Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố đến chế độ thủy lực ở đập tràn cao

B GIÁO D C VÀ ÀO T O TR B NG I H C THU L I INH LÊ PH NGHIÊN C U NH H NÔNG NGHI P VÀ PTNT NG ANH NG C A CÁC Y U T TH Y L C P TRÀN CAO LU N V N TH C S Hà N i – 2014 N CH B GIÁO D C VÀ ÀO T O TR B NG I H C THU L I INH LÊ PH NGHIÊN C U NH H NÔNG NGHI P VÀ PTNT NG ANH NG C A CÁC Y U T TH Y L C P TRÀN CAO Chun ngành: Cơng trình th y Mã s :60-58-40 LU N V N TH C S Ng ih ng d n khoa h c: GS.TS Nguy n Chi n Hà N i – 2014 N CH L IC M N Lu n v n th c s k thu t “nghiên c u nh h ng c a y u t đ n ch đ th y l c đ p tràn cao” chun ngành xây d ng cơng trình th y đ c hoàn thành vào tháng n m 2014 v i s giúp đ , ch b o t n tình c a th y cơ, cán b khoa sau đ i h c, khoa Cơng trình th y – Tr ng ih c Th y l i Tôi xin chân thành c m n th y cô giáo, cán b tr ng i h c Th y l i t o u ki n, giúp đ trình theo h c c ng nh hồn thành lu n v n c a tơi c bi t tác gi xin bày t lòng bi t n sâu s c đ n th y giáo GS.TS Nguy n Chi n dành th i gian, công s c tr c ti p ch b o, h ng d n, giúp đ tác gi hoàn thành lu n v n ng th i tác gi c ng xin g i l i c m n chân thành đ n cán b lãnh đ o, đ ng nghi p t i Trung tâm Th y n – Vi n n ng l ng h t s c giúp đ trình th c hi n đ tài Cu i tác gi xin g i l i c m n t i gia đình, b n bè ln quan tâm, khích l tác gi su t trình h c t p, nghiên c u, hoàn thành lu n v n Do th i gian nghiên c u n ng l c b n thân v n nhi u han ch , ch c ch n lu n v n không th tránh kh i nh ng thi u sót Kính mong th y ch b o, b n bè đ ng nghi p góp ý đ tác gi có th hồn thi n h n n a phát tri n đ tài Xin chân thành c m n./ Hà N i, Tháng n m 2014 inh Lê Ph ng Anh L I CAM K T Tên là: inh Lê Ph ng Anh H c viên l p: CH19C11 Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên c u c a riêng Nh ng n i dung k t qu trình bày lu n v n trung th c ch a đ c công b b t k cơng trình khoa h c Tác gi inh Lê Ph ng Anh M CL C a Tính c p thi t c a đ tài b M c đích c a đ tài c Ph ng pháp nghiên c u d K t qu nghiên c u .2 e N i dung nghiên c u CH NG T NG QUAN V P TRÀN VÀ CH TH Y L C C A P TRÀN 1.1 Tình hình xây d ng đ p tràn cao Vi t Nam 1.2 Các d ng m t c t đ p tràn ng d ng Vi t nam 1.3 Các v n đ th y l c c a đ p tràn cao 1.4 M t s ví d v h h ng đ p tràn cao 10 1.5 Gi i h n ph m vi nghiên c u 11 CH NG C S LÝ LU N V TH Y L C P TRÀN 12 2.1 Ph ng pháp xây d ng m t c t đ p tràn (d ng WES Ofixerop), so sánh hai ph ng pháp .12 2.2 Cơng th c tính l u l ng qua đ p tràn .18 2.3 Nghiên c u nh h ng c a y u t đ n kh n ng x qua tràn .21 2.4 Phân b áp su t m t tràn 27 2.5 K t lu n ch ng II 32 CH NG 3: THÍ NGHI M MƠ HÌNH THU L C P TRÀN 33 3.1 S c n thi t ph i nghiên c u b ng thí nghi m mơ hình .33 3.2 Lý thuy t t ng t đ thi t l p mô hình th y l c .34 3.3 Tiêu chu n t ng t thí nghi m đ p tràn 36 3.3 Thi t b đo th c nghi m mơ hình 38 3.4 K t lu n ch ng III 42 CH NG NG D NG NGHIÊN C U ÁNH GIÁ CH TH Y L C P TRÀN LAI CHÂU 43 4.1 Gi i thi u công trình 43 4.2 Tính tốn thi t k đ p tràn 49 4.3 Nghiên c u b ng thí nghi m mơ hình .53 4.4 Phân tích k t qu tính tốn thí nghi m 71 4.5 K t lu n ch ng IV 77 CH NG V K T LU N VÀ KI N NGH 78 5.1 Các k t qu đ t đ c c a lu n v n 78 5.2 H ng ti p t c nghiên c u 79 TÀI LI U THAM KH O .80 CÁC B NG B ng 1.1: M t s cơng trình B ng 2.1: T a đ đ Vi t Nam s d ng m t c t tràn ng cong m t đ p khơng có chân khơng 13 B ng 2.2: Tr s bán kính n i ti p R chân đ p .14 B ng 2.3: B ng tra giá tr k, n a,b 16 B ng 2.4: B ng h s hi u ch nh C 20 B ng 2.5: B ng tra h s l u l ng m 21 B ng 3.1: B ng danh sách thi t b máy móc thí nghi m 38 B ng 4.1 Các thơng s c a cơng trình thu n Lai Châu (DA T) .45 B ng 4.2: B ng h s l u l ng t v n thi t k tính toán 49 B ng 4.2: B ng tính tốn kh n ng tháo c a tràn x l v n hành .51 B ng 4.3 Các thơng s c a mơ hình t ng th t l λ l = 50 .54 B ng 4.4: Các c p l u l B ng 4.3: M c n ng th c hi n thí nghi m mơ hình 58 c không ch h l u .59 B ng 4.5: K t qu thí ngh m xác đ nh h s l u l ng m t s ph ng án thí nghi m .62 B ng 4.6: V n t c trung bình (m/s) t i m t c t th ng l u tràn .65 B ng 4.7: Giá tr áp su t m ch đ ng áp su t tr ng h p thí nghi m 66 B ng 4.8: K t qu tính tốn thí nghi m mơ hình phân đo n đ xác đ nh kh n ng x 74 B ng 4.9: Giá tr m ch đ ng áp su t m t tràn d ng WES 75 CÁC HÌNH Hình 1.1: M t s hình nh cơng trình tràn cao Vi t Nam .5 Hình 1.2 Bi u đ phân b m ch đ ng phân b chu n c a m ch đ ng áp su t .9 Hình 1.3: Phá hu bê tơng c t thép b ph i c a đ p PleiKrông .10 Hình 2.1: M t c t th c d ng c a đ p tràn không chân không 14 Hình 2.2 Các d ng m t c t c a tràn phi chân không Crighe-Ofixerop .15 Hình 2.3: Các d ng m t c t tràn tiêu chu n c a WES ng v i h s góc nghiêng b m t th ng l u 17 Hình 2.4: Hình d ng đ u vào tr bin 19 Hình 2.5: S đ đ xác đ nh h s m h s C .20 Hình 2.6 B trí đ p tràn bên b ph i – cơng trình thu n Lai Châu 22 Hình 2.7: M t c t đ p hình thang 22 Hình 2.8: M t c t đ p có chân khơng .23 Hình 2.9: M t c t đ p khơng có chân khơng 23 Hình 2.10: M t c t đ p tràn có c a van .24 Hình 2.11: Các lo i t ng cánh tr c ng ng tràn .25 Hình 1.12 Quan h (P/H ) (m nghiêng /m th ng ) 27 Hình 2.13: Phân b áp su t m t tràn tr ng h p có bán kính cong n i ti p 28 Hình 2.14: Phân b áp su t m t tràn tr ng h p có bán kính cong n i ti p 30 Hình 3.1: Hình nh máy móc thi t b đo 39 Hình 3.1: Hình nh máy móc thi t b đo (ti p theo) 40 Hình 4.1: B trí t ng th cơng trình thu n Lai Châu 46 Hình 4.2: C t d c tràn thu n Lai Châu .47 Hình 4.3: M t b ng cơng trình tràn x sâu thu n Lai Châu 48 Hình 4.4 : Ph ng án l a ch n cho thi t k cơng trình tràn Lai Châu .50 Hình 4.6: B trí m t c t đo đ ng m t n c, v n t c th ng h l u cơng trình tràn mơ hình 56 Hình 4.7 : M t c t, th y tr c m đo v n t c, đ ng m t n c đ p tràn .57 Hình 4.8 : B trí n đo, m đo áp m t đ p tràn 58 Hình 4.9: ng cong kh ng ch m c n c h l u (D3+1000m) 60 Hình 4.10: nh h ng hình th c đ u tr pin đ n kh n ng tháo 71 Hình 4.11: nh h ng n i ti p h l u 72 Hình 4.12: nh h ng c a cao đ m i phun 73 Hình 4.13: So sánh kh n ng x ph ng án tính tốn ph ng án thí nghi m .74 Hình 4.14: Áp su t trung bình đ u tràn m t tháo c p l u l ng c a ph ng án tiêu n ng đáy (PA3) 75 Hình 4.15: Áp su t trung bình đ u tràn m t tháo c p l u l ng c a ph ng án m i phun (PA1÷PA2) 76 M U a Tính c p thi t c a đ tài p tràn m t nh ng h ng m c ch y u quan tr ng c a nhi u cơng trình th y l i Nó có nhi m v x l u l ng th a mùa l đ gi s an tồn cho tồn b cơng trình.V i nhi m v nh v y ch đ th y l c c a đ p tràn x n c y u t quan tr ng quy t đ nh kh n ng làm vi c c ng nh hi u qu c a đ p tràn i vói cơng trình l n, có đ p cao, l u l ng x l l n, đ p tràn r t d b h h ng ch đ th y l c khơng thu n d n đ n xâm th c Khi nghiên c u ch đ th y l c c a đ p tràn ta xem xét y u t sau: hình d ng m t c t tràn, tràn có hay khơng c a van nh h ng co h p c a van không m h t, hình d ng c a tr bên tr pin gi a đ n h s co h p biên, h s l u l ng b ph n ti p khí i v i hình d ng m t c t tràn chia làm lo i chính: đ p tràn thành m ng, đ p tràn m t c t th c d ng, đ p tràn đ nh r ng Trong đ p tràn th c d ng hình cong khơng chân khơng d ng WES Ofixerop đ c ng d ng nhi u nh t n c ta hi n M t s đ p tràn cao có tràn MC Ofixerop: Hịa Bình, Thác Bà Sơng Hinh YaLy đ p có tràn MC d ng WES: S n La, C a t, SeSan 3, Bình i n … V tràn không c a van hay tràn t tràn có b trí tr pin, c a van, đ m c a c a van, h s co h p đ ng c a van h s co h p bên hình d ng tr pin s nh h ng r t l n đ n kh n ng tháo c a tràn Ngoài h s l u l ng ph thu c vào h s l u l ng d n xu t (xác đ nh b ng th c nghi m), h s hi u ch nh c t n c, h s hình d ng c ng quy t đ nh l ng tháo qua tràn i v i tràn không chân không b ph n ti p khí r t quan tr ng đ b o v m t tràn khơng b xâm th c Vì v y l a ch n b ph n ti p khí thích h p c ng yêu c u c p thi t đ i v i t ng cơng trình tài nghiên c u nh h ng c a y u t đ n ch đ th y l c đ p tràn ch y u đ i v i lo i m t c t tràn này, s d ng ph ng pháp tính tốn th c nghi m đ xác đ nh kh n ng tháo áp su t m t tràn Sau so sánh, phân tích k t qu tr ng h p có chi ti t k thu t khác đ l a ch n hình th c chi ti t thích h p nh t tài có tính thi t th c vi c thi t k tràn cho cơng trình đ p th y l i th y n b M c đích c a đ tài Nghiên c u nh h ng c a m t s y u t (c a van, hình d ng m t c t tràn, hình d ng c a tr bên tr pin gi a, hình th c ti p khí ) đ n ch đ th y l c c a đ p tràn cao c Ph ng pháp nghiên c u Trong nghiên c u ch y u s d ng ph ⋅ Ph ⋅ Ph ⋅ Ph ⋅ Ph ng pháp sau: ng pháp tính tốn theo lý thuy t ng pháp th c nghi m mơ hình ng pháp so sánh k t qu gi a lý thuy t th c nghi m ng pháp ng d ng đánh giá ch đ th y l c c a cơng trình th c t c th d K t qu nghiên c u ⋅ ánh giá đ c nh h ng c a y u t (c a van, hình d ng m t c t tràn, hình d ng c a tr bên tr pin gi a, hình th c ti p khí ) đ n ch đ th y l c c a đ p tràn cao ⋅ ng d ng đánh giá ch đ th y l c c a cơng trình đ p tràn Th y n Lai Châu e N i dung nghiên c u ⋅ Tính toán theo lý thuy t kh n ng tháo qua tràn áp su t phân b m t tràn ⋅ Ti n hành nghiên c u xây d ng mơ hình theo tiêu chu n t ng t , thí nghi m mơ hình th ng kê k t qu v kh n ng tháo c a tràn áp su t phân b m t tràn ⋅ So sánh phân tích gi a tính toán lý thuy t th c nghi m đ đánh giá nh h ng c a chi ti t k thu t đ n ch đ th y l c tràn L a ch n chi ti t k thu t h p lý, phù h p v i t ng m t c t tràn đ p tràn c a cơng trình Th y n Lai Châu ng d ng đánh giá ch đ th y l c CH NG T NG QUAN V L CC A P TRÀN VÀ CH P TRÀN 1.1 Tình hình xây d ng đ p tràn cao TH Y Vi t Nam Tr c th i m 1990, n c ta có m t s cơng trình thu n l n đ c xây d ng nh Thác Bà, Hồ Bình, Tr An Các cơng trình Liên Xơ c giúp đ v thi t k , nghiên c u chuyên gia xây d ng T 1990 tr l i nhu c u n ng l ng cho phát tri n kinh t c a đ t n c, m t lo t nhà máy thu n l n đ c xây d ng, đa s cơng trình tràn có c t n c cao m hình m t s cơng trình sau: 1.1.1 Cơng trình thu n ng Nai (hình 1.1a) Tràn t ng th c a cơng trình th y n ng nai có m t c t đ p đ c thi t k đ p tràn th c d ng m t c t hình cong khơng chân khơng, đ ng cong tr c đ nh tràn đ c thi t k có d ng theo ph ng trình Mái h l u 1:0,73; bán kính cong chân đ p R = 20m Tồn b đ p g m khoang, chi u r ng m i khoang 15m, m tr m bên phía th ng l u d ng l n trịn, phía h l u vng góc, chi u dày m tr m bên 3,5m, có b trí khe van Cao trình ng ng tràn +665,1m Hình th c tiêu n ng: M i phun, h xói v i góc h t c a m i phun 30o, cao đ m i phun +635,00m áy h xói cao trình +580,0 m Tràn t ng th c a đ u m i cơng trình th y n x th ng nai có khoang, nh ng ng ch s d ng khoang, khoang cu i bên trái ch s d ng tr x y s c Do v y khoang ph i x v i l u l ng h p ng ng v i trình x l khác 1.1.2 Cơng trình Thu n Trung S n (hình 1.b) Theo h s thi t k k thu t cơng trình Th y n Trung S n - t nh Thanh Hóa p tràn x l đ c thi t k có thơng s nh sau: Kích th c khoang tràn (BxH) :14 x 15,0 m; d ng đ p tràn: Ofixerop không chân khơng; cao trình đ nh tràn:162,8m; cao trình ng ng tràn:145m; cao trình m i h t:110,05m; chi u cao đ p tràn l n nh t: 66,66m; h s mái th ng l u đ p tràn: m = 0,35; góc h t: 28o Tràn v n hành đ c b gi a lịng sơng Mã, tràn có khoang, phân chia khoang tràn b ng tr pin đ n tr pin kép, t ng phân dòng tràn đ c n i li n v i tr pin kép 1.1.3 Cơng trình thu n Lai Châu (hình 1.c) Cơng trình x l thu c đ u m i th y n Lai Châu g m có tràn m t x sâu 66 4.3.3.3 K t qu đo áp su t, m ch đ ng áp su t m t tràn B ng 4.7: Giá tr áp su t m ch đ ng áp su t tr TT TT ng h p thí nghi m T1.1 T1.2 T1.3 T1.4 T1.5 T1.6 Chi u cao ¸p su t d h p ,m v฀ m ch đ ng σ p ,m trªn tr฀n- Tuy n (PA1: m i phun CT 225.0 m) Cao ®é toạ độ C p l u l ng Q(m3/s) điểm ®o X (m) Q=27448m3/s Q=20771m3/s Q=15637m3/s Q=11994m3/s (m) σp, m σp, m σp, m σp, m hp, m hp, m hp, m hp, m 271,69 1,20 13,59 0,00 14,14 0,00 13,54 0,00 13,04 0,00 274,31 9,27 14,51 1,82 13,71 0,77 11,96 1,16 10,81 3,30 274,95 14,87 1,18 1,06 1,58 0,30 1,58 0,48 1,68 0,35 272,92 23,60 1,81 0,71 2,91 1,35 3,11 0,62 3,26 0,66 267,49 33,60 0,54 0,39 1,14 1,05 1,59 0,49 1,69 1,51 261,83 40,69 0,95 0,35 1,25 0,25 1,30 0,34 1,20 0,45 Ký hiƯu ®iĨm ®o Tun T1.1 T1.2 T1.3 T1.4 T1.5 T1.6 Chi u cao ¸p su t d h p ,m v฀ m ch đ ng σ p ,m trªn tr฀n- Tuy n (PA1.1: m i phun CT 225.0 m) Cao độ toạ độ C p l u l ng Q(m3/s) 3 ®iĨm ®o X (m) Q=27448m /s Q=20771m /s Q=15637m3/s Q=11994m3/s (m) hp, m hp, m hp, m hp, m σp, m σp, m σp, m σp, m 271,69 1,20 11,36 0,57 13,66 0,29 13,28 0,33 12,73 0,22 274,31 9,27 15,11 1,90 14,09 0,91 13,11 0,20 11,51 0,16 274,95 14,87 6,40 0,41 6,48 0,27 6,48 0,22 5,88 0,17 272,92 23,60 1,43 0,24 2,51 0,23 3,01 0,35 3,21 0,20 267,49 33,60 0,44 0,25 0,94 0,66 1,49 1,09 1,74 0,16 261,83 40,69 1,20 0,25 1,50 0,20 2,05 0,14 2,10 0,12 Ký hiƯu ®iĨm ®o TuyÕn Q=9647m3/s hp, m 11,93 8,81 3,08 2,26 1,54 1,05 σp, m 0,00 2,16 1,07 0,72 0,38 0,71 Q=9647m3/s hp, m σp, m 12,03 0,18 10,11 0,11 5,48 0,23 3,16 0,25 1,84 0,22 2,00 0,20 67 TT TT Chi u cao ¸p su t d h p ,m v฀ m ch đ ng σ p ,m trªn tr฀n- Tuy n (PA1.1.1: m i phun CT 225.0 m) Ký hiệu Cao độ toạ độ C p l u l ng Q(m3/s) ®iĨm ®o ®iĨm ®o X (m) Q=27448m3/s Q=20771m3/s Q=15637m3/s Q=11994m3/s Q=9647m3/s TuyÕn (m) hp, m hp, m hp, m hp, m hp, m σp, m σp, m σp, m σp, m σp, m T1.1 271,69 1,20 11,53 0,44 12,16 0,32 12,38 0,49 T1.2 274,31 9,27 14,86 0,84 13,56 1,00 12,69 0,55 T1.3 274,95 14,87 5,80 0,34 6,20 0,21 6,18 0,25 T1.4 272,92 23,60 1,51 1,29 2,71 0,25 3,18 0,14 T1.5 267,49 33,60 0,09 0,17 1,24 0,08 1,59 0,08 T1.6 261,83 40,69 1,10 0,22 1,60 0,23 1,85 0,12 Ký hiƯu ®iĨm ®o Tun T1.1 T1.2 T1.3 T1.4 T1.5 T1.6 Chi u cao ¸p su t d h p ,m v฀ m ch đ ng σ p ,m trªn tr฀n- Tuy n (PA1.2: m i phun CT 225.0 m) Cao độ toạ độ Q=27448 m3/s Q=20771m3/s Q=15637m3/s Q=11994 m3/s ®iĨm ®o X (m) hp, m hp, m hp, m hp, m σp, m σp, m σp, m σp, m (m) 271,69 1,2 15,38 0,33 15,26 0,28 14,92 0,22 14,39 0,15 274,31 9,27 17,77 0,39 16,4 0,9 14,87 0,57 13,14 0,28 274,95 14,87 6,72 0,25 7,96 0,23 7,75 0,17 7,28 0,12 272,92 23,6 3,15 0,36 4,02 0,16 4,25 0,43 5,28 0,16 267,49 33,6 0,09 4,58 0,09 4,6 0,08 4,43 0,08 262,06 40,86 4,13 0,12 4,26 0,11 4,22 0,1 3,94 0,12 Q=9647m3/s hp, m σp, m 13,58 11,72 6,76 4,29 4,16 3,54 0,13 0,33 0,18 0,21 0,07 0,11 68 TT TT Ký hiƯu ®iĨm ®o TuyÕn T1.1 T1.2 T1.3 T1.4 T1.5 T1.6 Ký hiƯu ®iĨm ®o Tun T1.1 T1.2 T1.3 T1.4 T1.5 T1.6 Chi u cao ¸p su t d h p ,m v฀ m ch đ ng σ p ,m trªn tr฀n- Tuy n (PA1.2.1: m i phun CT 225.0 m) Cao độ toạ độ C p l u l ng Q(m3/s) ®iĨm ®o X (m) PMF 0.01% 0.10% 1% (m) Q=27448m3/s Q=20771m3/s Q=15637m3/s Q=11994m3/s 271,69 274,31 274,95 272,92 267,49 263,64 1,20 9,27 14,87 23,60 33,60 38,66 hp, m 11,73 15,26 5,88 1,36 0,84 6,03 σp, m 0,47 1,04 0,25 0,12 0,11 0,35 hp, m 12,23 12,61 6,48 2,51 1,24 5,78 σp, m 0,30 0,63 0,23 0,19 0,19 0,26 hp, m 12,23 12,36 6,48 3,26 1,94 5,53 σp, m 0,76 0,41 0,24 0,25 0,23 0,28 hp, m 10,98 11,61 5,98 3,11 2,44 5,53 σp, m 0,08 0,34 0,14 0,08 0,12 0,22 Chi u cao ¸p su t d h p ,m v฀ m ch đ ng σ p ,m trªn tr฀n- Tuy n (PA2: m i phun CT 237.5.0 m) Cao độ toạ độ C p l u l ng Q(m3/s) ®iĨm ®o X (m) Q=27448m3/s Q=20771m3/s Q=15637m3/s Q=11994m3/s (m) hp, m hp, m hp, m hp, m σp, m σp, m σp, m σp, m 271,62 -4,52 14,34 0,44 13,73 0,34 274,37 3,27 14,31 0,40 12,52 0,32 274,94 8,94 6,64 0,40 6,16 0,31 272,80 17,60 3,37 0,25 4,46 0,34 267,39 27,60 1,39 0,36 1,32 0,09 261,41 35,04 0,17 0,30 0,10 0,19 5% Q=9647m3/s hp, m 10,98 9,61 5,23 3,11 1,94 4,53 σp, m 0,18 0,28 0,08 0,19 0,24 0,19 Q=9647m3/s hp, m σp, m 69 TT TT Ký hiƯu ®iĨm ®o Tun T1.1 T1.2 T1.3 T1.4 T1.5 T1.6 Ký hiƯu ®iĨm ®o Tun T1.1 T1.2 T1.3 T1.4 T1.5 T1.6 Chi u cao ¸p su t d h p ,m v฀ m ch đ ng σ p ,m trªn tr฀n- Tuy n (PA2.1: m i phun CT 237.5.0 m) Cao độ toạ độ C p l u l ng Q(m3/s) ®iĨm ®o X (m) Q=27448m3/s Q=20771m3/s Q=15637m3/s Q=11994m3/s Q=9647m3/s (m) hp, m hp, m hp, m hp, m hp, m σp, m σp, m σp, m σp, m σp, m 271,62 -4,52 13,09 0,73 14,02 0,43 14,15 0,28 12,71 0,61 12,45 0,33 274,37 3,27 15,11 2,90 14,05 1,66 13,03 1,04 10,02 0,93 10,31 0,81 274,94 8,94 5,68 0,87 6,44 0,43 6,22 0,26 5,77 0,25 5,77 0,39 272,80 17,60 2,41 0,31 3,30 0,32 3,62 0,16 3,66 0,14 3,69 0,20 267,39 27,60 2,15 0,16 1,13 0,11 0,71 0,09 0,49 0,18 0,23 0,54 261,41 35,04 0,84 0,13 0,52 0,09 0,36 0,09 0,33 0,46 0,29 0,27 Chi u cao ¸p su t d h p ,m v฀ m ch Cao độ toạ độ điểm đo X (m) Q=27448m3/s (m) hp, m σp, m 271,62 1,48 14,41 0,97 274,37 9,27 14,25 1,81 274,94 14,94 7,64 0,68 272,80 23,60 2,73 0,65 267,39 33,60 2,12 0,58 261,34 41,04 2,16 0,15 ng σ p ,m trªn tr฀n- Tuy n (PA3 - tiêu đáy) Cấp lu lợng Q (m3/s) Q=20771m /s Q=15637m3/s Q=11994m3/s hp, m hp, m hp, m σp, m σp, m σp, m 14,21 0,54 12,93 0,41 12,42 0,31 13,45 1,88 12,55 1,22 10,95 0,86 6,60 0,44 5,96 0,28 5,77 0,17 3,50 0,66 3,88 0,79 4,33 1,09 1,61 0,47 0,71 0,16 1,80 0,40 0,36 0,18 0,88 0,19 0,43 0,18 Q=9647m3/s hp, m σp, m 12,10 0,19 10,31 0,63 5,90 0,16 0,87 1,36 1,48 0,44 4,46 0,13 70 Chi u cao ¸p su t d h p ,m v฀ m ch đ ng σ p ,m trªn tr฀n- Tuy n (PA3.1: TH x s©u) Ký hiƯu Cao ®é to¹ ®é C p l u l ng Q(m3/s) ®iÓm ®o ®iÓm ®o X (m) PMF 0.01% 0.10% 1% (m) TT TuyÕn Q®Õn=27448m3/s Q®Õn=20771m3/s Q®Õn=15637m3/s Q®Õn=11994m3/s T1.1 T1.2 T1.3 T1.4 T1.5 T1.6 271,62 274,37 274,94 272,80 267,39 261,34 1,48 9,27 14,94 23,60 33,60 41,04 hp, m 12,16 11,78 5,77 2,34 1,35 0,08 σp, m 0,62 0,71 0,49 0,31 0,43 0,13 hp, m 13,25 12,52 6,22 3,37 1,48 0,15 σp, m 0,42 0,06 0,29 0,30 0,09 0,27 hp, m 12,48 11,27 6,16 3,85 1,93 0,08 σp, m 0,35 0,28 0,38 0,13 0,27 0,23 hp, m 12,23 10,05 6,00 3,88 1,61 0,15 σp, m 0,25 0,18 0,28 0,28 0,25 0,23 5% Q®Õn=9647m3/s hp, m 11,78 8,97 5,45 3,50 1,42 0,15 σp, m 0,19 0,18 0,22 0,22 0,43 0,27 71 4.4 Phân tích k t qu tính tốn thí nghi m 4.4.1 V kh n ng tháo 4.4.1.1 nh h H s l ul ng 0.450 0.445 0.440 ng c a hình th c đ u tr Pin PA2 4.5 m PA2 m PA2.1 0.435 0.430 0.425 0.420 0.415 0.410 0.405 7,000 10 PA2.1 12,000 L ul 17,000 27,000 ng x qua tràn Hình 4.10: nh h PA2- 22,000 ng hình th c đ u tr pin đ n kh n ng tháo u tr hai đ ng cong tròn R = 6mc t PA2.1- u tr l n tròn bán kính 2m Dịng ch y vào v i thi t k đ u tr pin PA2 s thu n h n PA2.1 kh n ng x c a ph ng án t t h n PA 2.1 72 4.4.1.2 nh h ng c a n i ti p h l u a) N i ti p m i phun (PA 1) PA1 mặt tràn xả mỈt chi tiÕt A Tû lƯ: 1/1000 8.8 6.0 8.8 4.5 Chi tiÕt A chi tiÕt A 40 Tim tuyến đập 35 4.5 bậc thụt mặt tràn b) N i ti p b tiêu n ng (PA3) chi tiÕt A PA3 6.0 23 4.5 6.0 10 Tim tuyÕn ®Ëp 11 12 50 13 bậc thụt mặt tràn 14 HL10 HL5 HL9 15 16 HL1 HL2 HL3 HL4 HL6 HL7 HL8 mỈt tràn xả mặt 8.8 6.0 8.8 Tỷ lệ: 1/1000 H s L ul ng Chi tiÕt A 0.450 0.445 0.440 0.435 0.430 0.425 0.420 0.415 0.410 0.405 5,000 m PA1 m PA3 10,000 15,000 L ul Hình 4.11: nh h 20,000 25,000 30,000 ng x qua tràn m3/s ng n i ti p h l u Ch đ n i ti p b ng b tiêu n ng l u l ng x l n m c n c h l u cao dòng qu n tr l i m t tràn m nh nh h ng t i m đo s 10 11 ph ng án làm nh h ng kh n ng x c a tràn 73 4.4.1.3 nh h ng c a cao đ m i phun a) Cao đ m i phun 225m (PA1) PA1 mặt tràn xả mặt chi tiÕt A Tû lÖ: 1/1000 8.8 6.0 8.8 4.5 Chi tiÕt A chi tiÕt A 40 Tim tuyÕn ®Ëp 35 4.5 bậc thụt mặt tràn b) Cao m i phun 237.5m (PA2) PA2 mặt tràn xả mặt 8.8 6.0 8.8 Tû lÖ: 1/1000 Chi tiÕt A 40 10 11 12 chi tiÕt A 30° 13 14 15 4.5 chi tiÕt A PA2 h s l ul ng 4.5 0.450 0.445 0.440 0.435 0.430 0.425 0.420 0.415 0.410 0.405 m PA1 m PA2 - 5,000 10,000 L ul Hình 4.12: nh h 15,000 20,000 25,000 30,000 ng x qua tràn m3/s ng c a cao đ m i phun chênh t đ nh tràn xu ng cao đ m i phun nh h n h s l u l h n ng c ng nh 74 4.4.2 So sánh k t qu tính tốn k t qu thí nghi m B ng 4.8: K t qu tính tốn thí nghi m mơ hình phân đo n đ xác đ nh kh n ng x TT 10 k t qu tính tốn K t qu thí nghi m H b n Qtính tốn MNTL Q thí nghi m MNTL (m) (m) (khoang) (m3/s) tính tốn (m3/s) thí nghi m (m) PA1.2.1 (m) 14,5 159 276 162 276,10 14,5 1774 280 1613 279,90 14,5 2327 281 2590 281,66 14,5 3646 283 3571 283,15 12 14,5 6806 287 6461 286,90 14 14,5 8618 289 8808 289,45 18 14,5 12678 293 12451 292,67 22 14,5 17281 297 17507 296,95 27 14,5 23581 302 24151 302,00 28 14,5 24903 303 26884 304,00 300 c th 295 290 M cn ng l u (m) 305 285 MNTL tính tốn (m) Z PA1.2.1 280 275 5000 10000 L ul Hình 4.13: So sánh kh n ng x ph 15000 20000 25000 30000 ng x qua tràn (m3/s) ng án tính tốn ph ng án thí nghi m So sánh k t qu tính tốn v i k t qu thí nghi m mơ hình phân đo n (hình 4.13 b ng 4.8) bi u th k t qu tính k t qu thí nghi m mơ hình phân đo n v kh n ng tháo c a đ p tràn không k đ n nh h ng c a b i l ng h ch a Các k t qu bi u th hình v cho th y trùng h p gi a tính tốn theo thí nghi m sai s gi a chúng không v t 5% T kh n ng tháo ta có: 75 - Khi MNTL = MNDBT = 295m Q = 15000 m3/s - Khi MNTL = MNGC = 297m Q = 17300m3/s - Khi MNTL = PMF =302,82m Q = 24770m3/s 4.4.3 V áp su t m t tràn Profil đ u tràn đ c l a ch n không chân khơng V i c t n c profil hóa H, đ c tính b ng: MNTL=PMF=27,82m (trong tính tốn đ xây d ng profil l y tròn 28,00m, t c cao đ PMF = 303,0m) Cao đ đ nh đ p tràn l y 275,00m Áp l c c t n c trung bình đ u tràn t t c tr ng h p tính toán t t c n g n tr c c a khoang c nh tr pin đ u d ng (áp su t âm khơng xu t hi n) (t m đo 1÷6 c a tr ng h p thí nghi m), ví d m c n c h =MNDBT áp su t y kho ng 4m (xem hình 4.14 4.15) Khi t ng m c n c h lên đ n PMF áp su t có su h ng gi m (đi m đo 1), nh ng v n có giá tr d ng M ch đ ng áp su t m t tràn max c a t t c tr ng h p thí nghi m đ t σp < 3,3m (b ng 4.9) B ng 4.9: Giá tr m ch đ ng áp su t m t tràn d ng WES TT Tên thí nghi m PA1 PA1.1 PA1.1.1 PA1.2 PA1.2.1 PA2 PA2.1 PA3 PA3.1 PA3 1,8 2,7 0, 24 Q=27448 Q=20771 Q=15637 Q=11994 Q=9647 6,28 12,8 9,16 Giá tr σp max (t m 1÷6) Tuy n Tuy n 2,65 3,3 1,48 1,9 0,5 1,29 0,9 0,65 1,25 2,47 0,44 0,49 2,9 1,09 1,88 0,95 0,45 2,07 7 Hình 4.14: Áp su t trung bình đ u tràn m t tháo c p l u l n ng đáy (PA3) ng c a ph ng án tiêu 76 1,3 2, 47 0,4 Q= 27448 Q= 20771 Q= 15637 Q= 11994 Q= 9647 1,9 1,2 2,3 10,98 14,8 10,2 15,4 12,3 PA1.1 Q= 27448 Q= 20771 Q= 15637 Q= 11994 Q= 9647 6,53 PA1 PA1.2 2,5 O (0;275) 1,8 3 3,8 8,23 17,1 14,9 PA1.2.1 Q= 27448 Q= 20771 Q= 15637 Q= 11994 Q= 9647 6 6' 6" 2, 4,1 2,6 5,68 3,3 0, 17 Q=27448 Q=20771 Q=15637 Q=11994 Q=9647 1,3 12,5 PA2.1 Q= 27448 Q= 20771 10,6 14,3 14,3 O 6,64 PA2 Hình 4.15: Áp su t trung bình đ u tràn m t tháo c p l u l m i phun (PA1÷PA2) ng c a ph ng án 77 4.5 K t lu n ch ng IV Cơng trình x m t đ u m i th y n Lai Châu g m có khoang, kích th c 14,5x20m đ u vào d ng phi chân khơng có cao trình đ nh 275,00m, l i gà k t c u c p khí t i cao trình 261,24 mái d i có đ d c 1:0,75, m i phun có bán kính R= 40,0m, cao trình m th p nh t (đi m võng) 211,75m góc α= 30 cao trình cu i m i h t 225,0 m Trong ch ng tác gi trình bày chi ti t cách tính tốn kh n ng tháo c a đ p tràn v i tr ng h p l PMF có k t qu tính cho tr ng h p m c n c khác xác đ nh đ c kh n ng x thơng s thu l c c n xác đ nh v n t c, m c n c th ng l u tràn (v trí t 3÷5H o ); L u l ng đ u vào đ c đo b ng máng ch nh t đ t khu v c c p n c vào mơ hình xác đ nh đ c áp su t trung bình đo b ng pizomet ( ng thu tinh n i v i m đo áp m t tràn) xác đ nh áp su t m ch đ ng dùng máy có đ u đo áp su t WIKA (W557 W134) Các phân tích v k t qu tính toán lu n v n th hi n đ c kh n ng tháo b nh h ng s khác c a: hình th c đ u tr pin; c a ti p khí m t tràn; c a n i ti p h l u; c a chi u cao m i phun V áp su t m t tràn: giá tr áp su t m t tràn đo đ c đ u cho giá tr d ng M ch đ ng áp su t m t tràn max c a t t c tr ng h p thí nghi m đ t σp < 3,3m So sánh k t qu tính k t qu thí nghi m mơ hình phân đo n v kh n ng tháo c a đ p tràn không k đ n nh h ng c a b i l ng h ch a 78 K T LU N VÀ KI N NGH Các k t qu đ t đ c c a lu n v n Lu n v n giành cho vi c nghiên c u nh h ng c a y u t đ n ch đ thu l c c a đ p tràn cao, ph n ch y u t p trung nghiên c u v kh n ng x áp su t m t tràn không chân không d ng WES Ophixerop Các k t qu đ t đ c nh sau: Các m t c t đ p tràn không chân không d ng WES Ophixerop đ u đ c xây d ng theo qu đ o c a n c r i t sau đ p tràn thành m ng nên v c b n d ng m t c t không khác nhi u So sánh c th cho th y c t n c tràn cao, m t tràn Ophixerop có chân r ng h n so v i tràn WES nguyên t c xây d ng, m t Phixerop có l n sâu h n v phía n c S sai khác có th nh n th y đ p có c t n c tràn cao Khi m t tràn WES có th su t hi n chân khơng nh kéo theo h s l u l ng c a m t tràn WES có cao h n m t tràn Ophixerop m t chút L i th có th đu c khai thác kh ng ch đ chân không m t tràn đ n m c khơng gây rung đ ng khí th c Kh n ng tháo n c qua đ p tràn ph thu c nhi u y u t khác nh v trí đ p t ng th m t b ng, hình d ng c a vào, m t c t đ p tràn, c t n c tràn, l u t c t i g n Khi tính tốn c n phân tích k đ c m cơng trình đ l a ch n mơ hình h s tính tốn phù h p đ đ t đ c đ xác yêu c u Trong tr ng h p cơng trình quan tr ng (C p II tr lên) ho c cơng trình có nh ng đ c m khác nhi u so v i đ p tràn d ng chu n đ c nghiên c u k đ a vào s tay tính tốn c n ph i nghiên c u thí nghi m mơ hình thu l c đ ki m ch ng l i k t qu tính tốn kh n ng tháo n c qua đ p tràn Nghiên c u thí nghi m mơ hình c ng c n thi t cho vi c xác đ nh áp su t m t tràn nh m không ch m c đ chân không ph m vi cho phép Thí nghi m mơ hình thu l c đ i v i đ p tràn cao c n đ c thi t k đ m b o u ki n t ng t v hình h c, đ ng h c đ ng l c h c Kích th c mơ hình c n ch n đ l n đ đ m b o đ xác yêu c u; s d ng thi t b đo có đ xác cao vào tn th quy trình đo đ c ch t ch đ đ m b o đ xác Trong thi t k c n quy ho ch seri thí nghi m đ đ t đ thi t v i s l n thí nghi m nh t Nghiên c u áp d ng cho đ p tràn Lai châu c k t qu c n 79 ⋅ ã tính toán xác đ nh đ c kh n ng tháo c a đ p tràn g m khoang, chi u r ng m i khoang 14,5m m t c t tràn d ng WES TVTK l a ch n, ng v i m c n c th ng l u khác i chi u v i k t qu tính tốn c a t v n thi t k ch đ c nh ng m khác bi t lu n v n đ c p k nh h ng c a y u t khác đ n kh n ng tháo ⋅ i chi u v i k t qu thí nghi m mơ hình thu l c cho th y k t qu sai khác không 5% Nh v y t k t qu nghiên c u l a ch n đ c s đ công th c tính tốn cho phù h p đ đ m b o đ xác c n thi t ⋅ K t qu đo áp su t m t tràn Lai châu (theo thí nghi m mơ hình thu l c) cho th y áp su t m t tràn đ t giá tr d ng m i tr ng h p x l , k c x l PMF Nh v y đ p tràn đ m b o bao an toàn v rung đ ng khí th c khu v c đ nh đ p Do xây d ng m t tràn l y c t n c l n nh t ( ng v i l PMF) đ làm c t n c đ nh hình nên m t tràn nên di n tràn l n (kh i l ng đ p tràn l n); H s l u l ng c a đ p tràn m c trung bình khơng khai thác đ c m t tích c c c a chân không x v i c t n c cao Vì v y ch n tr s c t n c đ nh hình xây d ng m t c t đ p tràn v n c n ph i ti p t c đ c nghiên c u đ có nh ng quy đ nh phù h p H ng ti p t c nghiên c u i v i đ p tràn cao v n nhi u v n đ c n ti p t c nghiên c u đ làm rõ quy lu t đ a khuy n cáo c n thi t cho ng nghiên c u nh sau: ⋅ Nghiên c u đ đ a đ xây d ng m t c t tràn i thi t k M t s h ng ti p t c c quy đ nh c th v xác đ nh c t n c đ nh hình ⋅ Nghiên c u kh n ng khí hố, khí th c m t tràn g gh c c b gi i pháp đ phòng khí th c cho m t tràn ⋅ Nghiên c u v n đ v hình thành s ng mù tràn x l nh h đ n an tồn c a cơng trình lân c n ng c a 80 TÀI LI U THAM KH O [1] GS-TS Nguy n C nh C m, GS-TS Nguy n V n Cung, GS-TS L u Công ào, GS-TS nguy n Nh Khuê, GS-TS Võ Xuân Minh, GS-TS Hoàng V n Quý, GSTS V V n Tào (2006): Giáo trình Th y l c t p II, T xu t b n Nông nghi p ng i h c Th y l i, nhà [2] Nguy n C nh C m, V V n T o Nguy n Nh Khuê (2007): Th y l c I, Nhà xu t b n Xây D ng, Hà N i [3] GS-TS Nguy n Chi n (2011): Tính tốn th y l c cơng trình tháo n mơn Th y công, Tr ng i h c Th y l i, Hà N i c, b [4] GS-TS L u Công ào, Nguy n V n Tài biên d ch t tài li u ti ng Nga: S tay tính toán th y l c, tái b n l n 2, nhà xu t b n Xây d ng Hà N i [5] Nguy n Xuân ng, Tr nh Tr ng Hàn, Nguy n Xuân Tr công t p 1, Nhà xu t b n Xây D ng, Hà N i [6] Nguy n Xuân ng (2005): Th y ng, Hồng V n Q, Ngơ Trí Vi ng (2005): Cơng trình tháo l đ u m i th y l i, Nhà xu t b n Xây D ng, Hà N i [7] PGS-TS Tr n Qu c Th ng (ch biên), PGS-TS V Thanh Te (2007): p tràn th c d ng, Vi n khoa h c Th y l i, nhà xu t b n Xây D ng [8] B nông nghi p phát tri n Nông thôn (2005): S tay k thu t th y l i, Nhà xu t b n Nông nghi p [9] P.G.Kixelep (1960): C m nang tính tốn th y l c (B n d ch) ... pháp nghiên c u d K t qu nghiên c u .2 e N i dung nghiên c u CH NG T NG QUAN V P TRÀN VÀ CH TH Y L C C A P TRÀN 1.1 Tình hình xây d ng đ p tràn cao. .. tài Nghiên c u nh h ng c a m t s y u t (c a van, hình d ng m t c t tràn, hình d ng c a tr bên tr pin gi a, hình th c ti p khí ) đ n ch đ th y l c c a đ p tràn cao c Ph ng pháp nghiên c u Trong nghiên. .. x 15,0 m; d ng đ p tràn: Ofixerop không chân không; cao trình đ nh tràn:162,8m; cao trình ng ng tràn:145m; cao trình m i h t:110,05m; chi u cao đ p tràn l n nh t: 66,66m; h s mái th ng l u đ p