Yêu cầu: 1. Xác định cao trình đập tràn Zođ ứng với QTK và ZTK trên sông. Đập tràn hình cong không chân không. Vẽ mặt cắt ngang của đập tràn. Lưu lượng đơn vị cho phép đối với nền sau đập là q. 2. Xác định hình thức nối tiếp sau đập với mọi cấp lưu lượng. Nếu có nước nhảy xa, thiết kế công trình tiêu năng với lưu lượng tính toán tiêu năng. Loại công trình tiêu năng tự chọn. 3. Thiết kế mặt cắt ngang kênh chính K. Kênh có mặt cắt ngang là hình thang cân với m=1,5 và n=0,025 lưu lượng QTK. Mặt cắt kênh thiết kế phải thoả mãn hai yêu cầu sau
Trờng Đại học Thuỷ lợi Hà nội Lớp KI Lâm Đồng Trờng Đaị học Thuỷ lợi Bộ môn Thuỷ lực Bài tập thủy lực Đồ án môn học Thuỷ lực công trình Nội dung: Trên sông S đợc xây đập tràn T để nâng cao mực nớc lấy vào kênh K Đầu kênh K có 01 cống lộ thiên A để điều tiết lu lợng Sông S Z Z 01 A ∇ Z TK K §Ëp tràn T Z ođ Q TK Z01 Zo Yêu cầu: Xác định cao trình đập tràn Zođ ứng với QTK ZTK sông Đập tràn hình cong không chân không Vẽ mặt cắt ngang đập tràn Lu lợng đơn vị cho phép sau đập [q] Xác định hình thức nối tiếp sau đập với cấp lu lợng Nếu có nớc nhảy xa, thiết kế công trình tiêu với lu lợng tính toán tiêu Loại công trình tiêu tự chọn Thiết kế mặt cắt ngang kênh K Kênh có mặt cắt ngang hình thang cân với m=1,5 n=0,025 lu lợng QTK Mặt cắt kênh thiết kế phải thoả mÃn hai yêu cÇu sau + 0,5m/s < V < 1,5m/s h h +3 Độ dốc kênh i Với mặt cắt kênh đà chọn , xây dựng quan hệ Qh kênh từ Qmin đến Qmax -1- Trờng Đại học Thuỷ lợi Hà nội Lớp KI Lâm Đồng Bài tập thủy lực Xác định cao trình đáy cống bề rộng cống để lấy đợc lu lợng thiết kÕ cđa kªnh mùc níc nhá nhÊt Chªnh lƯch mức nớc qua cống Z Lúc cống làm việc nh đập tràn đỉnh rộng Vẽ mặt cắt ngang dọc cống Với cống đà chọn, xây dùng quan hƯ Q ∼ a cđa cèng øng víi mức nớc thiết kế sông ZTK Các số liệu chung Quan hÖ Q ∼ Zh ë sau đập tràn cho bảng dới đây: Bảng Q(m /s) 2.400 2.800 3.200 3.600 4.000 4.200 4.500 Zh(m) 24,45 25,35 26,19 26,86 27,47 27,95 28,30 BÒ réng sông thợng lu lấy 1,3 lần toàn đập (kể mố) 5.000 28,71 Bề rộng công trình tiêu toàn bề rộng đập Mỗi khoang đập lấy từ 10 ữ30m; mố đập lấy 2ữ3m Bề rộng lỗ cống lấy 2ữ4m; chiều dày mố cống lấy từ 0,6ữ,8m Cao trình đáy cống lấy cao trình đáy kênh Các sè liƯu cho tõng sinh viªn Sè liƯu vỊ ®Ëp trµn [q]m3/s.m Z01(m) 42,3 24,0 Z0(m) 21,0 ZTK(m) 52,3 QTK(m3/s) 4.030 Các số liệu kênh cống QKTK(m3/s) i 56,3 0,0004 K1 0,75 K2 1,30 ∆Z(m) 0,3 -2- Trờng Đại học Thuỷ lợi Hà nội Lớp KI Lâm Đồng Bài tập thủy lực Đồ án môn học Thuỷ lực công trình I - Thiết kế đập tràn T ứng với QTK ZTK sông S 1) Chọn đại lợng ĐậpT: Chọn đập T đập thực dụng mặt cắt hình cong không chân không loại Chọn số nhịp đập: n=4 Chiều rộng tràn nớc nhịp đập là: b= 24 m Chọn mố bên mố trụ đập lợn tròn có: Chiều dày mố trụ : d =2m Chiều dày mố bên : d=1m Chiều dày : a =1m l Đập có góc =450, góc =600 tỷ số pl = 0,9 Tổng chiều dài đập (kể mố) là: Bđập= 2d+(n-1)d+nbm= 104 m Lu lợng đơn vị dòng chảy hạ lu đập: qTK= Q TK Bd = 4030 = 38,789 m3/s< [q]= 42,3 m3/s 104 2) Xác định cao trình đỉnh đập tràn Zođ ứng với QTK ZTK sông S a) Cột nớc tràn thiÕt kÕ HTK cđa ®Ëp T VÏ quan hƯ Q∼Zh sau đập tràn theo số liệu bảng ta đợc hình Biết QTK đập tra đồ thị QZh ta đợc ZTK= 27,5 m Vì cao trình đỉnh đập tràn Zođ cha biết, ta giả thiết đập T chảy tự có co hẹp bªn ta cã: QTK (1) HoTK= ε m.n.b g Trong (1): QTK= 4030 m3/s; n.b= 4x24= 96 m; g =4,43 m: Hệ số lu lợng đập m= mt/c.hd.H= 4,49.0,978.1=0,479 Giả thiết gt=0.95 Thay vào (1) ta tính đợc: 4030 = 7,569 m HoTK= 0,95.0,479.96.4,43 Kiểm tra lại gt từ công thức εgt=1-0,2 Trong (2): ξ mb + (n − 1).ξ mt H oTK (2) n.b ξ mb = 0,7 : Mè bên lợn tròn mt = 0,45 : Mố trụ lợn tròn thay số vào (2) ta đợc: -3- Trờng Đại học Thuỷ lợi Hà nội Lớp KI Lâm Đồng -4- Bài tập thủy lực Trờng Đại học Thuỷ lợi Hà nội Lớp KI Lâm Đồng -5- Bài tập thủy lực Trờng Đại học Thuỷ lợi Hà nội gt=1 0,2 Lớp KI Lâm §ång Bµi tËp thđy lùc 0,7 + (4 − 1).0,45 7,569 =0.96 96 So s¸nh εgt víi εtt ta thÊy gt tt , Vậy HoTK= 7,569 m Cột nớc tràn thiết kế đập tràn là: HTK=HoTK- Vo (3) 2g Giả thiết vận tốc tới gần Vo≈ ta cã: HTK=HoTK= 7,569 m b) Cao tr×nh ®Ønh ®Ëp trµn T: (Zo®): Zo®=ZTK-HTK= 52,3-7,569 = 44,731m ChiỊu cao đập so với đáy sông TL đập: P1= Zođ - Zo1= 44,731-24 = 20,731m ChiỊu cao ®Ëp so víi đáy sông HL đập: P = Zođ - Zo= 44,731-21=23,731 m Kiểm tra lại vận tốc Vo: Vì TL= 1,3Bđ(P1+HTK) = 1,3.104(20,731+7,569) = 3826,16 > 4.nb.HTK=4.96.7,596=2906,496 nªn bá qua vËn tốc Vo Kiểm tra lại đập xem chảy tự hay chảy ngập: Vì ZTK= 27,52 m < Zo = 44,731m Nên giả thiết đập tràn T chảy tự Kết quả: HTKĐạp= 7,569 m Cao trình đỉnh đập tràn: Zođ = 44,731 m 3) Vẽ mặt cắt ngang đập tràn T Có HTK= 7,569 m, tra phơ lơc (14-2) øng víi ®Ëp loại ta đợc giá trị X,Y ứng với X=X HTK , Y=Y HTK Kết tính toán đợc ghi ë b¶ng sau: B¶ng X X 0 Y 0,12 0,95 Y 0.1 0,75 0,03 0,27 0.2 1,514 0.3 2,271 0.4 3,028 0.6 4,542 0,007 0,00 0,007 0,06 0,052 0,00 0,052 0,45 0.8 1.0 1.2 1.4 6,05 7,57 9,08 1,01 6 0,14 0,25 0,48 0,56 1,113 1,938 3,633 4,276 1.7 2.0 12,87 15,14 2.5 18,93 0,87 6,60 1,235 2,15 9,35 16,27 BiÕt P= 23,731 m, HTK= 7,569 m tra bảng (14-8) ta đợc R= 13,7 m Từ kết Bảng R= 13,7 m, Ta vẽ đợc mặt cắt ngang đập tràn T hình vẽ (hình hình 3) II - Tính toán tiêu Hl đập tràn T 1) Xác định hình thức nối tiếp sau ®Ëp T víi mäi cÊp lu lỵng Ta chän giá trị Q tràn qua đập T biến đổi từ Q Smin đến QSmax Đối với lu lợng Q ta cần tính đại lợng nh sau: a- TÝnh hc, hc'' Tõ c«ng thøc: q F(τC)= ϕE / Víi hƯ sè lu tèc: ϕ= 0,95 -6- (4) Trờng Đại học Thuỷ lợi Hà nội Lu lợng đơn vị hạ lu: Lớp KI Lâm Đồng q= Q Bdap -7- Bài tập thủy lực Trờng Đại học Thuỷ lợi Hà nội Lớp KI Lâm Đồng Bài tập thủy lực E0=P+H0 cột nớc tràn toàn phần H0 đợc tính theo công thøc: Q Ho= ε m.n.b g Để tính H0 tơng ứng với giá trị Q khác ta lấy hệ số nh sau: m=mt/c= 0,479 =0,95 Từ F(C), ta đợc C C'' bảng (15-1), từ ta có: hc=Ho.C hc''=Ho.C'' kết tính toán hc, hc'' đợc ghi bảng số b) Tính hh: Có Q tra đồ thị Q Z ta tìm đợc Zh tơng ứng Có Zh ta tính đợc độ sâu hh hạ lu đập tràn T là: hh=Zh-Z0 Kết hh đợc ghi bảng c) Tính hK Q Q Có Q ta tính đợc q = B = 2d '+(n − 1)d + Σb' tra b¶ng (9-1) ta đợc hk dap Kết tính hk ghi b¶ng B¶ng Q H0 E0 hk hh hc hc'' hc''- hh (m3/s) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) 2400 5,36 28,371 3,886 3,45 1,135 10,32 6,682 Kh«ng cã níc nh¶y 3200 6,49 30,22 4,708 5,19 1,36 11,242 6,052 Cã níc 4000 7,53 31,26 5,046 5,7 1,719 12,691 6,221 4500 8,15 31,88 5,644 6,95 1,913 13,46 6,16 5000 8,74 32,47 6,34 7,71 2,175 14,35 6,64 2) Xác định lu lợng tính toán tiêu năng: (Qtn) Căn vào kết tính toán bảng 3, ta chọn đợc sơ Qtn= 5000 m3/s Để có đợc Qtn xác, ta phải tính lại hc, hc'' nh sau: Tính xác cột nớc tràn toàn phần H0 đập T theo c«ng thøc: Q (5) ε m.n.b g Ho= m Gi¶ thiÕt εgt = 0,91; mgt = 0,48 thay vào công thức (5) tính đợc: -8- Ghi Trờng Đại học Thuỷ lợi Hà nội Lớp KI Lâm Đồng Bài tập thủy lực 5000 Ho= = 8,981m 0,91.0,48.96 2.9,81 02 Từ ta đợc Htn=Hotn Coi V0 nªn Htn≈ Hotn= 8,981 m 2g Cã Htn, Hotn tính đợc: tt=1- 0,2 mb + (n 1). mt H otn (6) n.b Trong (6): ξmb=0,7; ξmt=0,45 (mè bên mố trụ lợn tròn), n.b = 96m Hotn= 8,981m Thay vào (6) ta đợc: tt=1- 0,2 0,7 + ( − 1).0,45 8,981 = 0,98232 96 mtt= mt/c.σhd.σH (7) Trong (7) mt/c= 0,48 l α= 450, β = 600, p = 0.9 tra bảng (14-3) ta đợc hd= 0,978 Hm 8,981 α= 450, H = 7,569 = 1,1865 tra bảng (14-4) ta đợc H= 1,019 Tk Thay tất vào (7) ta đợc mtt= 0,48.0,978.1,019 = 0,478 Vậy εgt ≈ εtt,, mtt ≈ mgt, cét níc Htn ®· tính Từ Htn xác tính Eo= P+H0tn= 23,731+8,981 = 32,712 m q Ta cã F(τC)= ϕ E / = 48,077 0,95.( 32,712) = 0,2705 tra bảng (15-1) đợc C= 0,0665, C''= 0,441 Tõ ®ã ta cã hc=τC.E0= 0,0665.32,712 = 2,175m hc''=τC''.E0= 0,441.32,712 = 14,426m So sánh độ sâu hh, hc, hc'', hk ta thÊy: hc''= 14,426m, , hh= 7,71m, hk=6,34m, hc= 2,175m hc''>hh>hk>hc Vậy sau đập có nớc nhảy phóng xa, phải thiết kế công trình tiêu ứng với lu lợng tính toán tiêu Qtn để ®a níc nh¶y phãng xa vỊ níc nh¶y ngËp 3) Thiết kế công trình tiêu HL đập tràn T Công trình tiêu HL đập tràn chọn phơng án đào bể tiêu năng: Tính toán bể tiêu năng: Tính chiều sâu bể (d) chiều dài bể (Lb) để đa nớc nhảy phóng xa nớc nhảy ngập - Sơ chọn d1= 5m - Tính lại hc, hc'' Ta cã Eo1=Eo+d1= 32,712+5 = 37,712m q F(τC)= E / 01 -9- (8) Trờng Đại học Thuỷ lợi Hà nội Trong (8): q = Lớp KI Lâm Đồng Qtn 5000 = = 48,077 m3/s; B 104 ϕ = 0,95; Thay vµo (8) ta đợc: -10- Bài tập thủy lực Trờng Đại học Thuỷ lợi Hà nội q Lớp KI Lâm Đồng Bµi tËp thđy lùc 48.077 −1) ( 15 → τc”=0,39 F(τC)= ϕ E / = 0,95.( 37,712) / = 0,2185 tra hc’’ = τc.E0 = 0,39.37,712 = 14,7077 m * TÝnh ∆Z q2 α q − ∆Z = ϕ h 2 g g h δ hc'' b h ( ) (9) Trong (9): q = 48,077 m3/s; ϕb = 0,9; hh= 7,71m; g = 9.81m/s2; δ = 0,105; hc= 14,7077 m Thay số vào (8) ta đợc: q2 α q − ∆Z = ϕ h 2 g g h δ hc'' b h ( ) = 48,077 1.0,48,077 − = 1,953m 0,9 2.7,712.2.9,81 2.9,81.(1,05.14,7077 ) - ChiỊu s©u bĨ d = δ.hc’’- hh- ∆Z = 1,05.14,7077 – 7,71 – 1,953 = 5,08m VËy d = 5,08m ≈ d1 = m => giả thiết - Chiều dài bể: Lb= L1 + βLn (10) Trong ®ã: L1= 0; β = 0,8; Ln= 4,5.hc Thay vào (10) ta đợc: Lb= 0,8.4,5.14,426 = 51,93m KÕt qu¶: d = m Lb= 51,93 m III - Thiết kế mặt cắt ngang kênh Kênh sau cống A có mặt cắt ngang hình thang cân với m = 1,5; n = 0,025; i = 0,0004; = lu lợng thiết kÕ QTKK = 56,3 m3/s 1) TÝnh bk vµ h0TK cđa kªnh chÝnh: 4.m0 i 8,424 0,0004 = = 0,00299 , tra phụ lục (8-1) đợc Rln= 2,3m K 56,3 QTK b h m0 2,016 TÝnh δ = β + m = + 1,5 = 0,386 tra phô lục (8-3) đợc R = 5,13 R = 1,269 ln ln TÝnh f(Rln) = VËy ta cã: b .Rln = 5,13.2,13 = 11,799m Rln ChiÒu rộng thiết kế kênh là: bTK= h .Rln = 1,269.2,3 = 2,92m Rln Chiều sâu nớc thiết kế kênh là:h0TK= 2) Kiểm tra điều kiện kênh Kênh sau cống A muốn làm việc tốt phải thoả mÃn yêu cầu: -11- Trờng Đại học Thuỷ lợi Hà nội Lớp KI Lâm Đồng Bài tập thủy lực a - Khi lu lợng kênh là: QKmin= k1.QKTK= 0,75.56,3 = 42,225 (m3/s) TÝnh f(Rln) = LËp tØ sè ChiỊu bTK Rln' s©u 4.m0 i 8,424 0,0004 = = 0,00399 , tra phụ lục (8-1) đợc Rln= 2m K 42 , 225 Qmin h 11,799 = 1,18 = = 5,8995 tra phụ lục (8-3) đợc Rln' nớc thiết kế kênh ứng với Q kmin là:h0min= h ' ' .Rln = 1,18.2 = 2,36m Rln TÝnh vËn tèc Vmin kªnh øng víi QKmin: Vmin = K Qmin 42,225 = = 1,166( m / s) ( bTk + m.h0TK ).h0TK (11,799 + 1,5.2,36).2,36 KiĨm tra ®iỊu kiƯn 0,5m/s < Vmin = 1,166m/s < 1,5 m/s Vậy kênh đạt yêu cầu b - Khi lu lợng kênh QKTK = 56,3 m3/s BiÕt bTK= 11,799 m; h0TK= 2,92 m; ta tính đợc: VTK K QTK 56,3 = = = 1,192(m / s ) ( bTk + m.h0TK ).h0TK (11,799 + 1,5.2,92).2,92 KiĨm tra ®iỊu kiƯn 0,5m/s < VTK = 1,192 m/s < 1,5 m/s Vậy kênh đạt yêu cầu c - Khi lu lợng kênh làQKmax=k2 QKTK = 1,3.56,3=73,19 m3/s TÝnh f(Rln) = LËp tØ sè bTK Rln'' 4.m0 i 8,424 0,0004 = = 0,0023 , tra phụ lục (8-1) đợc Rln= 2,4m K 73,19 Qmax h 11,799 = 1,299 = = 4,91625 tra phô lôc (8-3) ®ỵc Rln'' 2,4 h ' R = 1,299.2,4 = 3,118m '' ln Rln ChiỊu s©u nớc thiết kế kênh ứng với Qkmin là:h0min= TÝnh vËn tèc Vmax kªnh øng víi QKmax: Vmax = K Qmax 73,19 = = 1,42( m / s) ( bTk + m.h0 max ).h0 max (11,799 + 1,5.3,118).3,118 KiĨm tra ®iỊu kiƯn 0,5m/s < Vmax = 1,42m/s < 1,5 m/s =>Thoả mÃn điều kiện 3) Xây dựng quan hệ Q h0 kênh từ Qmin đến Qmax Từ kết bảng ta lập đợc b¶ng sau: Q(m3/s) Qmin= 42,225m3/s QKTK=56,3 m3/s QKmax= 73,19m3/s h0 cđa kªnh homin=2,36m hoTK=2,92 m homax=3,118m Víi kÕt bảng ta vẽ đợc đờng quan hệ Q h0 kênh kết hợp với cắt ngang kênh hình vẽ số IV - tính toán thuỷ lực cống đầu kênh A Cống đầu kênh A cống lộ thiên có cao trình đáy cống cao trình đáy kênh Tính toán thuỷ lực cống đầu kênh A ta làm nh sau: 1) Xác định cao trình đáy cống -12- Trờng Đại học Thuỷ lợi Hà nội Lớp KI Lâm Đồng Bài tập thủy lực Mực nớc sông S nhơ (Qmin= 2400 m3/s) cống làm việc nh đập tràn đỉnh rộng, cao trình đáy cống ứng với lu lợng thiết kế kênh QTTK đợc xác định theo công thức: Zđc= ZSmin-(hoTK+Z) (11) Trong (11) h0TK= 2,92 m; ∆Z = 0,3m Ta tÝnh SSmin= Z0đ+ HSmin a - Tính cột nớc tràn Hs0min đập trµn T øng víi QSmin = 2400 m3/s Dùa vµo kết bảng 3, ta tính lại xác cột nớc tràn Hs0min đập tràn T Qmin= 2400 m3/s tràn qua đập - Công thức tính cột nớc tràn toàn phần đập tràn thực dụng: s 3 Hsomin= Qmin (12) ε m n b g Trong (12) εgt= 0,97; mtt= 0,45; n,b = 92 m; Qsmin= 2400 m3/s 2400 = 5,508 m Thay vào (12) ta đợc: Ho= 0,97.0,45.92.4,43 Hsmin= Hs0min - α v 02 2.g coi V0 ≈ => Hsmin ≈ Hs0min= 5,508 m - KiÓm tra lại V0: tt= 1,3 Bđập.(P1+Hsmin) = 1,3.104.(20,731+5,058) = 3547,513 m2 >4.n.b.HTK = 4.96.7,569 = 2906,496 m2 Nªn ta bá vận tốc V0 _ Kiểm tra lại gt mgt: tt=1-0,2 0,7 + ( 1).0,45 ξ mb + (n − 1).ξ mt 5,508 = 0,976 H o = − 0,2 96 n.b mtt=mt/c.δhd.δh (*) H 5,508 4) (14 − → δtt= 0,96 Víi α0=450; H = 7,569 = 0,723 Tra TK mt/c=0,48; hd= 0,978 Thay vào (*) ta đợc: mtt= 0,48.0,978.0,96 = 0,4506 ≈ 0,45 = mgt So s¸nh ta thÊy: ttgt; mtt mgt => Giả thiết Vậy Hsmin= 5,508 m b - Cao trình đáy cống A -13- Trờng Đại học Thuỷ lợi Hà nội Lớp KI Lâm Đồng Bài tập thủy lực Cao trình mặt níc s«ng S nhá nhÊt: Zsmin= Z0d + Hsmin= 44,731+5,508 = 50,239 m Cao trình đáy cống A: Zđc =Zsmin - (h0TK+Z) = 50,239- (2,92+0,3)= 47,02m 2) Xác định bề rộng cống để lấy đợc QKTK ứng với Zsmin Khi cánh cống kéo lên khỏi mặt nớc, cống lộ thiên A làm việc nh đập tràn đỉnh rộng có: Hmin= Zsmin-Zdc=h0TK+Z=2,92+0,3=3,22 m a - Xác định số cửa cống cđa cèng A Víi QkTK= 56,3 m3/s qua cèng, ®Ĩ tránh dòng chảy tập trung ta chọn số cửa cống cống A n = Lu lợng thiết kế qua cửa cống là: C TK Q C QTK 56,3 = = = 28,15 m3/s n b - Xác định chiều rộng b cửa cống Ta chän cèng A cã têng thu hĐp dÇn víi gãc a = 450 ⇒ cotga =1 TÝnh chiÒu réng bc cửa cống nh sau: Xác định chế ®é ch¶y cđa ®Ëp ®Ønh réng: BiÕt cét níc ë thỵng lu cèng: Hmin= 3,22 m BiÕt cét níc ë h¹ lu cèng : hh = h0TK = 2,92 m §é s©u hn= hh; VËn tèc V0 = K QTK 56,3 = = 1,051( m / s) ( bTk + m.H ).H (11,799 + 1,5.3,22).3,22 Độ sâu H0= Hmin + LËp tû sè α V02 1,1.1,0512 = 3,22 + = 3,28m 2g 2.9,81 hn 2,92 = = 0,89024m > H 3,28 hn H0 = 0,75m , đập đỉnh rộng chảy ngập pg Chiều rộng bc cửa cống đợc xác định theo công thức: bC = C QTK n hn 2.g ( H − hn ) = K QTK ϕ n hn n 2.g.( H − hn ) (13) Trong (13) độ sâu hồi phục Z2 nhá nªn ta bá qua − 3) (14 → n = 0,96 Giả thiết hệ số lu lợng đập đỉnh rộng là: mgt=0,36 Tra Thay vào (13) ta tính đợc bc cống nh sau: 56,3 bC = 0,96.2,92.2 2.9,81.( 3,28 − 2,92) = 3,778m KiÓm tra l¹i mgt: LËp tû sè β = n.bc 2.3,778 −8 ) = = 0,6404 vµ Cotga=1; Tra ( 14 → mtt= 0,36 bTK 11,799 VËy mgt ≈ mtt =0,36 giả thiết Chiều rộng tràn nớc cống A lµ: Σb =n.bc = 2.3,778 = 7,556 ≈ 7,6m 3) Vẽ mặt cắt ngang mặt cắt dọc cống A: -14- Trờng Đại học Thuỷ lợi Hà nội Lớp KI Lâm Đồng Bài tập thủy lực Cống A có n=2 cửa, chiều rộng cửa bc = 3,778m Tờng cánh có góc thu hẹp dần =450 Mố cống có chiều dày d=0,8m; đầu mố vát nhọn với góc đỉnh = 900 Chiều rộng đáy kênh thợng, hạ lu cống bTK= 11,799 m Mặt cắt ngang cắt dọc cống đợc thể hình vÏ sè 4) X©y dùng quan hƯ Q∼ a cđa cèng A øng víi mùc níc s«ng thiÕt kÕ ZsTK: Khi cánh cống đóng xuống với độ mở cống a, cột nớc thợng lu cống là: HTK=ZsTK-Zđc=(Z0đ +HsTK)- Zđc= (44,731+7,569)-47,02 = 5,28m, lu lợng tháo qua cống Q Ta xây dựng quan hệ Q a nh sau: Chọn giá trị Qk biến đổi từ QKmin= 42,225 m3/s đến Qkmax= 73,19 m3/s Coi dòng chảy hạ lu cống A dòng chảy nên từ Qk ta tra đồ thị Q h0 hình 3, ta tìm đợc hh= h0 tơng ứng Có Qk ta tìm độ sâu phân giới hk theo + c«ng thøc: σ hk = hkCN 1 − CN + 0,105σ CN (14) m.hkCN QK α q Trong (14) cÇn tÝnh hkCN= vµ σ CN = víi q = bTK bTK g Độ sâu hk độ sâu phân giới kênh sau cống A, muốn biÕt cèng A ch¶y tù hay ch¶y ngËp ta cần xác định độ sâu hc, hc'' cống nh sau: TÝnh F(τc)= Víi: qc = V0 = qc ϕ H (15) QK α V02 , ϕ = 0,95, H0=HTK + n.bc 2g QK ( bTk + m.H TK ).H TK Cã F(τc) ë (15) tra b¶ng (16-1) ta đợc c c'' Từ ta tính đợc hc hc'' hc= c.H0; hc''= c''.H0; So sánh độ sâu: hc, hc'', hh, hk cống chảy tự từ F(c) (15) tra bảng (16-1) ®ỵc a a sau ®ã tÝnh a = ( ).H H H Còn cống chảy ngập phải tính hz tríc theo c«ng thøc; hz2+A H − hz - B = Víi A= α ϕ q g -15- Trờng Đại học Thuỷ lợi Hà nội B = hh2+ Lớp KI Lâm Đồng 2.α q 02 g hh -16- Bµi tËp thđy lực Trờng Đại học Thuỷ lợi Hà nội Lớp KI Lâm Đồng -17- Bài tập thủy lực Trờng Đại học Thuỷ lợi Hà nội Lớp KI Lâm Đồng Khi tính A,B ta lấy 0=1, = 0,95; g = 9,81m/s2, qc = Sau ®ã tÝnh h Bµi tËp thđy lùc QK n.b Q c τc= H = ϕ n.b H 2.g ( H − h ) (16) c o z Cã τc tra bảng (16-1) đợc a a => tính đợc độ mở cèng a = ( ).H H H KÕt qu¶ tÝnh toán quan hệ Q a cống A đợc ghi ë b¶ng B¶ng Q hk hh hc hc'' (m3/s) (m) (m) (m) QKmin= 42,225 1,376 2,36 QK1 = 50 1,524 QKTK = 56,3 QK2 = 65 Q 73,19 K max = τc (m) F(τ c ) 0,621 3,234 0,28 0,082 0,1 0,757 Tù 2,44 0,682 3,788 0,332 0,09 0,11 0,833 Tù 1,637 2,92 0,697 3,812 0,374 0,092 0,12 0,91 Tù 1,782 3,017 0,796 4,169 0,431 0,105 0,17 1,287 Tù 1,912 3,118 0,834 4,247 0,485 0,11 0,18 1,362 Tù a H a (m) Trạng thái chảy Căn vào kết bảng ta vẽ đợc quan hệ Q a cống lộ thiên A hình vẽ số Ngày hoàn thành : 11/03/2006 Sinh viên thực -18- ... Trờng Đại học Thuỷ lợi Hà nội Lớp KI Lâm Đồng -4- Bài tập thủy lực Trờng Đại học Thuỷ lợi Hà nội Lớp KI Lâm Đồng -5- Bài tập thủy lực Trờng Đại học Thuỷ lợi Hà nội gt=1 0,2 Lớp KI Lâm Đồng... QKTK(m3/s) i 56,3 0,0004 K1 0,75 K2 1,30 Z(m) 0,3 -2- Trờng Đại học Thuỷ lợi Hà nội Lớp KI Lâm Đồng Bài tập thủy lực Đồ án môn học Thuỷ lực công trình I - Thiết kế đập tràn T ứng với QTK ZTK sông S 1)... Trờng Đại học Thuỷ lợi Hà nội B = hh2+ Lớp KI Lâm Đồng 2. q 02 g hh -16- Bài tập thủy lực Trờng Đại học Thuỷ lợi Hà nội Lớp KI Lâm Đồng -17- Bài tập thủy lực Trờng Đại học Thuỷ lợi Hà nội