Công trình trên hệ thống thủy lợi

LỜI NÓI ĐẦU .3 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU Chương .8 HỆ THỐNG THUỶ LỢI VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN HỆ THỐNG THUỶ LỢI 1.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG 1.2 MỘT SỐ VÍ DỤ VỀ CÁC HỆ THỐNG THUỶ LỢI Ở VIỆT NAM 17 1.3 CÁC NGUYÊN TẮC CHUNG VỀ THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH TRÊN HTTL 20 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 22 Chương 23 CÔNG TRÌNH LẤY NƯỚC 23 2.1 MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI 23 2.2 CÔNG TRÌNH LẤY NƯỚC KHÔNG ĐẬP 24 2.3 CÔNG TRÌNH LẤY NƯỚC CÓ ĐẬP 33 2.4 THIẾT KẾ ĐẬP NGĂN DÒNG 42 2.5 THIẾT KẾ CỐNG LẤY NƯỚC 57 2.6 CHỈNH TRỊ ĐOẠN SÔNG CÓ CÔNG TRÌNH LẤY NƯỚC 75 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 79 Chương 81 CỐNG LỘ THIÊN 81 3.1 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI 81 3.2 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC LỖ CỐNG 86 3.3 THIẾT KẾ TIÊU NĂNG PHÒNG XÓI 93 3.4 TÍNH TOÁN THẤM VÀ ỔN ĐỊNH CỐNG 102 3.5 TÍNH TOÁN KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CỐNG 102 3.6 CẤU TẠO CÁC BỘ PHẬN CỐNG 117 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 122 Chương 124 CỐNG NGẦM DƯỚI ĐÊ, ĐẬP 124 4.1 TỔNG QUÁT 124 4.2 TÍNH TOÁN THUỶ LỰC CỐNG NGẦM 127 4.3 TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÂN CỐNG NGẦM 151 4.4 CẤU TẠO CÁC BỘ PHẬN CỐNG NGẦM 158 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 161 Chương 162 KÊNH VÀ CÔNG TRÌNH TRÊN KÊNH 162 5.1 KÊNH 162 5.2 CẦU MÁNG 170 5.3 XIPHÔNG NGƯỢC 181 5.4 CỐNG QUA ĐƯỜNG, CẦU VÀ NGẦM 187 5.5 BẬC NƯỚC 203 5.6.THIẾT KẾ HỆ THỐNG KÊNH VÀ CÔNG TRÌNH TRÊN KÊNH 212 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 215 Chương 216 CỬA VAN 216 6.1 TỔNG QUÁT 216 6.2 CỬA VAN PHẲNG 218 6.3 CỬA VAN HÌNH CUNG 233 6.4 MỘT SỐ VAN ĐÓNG MỞ BẰNG SỨC NƯỚC 241 6.5 MỘT SỐ LOẠI VAN DƯỚI SÂU 245 6.6 CÔNG TRÌNH NGĂN TRIỀU VÀ CỬA CHẮN NƯỚC DÂNG 249 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 250 Chương 252 CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG THỦY NỘI ĐỊA 252 7.1 KHÁI QUÁT VỀ GIAO THÔNG THUỶ NỘI ĐỊA 252 7.2 ĐƯỜNG THUỶ NỘI ĐỊA 257 7.4 THIẾT BỊ NÂNG TẦU VÀ MẶT NGHIÊNG 279 7.5 CẢNG NỘI ĐỊA 281 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 282 LỜI NÓI ĐẦU “Công trình hệ thống thủy lợi “ học phần thứ ba môn học Thủy công (Công trình thủy) Theo chương trình đào tạo Bộ Giáo dục Đào tạo phê duyệt thực Trường Đại học Thủy lợi, tách môn học độc lập, dành cho sinh viên chuyên ngành công trình thủy, số ngành hay chuyên ngành khác Với mục đích không ngừng nâng cao chất lượng đào tạo, tiếp cận với kiến thức chương trình đào tạo nước khu vực giới, tập giảng soạn dựa sở giáo trình thủy công [1],[2] cập nhật thông tin xây dựng thủy lợi Việt Nam, kiến thức khoa học công nghệ lĩnh vực công trình thủy nước tiên tiến Cuốn sách tham khảo viết tập giảng “Công trình thủy” P.Novak,A.I.B Moffat, C Nalturi Narayanan, xuất lần thứ ba, dịch Trường Đại học Thủy lợi năm 2010 [4] Lời giải tập minh họa soạn thảo theo tinh thần quy phạm tiêu chuẩn Việt Nam [6], [7], [8], [9], [10], [11] Cuối chương có câu hỏi thảo luận ôn tập để tiện cho sinh viên tự học nghiên cứu Với thời lượng môn học quy định , tập giảng trình bày chương Chương nêu khái niệm chung công trình thủy lợi (CTTL), hệ thống thủy lợi (HTTL), công trình HTTL nguyên tắc thiết kế chúng Chương viết nhằm đảm bảo tính độc lập tương đối môn học này, thay học phần môn học Thủy công trước Chương trình bày khái niệm, nguyên tắc bố trí tính toán công trình lấy nước, bao gồm lấy nước không đập lấy nước có đập Chương tổng hợp từ chương 13 [2] chương [4] Chương nói việc thiết kế cống lộ thiên, lấy theo chương 14 [2] có bổ sung tập ví dụ Các nội dung gồm: Khái niệm phân loại, tính toán thủy lực, ổn định, kết cấu cấu tạo phận cống Cần lưu ý cống lộ thiên coi loại công trình đặc thù Việt Nam với đa dạng kết cấu phạm vi ứng dụng mà đập dâng sông dạng loại Chương dành cho nội dung thiết kế cống ngầm đê, đập, lấy từ phần chương 15 [2], có bổ sung nội dung tính toán loại cống thép bọc bê tông, bê tông cốt thép đập Chương nêu khái niệm, nguyên tắc bố trí, tính toán kênh công trình kênh cầu máng, xiphông ngược, cống qua đường, cầu, bậc nước… Nội dung chương dựa theo chương 16 [2] chương 10 [4] Chương trình bày sơ đồ bố trí tính toán cửa van công trình thủy lợi, bao gồm van phẳng, van hình cung số loại van đặc biệt khác Chương tổng hợp từ chương 17 [2] chương [4] Chương đưa kiến thức công trình giao thông thủy nội địa, soạn lại từ chương 11 [4] chương 19 [2] GS.TS Nguyễn Chiến phân công làm chủ biên viết chương 1,4,6,7, số tập ví dụ biên tập toàn chương khác sách Các chương khác cấu lại từ chương tương ứng [2] tác giả sau biên soạn: ­ GS TS Phạm Ngọc Quý viết chương 2, 3; ­ GS TS Nguyễn Văn Mạo viết chương Các chương khác [4] thuộc nội dung môn học khác, nên không đưa vào tập giảng ThS Lê Văn Thịnh ThS Nguyễn Mai Chi phụ trách khâu chế trình bày sách Do thời gian biên soạn biên tập có hạn nên tập giảng không tránh khỏi thiếu sót Các tác giả mong nhận nhiều ý kiến đóng góp đồng nghiệp bạn đọc gần xa để tiếp tục hoàn thiện giảng cho lần xuất sau Ý kiến đóng góp xin gửi Bộ môn Thủy công, Trường Đại học Thủy lợi, số 175 Tây Sơn, Đống Đa, Hà Nội Xin chân thành cảm ơn Bộ môn Thủy công DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU A – diện tích mặt cắt; hệ số tính chiều rộng lòng sông chỉnh trị; hệ số tính tổn thất thủy lực đoạn cong a – độ vượt cao an toàn; độ mở cửa cống; khoảng cách ac – chiều rộng phận khít nước cửa van B – bề rộng cống; bề rộng dầm; hệ số tính tổn thất thủy lực đoạn cong Bđ – bề rộng dòng đáy Bk – bề rộng cửa lấy nước Bm – bề rộng dòng mặt bk – bề rộng đáy kênh b – bề rộng tấm; bề rộng máng; khoảng cách bkp – bề rộng khe phai bkv – bề rộng khe van C – lực dính đơn vị; hệ số Sêdi; hệ số tính tổn thất thủy lực đoạn cong; lượng rò rỉ nước đơn vị chiều dài vật chắn D, d – đường kính ống; chiều dài trụ; chiều dài đà sóng db – chiều sâu bể Eo – lượng toàn phần dòng chảy E – tỷ mặt cắt; modun đàn hồi e – chiều rộng thiết bị chắn nước F – diện tích mặt cắt; lực tác dụng; hàm số Fa – diện tích cốt thép Fb – diện tích bêtông f, fc – hệ số ma sát trượt f1 – hệ số ma sát lăn G – trọng lượng; độ bão hòa nước đất g – gia tốc trọng trường H – cột nước đập tràn h – độ sâu nước Hs – chiều cao sóng hb – độ sâu nước bể hc – độ sâu co hẹp hh – độ sâu nước hạ lưu hk – chiều sâu phân giới ho – chiều sâu dòng hr – chiều sâu cửa hv – chiều sâu vận tải thủy hw – cột nước tổn thất i – độ dốc đáy J – độ dốc thủy lực; momen quán tính K, Kt – hệ số thấm; K1, K2, K3, …: hệ số L, l – chiều dài ; Lb – chiều dài bể; Ln – chiều dài nước nhảy Ls – chiều dài sóng; chiều dài sân M – momen uốn m – hệ số lưu lượng; hệ số mái dốc n – hệ số nhám N – số ngày làm việc năm P – lực tập trung; chiều cao ngưỡng (bậu); lực vận tải p – lực phân bố; áp suất Q – lực cắt không cân bằng; lực tập trung; lưu lượng q – lực phân bố; lưu lượng đơn vị r – bán kính cong R – bán kính thủy lực; phản lực; bán kính cong S – diện tích mặt cắt; chiều dày lưới Sc – momen tĩnh t – chiều dày đáy; chiều dày lưới; thời gian T – chu kỳ; chiều dày tầng thấm; lực để thắng ma sát u – lưu tốc cục V – lưu tốc trung bình; thể tích W – thể tích; độ thô thủy lực; độ ẩm x – hoành độ y – tung độ Z – cao độ; mực nước; chênh lệch mực nước α – hệ số sửa chữa động năng; góc; hệ số co hẹp đứng β – góc tới sóng; hệ số γ – trọng lượng riêng δ – chiều cao an toàn Δ – chiều cao an toàn; độ nhám tuyệt đối; số gia ε – hệ số co hẹp σ ­ ứng suất σn – hệ số nhảy ngập ρ – khối lượng riêng; mật độ ω, Ω – diện tích mặt cắt ướt φ – góc ma sát trong; hệ số lưu tốc φg – hệ số co hẹp bên λ – hệ số tỷ lệ; hệ số uốn dọc χ – chu vi ướt μ – hệ số lưu lượng τ – ứng suất tiếp τc – độ sâu co hẹp tương đối ξ – hệ số tổn thất cột nước π – thông số động năng; số Pi Chương HỆ THỐNG THUỶ LỢI VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN HỆ THỐNG THUỶ LỢI 1.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG 1.1.1 Công trình thuỷ lợi (CTTL) Công trình thuỷ lợi công trình xây dựng cho mục đích sử dụng nguồn nước, phòng chống thuỷ tai Đặc điểm để phân biệt công trình thuỷ lợi công trình xây dựng khác chịu tác động trực tiếp nước hình thức khác (tác động học tác động hoá, lý, sinh vật học) CTTL đa dạng nên có nhiều cách phân loại khác Theo chức nhiệm vụ, theo vật liệu xây dựng, phương pháp thi công, thời hạn phục vụ, vai trò công trình hệ thống… Theo chức công trình phân biệt: 1.Công trình ngăn nước Loại công trình dùng để chắn, ngăn nước, làm cho nước dâng cao phía (gọi phía thượng lưu) để thoả mãn yêu cầu trữ nước vào hồ, lấy nước vào kênh mương hay tạo đầu nước cho phát điện Cũng có trường hợp ngăn chắn nước để bảo vệ phía mực nước thấp (gọi phía hạ lưu) đê sông, đê biển để ngăn nước, cống ngăn lũ, ngăn triều… Đặc điểm công trình ngăn nước tạo chênh lệch mực nước thượng lưu hạ lưu đập Hiệu số cao độ mực nước thượng lưu hạ lưu đập gọi cột nước công tác: H = MNTL – MNHL, đó: H­ cột nước công tác MNTL­ mực nước thượng lưu MNHL­ mực nước hạ lưu Tác dụng cột nước công tác lên công trình thể mặt sau: ­ Gây lực đẩy ngang từ thượng lưu hạ lưu làm cho công trình bị ổn định trượt, lật ­ Tạo dòng thấm qua công trình hay luồn đáy hai bên vai công trình Dòng thấm môi trường có lỗ rỗng (đất, đá nứt nẻ…) thân công trình hay hai vai công trình gây tác động bất lợi như: làm nước hồ (khi phía thượng lưu hồ chứa); gây áp lực thấm làm giảm ổn định công trình Dòng thấm gây biến hình thấm cục hay tổng thể, làm hư hỏng công trình, trường hợp người ta gọi công trình bị ổn định thấm Trong số trường hợp, nước thấm hạ lưu gây lầy hoá khu vực rộng lớn, gây sạt lở bờ hạ lưu phá vỡ chế độ khai thác đất bình thường khu vực Dạng phổ biến công trình ngăn nước loại đập (đập đất, đập đá, đập bê tông loại đập khác) Với cống lấy nước hay điều tiết nước, van đóng tạo cột nước chênh lệch thượng hạ lưu công trình làm việc đập 2.Công trình điều chỉnh dòng chảy Loại công trình này, tên gọi nó, có chức điều chỉnh dòng chảy sông, làm thay đổi hướng chảy, trạng thái dòng chảy theo hướng có lợi cho việc lấy nước, giao thông thuỷ, bảo vệ lòng sông, bờ sông khỏi xói lở Thuộc loại công trình điều chỉnh dòng chảy bao gồm loại đê, đập mỏ hàn, kè bảo vệ bờ, tường chắn cát đáy công trình lái dòng đặc biệt Trong có công trình có tác dụng bảo vệ bờ tác dụng lái dòng chảy kè bảo vệ mái dốc… Các công trình điều chỉnh dòng chảy thường không làm dâng cao mực nước, không tạo cột nước chênh lệch Tác dụng nước lên công trình thường tác dụng dòng chảy gây tượng xói sóng làm trôi, hư hỏng lớp bảo vệ bề mặt Ngoài kè bảo vệ bờ, nước sông rút nhanh, áp lực nước thấm từ bờ gây ổn định thân kè 3.Các công trình dẫn nước Các công trình có chức dẫn nước nhằm thoả mãn yêu cầu khác tưới, cấp nước cho hộ dân dụng công nghiệp, dẫn nước phát điện, tiêu thoát nước thừa nước thải… Thuộc loại bao gồm hệ thống kênh, máng hở hệ thống đường ống (kín) Kênh hở loại công trình dẫn nước phổ biến với lực dẫn nước đến hàng nghìn m³/s Kênh đào đất, đá, có đoạn đục xuyên qua núi (đường hầm), có đoạn gia cố vật liệu kiên cố bê tông cốt thép, xi măng lưới thép (kênh máng) Trên hệ thống kênh hở thường có công trình kèm để bảo vệ kênh, điều tiết nước kênh chuyển tiếp nước kênh gặp vật chướng ngại sông suối, đường giao thông, kênh khác Đường ống loại công trình dẫn nước có mặt cắt kín Đường ống bố trí lộ thiên ngầm đất Vật liệu làm ống thép, bê tông cốt thép, nhựa tổng hợp… So với kênh hở đường ống có lưu lượng dẫn nước hạn chế (do mặt cắt bị giới hạn) Tuy nhiên dẫn nước đường ống có lợi giảm bớt công trình hệ thống Trường hợp ống đặt ngầm giảm đáng kể diện tích chiếm đất, yếu tố quan trọng cần xem xét lựa chọn hình thức công trình dẫn nước Trong hệ thống thủy lợi thường dùng hai loại kênh chảy trọng lực động lực Điều kiện để dẫn nước hệ thống kênh hay ống chảy trọng lực (tự chảy) phải có chênh lệch cột nước hai đầu kênh hay ống Cột nước tạo chênh lệch cao độ địa hình hai đầu kênh hay ống Đối với hệ thống ống cột nước tạo nhờ động lực (máy bơm) 4.Các công trình chuyên môn Ngoài công trình phổ biến nêu có công trình có đặc điểm riêng, xây dựng cho mục đích định, liệt vào loại công trình chuyên môn như: ­Công trình trạm thuỷ điện: nhà máy thuỷ điện, bể áp lực, tháp điều áp, kênh xả… ­Công trình giao thông thuỷ: âu thuyền, công trình nâng tàu, đường chuyển gỗ, bến cảng ­Công trình thuỷ nông: hệ thống tưới, tiêu, thoát nước đồng ruộng… ­Công trình cấp, thoát nước: công trình lấy nước, xử lý nước, trạm bơm, hệ thống đường dẫn tháo nước… ­Công trình thuỷ sản: hồ nuôi cá, đường chuyển cá… ­Công trình đồng muối: hệ thống điều tiết, cấp thoát nước mặn… 1.1.2 Hệ thống thuỷ lợi Hệ thống thuỷ lợi (HTTL) tập hợp nhiều công trình không gian định phục vụ cho số nhiệm vụ thuỷ lợi định Địa bàn phục vụ HTTL từ hàng chục hecta đến hàng ngàn hecta, trải rộng nhiều tỉnh, HTTL Bắc­Hưng­Hải đồng Bắc Bộ, HTTL Dầu Tiếng Đông Nam Bộ, hệ thống Quản Lộ ­ Phụng Hiệp, Tứ giác Long Xuyên miền Tây Nam Bộ… Nhiệm vụ HTTL đa dạng: thuỷ nông (tưới, tiêu, cải tạo đất), thuỷ điện, giao thông thuỷ, cấp thoát nước, thuỷ sản… Các HTTL lớn thường đa mục tiêu, đảm bảo lợi dụng tổng hợp nguồn nước, phòng chống thuỷ tai bảo vệ môi trường Ví dụ HTTL Bắc­Hưng­ Hải, Cầu Sơn, Bái Thượng, Đô Lương, Linh Cảm, Thạch Nham, Đồng Cam… có nhiệm vụ tưới, tiêu, cấp nước; hệ thống thuỷ lợi Quản Lộ­Phụng Hiệp, Tứ giác Long Xuyên, Đồng Tháp Mười… có nhiệm vụ tưới, tiêu, cải tạo đất (thau chua, hóa đồng ruộng), kết hợp với giao thông thuỷ… Thành phần HTTL bao gồm công trình đầu mối, hệ thống chuyển nước( hở hay kín ) công trình Đầu mối hệ thống nơi tạo nguồn nước (hồ chứa, đập dâng, trạm bơm, cống lấy nước), cống điều tiết cuối kênh tiêu đổ sông, biển Ví dụ đập dâng Cầu Sơn sông Thương công trình đầu mối HTTL Cầu Sơn (tỉnh Bắc Giang); Cống Xuân Quan đê sông Hồng công trình đầu mối HTTL Bắc­Hưng­Hải; trạm bơm Linh Cảm công trình đầu mối HTTL Linh Cảm (Hà Tĩnh), hồ chứa nước Dầu Tiếng (Tây Ninh) công trình đầu mối HTTL Dầu Tiếng; cống điều tiết cuối kênh tiêu đổ biển công trình đầu mối hệ thống tiêu cống Lân, Thái Bình, cống thoát lũ biển Tây đồng sông Cửu Long… 10 : La­ chiều dài buồng âu; n­ số lượng buồng âu; Lđ­ chiều dài đầu âu; LK­ chiều dài đoạn kênh dẫn phía thượng hạ lưu âu Theo kinh nghiệm: LK = 1,2.La (7­13) Đối với loại âu thuyền bậc (một cấp) thì: L = (3,7  3,8)La (7­14) Nối tiếp với đoạn thẳng, kênh phải uốn cong độ cong không nên lớn Để đảm bảo cho thuyền qua lại dễ dàng bán kính cong thường lấy: Rmin  6.L2 (7­15) đó: L2 ­ chiều dài thuyền đoàn thuyền Để đảm bảo cho thuyền qua lại, tránh kênh dễ dàng chiều rộng kênh mặt nước ứng với chiều sâu vận tải là: B1 = 2.B2 + a1 + 2.a2  2,6.B2 (7­16) đó: B2­ chiều rộng thuyền đoàn thuyền; a1­ khoảng cách hai thuyền đoàn thuyền,a1 0,2.a2; a2­ khoảng cách thuyền bờ, a2 = 0,2.B2 Cao trình đáy âu cao trình đỉnh âu: Chọn cao trình đáy âu thích hợp giảm kinh phí xây dựng đảm bảo cho âu làm việc tốt, tàu thuyền lại an toàn Cao trình đáy đỉnh âu liên quan đến mực nước thượng, hạ lưu Mực nước thượng, hạ lưu luôn thay đổi theo thời gian chia làm hai loại: ­ Mực nước tĩnh: phụ thuộc vào điều kiện thuỷ văn sông ngòi, hồ chứa nước thời gian dài ­ Mực nước động: phụ thuộc vào ảnh hưởng tức thời việc điều chỉnh lưu lượng hàng ngày nhà máy thuỷ điện, cấp tháo nước qua âu, sóng gió, thuỷ triều gây a) Cao trình đáy âu kênh dắt tàu thuyền: Do mực nước vận tải thiết kế nhỏ định ra, đồng thời có xét đến ảnh hưởng mực nước động: đáy âu = MN độngmin ­ hv (7­17) Ngoài ra, phải ý đến phát triển tương lai mà định cao trình đáy âu cho hợp lý 269 b) Cao trình đỉnh âu thuyền: Cao trình đỉnh âu thuyền vào mực nước thiết kế cao mà định ra, đồng thời có xét đến ảnh hưởng mực nước động Đối với tuyến sông chính, mực nước cao lấy với tần suất P =(12)%, song cần xét đến trường hợp lũ cao dỉnh âu = MN độngmax + độ vượt cao an toàn  (7­18) đó:  ­ xác định theo cấp công trình Chú ý: cần so sánh kinh tế kỹ thuật để định tần suất thiết kế, mực nước lớn cho phép vận hành âu thuyền mùa lũ c) Cao trình cửa đầu âu trên: Cao trình cửa đầu âu thường cao mực nước thượng lưu 0,15m Nếu có sóng gió lớn lấy  = 0,5m Độ cao cầu bắc qua âu: Ba/6 Ba/6 2Ba/3 Htk Ba/12 MNVTmax Ba Hình 7-13 Cầu bắc qua âu thuyền Khi xây dựng cầu giao thông qua âu, phải ý đến độ cao cầu kể từ mực nước vận tải cao để đảm bảo cho tàu thuyền qua lại an toàn Độ cao gọi độ tĩnh không cầu (Htk ) Để giảm bớt kinh phí độ tĩnh không, người ta thường xây dựng cầu đầu âu hạ lưu Độ tĩnh không (Htk ) cần phải đảm bảo chiều rộng Ba , phần lại bên 1 Ba cho phép giảm dần chiều cao tới trị số  Ba 12 Theo qui phạm Liên Xô cũ độ tĩnh không (Htk) lấy sau: Bảng 7-3.Độ cao tĩnh không âu thuyền Cấp đường sông Htk(m) 13,5 12,5 10 10 270 7.3.4 Quá trình khả vận tải qua âu thuyền Trong trình vận chuyển tổ chức cho thuyền qua âu theo phương thức chiều hay hai chiều Qua âu chiều cho đoàn tàu thượng lưu hạ lưu hay ngược lại, sau đóng cửa âu thuyền lại kết thúc trình làm việc Qua âu hai chiều sau đoàn thuyền qua, khỏi âu đoàn thuyền khác ngược chiều đoàn thuyền trước lợi dụng cửa mở vào âu để qua Như vậy, hình thức tiết kiệm thời gian lượng nước để vận hành âu Trình tự thời gian chuyển thuyền qua âu: a Trường hợp qua âu chiều: Ví dụ từ hạ lưu lên thượng lưu, bao gồm thao tác thời gian sau đây: ­ Thời gian thuyền vào buồng âu: t2 ­ Thời gian đóng kín cửa van hạ lưu: t1 ­ Thời gian mở cửa dẫn nước cho nước vào buồng âu, đến mực nước buồng ngang mực nước thượng lưu: t3 ­ Thời gian mở cửa thượng lưu: t1 ­ Thời gian đoàn thuyền khỏi buồng âu: t4 ­ Thời gian đóng kín cửa van thượng lưu: t1 ­ Thời gian mở cửa tháo nước buồng âu hạ lưu mực nước buồng âu ngang mực nước hạ lưu: t3 ­ Thời gian mở cửa van hạ lưu: t1 Sau kết thúc thao tác nói hoàn thành lần thuyền qua âu chiều Ở ta xem thời gian đóng mở cửa van (t1), thời gian dẫn tháo nước(t3) Thời gian đoàn thuyền qua âu chiều: T1 = 4t1 + t2 + 2t3 + t4 (7­19) Theo kinh nghiệm: thời gian cần cho đoàn thuyền qua âu chiều (20  30)phút b Trường hợp thuyền qua âu hai chiều: Sau hoàn thành thao tác đầu cần tiếp tục thao tác sau: ­ Thời gian cho đoàn thuyền vào buồng âu (theo chiều ngược lại ­ từ thượng lưu hạ lưu): t2 ­ Thời gian đóng cửa van thượng lưu: t1 ­ Thời gian tháo nước buồng âu ngang với mực nước hạ lưu: t3 ­ Thời gian mở cửa van hạ lưu: t1 ­ Thời gian cho đoàn thuyền khỏi âu hạ lưu: t4 Thời gian kéo dài chu kỳ toàn phần trường hợp đưa thuyền qua âu hai chiều là: 271 T2 = 4t1 + 2t2 + 2t3 + 2t4 (7­20) Theo kinh nghiệm: thời gian cho đoàn thuyền qua âu hai chiều khoảng (30  90) phút Phương thức thuyền qua âu hai chiều đòi hỏi đoàn thuyền phía thượng lưu hạ lưu phải phối hợp chặt chẽ, nhịp nhàng để đỡ tốn thời gian Cần ý rằng, tổ chức đoàn thuyền qua âu hai chiều, đoàn thuyền từ hạ lưu qua âu trước cho đoàn thuyền từ thượng lưu xuôi hạ lưu thời gian lượng nước tổn thất nửa so với cách tổ chức ngược lại Thời gian đưa thuyền vào buồng âu trường hợp làm việc hai chiều dài thời gian cho thao tác chút làm việc chiều,vì cần phải giảm vận tốc chuyển động thuyền thuyền lướt qua âu Trong âu thuyền buồng lợi thuyền làm việc hai chiều, rút ngắn thời gian đưa thuyền qua âu Trong thời gian T2 tiến hành hai lần thuyền qua âu, lần thực tế thời gian qua âu nhỏ T1, tức T2  T1 Trong thực tế số lần thuyền qua âu từ xuống lên khó đảm bảo nhau.Vì tính toán thường dùng trị số trung bình: T T  (T1  ) 2 Khi thuyền lại hai chiều qua âu nhiều buồng thời gian qua âu đội thuyền tăng lên: T = (n­1).(2t3’ + 4t1 + t5) , (7­21) đó: n­ số buồng âu thuyền phải qua t’3­ thời gian làm đầy tháo cạn buồng t5­ thời gian đưa đội thuyền từ buồng âu đến buồng âu khác(buồng bên cạnh) Khi thuyền qua âu, có thao tác tiến hành với thao tác khác, không tính vào thời gian thuyền qua âu Chẳng hạn như: việc đóng cửa van đường dẫn nước sau nước vào đầy sau nước tháo hết buồng âu tiến hành trình vào khỏi âu Thời gian tổ chức thuyền qua âu dài hay ngắn có ảnh hưởng đến lượng chuyển hàng hoá, phụ thuộc vào yếu tố như: qui mô âu thuyền, cách tổ chức thiết bị dắt đoàn thuyền,kích thước đường dẫn tháo nước, thiết bị đóng mở cửa âu,v.v Hiện âu thuyền đại giới hoá điện khí hoá rút ngắn thời gian thuyền qua âu Thời gian đóng mở cửa âu t1 nhỏ thực tế không đổi Bởi ảnh hưởng đến khả cho thuyền qua cửa âu, thường người ta lấy t1=1,5 phút cho loại âu thuyền rộng 18m gần (1,5  2,0) phút cho loại âu thuyền rộng (18  30)m 272 Thời gian dẫn tháo nước t3 phụ thuộc vào dung tích buồng âu, cột nước chênh lệch, hình thức cấu tạo kích thước phận dẫn tháo nước, thời gian thường từ (515)phút Theo tài liệu kinh nghiệm, chiều dài buồng La < 150m t3 = (6  10) phút; La = (200  300)m t3 = (8  15) phút Thời gian kéo dài chu kỳ dẫn tháo nước khống chế tốc độ di chuyển lớn thuyền theo phương thẳng đứng buồng âu, độ dâng lên hay hạ xuống mực nước buồng âu đó, thường (4  )cm/s Thời gian thuyền vào chủ yếu trình đưa thuyền qua âu Thời gian phụ thuộc vào cách tổ chức đoàn thuyền phương tiện dắt thuyền (dùng tàu kéo dắt bờ) Tốc độ thuyền vào (v1) (v2) khỏi buồng âu tính theo công thức: v1  n 1 v n  ; (7­22) v2  n 1 v n ; (7­23) đó: v ­ tốc độ trung bình thuyền chạy sông n 1 ; 2 1­ diện tích mặt cắt ướt đường dắt thuyền; 2­ diện tích mặt cắt thuyền phần ngập nước; ­ hệ số xét đến ảnh hưởng đóng cửa âu gây sóng dội lại làm cản thuyền; Do tốc độ chuyển động thuyền khác (vì loại thuyền khác nhau, thuyền chở hàng hay thuyền không) nên tốc độ đưa thuyền vào khỏi âu thuyền khác Trong tính toán sơ bộ, tốc độ chuyển động trung bình âu thuyền lấy theo bảng 7­ Bảng 7-4.Tốc độ trung bình thuyền vào, khỏi âu Tốc độ trung bình (m/s) Loại hình qua âu Vào Ra Chuyển từ buồng sang buồng khác Đội thuyền 0,8 1,3 0,7 Bè 0,6 0,6 0,5 Tàu máy 1,1 1,7 0,9 273 Theo kinh nghiệm, tốc độ trung bình thuyền qua âu hai chiều: v1 = (0,4  0,6)m/s v2 = (0,5  0,8)m/s Tốc độ trung bình thuyền qua âu chiều v1 = (0,4  0,6)m/s v2 = (0,6  1,0)m/s Thời gian thuyền vào khỏi âu tính theo công thức: t2  t4  Lv v1 ; (7­24) Lr v2 ; (7­25) đó: Lv, Lr­ chiều dài đoạn đường thuyền vào khỏi âu thuyền, giá trị thường lấy .La với : La ­ chiều dài buồng âu ­ hệ số, thuyền qua âu chiều  = 1,5 thuyền qua âu hai chiều  = 3,0 Năng lực vận tải âu thuyền: Khả chở hàng qua âu phụ thuộc vào kích thước âu, vào cấu trúc luồng hàng, vào kiểu kích thước thuyền bè lại, vào tổ chức cho thuyền bè qua, vào vận chuyển không đồng vào thời gian đưa thuyền qua âu Năng lực vận chuyển lý thuyết lượng hàng qua âu N ngày đêm, vận chuyển với tải trọng trung bình thuyền chở hàng Pp tính theo số lượng m thuyền đội thuyền là: P = n.N.m.Pp , (7­26) đó: n ­ số lần đưa thuyền qua âu ngày đêm, n = 1440 T T­ thời gian lần thuyền qua âu (phút); N­ số ngày vận chuyển năm Do số nguyên nhân khác số thuyền qua âu có thuyền chở không đủ tải trọng hàng hoá cồng kềnh, tình hình quản lý thuyền phục vụ chở khách,thuyền không, v.v… Nên khả khai thác thực tế chuyển hàng qua âu thuyền Vì người ta đưa vào hệ số sử dụng khả cho thuyền qua âu thuyền dùng cho việc chở hàng hoá  (thông thường  = 0,7  0,8 nhỏ hơn) Để tính đến lại không đồng thuyền suốt thời kỳ hoạt động đường thuỷ, ví dụ chở theo mùa, người ta đưa vào hệ số không đồng  (thường  = 1,25  1,75) Nếu tính đến lúc âu thuyền nghỉ để kiểm tra sửa chữa số sử 274 dụng âu thuyền ngày đêm t thực tế 24giờ.Theo tài liệu nước t = 20  21 Do lực vận chuyển thực tế tính theo công thức: Psd  n N m.Pp    24 (7­27) Để tăng cường vận chuyển cần giảm bớt hệ số không đồng , tăng khả lợi dụng tải trọng thuyền, giảm bớt thời gian nghỉ âu thuyền, rút ngắn thời gian lần thuyền qua âu, kéo dài thời gian vận chuyển năm tăng tải trọng thuyền Qua tài liệu thu thập cho thấy lực vận chuyển thực tế qua âu đạt khoảng (2050)% lần lực vận chuyển theo tính toán lý thuyết Lượng nước dùng cho lần đưa thuyền qua âu: Trong lần đưa thuyền qua âu phải tháo từ thượng lưu xuống hạ lưu lượng nước đó, phụ thuộc vào thể tích nước bị thuyền chiếm chỗ mực nước thượng hạ lưu Trong lần đưa thuyền qua âu chiều, thể tích nước chảy vào âu thuyền buồng thể tích phần buồng âu giới hạn mực nước thượng lưu hạ lưu Thể tích khối tràn âu thuyền Vo Trong trường hợp buồng âu có tường mặt thẳng đứng thể tích khối nước tràn Vo bằng: Vo = La.Ba.Ha (7­28) đó: La, Ba ­ chiều dài chiều rộng buồng âu; Ha­ chênh lệch cột nước thượng hạ lưu Theo kinh nghiệm: Vo = (1,15  1,20)..Ha (7­29) Với:  ­ diện tích bình quân mặt nước buồng âu Trong thiết kế cần xét đến khả nước qua âu Lượng nước hao hụt tháo nước khỏi âu cho thuyền qua lại rò rỉ qua thiết bị chắn nước Lượng hao hụt lần khác tuỳ theo đoàn thuyền qua âu ngược xuôi Khi thuyền từ hạ lưu lên thượng lưu, lượng nước lần là: V1 = V o + D (7­30) Khi thuyền từ thượng lưu hạ lưu,lượng nước lần là: V2 = V o – D (7­31) Với: D ­ thể tích nước bị thuyền chiếm chỗ Trong ngày đêm, có n1 lần thuyền lên thượng lưu n2 lần thuyền xuồng hạ lưu Theo hình thức qua âu chiều lượng nước tháo qua âu là: V = n1.(Vo + D) + n2.(Vo – D) (7­32) Nếu tổ chức cho đoàn thuyền qua âu hai chiều lượng nước tháo qua âu tính theo công thức: 275 Khi n1 > n2 : V = (n1­ n2).(Vo + D) + n2.Vo (7­33) Khi n1 < n2 : V = (n2­ n1).(Vo ­ D) + n1.Vo (7­34) Thông thường tính toán thực tế, xác số lượng thuyền lượng choán nước thuyền, sau thời kỳ âu thuyền làm việc với cường độ cao bao nhiêu, nên người ta bỏ qua ảnh hưởng thể tích nước bị thuyền chiếm chỗ lượng nước dùng cho lần đưa thuyền qua âu Bởi người ta lấy thể tích dùng nước cho lần đưa thuyền qua âu buồng nhiều buồng Vo, trường hợp âu thuyền làm việc hai chiều qua âu buồng 0,5Vo (cho đội thuyền) Như dẫn tính toán khả cho thuyền qua âu thuyền, số lượng đội thuyền lên xuống qua âu buồng thường coi Với giả thiết trên, âu thuyền buồng nhu cầu tính toán lượng nước ngày đêm dùng cho việc đưa thuyên qua âu là: Vngày đêm = 0,75.n.V0 (7­35) Với n số lần đưa thuyền qua âu nhiều ngày đêm theo tính toán Lưu lượng tháo trung bình qua : q V 86400  qt (7­36) đó: qt­ lưu lượng tổn thất rò rỉ qua vật chắn nước cửa van âu thuyền, xác định theo công thức: qt = C.l (7­37) với : C độ rò rỉ nước 1mét dài qua vật chắn nước cửa van l ­ tổng chiều dài vật chắn nước cửa van (m) Theo tài liệu thống kê thì: C = (1,5  2) l/sm cột nước âu Ha < 10m ; C = (2,5  3) l/sm cột nước âu Ha > 10m Bài tập ví dụ 7-1 Một âu thuyền làm việc chiều, hình thức đưa thuyền qua dùng tầu đẩy Các thông số âu sau: ­ Số thuyền qua âu lần: Mt = ­ Số thuyền hàng ngang: m = ­ Khoảng cách an toàn đến đầu âu: L = 2,2m ­ Khoảng cách an toàn đến thành bên: B = 0,3m ­ Chiều dài tầu đẩy: L1 = 3,5m ­ Chiều dài thuyền: L2 = 7,5m ­ Chiều rộng thuyền: Bt = 2,8m 276 ­ Cột nước âu: Z = 3,5m ­ Chiều sâu vận tải thủy: hv = 2,4m ­ Chiều cao an toàn tường âu:  = 0,8m ­ Thời gian đóng mở van: t1 = phút ­ Thời gian thuyền vào âu: t2 = phút ­ Thời gian dâng/hạ mức nước âu: t3 = 12 phút ­ Thời gian thuyền khỏi âu: t4 = phút ­ Trọng tải thuyền: g = 12 ­ Thời gian làm việc ngày:  = 11giờ ­ Số ngày làm việc năm: N = 282 ngày ­ Hệ số chở đầy thuyền (trung bình):  = 0,6 ­ Hệ số không cân đối vận chuyển:  = 1,5 Yêu cầu: a) Tính toán kích thước buồng âu (La, Ba, Ha) b) Thời gian trung bình để đưa đoàn thuyền qua âu (T1) c) Năng lực vận tải thực tế âu (Pt) Bài giải: a) Tính toán kích thước buồng âu: ­ Số thuyền xếp hàng dọc: nt = Mt / m = 8/2 = ­ Chiều dài buồng âu (dùng tàu đẩy nên thuyền xếp sát nhau): La = L1 + ntL2 + 2L = 3,5 + x 7,5 + x 2,2 = 37,8 (m) ­ Chiều rộng buồng âu: Ba = mBt + 2B = x 2,8 + x 0,3 = 6,2 (m) ­ Chiều cao buồng âu: Ha = hv + Z +  = 2,4 + 3,5 + 0,8 = 6,7 (m) b) Tính thời gian trung bình để đưa đoàn thuyền qua âu: ­ Thời gian chu kỳ vận hành (đưa đoàn thuyền lên đoàn thuyền xuống): T = 4t1 + 2t2 + 2t3 + 2t4 = 70 (phút) ­ Thời gian trung bình đưa đoàn thuyền qua âu: T1 = T/2 = 35 (phút) c) Tính lực vận tải âu: ­ Số đoàn thuyền qua âu ngày đêm: 277 n 1440 1440   41,14 T1 35 Làm tròn n = 41 (đoàn) ­ Năng lực vận tải thực tế âu: Pt  n.N M t g   41x 282 x8 x12 x 0,6 11   203.491,2  24 1,5 24 (tấn/năm) 7.3.5 Đường dẫn âu thuyền Đường dẫn âu thuyền nơi chuyển tiếp sông âu thuyền, thiết kế bảo đảm an toàn, tốc độ vào âu thuyền nhanh chóng cho phép neo đậu thuyền đợi để vào âu tầu thuyền xuống hay lên thượng lưu Như vậy, chiều rộng vùng dẫn vào âu phụ thuộc vào yếu tố vào số lượng âu thuyền (đơn, đôi, v.v…) số lượng tầu đẩy thích hợp đợi để vận hành Trên đường thủy có lưu lượng nước vùng dẫn chia thành ba phần (Hình 7­14) Phần la dành để giảm tốc độ tầu vào âu thuyền hay để tăng tốc tầu khởi hành Phần tiếp lb dành để di chuyển, vượt qua tầu thuyền tầu đẩy neo đậu tầu thuyền Phần thứ ba lc gồm kè tường hướng dòng (với độ thu hẹp 1/4 1/5), thể chuyển tiếp vùng dẫn thuyền rộng đầu âu thuyền hẹp Hình 7-14 Âu thuyền với đường dẫn sông Danube (theo Casbelka Gabriel, 1985); kích thước mét Vùng dẫn âu thuyền sông đào thường tách từ nhà máy thủy điện đập dâng nước tường phân dòng dài bãi bồi Sự thay đổi đột ngột chiều rộng mặt cắt ngang tạo vùng giới hạn dòng chảy, co hẹp bên dòng chảy hướng ngang chí dòng chảy ngược; vấn đề bất lợi cho việc vận chuyển gây tai nạn Để giảm lưu tốc hướng ngang nhỏ giá trị cho phép khoảng 0.35m.s­1, nên cấp nước qua gần đầu trụ (Hình 7­14) 278 Đường dẫn âu thuyền kênh nước tĩnh đối xứng không đối xứng mặt thường tương đối ngắn, không bắt buộc có chiều dài giảm tốc độ, chẳng hạn tầu giảm tốc độ trước vào vùng dẫn Tương tự áp dụng cho vùng dẫn hạ lưu âu thuyền đường thủy, tầu vào vùng ngược lại hướng dòng chảy Tuy nhiên, đường dẫn hạ lưu âu thuyền phải bảo vệ chống lại dòng nước bất lợi phát sinh từ lưu lượng công trình tràn nhà máy thủy điện từ hệ thống tháo nước âu thuyền Khi thiết kế kết cấu bảo vệ, cọc buộc thuyền, kè, v.v…cần thiết phải tính đến lực (và di chuyển) mà xảy tác động tầu lúc neo đậu hay va chạm Tổng hợp lực phụ thuộc vào vận tốc tầu, góc hợp lực với kết cấu bảo vệ tất nhiên di chuyển tầu Nói chung, tầu đẩy chịu tải có vận tốc góc va chạm nhỏ không chịu tải Tính toán theo lý thuyết phức tạp, phép đo mẫu thử nghiệm cho thấy va chạm khái quát hệ thống lắc ­ lò xo giảm dần tuyến tính Sự góp phần cọc buộc thuyền giảm dần mặt đất đáng kể (Vrijer, 1983) 7.4 THIẾT BỊ NÂNG TẦU VÀ MẶT NGHIÊNG Nếu việc cấp nước cho hoạt động âu thuyền cột nước lớn có nhiều vấn đề phức tạp sử dụng thiết bị nâng tầu Việc vận hành thiết bị nâng gần không cần sử dụng nước Để khắc phục cột nước lớn (khoảng 100m) có thiết bị nâng tầu thuyền khả thi Theo qui định, thiết bị nâng tầu thuyền bao gồm máng tràn nước theo phương ngang lắp đặt hai đầu cửa van Các máng thiết bị nâng tầu thuyền có chiều dài tối đa khoảng 100m Vì vậy, điều chỉnh cho hợp lý xà lan tầu đẩy lớn ngắn (1+1); đa số tầu đẩy không nối tiếp Tuy nhiên, tốc độ di chuyển lớn máng nên lực thiết bị nâng tầu thuyền tương đối cao Theo hướng chuyển động máng, thiết bị nâng theo phương đứng hay phương nghiêng Để cân di chuyển máng thuyền đầy nước với thiết bị nâng sử dụng pít­tông, phao (Hình 7­15 (a)), đối trọng cân (Hình 7­15(b)) hay thiết bị khí đặc biệt khác Thiết bị nghiêng nâng tầu thường có máng đặt giá đặc biệt di chuyển đường ray theo mặt phẳng nghiêng, hướng dọc trục hay hướng pháp tuyến máng (Hình 7­ 16) Theo qui định, máng cân trọng lượng di chuyển treo đường ray phía giá máng tầu Sự tăng vận tốc khởi động giảm dừng phải đủ nhỏ để trì biến đổi mực nước máng giới hạn cho phép, mục đích giảm lực dây neo tầu thuyền đến cường độ chấp nhận Để giảm bớt lực, phần nước phải thoát khỏi máng trước nâng, tầu đặt đáy máng mức ổn định Thiết bị nâng thuyền hoạt động linh hoạt âu thuyền lại dễ hư hỏng 279 Hình 7-15 Máy nâng thẳng đứng với (a) Phao (b) Đối trọng Một kiểu đặc biệt thiết bị nâng thuyền nghiêng thiết kế J.Aubert, bao gồm máng nghiêng với tường giữ nước di động tạo thành nêm nước mà tầu thuyền “Tường” di chuyển hai đầu máy điện với tầu thuyền buộc với chúng Những khó khăn vận hành phạm vi kín nước tường di chuyển Loại nâng thuyền xây dựng Montech sông Garonne (Aubert, Chaussin Cancelloni, 1973) Một ví dụ thiết bị nâng tầu đặc biệt cao rộng theo phương đứng thiết bị nâng Strepy – Thieu Kênh Trung tâm Bỉ Thiết bị nâng thay bốn thiết bị nâng cũ, thiết bị nâng cũ cao khoảng 17m lực 300 tấn, vượt qua chiều cao khoảng 73m có hai máng cân bằng, máng dài 112m, rộng 12m, cao 8m có lực 2200 280 Hình 7-16 Máy nâng nghiêng 7.5 CẢNG NỘI ĐỊA Cảng nội địa phục vụ cho việc bốc dỡ hàng tầu, chuyển hàng hóa, kết nối nội địa đường thủy, đường hay vận chuyển đường ống Cảng vùng hay vùng trũng đặc biệt dành cho vận chuyển hàng hóa định (quặng, than, cốt liệu bê tông, cát, hàng hóa riêng tầu, công–tơ–nơ, v.v…(Porteous, 1977) Qui mô, vị trí cách bố trí cảng nội địa xác định lực vận chuyển Đối với lực thấp, cảng xây dựng trực tiếp bờ sông kênh vận tải cách mở rộng hai ba lần chiều rộng tiêu chuẩn tầu, theo chiều rộng cần thiết cho xà lan quay Đối với lực vận chuyển trung bình, ưu tiên xây dựng hai cảng lưu vực đường thủy, nối với với lòng dẫn lối vào thiết kế phù hợp Cảng có công suất vận chuyển lớn thường gồm vài vùng nối với đường thủy theo cách thức kênh dẫn, kéo dài vượt vào vùng dẫn cảng dành cho đoàn tầu đẩy cho tầu đợi để tháo dỡ hàng Vùng để quay tầu thường nằm gần vùng dẫn cảng Cách bố trí cảng phụ thuộc chủ yếu vào điều kiện địa phương mục đích mà cảng phải đáp ứng Vận chuyển hàng hóa thủ công bán khí thay gần hoàn toàn vận hành khí liên tục hay gián đoạn (băng tải, băng tải khí nén bơm), đặc biệt vận chuyển chất lỏng Vận chuyển liên tục tự động phù hợp với số lượng lớn hàng hóa, chủ yếu hàng chất đống hàng chất lỏng, hình thức hiệu Cần trục có đường ray nằm dọc suốt chiều dài bến cảng gần với mặt nước để đảm bảo có xà lan nằm tầm với Bố trí hợp lý cần trục không 281 nên di chuyển xa mà nên có bán kính vận hành lớn Một số cảng có cần cẩu cố định có công suất lớn với di chuyển bánh xe, dùng để vận chuyển hàng hóa nặng cồng kềnh Đối với hàng hóa dễ bắt ẩm bến cảng có mái che cần trang bị cần trục tự hành Ngoài ra, cảng cần bố trí khu vực dự trữ đại cho loại hàng hóa đóng gói, bãi để tích trữ hàng hóa chất đống tạm thời si lô Tách khỏi khu vực cảng khu lớn chứa thùng để lưu giữ chất dễ cháy, nằm gần bến tầu chở dầu Cường độ gia tăng không ngừng sử dụng đường thủy nội địa giới hóa thao tác vận chuyển cần phải có tự động hóa điều khiển cảng hoạt động vận chuyển Điều đặc biệt cần thiết hệ thống vận chuyển công­tơ­nơ phát triển nhanh Hệ thống điều khiển bến công­tơ­nơ tự động dựa kết hợp xử lý số liệu máy tính điều khiển từ xa công nhân vận chuyển hàng hóa (Bourrieres Chamreroy, 1977) CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 1.Nêu đặc điểm phát triển giao thông thủy nội địa giới Việt Nam 2.Trình bày lợi thế, khó khăn việc áp dụng giao thông thủy nội địa 3.Nêu dạng đường thủy nội địa áp dụng Việt Nam ví dụ minh họa 4.Khi bố trí đoạn cong kênh giao thông nội địa, cần phải tính đến yếu tố nào? 5.Viết giải thích đại lượng công thức xác định lực cản tàu 6.Âu thuyền gì? Vẽ sơ đồ, giải thích cấu tạo cách vận hành đưa thuyền qua âu 7.Vẽ sơ đồ nêu phạm vi áp dụng dạng âu cấp, âu nhiều cấp 8.Vẽ sơ đồ bố trí, đặc điểm làm việc phạm vi áp dụng sơ đồ cấp, thoát nước cho buồng âu 9.Vẽ sơ đồ, nêu công thức tính toán kích thước buồng âu: chiều dài, chiều rộng, chiều cao; cách xác định cao trình đáy đỉnh tường âu 10.Nêu trình tự viết công thức xác định thời gian chuyển thuyền qua âu (khi vận chuyển chiều, chiều) 11.Trình bày cách tính lực vận tải thực tế âu thuyền; giải pháp để nâng cao lực vận tải thực tế âu 12.Nêu ý nghĩa cách xác định lượng nước dùng cho lần đưa thuyền qua âu; biện pháp để tiết kiệm lượng nước dùng cho âu thuyền 13.Ngoài âu thuyền có giải pháp để đưa thuyền vượt qua vị trí có chênh lệch mực nước đường thủy? 282 TÀI LIỆU THAM KHẢO Ngô Trí Viềng & nnk (2004) Thuỷ Công tập I, NXB xây dựng, Hà Nội Ngô Trí Viềng & nnk (2005) Thuỷ Công tập II, NXB xây dựng, Hà Nội Nguyễn Chiến & nnk (2004) Đồ án môn học thuỷ công, NXB xây dựng, Hà Nội P.Novak & nnk, công trình thuỷ (bản dịch 2010), Trường Đại học Thuỷ lợi L.Tancev Đập công trình phụ trợ (bản dịch 2010), Trường Đại học Thuỷ lợi Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam; Công trình thuỷ lợi, quy định chủ yếu thiết kế­ TCXDVN 285­2002 Tiêu chuẩn Việt Nam; Hệ thống kênh tưới, tiêu chuẩn thiêt kế­TCVN 4118­85 Bộ thuỷ lợi: Quy phạm tính toán thuỷ lực cống sâu­ QPTL C1­75 Bộ thuỷ lợi: Quy phạm tính toán thuỷ lực đập tràn­ QPTL C8­76 10 Tiêu chuẩn Việt Nam: Nền công trình thuỷ công, tiêu chuẩn thiết kế­ TCVN 4253­86 11 Bộ Nông Nghiệp PTNT: Công trình thuỷ lợi­ Cống lấy nước thép bọc bê tông, bê tông cốt thép­Hướng dẫn thiết kế­ 14TCN 197­2006 283 [...]... của công trình a) Xác định cấp công trình theo năng lực phục vụ: ­ Đối với kênh chính và các công trình trên kênh chính: cấp công trình lấy theo cấp của hệ thống ­ Đối với kênh nhánh và công trình trên kênh nhánh: cấp công trình lấy theo năng lực phục vụ của kênh nhánh đang xét b)Xác định cấp công trình theo đặc tính kỹ thuật của công trình: Các đặc tính kỹ thuật được xét khi xác định cấp công trình. .. quy hoạch, thiết kế hệ thống công trình thuỷ lợi, các chỉ tiêu thiết kế được xác định từ cấp của hệ thống, còn cấp của hệ thống được xác định theo nhiệm vụ của nó Chẳng hạn theo TCXDVN 285­2002­ Các quy định chủ yếu về thiết kế công trình thuỷ lợi [6] thì cấp của hệ thống được xác định như trên bảng 1.1 Bảng 1.1 Cấp thiết kế của hệ thống thuỷ lợi Cấp thiết kế Loại hệ thống thuỷ lợi I II III IV V ≥50... thống thuỷ lợi Một hệ thống chuyển nước thường bố trí trên diện rộng, có địa hình phức tạp do mặt đất lồi lõm và tồn tại nhiều công trình bố trí trên đó (nhà cửa, công trình công cộng, đường giao thông, kênh máng…) Vì vậy, để chuyển nước được thông suốt thì bắt buộc phải bố trí các công trình trên hệ thống Đối với các HTTL lớn, địa hình phức tạp thì số lượng các công trình trên hệ thống có thể là rất... Công trình lấy nước không đập (như công trình lấy nước Liên Mạc) 3 Theo khả năng điều tiết lưu lượng ­ Công trình lấy nước không cống ­ Công trình lấy nước có cống 2.2 CÔNG TRÌNH LẤY NƯỚC KHÔNG ĐẬP 2.2.1 Khái niệm Công trình lấy nước không đập là công trình lấy nước đặt trực tiếp trên một bờ sông mà không cần đắp đập ngăn sông Công trình lấy nước không đập thường được dùng rộng rãi trong các hệ thống. .. gây những ảnh hưởng quá bất lợi cho các hộ đang dùng nước ­ Cần nghiên cứu sử dụng lại các bộ phận công trình và thiết bị cũ ở mức tối đa 21 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 1 1 Trình bày khái niệm về hệ thống thủy lợi (HTTL), nhiệm vụ của HTTL 2 Nêu các thành phần của một HTTL Trình bày khái niệm về công trình đầu mối và công trình chuyển nước 3 Cấp của công trình đầu mối và của hệ thống chuyển nước được xác... theo những tiêu chí nào Nêu cách xác định cấp của một hệ thống và từng hạng mục trên hệ thống 4 Nêu khái niệm về các công trình trên HTTL 5 Hãy mô tả một HTTL mà bạn biết rõ 6 Nêu những yêu cầu chủ yếu khi thiết kế công trình trên HTTL 22 Chương 2 CÔNG TRÌNH LẤY NƯỚC 2.1 MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI 2.1.1 Mục đích xây dựng công trình lấy nước Công trình lấy nước được xây dựng để lấy nước từ sông, kênh,... độ dốc địa hình khá lớn 4 .Công trình đo nước Công trình đo nước được đặt ở đầu kênh chính, đầu các kênh nhánh để đo mực nước và lưu lượng phục vụ cho công tác quản lý, phân phối nước trên hệ thống Ngoài ra tại những vị trí cần thiết, có thể bố trí các công trình chuyên dùng để đo các thông số về vận tải thủy, độ bồi xói… Trên một hệ thống, có thể tận dụng các công trình thuỷ công để đo nước Muốn vậy,... dâng Bái Thượng trên sông Chu (khi chưa tôn cao) 18 1.2.3 Hệ thống thuỷ lợi Thạch Nham Hình 1-12 Công trình đầu mối Thạch Nham (Quảng Ngãi) Hệ thống thuỷ lợi Thạch Nham thuộc tỉnh Quảng Ngãi, phạm vi phía Nam sông Vệ Nhiệm vụ của hệ thống là tưới 50.000 ha, cấp nước sinh hoạt cho nhân dân vùng với Q=1,7 m³/s Công trình đầu mối là đập dâng Thạch Nham Kênh chính của hệ thống dài 35,2 km, trên đó có xiphông... nước qua sông Vệ là một công trình tiêu biểu với 2 ống thép đường kính 1,6 m, dài 226 m, lưu lượng lớn nhất Qmax= 15 m³/s Hệ thống được xây dựng từ những năm 80 của thế kỷ 20 và hiện nay đang tiếp tục được nâng cấp và hiện đại hoá 1.2.4 Hệ thống thuỷ lợi Dầu Tiếng Hệ thống thuỷ lợi Dầu Tiếng có công trình đầu mối là hồ Dầu Tiếng thuộc tỉnh Tây Ninh và hệ thống tưới trải rộng trên các tỉnh Tây Ninh,... nước ở trạng thái dẻo ­ Chiều cao công trình: lấy theo chiều cao lớn nhất của đập chắn, tường chắn, tính từ đáy chân khay thấp nhất đến đỉnh công trình Cần chú ý rằng, cấp của công trình trên kênh nhánh không được cao hơn cấp của hệ thống 1.3.2.Những yêu cầu chủ yếu về thiết kế công trình trên HTTL 1.Các yêu cầu chung Khi lập dự án, thiết kế HTTL và các công trình trên đó cần phải đảm bảo các yêu cầu ... LỜI NÓI ĐẦU Công trình hệ thống thủy lợi “ học phần thứ ba môn học Thủy công (Công trình thủy) Theo chương trình đào tạo Bộ Giáo dục Đào tạo phê duyệt thực Trường Đại học Thủy lợi, tách môn... bơm, hệ thống đường dẫn tháo nước… Công trình thuỷ sản: hồ nuôi cá, đường chuyển cá… Công trình đồng muối: hệ thống điều tiết, cấp thoát nước mặn… 1.1.2 Hệ thống thuỷ lợi Hệ thống thuỷ lợi (HTTL)... thuật công trình a) Xác định cấp công trình theo lực phục vụ: ­ Đối với kênh công trình kênh chính: cấp công trình lấy theo cấp hệ thống ­ Đối với kênh nhánh công trình kênh nhánh: cấp công trình