4
14.7
158.095
152.381
146.667
140.952
135.238
129.524
123.810
118.000
112.000
106.000
100.000
94.545
89.091
83.636
78.000
72.000
66.000
60.000
54.000
48.000
42.000
36.522
31.304
26.087
20.870
15.652
10.435
5.217
Sinh viên: Dương Phước Sinh
Ngành : Công trình
161.048
155.238
149.524
143.810
138.095
132.381
126.667
120.905
115.000
109.000
103.000
97.273
91.818
86.364
80.818
75.000
69.000
63.000
57.000
51.000
45.000
39.261
33.913
28.696
23.478
18.261
13.043
7.826
7
162.580
160.808
158.084
154.639
150.646
146.238
141.514
136.540
131.341
125.949
120.410
114.826
109.273
103.743
98.210
92.608
86.910
81.139
75.313
69.445
63.545
57.684
51.946
46.335
40.818
36.147
32.924
29.541
738.154
732.584
724.024
713.195
700.644
686.787
671.940
656.305
639.964
623.015
605.605
588.052
570.598
553.218
535.826
518.218
500.308
482.169
463.856
445.411
426.866
408.443
390.410
372.771
355.431
337.544
317.663
295.948
893.392
882.108
867.833
851.290
833.025
813.454
792.845
771.305
748.964
726.015
702.878
679.871
656.962
634.037
610.826
587.218
563.308
539.169
514.856
490.411
466.127
442.356
419.105
396.249
373.692
350.588
325.490
298.557
162.823
161.694
159.446
156.362
152.642
148.442
143.876
139.027
133.940
128.645
123.179
117.618
112.049
106.508
100.977
95.409
89.759
84.025
78.226
72.379
66.495
60.614
54.815
49.141
43.576
38.483
34.536
31.233
-1917.851
-6972.072
-10715.970
-13556.247
-15711.000
-17345.686
-18585.826
-19571.871
-20455.592
-21216.464
-21793.693
-21972.603
-21849.332
-21755.814
-21771.200
-22041.872
-22419.882
-22706.657
-22924.216
-23089.265
-23214.478
-23061.731
-22574.242
-22080.543
-21706.002
-21839.692
-23211.815
-25279.315
Lớp 44C4
3
2684999.4
2678027.4
2667311.4
2653755.1
2638044.1
2620698.5
2602112.6
2582540.8
2562085.2
2540868.7
2519075.0
2497102.4
2475253.1
2453497.3
2431726.1
2409684.2
2387264.3
2364557.6
2341633.4
2318544.2
2295329.7
2272268.0
2249693.7
2227613.2
2205907.2
2184067.5
2160855.7
2135576.3
884999.4
878027.4
867311.4
853755.1
838044.1
820698.5
802112.6
782540.8
762085.2
740868.7
719075.0
697102.4
675253.1
653497.3
631726.1
609684.2
587264.3
564557.6
541633.4
518544.2
495329.7
472268.0
449693.7
427613.2
405907.2
384067.5
360855.7
335576.3
683.619
683.603
683.578
683.547
683.511
683.471
683.428
683.383
683.336
683.287
683.236
683.186
683.135
683.085
683.035
682.969
682.869
682.768
682.666
682.564
682.461
682.358
682.258
682.160
682.063
681.981
681.921
681.857
2.619
2.603
2.578
2.547
2.511
2.471
2.428
2.383
2.336
2.287
2.236
2.186
2.135
2.085
2.035
1.969
1.869
1.768
1.666
1.564
1.461
1.358
1.258
1.160
1.063
0.981
0.921
0.857
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
51
15
0.000
Sinh viên: Dương Phước Sinh
Ngành : Công trình
2.609
26.011
272.546 272.546
27.776
-27180.878
Lớp 44C4
2108395.5 308395.5
681.787
0.787
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Sinh viên: Dương Phước Sinh
Ngành : Công trình
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
PHỤ LỤC 1.3
Ngành : Công trình
Tính toán điều tiết lũ cho phương án BT = 27 (m)
Bảng tính toán đường quan hệ phụ trợ
T
T
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
z
h
q
Vk
Vsc
f1
f2
681
681.1
681.2
681.3
681.4
681.5
681.6
681.7
681.8
681.9
682
682.1
682.2
682.3
682.4
682.5
682.6
682.7
682.8
682.9
683
683.1
683.2
683.3
683.4
683.5
683.6
683.7
683.8
683.9
684
684.1
684.2
684.3
684.4
684.5
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
3
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
0
1.323675
3.743918
6.878016
10.5894
14.79913
19.45397
24.5148
29.95134
35.73922
41.85827
48.29146
55.02413
62.04351
69.33833
76.89856
84.71519
92.78007
101.0858
109.6255
118.3931
127.3826
136.5889
146.0068
155.6317
165.4594
175.4855
185.7064
196.1184
206.718
217.502
228.4672
239.6107
250.9298
262.4217
274.0838
1800000
1839170
1878340
1917510
1956680
1995850
2035020
2074190
2113360
2152530
2191700
2214200
2236700
2259200
2281700
2304200
2326700
2349200
2371700
2394200
2416700
2460030
2503360
2546690
2590020
2633350
2676680
2720010
2763340
2806670
2850000
2891670
2933340
2975010
3016680
3058350
0
39170
78340
117510
156680
195850
235020
274190
313360
352530
391700
414200
436700
459200
481700
504200
526700
549200
571700
594200
616700
660030
703360
746690
790020
833350
876680
920010
963340
1006670
1050000
1091670
1133340
1175010
1216680
1258350
0
35.60668
70.66508
105.3665
139.7794
173.943
207.8841
241.6222
275.1725
308.5471
341.756
359.3728
376.8398
394.1634
411.3494
428.4026
445.3276
462.1285
478.809
495.3724
511.822
547.4476
582.9648
618.3762
653.6841
688.8907
723.998
759.0079
793.9223
828.7428
863.4712
896.572
929.5835
962.5073
995.3447
1028.097
0
36.93036
74.409
112.2446
150.3688
188.7422
227.3381
266.137
305.1238
344.2863
383.6143
407.6642
431.8639
456.2069
480.6877
505.3011
530.0428
554.9086
579.8947
604.998
630.2151
674.8302
719.5537
764.383
809.3159
854.35
899.4835
944.7143
990.0407
1035.461
1080.973
1125.039
1169.194
1213.437
1257.766
1302.181
Sinh viên: Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Sinh viên: Dương Phước Sinh
Ngành : Công trình
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : Công trình
Bảng tính toán điều tiết lũ theo phương pháp Pôtapốp
BT = 27(m)
Hế số lưư lượng m = 0,35
Qmax = 190(m3/s)
Vk = 2624937,8 (m3/s)
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
t(giờ)
0
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
2.1
2.4
2.7
3
3.3
3.6
3.9
4.2
4.5
4.8
5.1
5.4
5.7
6
Q
0.000
10.909
21.818
32.727
43.333
53.333
63.333
73.333
86.667
102.500
110.000
117.500
126.667
136.667
146.667
156.667
173.333
190.000
182.500
176.000
170.000
Qtb
5.455
16.364
27.273
38.030
48.333
58.333
68.333
80.000
94.583
106.250
113.750
122.083
131.667
141.667
151.667
165.000
181.667
186.250
179.250
173.000
Sinh viên: Dương Phước Sinh
qx
0.000
0.196
0.775
2.046
4.547
8.401
13.601
20.134
28.180
38.001
53.483
69.604
83.642
96.488
108.573
120.100
132.111
145.367
156.303
162.441
165.265
f1
0.000
5.259
20.848
46.074
79.557
119.490
164.222
212.421
264.241
320.823
373.590
417.736
456.177
491.355
524.449
556.015
588.905
625.205
655.152
671.961
679.696
qxả max = 165,729 (m3/s)
Vsc = 824937,8(m3/s)
f2
5.455
21.623
48.120
84.104
127.891
177.823
232.555
292.421
358.824
427.073
487.340
539.819
587.844
633.022
676.116
721.015
770.571
811.455
834.402
844.961
846.696
qtb
0.098
0.485
1.411
3.297
6.474
11.001
16.868
24.157
33.091
45.742
61.544
76.623
90.065
102.531
114.337
126.106
138.739
150.835
159.372
163.853
(Qtb - qtb)dt
0.000
5785.337
17148.650
27931.044
37512.332
45207.973
51118.702
55582.731
60310.243
66412.228
65348.506
56382.915
49097.162
44929.739
42266.886
40316.328
42006.044
46362.284
38248.653
21468.530
9878.637
Lớp 44C4
Hệ số co hẹp bên ε = 1
Hmax = 2,481 (m)
Zsc = 683,481 (m)
Vk
1800000.0
1805785.3
1822934.0
1850865.0
1888377.4
1933585.3
1984704.0
2040286.8
2100597.0
2167009.2
2232357.7
2288740.7
2337837.8
2382767.6
2425034.4
2465350.8
2507356.8
2553719.1
2591967.8
2613436.3
2623314.9
Vsc
0.0
5785.3
22934.0
50865.0
88377.4
133585.3
184704.0
240286.8
300597.0
367009.2
432357.7
488740.7
537837.8
582767.6
625034.4
665350.8
707356.8
753719.1
791967.8
813436.3
823314.9
Z
681.000
681.015
681.059
681.130
681.226
681.341
681.472
681.613
681.767
681.937
682.181
682.431
682.650
682.849
683.019
683.112
683.209
683.316
683.404
683.454
683.477
Htr
0.000
0.015
0.059
0.130
0.226
0.341
0.472
0.613
0.767
0.937
1.181
1.431
1.650
1.849
2.019
2.112
2.209
2.316
2.404
2.454
2.477
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
22
6.3
164.000 167.000
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
6.6
6.9
7.2
7.5
7.8
8.1
8.4
8.7
9
9.3
9.6
9.9
10.2
10.5
10.8
11.1
11.4
11.7
12
12.3
12.6
12.9
13.2
13.5
13.8
14.1
158.095
152.381
146.667
140.952
135.238
129.524
123.810
118.000
112.000
106.000
100.000
94.545
89.091
83.636
78.000
72.000
66.000
60.000
54.000
48.000
42.000
36.522
31.304
26.087
20.870
15.652
161.048
155.238
149.524
143.810
138.095
132.381
126.667
120.905
115.000
109.000
103.000
97.273
91.818
86.364
80.818
75.000
69.000
63.000
57.000
51.000
45.000
39.261
33.913
28.696
23.478
18.261
Sinh viên: Dương Phước Sinh
Ngành : Công trình
165.72
9
164.477
162.006
158.667
154.693
150.253
145.472
140.442
135.216
129.808
124.242
118.560
112.866
107.236
101.653
96.080
90.441
84.706
78.900
73.042
67.146
61.222
55.347
49.614
44.018
39.919
36.549
680.967 842.014 165.497
677.537
670.770
661.627
650.743
638.586
625.494
611.719
597.408
582.600
567.358
551.797
536.204
520.787
505.498
490.236
474.796
459.090
443.190
427.149
411.003
394.781
378.695
362.994
347.671
331.231
312.942
832.775
820.293
805.436
788.839
770.967
752.161
732.624
712.408
691.600
670.358
649.070
628.022
607.150
586.316
565.236
543.796
522.090
500.190
478.149
456.003
434.042
412.608
391.690
371.150
349.492
325.986
165.103
163.241
160.336
156.680
152.473
147.863
142.957
137.829
132.512
127.025
121.401
115.713
110.051
104.444
98.866
93.260
87.573
81.803
75.971
70.094
64.184
58.285
52.481
46.816
41.969
38.234
1622.848
-4380.025
-8643.521
-11677.461
-13899.844
-15527.755
-16720.211
-17593.693
-18278.075
-18913.041
-19467.258
-19873.225
-19915.448
-19691.226
-19526.982
-19491.722
-19721.045
-20059.126
-20306.773
-20488.177
-20621.056
-20718.390
-20545.631
-20052.998
-19570.112
-19969.607
-21570.982
Lớp 44C4
2624937.
8
2620557.7
2611914.2
2600236.8
2586336.9
2570809.2
2554089.0
2536495.3
2518217.2
2499304.1
2479836.9
2519075.0
2497102.4
2475253.1
2453497.3
2431726.1
2409684.2
2387264.3
2364557.6
2341633.4
2318544.2
2295329.7
2272268.0
2249693.7
2227613.2
2205907.2
2184067.5
824937.8
683.481
2.481
820557.7
811914.2
800236.8
786336.9
770809.2
754089.0
736495.3
718217.2
699304.1
679836.9
719075.0
697102.4
675253.1
653497.3
631726.1
609684.2
587264.3
564557.6
541633.4
518544.2
495329.7
472268.0
449693.7
427613.2
405907.2
384067.5
683.470
683.451
683.424
683.391
683.356
683.317
683.276
683.234
683.191
683.146
683.236
683.186
683.135
683.085
683.035
682.969
682.869
682.768
682.666
682.564
682.461
682.358
682.258
682.160
682.063
681.981
2.470
2.451
2.424
2.391
2.356
2.317
2.276
2.234
2.191
2.146
2.236
2.186
2.135
2.085
2.035
1.969
1.869
1.768
1.666
1.564
1.461
1.358
1.258
1.160
1.063
0.981
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
49
50
51
14.4
14.7
15
10.435
5.217
0.000
Ngành : Công trình
13.043
7.826
2.609
Sinh viên: Dương Phước Sinh
33.035
29.345
25.617
292.951 300.777
271.432 274.041
248.424 248.424
34.792
31.190
27.481
-23488.243
-25232.943
-26862.207
Lớp 44C4
2160855.7 360855.7
2135576.3 335576.3
2108395.5 308395.5
681.921
681.857
681.787
0.921
0.857
0.787
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Sinh viên: Dương Phước Sinh
Ngành : Công trình
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : Công trình
PHỤ LỤC 2.1 :
Bảng tính toán đường mặt nước đoạn thu hẹp
Phương án BT = 21 (m)
TT
B
h
1
21
1.806
2
3
4
5
19.25
17.5
15.75
14
ω
V
V2/2g
C
J
Jtb
i-Jtb
∆∋
∆L
1.663
0.0031 0.0769 0.3459
4.5
0.0047 0.0753 0.3381
4.5
0.0056 0.0744 0.3351
4.5
0.0061 0.0739 0.3317
4.5
4.5
9
ω
1
24
1.675
40.2
1.3323
1.3087
13.5
23.282 6.8579 2.3971 4.0601 17.326 1.343761 75.0341 0.006216
29.31
26.17
V
V2/2g
4.05639 0.8387
5.56341 1.5776
6.23011 1.9783
Qxả = 163,067 (m3/s)
.∋
2.514
2.910
3.287
R
C
J
27.35
1.470
76.1641
0.0019
22.62
1.188
1.157
18
hđ = 1,675 (m) ; hc = 1,4306 (m)
χ
24.66
60.5401
60.2729
Jtb
i-Jtb
∆.∋
1.346
24.23
6.73052 2.3089
3.655
20.69
1.171
60.3907
0.0106
5
16
1.4306
22.89
7.12407 2.5868
4.017
18.86
1.214
60.7523
0.0113
L
0
0.0045 0.0755 0.3962
5.25
0.0082 0.0718 0.37715
5.25
0.0099 0.0701 0.36786
5.25
5.25
0.0092
18
10.5
15.75
0.0110 0.0690 0.3625
Lớp 44C4
∆L
0.0071
4
Sinh viên: Dương Phước Sinh
L
0
1.551 24.4283 6.5361 2.1774 3.7284 18.852 1.295791 74.5809 0.005927
h
20
R
1.495 26.1625 6.1029 1.8983 3.3933 20.49 1.276842 74.398 0.00527
B
3
χ
1.503 28.9328 5.5185 1.5522 3.0552 22.256 1.299998 74.6212 0.004207
TT
22
.∋
hđ = 1,806 (m) ; hc = 1,663 (m)
37.926 4.2099 0.9033 2.7093 24.612 1.540956 76.7662 0.001952
Phương án BT = 24 (m)
2
Qxả = 159,666 (m3/s) ;
5.25
21
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : Công trình
Phương án BT = 27 (m)
TT
B
h
1
27
1.567
ω
V
V2/2g
Qxả = 165,729 (m3/s)
.∋
χ
hđ = 1,567 (m) ; hc = 1,2451 (m)
R
C
J
Jtb
i-Jtb
∆.∋
0
0.0037 0.0763 0.4389
24.75 1.19945 29.68639 5.5827 1.5885 2.7879 27.1489 1.0935 72.5002 0.0054
3
22.5
5.75
5.75
0.0064 0.0736 0.4232
5
5.75
1.16152 26.1342 6.3415 2.0496 3.2112 24.8230 1.0528 72.0440 0.0074
11.5
0.0081 0.0719 0.4135
5.75
0.0092 0.0708 0.4075
5.75
20.375 1.17272323.89423 6.9359 2.4520 3.6247 22.7204 1.0517 72.0308 0.0088
18
L
42.309 3.9171 0.7820 2.3490 30.1340 1.4040 75.5848 0.0019
2
4
∆.L
17.25
1.2451 22.4118 7.3947 2.7870 4.0321 20.4902 1.0938 72.5037 0.0095
PHỤ LỤC 2.2 :
Bảng tính toán đường mặt nước đoạn không đổi từ cuối đoạn thu hẹp đến đầu đoạn cong
Phương án BT = 21 (m) ;
TT
B
h
1
14
1.663
23
ω
V
Qxả = 159,666 (m3/s) ;
V2/2g
.∋
χ
hđ = 1,663 (m) ; hc = 1,338 (m)
R
C
J
Jtb
i-Jtb
23.282 6.8579 2.3971 4.0601 17.326 1.343761 75.0341 0.006216
∆.∋
∆.L
L
0
0.0068 0.0732 0.1826 2.49315
2
14
1.577
22.078 7.2319 2.6657 4.2427 17.154 1.287047 74.4968 0.007322
0.0079 0.0721 0.1777 2.46259
3
14
1.509
21.126 7.5578 2.9113 4.4203 17.018 1.241391 74.0497 0.008391
4
14
1.452
20.328 7.8545 3.1444 4.5964 16.904 1.202556 73.6585 0.009456
5
14
1.403
19.642 8.1288 3.3679 4.7709 16.806 1.168749 73.3093 0.01052
6
14
1.361
19.054 8.3797 3.5789 4.9399 16.722 1.139457 72.9998 0.011564
0.0089 0.0711 0.1761 2.47708
0.01
0.07
0.1745 2.49202
0.011
0.069 0.1691 2.45178
0.0119 0.0681 0.1024 1.5034
7
14
1.338
Sinh viên: Dương Phước Sinh
18.728 8.5255 3.7046 5.0423 16.6754 1.123088 72.824 0.012203
Lớp 44C4
2.4931
0
4.9557
0
7.4328
0
9.9248
0
12.377
0
13.88
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : Công trình
Phương án BT = 24 (m) ;
TT
B
h
ω
1
16
1.4306
22.89
2
16
1.378
22.05
V
V2/2g
Qxả = 163,067 (m3/s) ;
.∋
χ
R
hđ = 1,4306 (m) ; hc = 1,220 (m)
C
J
Jtb
i-Jtb
∆.∋
7.124 2.587 4.017 18.8612 1.2136 73.7706 0.0077
16
1.334
21.34
7.640 2.975 4.309 18.6680 1.1433 73.0413 0.0096
4
16
1.295
20.72
7.870 3.157 4.452 18.5900 1.1146 72.7317 0.0105
5
16
1.26
20.16
8.089 3.335 4.595 18.5200 1.0886 72.4459 0.0115
2.069
0.0091 0.0709 0.143
2.016
0.0100 0.0700 0.143
0.0110 0.0690 0.143
0.0121 0.0679 0.182
16
1.220
19.52
8.354 3.557 4.777 18.4400 1.0586 72.1094 0.0127
Phương án BT = 27 (m) ;
TT
1
B
18
Qxả = 165,729 (m3/s) ;
L
0
0.0082 0.0718 0.149
7.396 2.788 4.166 18.7560 1.1755 73.3798 0.0086
3
6
∆.L
2.06926
0
4.08564
2.042
0
6.12793
2.069
0
8.19709
2.683
0
10.88
hđ = 1,2451 (m) ; hc = 1,106 (m)
h
V
V2/2g
R
C
J
ω
.∋
χ
1.2451 22.4118 7.3947 2.7870 4.0321 20.4902 1.0938 72.5037 0.0095
Jtb
i-Jtb
∆.
∆.L
L
0.000
0.0101 0.0699 0.1683 2.4082
2
18
1.2
21.6
7.6726 3.0005 4.2005 20.4000 1.0588 72.1123 0.0107
2.408
0.0110 0.0690 0.0783 1.1346
3
18
1.181
21.258 7.7961 3.0978 4.2788 20.3620 1.0440 71.9431 0.0112
4
18
1.154
20.772 7.9785 3.2445 4.3985 20.3080 1.0228 71.6980 0.0121
5
18
1.129
20.322 8.1552 3.3897 4.5187 20.2580 1.0032 71.4661 0.0130
6
18
1.106 19.90606 8.3256 3.5329 4.6388 20.2118 0.9849 71.2474 0.0139
3.543
0.0117 0.0683 0.1197 1.7513
5.294
0.0125 0.0675 0.1203 1.7830
7.077
0.0134 0.0666 0.1200 1.8029
PHỤ LỤC 2.3 :
Sinh viên: Dương Phước Sinh
Bảng tính toán đường mặt nước trong đoạn cong
Lớp 44C4
8.880
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : Công trình
Phương án BT = 21 (m) ;
h
1.338
1.222
1.140
1.077
1.028
0.988
0.956
0.928
0.905
0.886
0.868
Q
159.666
159.666
159.666
159.666
159.666
159.666
159.666
159.666
159.666
159.666
159.666
v
8.52
9.33
10.01
10.59
11.09
11.54
11.93
12.28
12.60
12.88
13.13
B
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
ω
18.73
17.11
15.95
15.08
14.39
13.84
13.38
13.00
12.67
12.40
12.16
Qxả = 159,666 (m3/s) ;
χ
16.68
16.44
16.28
16.15
16.06
15.98
15.91
15.86
15.81
15.77
15.74
Phương án BT = 24 (m) ;
R
1.12
1.04
0.98
0.93
0.90
0.87
0.84
0.82
0.80
0.79
0.77
C
72.83
71.90
71.19
70.61
70.14
69.74
69.40
69.10
68.84
68.62
68.42
K
Ktb
1445.83
1254.54 1350.19
1124.26 1189.40
1028.91 1076.58
955.90 992.40
898.21 927.06
851.59 874.90
813.23 832.41
781.24 797.23
754.25 767.74
731.27 742.76
Qxả = 163,067 (m3/s) ;
h
Q
v
B
ω
χ
R
C
1.2200
1.112
1.036
0.979
0.935
0.899
0.870
0.845
0.825
0.807
0.792
163.067
163.067
163.067
163.067
163.067
163.067
163.067
163.067
163.067
163.067
163.067
8.35
9.16
9.83
10.41
10.90
11.34
11.72
12.06
12.36
12.63
12.86
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
19.52
17.80
16.58
15.67
14.96
14.38
13.91
13.52
13.19
12.92
12.68
18.44
18.22
18.07
17.96
17.87
17.80
17.74
17.69
17.65
17.61
17.58
1.06
0.98
0.92
0.87
0.84
0.81
0.78
0.76
0.75
0.73
0.72
72.11
71.15
70.41
69.82
69.34
68.94
68.59
68.30
68.05
67.83
67.64
Sinh viên: Dương Phước Sinh
hđ = 1,338 (m) ; hc = 1,868 (m).
i
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
θ
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
ξc
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
∆l
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
L
0
9.42
18.84
28.26
37.68
47.10
56.52
65.94
75.36
84.78
94.20
∆l
L
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
0
9.42
18.84
28.26
37.68
47.10
56.52
65.94
75.36
84.78
94.20
hđ = 1,220 (m) ; hc = 0,792 (m).
K
Ktb
1448.21
1251.24 1349.72
1118.44 1184.84
1022.09 1070.26
948.87 985.48
891.43 920.15
845.30 868.36
807.60 826.45
776.34 791.97
750.14 763.24
727.97 739.05
Lớp 44C4
i
θ
ξc
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
0.0023
0.0023
0.0023
0.0023
0.0023
0.0023
0.0023
0.0023
0.0023
0.0023
0.0023
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : Công trình
Phương án BT = 27 (m) ;
Qxả = 165,729 (m3/s) ;
h
Q
v
B
ω
χ
R
C
1.1060
1.011
0.943
0.893
0.853
0.822
0.796
0.774
0.757
0.741
0.728
165.729
165.729
165.729
165.729
165.729
165.729
165.729
165.729
165.729
165.729
165.729
8.32
9.11
9.76
10.31
10.79
11.21
11.57
11.89
12.17
12.42
12.64
18
18
18
18
18
18
18
18
18
18
18
19.91
18.19
16.98
16.07
15.36
14.79
14.32
13.94
13.62
13.34
13.11
20.21
20.02
19.89
19.79
19.71
19.64
19.59
19.55
19.51
19.48
19.46
0.98
0.91
0.85
0.81
0.78
0.75
0.73
0.71
0.70
0.68
0.67
71.25
70.30
69.57
68.99
68.52
68.13
67.80
67.51
67.27
67.06
66.88
PHỤ LỤC 2.4 :
B
1
14
h
ω
K
Ktb
1407.71
1219.18 1313.44
1091.69 1155.44
999.23 1045.46
929.12 964.18
874.29 901.71
830.42 852.36
794.71 812.57
765.24 779.97
740.65 752.94
719.94 730.29
i
θ
ξc
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
0.0026
0.0026
0.0026
0.0026
0.0026
0.0026
0.0026
0.0026
0.0026
0.0026
0.0026
∆l
L
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
0
9.42
18.84
28.26
37.68
47.10
56.52
65.94
75.36
84.78
94.20
Bảng tính toán đường mặt nước đoạn không đổi từ cuối đoạn cong đến cuối dốc
Phương án BT = 21 (m) ;
TT
hđ = 1,106 (m) ; hc = 0,728 (m).
V
V2/2g
Qxả = 159,666 (m3/s) ;
.∋
χ
R
hđ = 0,868(m) ; hc = 0,8172 (m).
C
J
0.868 12.152 13.139 8.79894 9.66694 15.736 0.77224 68.41703 0.04776
Jtb
i-Jtb
∆.∋
∆.L
L
0
0.048473 0.031527 0.1565 4.9629
2
14
0.86
12.04 13.261 8.9634 9.8234
15.72
0.7659 68.32311 0.04919
4.963
0.050123 0.029877 0.2021 6.7658
3
14
0.85
11.9 13.417 9.17555 10.0255
15.7
0.75796 68.20452 0.05106
4
14
0.84
11.76 13.577 9.39531 10.2353
15.68
5
14 0.8172 11.44 13.957 9.92783 10.745 15.63432 0.73174 67.80547 0.0579
11.73
0.052039 0.027961 0.2098 7.5022
0.75
68.08459 0.05302
19.23
0.05546 0.02454 0.5097 20.769
Sinh viên: Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
40
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : Công trình
Phương án BT = 24 (m) ;
TT
B
1
16
2
16
h
ω
V
Qxả = 163,067 (m3/s) ;
.∋
V2/2g
χ
0.792 12.672 12.8683 8.44001 9.2320
0.78
12.48 13.0663 8.7017 9.4817
17.584
17.56
R
hđ = 0,792(m) ; hc = 0,748 (m).
C
J
Jtb
0.77
12.32 13.236 8.92918 9.6992
17.54
0.7024 67.3445 0.0550
4
16
0.76
12.16 13.4101 9.16571 9.9257
17.52
0.6941 67.2107 0.0574
5
16
0.748 11.968713.6245 9.46106 10.2091 17.4961 0.6841 67.0486 0.0604
0.0285 0.2497 8.7601
0.0539
0.0261 0.2175 8.3257
8.760
17.086
χ
R
C
J
0.728 13.104 12.647 8.152
8.880
19.456
0.674
66.875
0.053
18
0.72
12.96 12.788 8.335
9.055
19.440
0.667
66.761
0.055
18
0.71
12.78 12.968 8.571
9.281
19.420
0.658
66.617
0.058
18
2
3
V
V2/2g
39.999
Jtb
5
18
0.7
12.6 13.153 8.818
0.691 12.4327 13.330 9.057
PHỤ LỤC 3.1
Sinh viên: Dương Phước Sinh
9.518
9.747
19.400
19.381
0.649
0.641
66.471
66.334
0.026
0.024
∆.L
L
0.174 6.717
0.226 9.557
16.274
0.0589
0.021
0.237 11.233
0.0616
0.018
0.230 12.493
0.060
27.507
0.063
Bảng tính hệ số an toàn ổn đinh cho tâm trượt O1
Lớp 44C4
∆.∋
6.717
0.0563
18
i-Jtb
0
0.0541
4
0.0211 0.2834 13.4049
hđ = 0,792(m) ; hc = 0,748 (m).
.∋
1
ω
Qxả = 165,729 (m3/s) ;
0.0238 0.2265 9.5084
26.594
0.0589
h
L
0.000
0.0515
0.0562
B
∆.L
0.7107 67.4767 0.0528
16
TT
∆.∋
0.7207 67.6332 0.0502
3
Phương án BT = 27 (m) ;
i-Jtb
40.000
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : Công trình
γ1 = 1,70(Τ/m3)
R = 62,578 (m)
γ2 = 2,01(Τ/m3)
m = 10
b = 6,258 (m)
Dải
Z1
Z2
hn
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
2.167
2.86
2.565
2.825
3.337
3.18
4.14
5.191
5.944
2.664
0
2.183
4.717
6.069
6.532
6.151
4.935
2.81
0
0
0
2.183
4.717
6.069
6.532
6.151
4.935
2.81
0.000
0
sin αn cos αn
-0.200
-0.100
0.000
0.100
0.200
0.300
0.400
0.500
0.600
0.700
0.980
0.995
1.000
0.995
0.980
0.954
0.917
0.866
0.800
0.714
ln
Cn
tangϕn
6.387
6.289
6.258
6.289
6.387
6.56
6.8278
7.2259
7.8223
8.7627
1.8
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.8
1.8
0.364
0.3057
0.3057
0.3057
0.3057
0.3057
0.3057
0.3057
0.364
0.364
∑
K1 =
Sinh viên: Dương Phước Sinh
Cn.ln
Gn
Tn
11.496 23.053 -4.611
9.434 57.884 -5.788
9.387 86.618 0.000
9.434 106.390 10.639
9.580 117.661 23.532
9.840 111.20 33.36
10.242 106.12 42.45
10.839 90.57
45.28
14.080 63.23
37.94
15.773 28.34
19.84
110,105
Nn
Wn
(Nn-Wn)tgϕn
22.587
57.593
86.618
105.86
115.28
106.08
97.257
78.434
50.587
20.239
0
13.730
29.518
38.17
41.719
40.35
33.695
20.305
0.00
0.00
8.221792497
13.40917686
17.456
20.6918678
22.48865709
20.09239986
19.43070787
17.77014373
18.41368764
7.367010562
202,640
∑( N n − Wn )tgϕn + ∑ Cn .ln
165,341 + 110,105
=
= 1,359
∑ Tn
202, 640
Lớp 44C4
165,341
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : Công trình
Sơ đồ tính toán ổn định tâm cung truợt O1
PHỤ LỤC 3.2
Sinh viên: Dương Phước Sinh
Bảng tính hệ số an toàn ổn đinh cho tâm trượt O2
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : Công trình
γ1 = 1,70(Τ/m3)
R = 63,859 (m)
γ2 = 2,01 (Τ/m3)
m = 10
b = 6,386 (m)
Dải
Z1
Z2
hn
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
0.996
2.965
2.466
2.636
3.106
2.98
3.859
5.117
4.947
4.006
0
0.967
3.75
5.255
5.75
5.392
4.171
2.017
0
0
0
0.967
3.75
5.255
5.75
5.392
4.171
2.017
0
0
sin αn cos αn
-0.200
-0.100
0.000
0.100
0.200
0.300
0.400
0.500
0.600
0.700
0.980
0.995
1.000
0.995
0.980
0.954
0.917
0.866
0.800
0.714
ln
Cn
tangϕn
Cn.ln
Gn
Tn
Nn
Wn
(Nn-Wn)tgϕn
6.5176
6.4181
6.3859
6.4181
6.5176
6.6942
6.9676
7.3738
7.9824
8.942
1.8
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.8
1.8
0.364
0.3057
0.3057
0.3057
0.3057
0.3057
0.3057
0.3057
0.364
0.364
11.7316
9.62711
9.57885
9.62711
9.77637
10.0414
10.4514
11.0607
14.3683
16.0957
10.813
44.6
74.905
96.068
107.52
101.56
95.431
81.44
53.705
43.489
-2.1625
-4.46
0
9.60679
21.5048
30.4683
38.1724
40.7199
32.2229
30.4425
10.594
44.377
74.905
95.586
105.35
96.883
87.464
70.529
42.964
31.058
0
6.2063
23.947
33.727
37.476
36.095
29.062
14.873
0
0
3.856269464
11.6686837
15.577728
18.91041057
20.74949426
18.58274352
17.85352304
17.01403995
15.63883206
11.30494494
∑
112,358
K2 =
Sinh viên: Dương Phước Sinh
196,515
∑( N n − Wn )tgϕn + ∑ Cn .ln
151,157 + 112,358
=
= 1,341
∑ Tn
196,515
Lớp 44C4
151,157
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : Công trình
Sơ đồ tính toán ổn định tâm cung truợt O2
PHỤ LỤC 3.3
γ1 = 1,70 (Τ/m3)
Sinh viên: Dương Phước Sinh
Bảng tính hệ số an toàn ổn đinh cho tâm trượt O3
R = 65,279 (m)
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : Công trình
γ2 = 2,01 (Τ/m3)
m = 10
b = 6,528(m)
Dải
Z1
Z2
-1
0
1
2
3
4
5
6
3.129
2.525
2.659
3.079
2.817
3.776
4.643
3.855
0
2.74
4.387
4.984
4.656
3.429
1.243
0
hn
sin αn cos αn
ln
0.000 -0.100 0.995 6.561
2.74 0.000 1.000 6.528
4.387 0.100 0.995 6.5608
4.984 0.2 0.9798 6.6625
4.656 0.3 0.9539 6.8431
3.429 0.4 0.9165 7.1225
1.243 0.5
0.866 7.5378
0
0.6
0.8 8.1599
Cn
tangϕn
Cn.ln
1.8
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.8
0.364
0.3057
0.3057
0.3057
0.3057
11.8094
9.79185
9.84118
9.99377
10.2646
0.31
0.31
0.364
∑
K3 =
Sinh viên: Dương Phước Sinh
Gn
Tn
Nn
Wn
(Nn-Wn)tgϕn
34.724 -3.4724 34.55
0
12.57612827
63.973
0
63.973 17.886 14.09000239
87.07 8.70702 86.634 28.782 17.68701678
99.564 19.9129 97.553 33.206 19.67281681
92.353 27.706 88.099 31.861 17.19364378
10.68 86.90 34.758 79.642 24.423 16.88197068
11.31 67.83 33.917 58.747 9.369 15.09614698
14.6878 42.781 25.6684 34.224
0
12.45770858
88,379
147,198
∑( N n − Wn )tgϕn + ∑ Cn .ln
125, 655 + 88,379
=
= 1,454
∑ Tn
147,198
Lớp 44C4
125,655
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : Công trình
Sơ đồ tính toán ổn định tâm cung truợt O3
Sinh viên: Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : Công trình
PHỤ LỤC 3.4
Bảng tính hệ số an toàn ổn đinh cho tâm trượt O4
γ1 = 1,70 (Τ/m3)
R = 61,969 (m)
γ2 = 2,01 (Τ/m3)
m = 10
b = 6,197(m)
Dải
Z1
Z2
hn
-1
0
1
2
3
4
5
6
3.247
2.622
2.648
3.029
2.852
3.581
4.573
4.019
0
2.84
4.407
4.987
4.692
3.541
1.48
0
0
2.84
4.407
4.987
4.692
3.541
1.48
0
sin αn cos αn
-0.100
0.000
0.100
0.200
0.300
0.400
0.500
0.600
0.995
1.000
0.995
0.980
0.954
0.917
0.866
0.800
ln
Cn
tangϕn
Cn.ln
Gn
Tn
Nn
Wn
(Nn-Wn)tgϕn
6.2281
6.1969
6.2281
6.3247
6.4961
6.7614
7.1556
7.7461
1.8
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.8
0.364
0.3057
0.3057
0.3057
0.3057
0.3057
0.3057
0.364
11.211
9.295
9.342
9.487
9.744
10.142
10.733
13.943
34.206
62.996
82.789
94.027
88.488
81.831
66.610
42.339
-3.421
0.000
8.279
18.805
26.546
32.732
33.305
25.403
34.035
62.996
82.374
92.127
84.412
74.999
57.686
33.871
0.000
17.599
27.447
31.541
30.480
23.942
10.590
0.000
12.387657
13.879332
16.792636
18.522905
16.488647
15.609722
14.398568
12.329140
∑
83,898
K4 =
Sinh viên: Dương Phước Sinh
141,650
∑( N n − Wn )tgϕn + ∑ Cn .ln
120, 409 + 83,898
=
= 1,442
∑ Tn
141, 650
Lớp 44C4
120,409
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Sinh viên: Dương Phước Sinh
Ngành : Công trình
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : Công trình
Sơ đồ tính toán ổn định tâm cung truợt O4
PHỤ LỤC 3.5
Sinh viên: Dương Phước Sinh
Bảng tính hệ số an toàn ổn đinh cho tâm trượt O5
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : Công trình
γ1 = 1,70 (Τ/m3)
R = 65,843 (m)
γ2 = 2,01 (Τ/m3)
m = 10
b = 6,584 (m)
Dải
Z1
Z2
hn
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
2.045
3.067
2.769
3.164
3.325
3.563
4.495
5.523
5.799
2.439
0
1.995
4.649
6.049
6.5
6.074
4.774
2.616
0
0
0
1.995
4.649
6.049
6.5
6.074
4.774
2.616
0
0
sin αn cos αn
-0.200
-0.100
0.000
0.100
0.200
0.300
0.400
0.500
0.600
0.700
0.980
0.995
1.000
0.995
0.980
0.954
0.917
0.866
0.800
0.714
ln
Cn
tangϕn
Cn.ln
Gn
Tn
Nn
Wn
(Nn-Wn)tgϕn
6.720
6.617
6.584
6.617
6.720
6.902
7.184
7.603
8.230
9.220
1.8
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.8
0.364
0.3057
0.3057
0.3057
0.3057
0.3057
0.3057
0.3057
0.364
0.364
12.0961
9.9262
9.8765
7.4989
10.0801
10.3533
10.7761
11.4043
12.3456
16.5958
22.89
60.733
92.521
115.47
123.24
120.27
113.5
96.442
64.91
27.3
-4.5781
-6.0733
0
11.5471
24.6483
36.0803
45.3981
48.221
38.946
19.1103
22.428
60.428
92.521
114.89
120.75
114.73
104.02
83.521
51.928
19.496
0.000
13.202
30.610
40.029
43.680
41.924
34.297
19.889
0.000
0.000
8.164
14.437
18.926
22.886
23.561
22.256
21.314
19.452
18.902
7.097
∑
K5 =
Sinh viên: Dương Phước Sinh
110,953
213,300
∑( N n − Wn )tgϕn + ∑ Cn .ln
176,995 + 110,953
=
= 1,35
∑ Tn
213,300
Lớp 44C4
176,995
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : Công trình
Sơ đồ tính toán ổn định tâm cung truợt O5
PHỤ LỤC 4.1 :
Sinh viên: Dương Phước Sinh
Bảng tính toán đường mặt nước đoạn thu hẹp
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : Công trình
Phương án BT = 21 (m)
TT
B
1
23
2
3
4
h
ω
V
V2/2g
Q = 158,456 (m3/s) ;
.∋
χ
1.690 38.87 4.077 0.847 2.537
20.75 1.353 28.07 5.646 1.6246 2.9772
18.5 1.348 24.95 6.352 2.0563 3.4048
16.25 1.419 23.06 6.872 2.4068 3.8258
5
14
1.560 21.84 7.257 2.684 4.2437
Phương án BT = 21 (m)
TT
B
h
1
23
1.400
ω
V
V2/2g
R
hđ = 1,69 (m) ; hc = 1,56 (m)
C
J
26.38 1.47346 76.1954 0.00194
0
0.00343
23.4552 1.19658 73.5974 0.00492
0.00564
21.1969 1.1769 73.3943 0.00636
0.00678
19.088 1.20803 73.7143 0.00719
0.00733
17.1194 1.2755 74.385 0.00746
Q = 118,840 (m3/s) ;
.∋
32.2 3.6907 0.6942 2.0942
Jtb
χ
25.8
R
i-Jtb
∆.∋
∆.L
L
0
0.0766 0.44021 5.75
5.75
0.0744 0.42757 5.75
11.5
0.0732 0.42103 5.75
17.25
0.0727 0.41787 5.75
23
hđ = 1,40 (m) ; hc = 1,194 (m)
C
J
Jtb
i-Jtb
∆.∋
∆.L
1.24806 74.116 0.0020
L
0
0.0039 0.0761 0.4374 5.75
2
20.75 1.069 22.1859 5.3566 1.4624 2.5316 22.8884 0.96931 71.058 0.0059
5.75
0.0069 0.0731 0.4204 5.75
3
18.5 1.052 19.4646 6.1054 1.8999 2.9521 20.60428 0.94469 70.754 0.0079
11.50
0.0085 0.0715 0.4111 5.75
4
16.25 1.097 17.8214 6.6684 2.2664 3.3631 18.4434 0.96628 71.021 0.0091
17.25
0.0094 0.0706 0.4060 5.75
5
14
1.194 16.72 7.1077 2.5749 3.7691 16.388571.02022 71.667 0.0096
Sinh viên: Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
23.00
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : Công trình
Phương án BT = 21 (m)
Q = 79,228 (m3/s) ;
.∋
TT
B
h
ω
V
1
23
1.070
24.610
3.219
0.528 1.5982
2
20.75
0.767
15.913
4.979
1.263 2.0303 22.2838 0.7141 67.5303 0.0076
V2/2g
χ
hđ = 1,07 (m) ; hc = 0,827 (m)
25.14
R
C
J
Jtb
4
5
18.5
16.25
14
0.743
0.766
0.827
13.739
12.451
11.577
5.767
6.363
6.843
B
h
1
23
0.670
2
3
4
5
ω
V
0.0751 0.4321
5.75
0.0092
0.0708 0.4072
5.75
0.0118
0.0682 0.3924
5.75
0.0132
0.0668 0.3838
5.75
11.50
17.25
2.387 3.2139 15.6539 0.7396 67.9261 0.0137
Q = 39,614 (m3/s) ;
.∋
χ
R
23.00
hđ = 0,67 (m) ; hc = 0,45 (m)
C
J
Jtb
i-Jtb
15.41 2.57067 0.33682 1.00682 24.34 0.63311 66.18897 0.00238
0
0.00734 0.0726576
20.75 0.433 8.980453 4.41114 0.99175 1.42454 21.6156 0.41546 61.70123 0.0123
0.0154 0.0646045
18.5 0.411 7.598524 5.21338 1.38529 1.79602 19.3215 0.39327 61.13926 0.01849
0.02048 0.0595153
16.25 0.420 6.822409 5.80645 1.71839 2.13824 17.0897 0.39921 61.2923 0.02248
0.02343 0.0565688
14 0.450 6.302975 6.28497 2.01329 2.46351 14.9004 0.42301 61.88658 0.02438
PHỤ LỤC 4.2 :
Sinh viên: Dương Phước Sinh
5.75
2.064 2.8300 17.7824 0.7002 67.3089 0.0128
V2/2g
L
0
1.695 2.4376 19.9853 0.6874 67.1035 0.0107
Phương án BT = 21 (m)
TT
∆.L
0.9789 71.1754 0.0021
0.0049
3
∆.∋
i-Jtb
∆.∋
∆.L
L
0
0.41773 5.75
5.75
0.37148 5.75
11.50
0.34222 5.75
17.25
0.32527 5.75
23.00
Bảng tính toán đường mặt nước đoạn không đổi từ cuối đoạn thu hẹp đến đầu đoạn cong
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
Ngành : Công trình
Phương án BT = 21 (m)
TT
B
1
14
h
ω
V
V2/2g
Q = 158,456 (m3/s) ;
.∋
χ
1.560 21.84 7.255 2.683 4.243
R
17.12
hđ = 1,56 (m) ; hc = 1,365 (m)
C
J
Jtb
i-Jtb
∆.∋
∆.L
L
1.2757 74.387 0.00746
0
0.00794 0.0721 0.15893 2.205
2
14
1.500
21
7.546 2.9019 4.4019
17
1.23529 73.989 0.00842
2.205
0.00889 0.0711 0.15358 2.16
3
14
1.450
20.3 7.806 3.1055 4.5555
16.9
1.20118 73.6445 0.00935
4.365
0.00989 0.0701 0.17578 2.507
4
14
1.400
19.6 8.084 3.3312 4.7312
16.8
1.16667 73.2875 0.01043
6.872
0.01086 0.0691 0.13881 2.008
5
14
1.365 19.11 8.293 3.5052 4.8701 16.7296 1.14213 73.0283 0.01129
Phương án BT = 21 (m)
ω
h
V
V2/2g
Q = 118,840 (m3/s) ;
.∋
χ
R
8.88
hđ = 1,194 (m) ; hc = 1,051 (m)
TT
B
C
J
1
14
1.194 16.716 7.10936 2.57609 3.77009 16.388 1.02001 71.665 0.00965
2
14
1.150
16.1 7.38137 2.77699 3.92699 16.300 0.98773 71.282 0.01086
3
14
1.130
15.82 7.51201 2.87616 4.00616 16.260 0.97294 71.103 0.01147
Jtb
i-Jtb
∆.∋
∆.L
L
0
0.0103 0.0697 0.1569 2.25
2.25
0.0112 0.0688 0.0792 1.15
3.40
0.012
4
14
1.100
0.068
0.129
1.90
15.4 7.71688 3.03518 4.13518 16.200 0.95062 70.828 0.01249
5.30
0.0134 0.0666 0.2385 3.58
5
14
1.051 14.7195 8.07365 3.32231 4.3737
Phương án BT = 21 (m)
Sinh viên: Dương Phước Sinh
16.103
0.9141 70.367 0.0144
Q = 79,228 (m3/s) ;
hđ = 0,827 (m) ; hc = 0,733 (m)
Lớp 44C4
8.88
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
ω
TT
B
h
1
14
0.827
2
14
0.800
3
4
5
14
0.780
14
0.760
14
Ngành : Công trình
0.733
V
.∋
V2/2g
R
C
J
Jtb
∆.∋
i-Jtb
11.578 6.84298 2.3867 3.21366 15.654 0.73962 67.9266 0.0137
0
0.014489 0.06551
11.2 7.07393 2.5505 3.35048 15.6 0.71795 67.5908 0.0153
0.0159 0.0641
10.92 7.25531 2.683 3.46295 15.56 0.7018 67.335 0.0165
0.01726 0.06274
10.64 7.44624 2.826 3.58602 15.52 0.68557 67.0729 0.018
0.019096 0.0609
10.25766 7.72379 3.0406 3.77331 15.4654 0.66327 66.7042 0.0202
Phương án BT = 21 (m)
Q = 39,614 (m3/s) ;
TT
B
h
ω
1
14
0.450
6.3
6.28794 2.0152 2.4652
2
14
0.440
6.16
6.43084 2.10784 2.54784
3
14
0.430
6.02
6.5804 2.20702 2.63702
4
14
0.420
5.88
6.73707 2.31336 2.73336
5
14
0.404 5.65707 7.00256 2.49928 2.90336
V
V2/2g
.∋
PHỤ LỤC 4.3 :
Phương án BT = 21 (m)
h
χ
Q
Sinh viên: Dương Phước Sinh
v
B
ω
χ
R
∆.L
0
0.13682 2.09
2.09
0.11247 1.75
3.84
0.12307 1.96
5.80
0.18729 3.08
8.88
hđ = 0,45 (m) ; hc = 0,404 (m)
C
J
Jtb
∆.∋
i-Jtb
∆.L
14.9
0.42282 61.882 0.02442
0
0.02535 0.0546545 0.09264 1.70
14.88 0.41398 61.66446 0.02627
0.02729 0.0527075 0.08918 1.69
14.86 0.40511 61.44241 0.02831
0.02944 0.0505591 0.09635 1.91
14.84 0.39623 61.21566 0.03057
0.03262 0.0473796 0.17
3.59
14.8082 0.38202 60.84437 0.03467
Bảng tính toán đường mặt nước trong đoạn cong
Q = 158,456 (m3/s) ; hđ = 1,365 (m) ; hc = 0,867 (m)
χ
R
C
K
L
Ktb
Lớp 44C4
i
θ
ξc
∆l
L
L
0
1.70
3.39
5.29
8.88
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
1.365 158.456
1.238 158.456
1.150 158.456
1.084 158.456
1.032 158.456
0.991 158.456
0.957 158.456
0.929 158.456
0.905 158.456
0.885 158.456
0.867 158.456
Ngành : Công trình
8.29
9.14
9.85
10.44
10.96
11.42
11.83
12.19
12.51
12.80
13.05
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
19.11
17.33
16.09
15.17
14.45
13.87
13.40
13.00
12.67
12.38
12.14
16.73
16.48
16.30
16.17
16.06
15.98
15.91
15.86
15.81
15.77
15.73
Phương án BT = 21 (m)
h
Q
1.051 118.840
0.956 118.840
0.891 118.840
0.842 118.840
0.804 118.840
0.775 118.840
0.750 118.840
0.731 118.840
0.714 118.840
0.700 118.840
0.689 118.840
v
B
8.08
8.88
9.53
10.08
10.55
10.96
11.31
11.62
11.89
12.12
12.33
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
ω
14.71
13.39
12.47
11.79
11.26
10.84
10.51
10.23
10.00
9.80
9.64
Q
Sinh viên: Dương Phước Sinh
v
B
ω
73.03
72.03
71.28
70.68
70.18
69.76
69.41
69.10
68.84
68.61
68.41
1491.57
1280.35 1385.96
1139.99 1210.17
1038.74 1089.37
961.96 1000.35
901.72 931.84
853.28 877.50
813.60 833.44
780.62 797.11
752.87 766.74
729.31 741.09
Q = 118,840 (m3/s) ;
χ
16.10
15.91
15.78
15.68
15.61
15.55
15.50
15.46
15.43
15.40
15.38
Phương án BT = 21 (m)
h
1.14
1.05
0.99
0.94
0.90
0.87
0.84
0.82
0.80
0.79
0.77
R
C
K
0.91
0.84
0.79
0.75
0.72
0.70
0.68
0.66
0.65
0.64
0.63
70.36
69.40
68.68
68.11
67.65
67.26
66.95
66.68
66.45
66.25
66.08
989.70
852.39
761.26
696.03
647.08
609.13
579.02
554.68
534.74
518.23
504.42
Q = 79,228 (m3/s) ;
χ
R
C
K
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
0
9.42
18.84
28.26
37.68
47.10
56.52
65.94
75.36
84.78
94.20
hđ = 1,051 (m) ; hc = 0,689 (m)
Ktb
921.04
806.82
728.64
671.55
628.11
594.08
566.85
544.71
526.49
511.32
i
θ
ξc
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
∆l
L
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
0
9.42
18.84
28.26
37.68
47.10
56.52
65.94
75.36
84.78
94.20
∆l
L
hđ = 0,733 (m) ; hc = 0,507 (m)
Ktb
Lớp 44C4
i
θ
ξc
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
0.733
0.670
0.627
0.596
0.573
0.555
0.541
0.529
0.520
0.513
0.507
79.228
79.228
79.228
79.228
79.228
79.228
79.228
79.228
79.228
79.228
79.228
Ngành : Công trình
7.72
8.45
9.02
9.49
9.88
10.20
10.47
10.69
10.88
11.03
11.16
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
10.26
9.38
8.78
8.35
8.02
7.77
7.57
7.41
7.28
7.18
7.10
15.47
15.34
15.25
15.19
15.15
15.11
15.08
15.06
15.04
15.03
15.01
Phương án BT = 21 (m)
0.66
0.61
0.58
0.55
0.53
0.51
0.50
0.49
0.48
0.48
0.47
66.71
65.81
65.15
64.64
64.25
63.93
63.67
63.47
63.30
63.16
63.05
557.62
482.79
433.99
399.84
374.84
355.97
341.40
329.98
320.90
313.62
307.73
Q = 39,614 (m3/s) ;
h
Q
v
B
ω
χ
R
C
K
0.404
0.374
0.355
0.343
0.334
0.328
0.324
0.321
0.319
0.317
0.316
39.614
39.614
39.614
39.614
39.614
39.614
39.614
39.614
39.614
39.614
39.614
7.00
7.56
7.96
8.25
8.46
8.62
8.73
8.81
8.88
8.92
8.95
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
5.66
5.24
4.98
4.80
4.68
4.60
4.54
4.49
4.46
4.44
4.42
14.81
14.75
14.71
14.69
14.67
14.66
14.65
14.64
14.64
14.63
14.63
0.38
0.36
0.34
0.33
0.32
0.31
0.31
0.31
0.30
0.30
0.30
60.84
60.11
59.62
59.28
59.05
58.88
58.75
58.67
58.60
58.55
58.52
212.68
187.69
172.54
162.73
156.13
151.56
148.35
146.06
144.42
143.24
142.38
PHỤ LỤC 4.4 :
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
0
9.42
18.84
28.26
37.68
47.10
56.52
65.94
75.36
84.78
94.20
∆l
L
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
9.42
0
9.42
18.84
28.26
37.68
47.10
56.52
65.94
75.36
84.78
94.20
hđ = 0,404 (m) ; hc = 0,316(m)
Ktb
200.18
180.12
167.64
159.43
153.84
149.96
147.21
145.24
143.83
142.81
i
θ
ξc
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
6.00
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
0.0014
Bảng tính toán đường mặt nước đoạn không đổi từ cuối đoạn cong đến cuối dốc
Phương án BT = 21 (m)
Sinh viên: Dương Phước Sinh
520.20
458.39
416.92
387.34
365.40
348.69
335.69
325.44
317.26
310.67
Q = 158,456 (m3/s) ;
hđ = 0,867 (m) ; hc = 0,815 (m)
Lớp 44C4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
TT
B
1
14
h
Ngành : Công trình
ω
V
V2/2g
.∋
χ
R
C
J
Jtb
∆.∋
i-Jtb
∆.L
L
0.867 12.14 13.05 8.6861 9.5531 15.734 0.77145 68.4053 0.04721
0
0.04783 0.0322 0.13498 4.195
2
14
0.860 12.04 13.16 8.8281 9.6881 15.72
0.7659 68.3231 0.04845
4.195
0.04937 0.0306 0.19894 6.494
3
14
0.850
11.9 13.32 9.037 9.887
15.7
0.75796 68.2045 0.05029
10.69
0.05125 0.0287 0.20645 7.182
4
14
0.840 11.76 13.47 9.2535 10.093 15.68
0.75 68.0846 0.05222
17.87
0.05324 0.0268 0.21432 8.008
5
14
0.830 11.62 13.64 9.4778 10.308 15.66 0.74202 67.9633 0.05426
6
14
0.815 11.41 13.89 9.8332 10.648 15.6297 0.72989 67.7769 0.05754
25.88
0.0559 0.0241 0.34033 14.12
Phương án BT = 21 (m)
TT
B
1
h
ω
V
V2/2g
Q = 118,840 (m3/s) ;
.∋
χ
R
40
hđ = 0,689 (m) ; hc = 0,6555 (m)
C
J
Jtb
i-Jtb
∆.∋
∆.L
14 0.6890 9.646 12.3201 7.73627 8.42527 15.378 0.62726 66.087 0.05541
L
0
0.0559 0.0241 0.0866 3.598
2
14 0.6850
9.59 12.3921 7.82689 8.51189
15.37
0.62394 66.028 0.05645
3.598
0.0571 0.0229 0.1105 4.832
3
14 0.6800
9.52 12.4832 7.94241 8.62241
15.36
0.61979 65.955 0.0578
8.43
0.0592 0.0208 0.2289 11.01
4
14 0.6700
9.38 12.6695 8.18127 8.85127
15.34
0.61147 65.806 0.06062
5
14 0.6650
9.31 12.7648 8.30476 8.96976
15.33
0.60731 65.731 0.0621
6
14 0.6555 9.17676 12.9501 8.54767 9.20315 15.31097 0.59936 65.587 0.06505
19.44
0.0614 0.0186 0.1185 6.356
25.79
0.0636 0.0164 0.2334 14.21
Phương án BT = 21 (m)
TT
B
h
Sinh viên: Dương Phước Sinh
ω
V
V2/2g
Q = 79,228 (m3/s) ;
.∋
χ
R
40
hđ = 0,507 (m) ; hc = 0,4915 (m)
C
Lớp 44C4
J
Jtb
i-Jtb
∆.∋
∆.L
L
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
1
14
0.5070
Ngành : Công trình
7.098
11.162 6.3502 6.85719 15.014 0.47276 63.0442 0.0663
0
0.066734 0.01327 0.0484 3.6483
2
14
0.5050
7.07
11.2062 6.4006 6.90558 15.01 0.47102 63.0055 0.0672
3.6483
0.067597 0.0124
3
14
0.5030
7.042
4
14
0.5000
7
11.3183 6.5292 7.02924
5
14
0.4950
6.93
11.4326 6.6618 7.1568
6
14
0.049 3.9507
11.2508 6.4516 6.95458 15.006 0.46928 62.9666 0.068
7.599
0.068699 0.0113 0.07465 6.6055
15
0.46667 62.9081 0.0694
14.204
0.070515 0.00949 0.12757 13.45
27.654
0.072507 0.00749 0.09252 12.346
0
0.4915 6.880578 11.5147 6.7579 7.24932 14.9829 0.45923 62.7398 0.0733
40.00
Phương án BT = 21 (m)
TT
B
h
ω
1
14
0.3160
4.424
2
14
0.3155
4.417
4.41
V
V2/2g
14.99 0.46231 62.8098 0.0717
Q = 39,614 (m3/s) ;
.∋
χ
R
hđ = 0,316 (m) ; hc = 0,3137 (m)
C
J
∆.L
i-Jtb
0.0776
0.0024
0.0125 5.2878
0.0780
0.0020
0.0125 6.4138
8.9543 4.0867 4.4027 14.632 0.3024 58.5181 0.0774
14
0.3150
4
14
0.3147 4.4058 8.9913 4.1205 4.4352 14.629 0.3012 58.4797 0.0785
5
14
0.3142 4.3988 9.0056 4.1336 4.4478 14.628 0.3007 58.4649 0.0789
6
14
0.3137 4.391925 9.0197 4.1466 4.4603 14.627 0.3003 58.4503 0.0793
5.2878
8.9828 4.1126 4.4276 14.630 0.3014 58.4886 0.0782
11.702
0.0784
0.0075 4.6351
0.0013
0.0126 9.7078
26.045
0.0791
Bảng tính toán xác định khẩu diện cống
Lớp 44C4
0.0016
16.337
0.0787
PHỤ LỤC 5 :
L
0
8.9685 4.0996 4.4151 14.631 0.3019 58.5034 0.0778
3
Sinh viên: Dương Phước Sinh
∆.∋
Jtb
0.0009
0.0125 13.955
40
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
bcgt
(m)
Z2
(m)
h1
(m)
ω
m
2
Ngành : Công trình
χ
R
m
m
C.R^0.5
ic
ic*L
Vvan
(m)
(m/s)
ζv=
Zvan
hl
Vlíi
Zlíi
hp
Vphai
(m)
(m)
(m/s)
(m)
(m)
(m/s)
ζp
Zphai
(m)
Z1
ΣΖ
(m) (m/s) (m)
(m)
h4
V1
0.6
0.0216 0.758 0.455 2.116 0.21
25.63
0.0047 0.4958 1.76 0.100 0.032
0.79
1.69 0.012 0.80
1.66
0.13 0.035 0.84 1.59 0.014 0.610
0.7
0.0216 0.758 0.531 2.216 0.24
27.54
0.0030 0.3154 1.51 0.100 0.023
0.78
1.46 0.009 0.79
1.45
0.11 0.023 0.81 1.41 0.011 0.403
0.75 0.0216 0.758 0.569 2.266 0.25
28.41
0.0025 0.2582 1.41 0.100 0.020
0.78
1.37 0.008 0.79
1.36
0.10 0.019 0.80 1.33 0.010 0.336
0.80 0.0216 0.758 0.606 2.316 0.26
29.23
0.0020 0.2143 1.32 0.100 0.018
0.78
1.29 0.007 0.78
1.28
0.09 0.016 0.80 1.25 0.009 0.285
0.83 0.0216 0.758 0.629 2.346 0.27
29.70
0.0018 0.1929 1.27 0.100 0.016
0.77
1.24 0.006 0.78
1.23
0.09 0.014 0.79 1.21 0.008 0.259
0.85 0.0216 0.758 0.644 2.366 0.27
30.01
0.0017 0.1802 1.24 0.100 0.016
0.77
1.22 0.006 0.78
1.21
0.09 0.013 0.79 1.19 0.008 0.244
0.87 0.0216 0.758 0.659 2.386 0.28
30.31
0.0016 0.1686 1.21 0.100 0.015
0.77
1.19 0.006 0.78
1.18
0.09 0.012 0.79 1.16 0.007 0.231
0.90 0.0216 0.758 0.682 2.416 0.28
30.74
0.0015 0.1531 1.17 0.100 0.014
0.77
1.15 0.005 0.78
1.14
0.08 0.011 0.79 1.13 0.007 0.212
0.92 0.0216 0.758 0.697 2.436 0.29
31.03
0.0014 0.1439 1.15 0.100 0.013
0.77
1.13 0.005 0.78
1.12
0.08 0.010 0.79 1.10 0.007 0.201
0.93 0.0216 0.758 0.705 2.446 0.29
31.17
0.0013 0.1396 1.13 0.100 0.013
0.77
1.12 0.005 0.78
1.11
0.08 0.010 0.79 1.09 0.007 0.196
0.95 0.0216 0.758 0.720 2.466 0.29
31.44
0.0012 0.1314 1.11 0.100 0.013
0.77
1.09 0.005 0.78
1.09
0.08 0.009 0.78 1.07 0.006 0.186
0.97 0.0216 0.758 0.735 2.486 0.30
31.71
0.0012 0.1239 1.09 0.100 0.012
0.77
1.07 0.005 0.77
1.06
0.08 0.009 0.78 1.05 0.006 0.177
1.00 0.0216 0.758 0.758 2.516 0.30
32.10
0.0011 0.1138 1.06 0.100 0.011
0.77
1.04 0.004 0.77
1.03
0.08 0.008 0.78 1.02 0.006 0.165
1.20 0.0216 0.758 0.910 2.716 0.33
34.45
0.0007 0.0686 0.88 0.090 0.007
0.77
0.87 0.003 0.77
0.87
0.06 0.005 0.77 0.86 0.004 0.109
Sinh viên: Dương Phước Sinh
Lớp 44C4
[...]... Phước Sinh Lớp 44C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : công trình Trang 21 Hình 5.2: Đồ thị quan hệ 5.2 Vận dụng phương pháp PôtaPốp để tính toán điều tiết lũ cho công trình Hồ chứa Lả Hôm - thị xã Sơn La 5.2.1 Tài liệu tính toán : Quan hệ Q : t; Z : V Công trình xả mặt dạng đập tràn đỉnh rộng Dung tích hồ ứng với mực nước dâng bình thường (MNDBT): V = 1,8 10 6 (m3) Chọn sơ bộ các thông số về tràn: +... 3.1.3 Tính toán lượng nước phục vụ cho sinh hoạt Trong quy hoạch phát triển kinh tế của thị xã Sơn La chọn vùng kinh tế mới Phiềng Tam làm vùng trọng điểm với dân số khoảng trên 2000 người, mức dùng nước bình quân là 200 lít/người/ngày, vậy tổng lượng nước sinh hoạt là 400 m3/ngày Như vậy từ nhu cầu sử dụng nước đã xác định ở trên cho ta thấy nhiệm vụ của công trình là cung cấp nước tưới cho 360 ha... phái xác định được lượng nước yêu cầu của các hộ dùng nước 3.1.1 Lượng nước yêu cầu tưới Căn cứ vào tài liệu quy hoạch thuỷ lợi và nông nghiệp, hồ chứa Lả Hôm khi được xây dựng có nhiệm vụ sau: + Cung cấp tưới cho 360 ha cây cà phê, 40 ha lúa nước 2 vụ, 1 vụ màu + Cung cấp nước sinh hoạt cho khoảng 2000 dân Nguyên tắc tính toán Tính toán chế độ tưới cho mỗi loại cây trồng ở các thời vụ trong năm (Lúa... thiết ở trên là đúng + Nếu ∆L ≠ ∆L' thì ta phải giả thiết lại chiều sâu nước ở cuối đoạn tính toán và tiến hành các bước như trên cho đến khi ∆L ≈ ∆L' Tiếp tục tính toán cho các đoạn còn lại với chiều sâu nước ở cuối đoạn trước là chiều sâu nước ở đầu đoạn tiếp theo cho đến hết đoạn thu hẹp sao cho Σ∆L = Lth - Phần tính toán chi tiết xem ở phụ lục 2.1 Bảng 6.2.3 : Tổng hợp kết quả tính toán đoạn dốc nước. .. phòng lũ cần thiết của hồ chứa, phương thức trữ nước và tháo nước thích hợp, từ đó giảm bớt kích thước của công trình tháo lũ và thoã mãn cột nước hạn chế lúc tháo lũ (cột nước thấp nhất yêu cầu lúc vận hành nhà máy thuỷ điện) Thường người ta căn cứ vào năng lực thoát lũ của sông và mực nước hạn chế của phòng lũ để xác định phương thức tháo nước cho hồ chứa, dung tích phòng lũ và kích thước của công... Tính toán đường mặt nước Để tính đường mặt nước trong đoạn này ta sử dụng phương pháp cộng trực tiếp hay phương pháp sai phân để tính Tính đường mặt nước trên dốc tương tự như trên, với mực nước ban đầu (mực nước đầu đoạn có bề rộng không đổi) h đ bằng độ sâu dòng chảy ở cuối đoạn thu hẹp.Từ đó ta sẽ tính được độ sâu h tại từng mặt cắt đến cuối dốc nước Phần tính toán chi tiết xem ở phụ lục 2.2 Bảng... thu hẹp và dốc nước đều có độ dốc i =8 % 6.2.2 Tính toán thuỷ lực dốc nước Để tính toán thuỷ lực dốc nước, ta chia dốc nước ra làm 4 đoạn để tính toán : + Đoạn 1: Đoạn thu hẹp đầu dốc nước Sinh viên : Dương Phước Sinh Lớp 44C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : công trình Trang 32 + Đoạn 2: Đoạn dốc nước không đổi từ cuối đoạn thu hẹp tới đầu đoạn cong + Đoạn 3: Đoạn cong + Đoạn 4: Đoạn dốc nước không đổi... ∆L′ như nhau: ∆L ' = Lth n + Lấy chiều sâu nước đầu đoạn thu hẹp bằng độ sâu phân giới ở đầu đoạn thu hẹp + Giả thiết giá trị chiều sâu nước ở cuối đoạn tính toán hi + Xác định diện tích mặt cắt ướt ở đầu và cuối đoạn tính toán theo công thức: ωi = bi.hi + Xác định vận tốc dòng chảy ở đầu và cuối đoạn tính toán theo công thức: vi = Q ωi + Xác định chu vi ướt ở mặt cắt đầu và cuối đoạn tính toán theo... trình thuỷ lợi Lả Hôm là một việc làm rất thiết thực phục vụ cho nhu cầu vể nước tưới, nước sinh hoạt của nhân dân để phát triển sản xuất cũng như nâng cao đời sống kinh tế, thay đổi bộ mặt xã hội của vùng Sinh viên : Dương Phước Sinh Lớp 44C4 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành : công trình Trang 12 CHƯƠNG 3 PHƯƠNG ÁN KHAI THÁC SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC VÀ GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH 3.1 Phương án sử dụng nguồn nước Để có... và hướng nước chảy thuận dòng vào ngưỡng tràn ta làm một kênh dẫn nước vào ở phía trước tràn Kênh dẫn có độ dốc đáy i = 0, nối tiếp giữa kênh dẫn và ngưỡng tràn có tường hướng dòng, trên phần sân trước có độ dốc đáy i = 0 - Mặt cắt ngang của kênh dẫn có dạng hình thang, không đổi dọc theo chiều dài kênh dẫn, hệ số mái m = 1,5 6.2.1.2 Dốc nước Nối tiếp ngay sau ngưỡng tràn là dốc nước, dốc nước có nhiệm ... tiết lũ cho công trình Hồ chứa Lả Hôm - thị xã Sơn La 5.2.1 Tài liệu tính toán : Quan hệ Q : t; Z : V Công trình xả mặt dạng đập tràn đỉnh rộng Dung tích hồ ứng với mực nước dâng bình thường... xảy thị xã Sơn La từ năm 1906 đến 1997 trận lũ ngày 27-7-1991, theo tài liệu điều tra tuyến Lả Hôm độ sâu dòng chảy 168 mm tướng ứng với tần suất p = 3% 1.3.2.6 Chế độ bốc Lượng bốc đo thị xã Sơn. .. người dân 2.1.1 Tình hình dân số Sơn La tỉnh miền núi đất rộng người thưa, dân cư tập trung không đồng đều, mật độ dân số trung bình có 1,4 người/km 2, thị xã Sơn La lên tới 768 người/km2 gây không