Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói cống định trung tỉnh bến tre

B GIÁO D C VÀ ÀO T O TR NG TR NGHIÊN C U CH B NÔNG NGHI P VÀ PTNT I H C THU L I NG TRUNG TH O TH Y L C VÀ GI I PHÁP TIÊU N NG PHÒNG XÓI C NG NH TRUNG T NH B N TRE LU N V N TH C S TP H CHÍ MINH – 2015 B GIÁO D C VÀ ÀO T O B NÔNG NGHI P VÀ PTNT TR NG TR I H C THU L I NG TRUNG TH O NGHIÊN C U CH TH Y L C VÀ GI I PHÁP TIÊU N NG PHÒNG XÓI C NG NH TRUNG T NH B N TRE Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y Mã ngành: 60580202 LU N V N TH C S Ng ih ng d n khoa h c: TS Nguy n Thanh H i GS.TS T ng c Th ng TP H CHÍ MINH – 2015 i L I CAM OAN Tôi xin cam đoan đ tài lu n v n s n ph m nghiên c u c a riêng cá nhân Các s li u k t qu lu n v n trung th c ch a đ công b t t c công trình nghiên c u tr d n đ c c T t c trích c ghi rõ ngu n g c TP H Chí Minh, ngày 01 tháng n m 2015 TÁC GI Tr ng Trung Th o ii L IC M N Sau th i gian th c hi n lu n v n, v i s ph n đ u n l c c a b n thân d i s giúp đ t n tình c a th y cô, b n bè đ ng nghi p, lu n v n: ’’Nghiên c u ch đ th y l c gi i pháp tiêu n ng phòng xói c ng Trung t nh B n Tre’’đã đ nh c hoàn thành Tác gi xin chân thành c m n đ n toàn th th y giáo, cô giáo tr h c Th y l i, khoa Sau đ i h c, khoa Công trình tr ng tâm gi ng d y tác gi su t trình h c t p t i tr ng i i h c Th y l i t n ng Tác gi xin bày t lòng bi t n sâu s c t i TS Nguy n Thanh H i GSTS T ng c Th ng h ng d n, giúp đ t n tình th i gian tác gi làm lu n v n Tác gi xin chân thành g i l i c m n t i lãnh đ o t p th C s Tr ng i h c Th y l i, Phòng nghiên c u Th y công Th y l c - Vi n Khoa h c Th y l i Mi n Nam đ ng viên t o u ki n thu n l i v m i m t su t th i gian tác gi h c t p làm lu n v n Do u ki n th i gian có h n, ki n th c h n ch nên khuôn kh c a lu n v n không th tránh kh i nh ng m khuy t, r t mong nh n đ cs giúp đ chân thành c a th y cô, anh ch b n bè đ ng nghi p đ lu n v nđ c hoàn thi n h n TP H Chí Minh, ngày 01 tháng n m 2015 TÁC GI Tr ng Trung Th o iii M CL C M U 1 Tính c p thi t c a đ tài M c đích c a đ tài Cách ti p c n Ph K t qu đ t đ N i dung c a lu n v n CH ng pháp nghiên c u c NG 1: T NG QUAN V CÔNG TRÌNH NGHIÊN C U 1.1 T ng quan v tiêu n ng phòng xói sau c ng c m th y l c n i ti p th 1.1.1 ng h l u công trình c ng 1.1.1.1 N i ti p ch y đáy sau b c 1.1.1.2 N i ti p ch y m t sau b c 1.1.2 Các gi i pháp n i ti p h l u công trình 1.1.2.1 Tiêu n ng dòng đáy 1.1.2.2 Tiêu n ng dòng m t 1.1.2.3 Tiêu n ng phóng xa 1.2 ánh giá s b tình hình xói l h l u công trình c ng khu v c đ ng b ng sông C u Long ( BSCL) 10 1.2.1 Tình hình xói l h l u công trình c ng khu v c đ ng b ng sông C u Long 10 1.2.2 Nguyên nhân gây xói l sau c ng 13 1.2.3 ánh giá vai trò nguyên nhân gây xói l sau c ng 15 1.3 Nh ng k t qu nghiên c u có liên quan đ n đ tài 15 1.4 c m t nhiên khu v c nghiên c u 18 1.4.1 V trí đ a lý, đ c m đ a hình khu v c nghiên c u 18 iv 1.4.2 a ch t khu v c nghiên c u 19 1.4.3 Th nh ng 22 1.4.4 Khí h u 22 1.4.5 Th y v n - ngu n n 1.4.6 Di n bi n m c n c 23 c 24 1.4.7 Nh n xét đánh giá đ c m t nhiên khu v c nghiên c u liên quan đ n tiêu n ng phòng xói sau c ng 24 1.5 K t lu n ch CH ng 25 NG 2: PHÂN TÍCH N I TI P VÀ TIÊU N NG SAU C NG 26 2.1 Phân tích lý thuy t 26 2.1.1 c m dòng ch y ý ngh a c a vi c tiêu n ng phòng xói sau c ng vùng tri u 26 2.1.1.1 c m dòng ch y sau c ng 26 2.1.1.2 Ý ngh a c a vi c tiêu n ng phòng xói 26 2.1.2 c m th y l c n i ti p sau công trình b c th p, c t n c th p 27 2.1.3 Các d ng đ c tr ng xói l h l u c ng vùng tri u 28 2.1.3.1 Hình thành h xói sau b tiêu n ng 28 2.1.3.2 Xói l vai sau t ng cánh 29 2.2 Phân tích y u t đ c tr ng liên quan đ n tiêu n ng phòng xói sau c ng vùng tri u 29 2.2.1 a ch t công trình 29 2.2.2 Ch đ th y l c 30 2.2.3 Hình th c k t c u c ng 31 2.2.3.1 V hình th c k t c u t ng đ m c a van 31 2.2.3.2 V hình th c k t c u b tiêu n ng 34 2.2.3.3 V hình th c k t c u sân sau, h phòng xói 35 v 2.3 Mô hình v t lý lý thuy t t ng t 36 2.3.1 Khái ni m v mô hình 36 2.3.1.1 Mô hình 36 2.3.1.2 Mô hình hóa 37 2.3.1.3 Mô hình v t lý 37 2.3.1.4 Mô hình toán 38 2.3.2 Lý thuy t t ng t thi t l p mô hình nghiên c u 38 2.3.2.1 Khái ni m chung 38 2.3.2.2 T ng t hình h c 39 2.3.2.3 T ng t đ ng h c 39 2.3.2.4 T ng t đ ng l c h c 40 2.3.2.5 Mô hình kênh d n hay đo n sông th 2.4 Xác đ nh ph ng h l u công trình 41 ng trình t ng quát nghiên c u thí nghi m c ng nh Trung 43 2.4.1 Ph ng trình t ng quát xác đ nh k t c u tiêu n ng phòng xói 43 2.4.2 Ph ng trình t ng quát cho thí nghi m kênh d n 46 2.5 K t lu n ch CH ng 48 NG 3: NGHIÊN C U CH TH Y L C VÀ GI I PHÁP TIÊU N NG XÓI C NG 3.1 T ng quan v công trình c ng NH TRUNG 50 nh Trung 50 3.1.1 V trí đ a lý công trình 50 3.1.2 Qui mô nhi m v c a c ng nh Trung 50 3.1.2.1 Qui mô công trình 51 3.1.2.2 Nhi m v công trình 51 3.1.3 Tính toán s b xác đ nh kích th c ng c h th ng tiêu n ng phòng xói nh Trung [14] 52 3.1.3.1 Tính toán chi u dài sân tiêu n ng 52 3.1.3.2 Tính toán chi u dài sân sau 53 vi 3.1.3.3 Tính toán chi u sâu h xói 53 3.1.4 S c n thi t ph i thí nghi m mô hình th y l c h th ng tiêu n ng phòng xói c ng nh Trung 54 3.2 C s lý thuy t gi i pháp tiêu n ng phòng xói c ng 3.2.1 c m làm vi c (th y l c) c ng nh Trung 55 nh Trung 55 3.2.2 C s khoa h c đ xu t gi i pháp tiêu n ng phòng xói c ng nh Trung 56 3.2.3 xu t đ nh h ng gi i pháp tiêu n ng phòng xói c ng nh Trung 58 3.3 M c đích nhi m v thí nghi m mô hình 60 3.3.1 M c đích thí nghi m mô hình 60 3.3.2 Nhi m v thí nghi m mô hình 60 3.4 Nghiên c u mô hình th c nghi m 61 3.4.1 Các tài li u c b n thí nghi m mô hình 61 3.4.2 Thi t k mô hình hóa 61 3.4.2.1 Ch n lo i mô hình 61 3.4.2.2 Ch n t l mô hình 62 3.4.2.3 Ph m vi b trí mô hình 63 3.4.2.4 V t li u làm mô hình 63 3.4.2.5 Xây d ng mô hình 65 3.4.2.6 Ki m tra u ki n gi i h n Reynolds 65 3.4.3 Các thi t b đo đ c thu th p s li u 65 3.4.3.1 D ng c đo cao đ 65 3.4.3.2 D ng c đo l u l ng 66 3.4.3.3 Thi t b đo m c n c 66 3.4.3.4 o áp su t m ch đ ng 66 3.4.3.5 D ng c đo l u t c 66 3.4.3.6 Thi t b l u tr x lý s li u 66 vii 3.5 Thí nghi m ph c ng ng án thi t k (PATK) v m t th y l c n i ti p sau nh Trung 67 3.5.1 Hình th c k t c u tiêu n ng phòng xói ph 3.5.2 K t qu thí nghi m ph 3.6 N i dung thí nghi m ph ng án thi t k 67 ng án thi t k 67 ng án s a đ i 69 3.6.1 K t c u tiêu n ng phòng xói phía đ ng 69 3.6.2 K t c u tiêu n ng phòng xói phía sông 72 3.6.3 K t qu thí nghi m ph ng án s a đ i 74 3.6.3.1 K t c u tiêu n ng phòng xói phía đ ng 74 3.6.3.2 K t c u tiêu n ng phòng xói phía sông 76 3.6.4 Ph ng án đ ngh ch n 77 3.7 Thí nghi m ph c v công tác v n hành c ng 3.7.1 Tr ng h p tiêu n nh Trung 79 c t đ ng sông (Tiêu đ c bi t v i s c a [...]... và ph pháp nghiên c u, k t qu d ki n đ t đ c ng 4 Ch ng 1: T ng quan v công trình nghiên c u Ch ng 2: Phân tích n i ti p và tiêu n ng sau c ng Ch ng 3: Nghiên c u ch đ th y l c và gi i pháp tiêu n ng phòng xói c ng nh Trung K T LU N 1 K t qu và đánh giá k t qu nghiên c u 2 T n t i và ki n ngh 3 Nh ng v n đ c n nghiên c u ti p Các tài li u tham kh o Ph l c 5 CH NG 1: T NG QUAN V CÔNG TRÌNH NGHIÊN C U... nh y đ tiêu hao n ng l các công trình tháo n chi u sâu n c ng th a c ây là hình th c th ng dùng nh t trong i u ki n c b n c a hình th c tiêu n ng này là h l u ph i l n h n chi u sâu liên hi p th hai c a n nh y h h > h c ” đ đ m b o sinh n c nh y ng p, và tiêu n ng t p trung Hình 1.3: Tiêu n ng dòng đáy tiêu n ng dòng đáy th ng dùng các bi n pháp công trình sau: - Tiêu n ng b ng b tiêu n ng - Tiêu n... C ng nh Trung là m t trong nh ng c ng thu c d án h th ng th y l i B c B n Tre giai đo n I đ vi p I, xã c xây d ng t i c a sông nh Trung, huy n Bình nh Trung thu c ph m i, t nh B n Tre Công trình d ki n có qui mô g m 4 c a, m i c a r ng 10m, đ m b o cho xà lan 200 t n đi qua, c a c ng đóng m hai chi u b ng thép không g C ng nh Trung cùng v i các công trình khác trong h th ng th y l i B c B n Tre khi... công trình c ng nh Trung, t nh B n Tre T k t qu nghiên c u công trình c th này, có th rút ra nh ng k t lu n có tính tham kh o cho nh ng công trình có đi u ki n và hình th c t ng t 2 M c đích c a đ tài - xu t đ c gi i pháp tiêu n ng phòng xói h p lý, khuy n cáo cách th c v n hành h p lý, d báo xói l kênh d n th Trung t nh B n Tre; ng, h l u c ng nh 3 - B c đ u khái quát nh ng k t qu nghiên c u và rút... lân c n tuy n c ng Do đó vi c nghiên c u ch đ th y l c n i ti p th nh h ng h l u nh m h n ch t i đa các ng b t l i c a dòng ch y khi qua công trình là v n đ khoa h c có ý ngh a th c ti n và mang tính th i s V i nh ng lý do phân tích nêu trên, tác gi ch n đ tài: Nghiên c u ch đ th y l c và gi i pháp tiêu n ng phòng xói c ng nh m tìm ra đ nh Trung t nh B n Tre c hình th c tiêu n ng h p lý, khuy n cáo... tr c đây có liên quan đ n n i dung nghiên c u c a đ tài 5 K t qu đ t đ c Lu n v n sau khi hoàn thành s đ t đ - Tìm đ c m t s k t qu sau: c k t c u tiêu n ng phòng xói h p lý, khuy n cáo cách th c v n hành h p lý cho công trình c ng nh Trung, t nh B n Tre; - D báo xói l có th x y ra đ i v i đo n kênh d n th ng, h l u c ng nh Trung; - B c đ u khái quát nh ng k t qu nghiên c u và rút ra nh ng k t lu n... công trình sau: - Tiêu n ng b ng b tiêu n ng - Tiêu n ng b ng t c ng tiêu n ng - Tiêu n ng k t h p c t ng và b c 8 Trong tiêu n ng đáy, l u t c đáy r t l n, m ch đ ng mãnh li t, đ t giá tr l n c v t n s và biên đ , có kh n ng gây xói l n ng, gi m đ sâu sau n t ng hi u qu tiêu c nh y b ng b trí thi t b tiêu n ng ph nh m nhám, d m tiêu n ng, t o t ng phân dòng đ khuy ch tán đ u h l u, t o s xung kích... ch y càng mãnh li t và t ng ma sát gi a dòng ch y v i các thi t b đó làm tiêu hao m t ph n n ng l th ng dùng v i c t n c th p, đ a ch t n n t ng Tiêu n ng dòng đáy ng đ i kém 1.1.2.2 Tiêu n ng dòng m t Dòng ch y c a hình th c tiêu n ng này tr ng thái ch y m t (Hình 1.4) Hi u qu tiêu n ng dòng m t không kém nhi u so v i hình th c tiêu n ng đáy (có th đ t 65%), nh ng chi u dài sân sau ng n h n 1/2 ÷1/5... n tiêu n ng, k t c u tiêu n ng phòng xói tr ng thái này t n t i c nên làm gi m hi u qu c a b ng th i đã ki n ngh thay mái b c th ng đ ng b ng mái b c m ≥ 3 ho c mái cong y=0,01x2 nh m t o ra dòng ch y xi t d i đáy b đ tiêu hao có hi u qu h n n ng l ng d c a dòng ch y 4 Nghiên c u c a GS.TS Tr n Nh H i và nhóm nghiên c u đã tìm ra gi i pháp l đã đ i, g , ng ng, sân sau, h phòng xói là m t k t qu nghiên. .. CÁC B NG BI U Trang B ng 1.1: Ch tiêu c lý c a đ t 20 B ng 1.2: Phân tích th nh ng khu v c nghiên c u .22 B ng 3.1: B ng tính chi u dài sân tiêu n ng 52 B ng 3.2: B ng tính chi u dài sân sau 53 B ng 3.3: B ng tính chi u sâu h xói 54 B ng 3.4: Các sê ry thí nghi m s a đ i tiêu n ng phía đ ng 70 B ng 3.5: Các sê ry thí nghi m s a đ i tiêu n ng phía sông 72 B ng 3.6: