Bài viết trình bày trình bày một số kết quả thí nghiệm được thực hiện với thiết bị thấm và thoát nước S1 do công ty Armfield (Anh) sản xuất. Những kết quả này được so sánh với các kết quả lý thuyết đã trình bày trong một bài viết trước.
KHOA HỌC CƠNG NGHỆ NGHIÊN CỨU DỊNG THẤM KHƠNG ỔN ĐỊNH TRONG BỜ SƠNG(2)THÍ NGHIỆM Huỳnh Thanh S ơn Trường Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh Tóm tắt:Bài báo trình bày trình bày số kết thí nghiệm thực với thiết bị thấm nước S1 cơng ty Armfield (Anh) sản xuất Những kết so sánh với kết lý thuyết trình bày báo trước Chiều cao nước rỉ biên hạ lưu điều đáng ý thí nghiệm này, đòi hỏi lưu ý hiệu chỉnh mơ hình tốn lý thuyết Từ khóa:dòng thấm, thiết bị thí nghiệm, kết thí nghiệm, chiều cao nước rò rỉ Summary:The paper presents some time-varying experimental results that are realized in the S1 - Drainage and Seepage Tank manufactured by Armfield Company (UK) These results are then compared with the theoretical results presented in the previous paper Water leakage height at the downstream edge of riverbank is a problem that needs to be addressed and corrected from theoretical results Keywords:seepage, experimental equipment, exprerimental results, water leakage height * 1.GIỚI THIỆU Bờ sơng bị xói lở nhiều ngun nhân, dòng thấm bờ sông nguyên nhân bỏ qua Việc nghiên cứu lý thuyết dòng thấm khơng ổn định với mơ hình tốn giải tích tốn số trình bày báo trước 1 Bài báo tập trung trình bày việc nghiên cứu dòng thấm thí nghiệm 2.THÍ NGHIỆM 2.1 Mơ tả thiết bị thí nghiệm Hình Sơ đồ mặt trước thiết bị Thí nghiệm thấm thực thiết bị S1 – Drainage and Seepage Tank Cơng ty Armfield (Anh Quốc) sản xuất Hình trình bày sơ đồ mặt trước mặt bên thiết bị với kích thước tính cm 2 Ngày nhận bài: 13/12/2017 Ngày thơng qua phản biện: 26/3/2018 Ngày duyệt đăng: 17/4/2018 Hình Sơ đồ mặt bên thiết bị TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 44 - 2018 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Hình trình bày ảnh chụp thiết bị thực tế Phòng thí nghiệm Tài nguyên nước trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG TP HCM Hình Đường bão hòa ứng với mực nước hạ lưu cm Hình Thiết bị thí nghiệm thấm Thiết bị cho phép thực hàng chục thí nghiệm thấm khơng áp (qua mơ hình khối đất có mái nghiêng hay thẳng đứng, cọc, ) có áp (dưới mơ hình đáy không thấm, ) [2] 2.2 Các bước tiến hành thí nghiệm Bước 1: Rải cát vào bể chứa (giữa màng ngăn) Bước 2: Bơm nước vào cao độ khảo sát - Thượng lưu: Giữ cố định mực nước vị trí 45cm - Hạ lưu: M ực nước thay đổi ứng với vị trí 5, 10, 15, 20 cm Bước3: Tiến hành đo đạc vị trí đường bão hòa ứng với chiều cao nước tăng dần hạ lưu (5, 10, 15, 20 cm) Hình minh họa xác định đường bão hòa ứng với trường hợp mực nước hạ lưu = cm Bước 4: Sau khảo sát ghi nhận số liệu trường hợp mực nước hạ lưu, tiến hành xác định hệ số thấm K Cho nước thượng lưu chảy liên tục,dùng bình thể tích hứng lượng nước tràn hạ lưu(qua ống nhựa hạ lưu) phút (hình 5) Hình Bình đo lưu lượng thấm 2.3 Kết thí nghiệm * Xác định độ dẫn suất thủy lực K: V (cm ) H (cm) h (cm) 541,7 45 23 A (cm2) t (s) 220 60 VH 0,0008 m / s t Ah * Giá trị mực nước đường bão hòa đo ứng với trường hợp MNHL thayđổi K TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 44 - 2018 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Bảng Kết thí nghiệm MNHL (5cm) x (cm) 80 70 60 50 40 30 20 10 43 41 38 35 33 30 27 22 15 MNHL MNHL (10cm) (15cm) H (cm) 43 43 42 42 40 40 37 37 35 35 32 33 30 32 25 26 17 21 MNHL (20cm) 43 42 41 38 35 34 33 28 23 Hình So sánh kết thí nghiệm tính tốn lý thuyết (phương pháp SPHH, sơ đồ ẩn, MNHL = 10 cm) Hình Kết thí nghiệm 3.SO S ÁNH GIỮA KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ LÝ THUYẾT Sau so sánh kết thí nghiệm lý thuyết (xác định đường bão hòa phương pháp sai phân hữu hạn, sơ đồ ẩn phương trình tuyến tính hóa (3) 1) cho MNHL khác Hình 7.So sánh kết thí nghiệm tính tốn lý thuyết (phương pháp SPHH, sơ đồ ẩn, MNHL = cm) Hình 9.So sánh kết thí nghiệm tính tốn lý thuyết (phương pháp SPHH, sơ đồ ẩn, MNHL = 15 cm) Hình 10 So sánh kết thí nghiệm tính tốn lý thuyết (phương pháp SPHH, sơ đồ ẩn, MNHL = 20 cm) TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 44 - 2018 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Bảng S số tương đối kết thí nghiệm (HTN) tính tốn (HTT) MNHL MNHL MNHL MNHL (5cm) (10cm) (15cm) (20cm) x (cm) 80 70 60 50 40 30 20 10 δ (%) = (HTN - HT T ) / HTN 4.7 0.0 5.3 11.4 21.2 30.0 40.7 50.0 66.7 4.7 2.4 7.5 10.8 18.6 25.0 35.0 40.0 41.2 4.7 0.0 5.0 8.1 14.3 19.7 28.1 26.9 28.6 4.7 0.0 4.9 6.6 8.6 14.7 21.2 17.9 13.0 Bảng 4.Kết tính tốn lý thuyết (lấy MNHL giá trị thực đo) x(cm) 80 70 60 50 40 30 20 10 MNHL MNHL MNHL MNHL (5cm) (10cm) (15cm) (20cm) H (cm) 45 45 45 45 41.5 41.5 42 42.5 38 38 39 40 34 34.5 36 37 30 30.5 33 34 26 27 30 31 22 23.5 27 28.5 18.5 20 23.5 25.5 15 17 20 23 Từ hình (7) (10) bảng trên, rút số nhận xét sau: (i)Có khác biệt kết lý thuyết thí nghiệm, trường hợp mực nư ớc hạ lưu (MNHL) thấp (trong thí nghiệm cm) Khi MNHL t ăng khác biệt giảm (ii) Sự khác biệt lớn thường tìm thấy biên hạ lưu (vị trí x = 0) có tượng nước rỉ (thể qua đại lượng gọi chiều cao nước rỉ quen thuộc xác định dòng thấm qua đập đất) mà xác định đường bão hòa phương pháp lý thuyết không xét đến Khi MNHL lớn chiều cao nước rỉ giảm chênh lệch mực nước thượng lưu giảm dẫn đến lưu lượng thấm qua khối đất giảm đồng thời chiều cao nước tăng (iii)Có thể điều chỉnh kết tính tốn lý thuyết cách áp đặt giá trị (thực đo) vào biên MNHL Bảng hình (11) (14) trình bày kết tính mực nước đườngbãohòavới MNHL giá trị thực đo Hình 11 So sánh kết thí nghiệm tính tốn lý thuyết (phương pháp SPHH, sơ đồ ẩn, MNHL = cm) Hình 12 So sánh kết thí nghiệm tính tốn lý thuyết (phương pháp SPHH, sơ đồ ẩn, MNHL = 17 cm) TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 44 - 2018 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Bảng Sai số kết tính tốn thí nghiệm (có kể đến độ rỉ nước biên hạ lưu) MNHL (5cm) Hình 13 So sánh kết thí nghiệm tính tốn lý thuyết (phương pháp SPHH, sơ đồ ẩn, MNHL = 20 cm) x (cm) 80 70 60 50 40 30 20 10 MNHL (10cm) MNHL (15cm) MNHL (20cm) δ (%) = (HTN - HT T ) / HTN 4.7 1.2 0.0 2.9 9.1 13.3 18.5 15.9 0.0 4.7 1.2 5.0 6.8 12.9 15.6 21.7 20.0 0.0 4.7 0.0 2.5 2.7 5.7 9.1 15.6 9.6 4.8 4.7 1.2 2.4 2.6 2.9 8.8 13.6 8.9 0.0 Có thể thấy xét thêm chiều cao nước rỉ (ở giả định MNHL tính tốn MNHL đo đạc) khác biệt lý thuyết thí nghiệm cải thiện nhiều: từ 66,7 % bảng 21,7% bảng 2.5 Kết luận Hình 14 So sánh kết thí nghiệm tính tốn lý thuyết (phương pháp SPHH, sơ đồ ẩn, MNHL = 23 cm) Kết thí nghiệm cho thấy diện chiều cao nước rỉ biên hạ lưu dòng thấm, điều chưa xem xét mơ hình tốn giải tích tốn số trình bày báo (1) 1 Để tăng độ xác xác định đường bão hòa khối đất bờ sơng việc cải tiến vị trí biên hạ lưu dòng thấm cần thiết TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Huỳnh Thanh Sơn (2018) Nghiên cứu dòng thấm khơng ổn định bờ sông: (1) lời giải giải tích tốn số Tạp chí Khoa học cơng nghệ thủy lợi Số 01/2018 (dự kiến) [2] Armfield Limited (2011) S1-Drainage and Seepage Tank- Instruction Manual UK TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 44 - 2018 ... kết thí nghiệm tính tốn lý thuyết (phương pháp SPHH, sơ đồ ẩn, MNHL = 10 cm) Hình Kết thí nghiệm 3.SO S ÁNH GIỮA KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ LÝ THUYẾT Sau so sánh kết thí nghiệm lý thuyết (xác định. .. đất bờ sơng việc cải tiến vị trí biên hạ lưu dòng thấm cần thiết TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Huỳnh Thanh Sơn (2018) Nghiên cứu dòng thấm khơng ổn định bờ sơng: (1) lời giải giải tích tốn số Tạp chí... Phòng thí nghiệm Tài nguyên nước trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG TP HCM Hình Đường bão hòa ứng với mực nước hạ lưu cm Hình Thiết bị thí nghiệm thấm Thiết bị cho phép thực hàng chục thí nghiệm thấm