Bài viết Sơ đồ kết cấu và tính toán thủy lực cống tiêu nước đáy ao nuôi tôm thâm canh kiểu ống chữ T đục lỗ trình bày về kết cấu cống, tính toán thủy lực cống, xác định hệ số lưu lượng của cống bằng thực nghiệm. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung bài viết để nắm bắt nội dung chi tiết.
Sơ đồ kết cấu tính toán thủy lực Cống tiêu nước đáy ao nuôi tôm thâm canh kiểu ống chữ T đục lỗ Mai Thế Hùng Tóm tắt: Tiêu nước ao nuôi vấn đề quan trọng nuôi tôm thâm canh Có nhiều loại cống tiêu nước cho ao nuôi tôm, cống tiêu nước đáy loại cống có nhiều ưu điểm bật sử dụng nhiều vùng nuôi tôm giới nước ta loại cống đưa vào ứng dụng số vùng nuôi tôm thâm canh ven biển Cống có kết cấu kích thước khác biệt với loại cống tiêu nước kiểu hở đặt bờ ao Trên sở thực nghiệm khu nuôi tôm thâm canh Tân An, Yên Hưng, Quảng Ninh tác giả đề xuất việc xác định hệ số lưu lượng qua cống nhằm đơn giản hóa việc tính toán thủy lực xác định quy mô kích thước cống tiêu nước loại I Mở đầu: Cống tiêu nước đáy ao loại cống sử dụng cho vùng nuôi tôm thâm canh tập trung, ưu điểm loại cống tháo lớp cặn bã, chất thải tích đọng lại trình nuôi, làm đáy ao, cải thiện điều kiện môi trường ao nuôi Điều kiện cần thiết để sử dụng cống tiêu nước đáy chênh lệch mực nước khu nuôi với nơi nhận nước tiêu lớn, việc tiêu nước thực tự chảy hoàn toàn Vì cống tiêu đáy thường lắp đặt vùng nuôi cao triều cao triều Cống tiêu nước đáy kiểu ống chữ T đục lỗ loại cống sử dụng số khu nuôi tôm thâm canh nước ta Sau xin giới thiệu kết cấu phương pháp tính toán thủy lực cống tiêu nước đáy loại này, áp dụng khu nuôi tôm công nghiệp Tân An, Yên Hưng, Quảng Ninh, nhằm cung cấp tài liệu tham khảo phục vụ cho công tác quy hoạch thiết kế vùng nuôi tôm thâm canh II Kết cấu cống: Cống có dạng chữ T nhựa tổng hợp PVC, cánh chữ T phận thu nước gồm hai đoạn ống chiều dài đoạn 4m, đục nhiều lỗ nhỏ xung quanh, đường kính lỗ 5mm, khoảng cách lỗ 25mm ống thu nước nối vào ống dẫn cửa tiêu nước chảy kênh tiêu nhánh Tại cửa có cút 900 nối với đoạn ống thẳng đứng để mở cống cần tiêu nước Bộ phận chữ T đặt đáy ao, toàn ống đặt sâu cách đáy ao khoảng cách lớn đường kính ống (hình1) Hình 1: Sơ đồ kết cấu cống tiêu nước đáy ao nuôi kiểu ống chữ T đục lỗ 73 III Tính toán thủy lực cống: thức Ansun: 3.1 Sơ đồ tÝnh to¸n: 68 k (6) 0,11 td d Re Giá trị lấy theo bảng tính sẵn Annsun - ra = HƯ sè lu lỵng cđa cèng xác định theo công thức: (7) , 25 Hình 2: Sơ đồ tính toán thủy lực cống 3.2 Công thức tính toán: Trường hợp chảy tự kh«ng khÝ: Q 2gH Trêng hợp chảy ngập: Q 2gz l íi nhËp l u 90 (1) 74 Trong ®ã: l lµ chiỊu dµi vµ d lµ ®êng kÝnh ống dẫn nước tiêu (2) Trong đó: hệ số lưu lượng; diện tích tiết diện ống dẫn nước tiêu; z0 chênh lệch mực nước ao nuôi kênh tiêu có kể lưu tốc đến gần H0 cột nước thượng lưu tính đến tâm ống có kể lưu tốc đến gần Thực tế loại cống tiêu đáy ao chế độ chảy qua cống hầu hết chảy ngập, dùng công thức (2) để tính toán thủy lực cống Xác định hệ số lưu lượng : Căn sơ đồ tính toán, tổn thất cục qua cống gồm: tổn thất qua ống đục lỗ (lưới), tổn thất vị trí nhập lưu ống, tổn thất cút 900 tổn thất cửa Tổng hệ số tổn thất cục là: c = lưới lỗ + nhËp lu + 90 + ra (3) - líi lỗ: xác định theo công thức A.D.Ansun: lưới lỗ = (0,675 + 1,575) F/Fèng (4) Trong ®ã: F- diƯn tích tổng cộng lỗ; Fốngdiện tích tiết diện ống S¬ bé cã thĨ lÊy líi=56 - nhËp lu: xác định theo bảng tra thủy lực, nhập lưu = 3,0 - 90: phụ thuộc vào tỷ số bán kính góc ngoặt đường kính ống (R/d) hệ số sức cản dọc đường đường ống , tra bảng tính theo công thức A.D.Ansun: d 90 0,2 0,001100 (5) R Trong đó: Hệ số xác định theo công l d IV Xác định hệ số lưu lượng cđa cèng b»ng thùc nghiƯm: ViƯc tÝnh to¸n hƯ sè theo công thức (7) phức tạp, để đơn giản hóa công việc tính toán tác giả tiến hành thực nghiệm tiêu nước qua cống tiêu đáy khu nuôi tôm thí điểm Tân An, Yên Hưng nhằm rót hƯ sè lu lỵng thùc tÕ qua cèng tt Các thông số ao nuôi, kênh cống tiêu sau: - Ao hình vuông, lượn tròn góc, khoảng cách tim bờ 70m x 70m (ao nhá) vµ 100m x 100m (ao lín) BỊ réng mặt bờ 2,0m; hệ số mái bờ m=1,25 Chiều sâu từ đỉnh bờ xuống đáy ao 2,0m - Kênh tiêu: Chiều rộng đáy b=1,0 m; hệ số mái kênh m=1,25, độ dốc đáy kênh i=0,005, chiều rộng mặt bờ B=2 m - Cống tiêu nước: đường kính ống bao gồm đoạn chữ T đục lỗ đoạn ống dẫn kênh tiêu nhánh 0,21m, đoạn ống dẫn dài 39m, độ dốc i= 1% Tiến hành tháo nước qua cống tiêu đáy, đo độ hạ thÊp mùc níc theo thêi gian, th«ng qua quan hƯ F~Hao tính toán lưu lượng nước tiêu qua cống hệ số lưu lượng thực tế ứng với trường hợp, kết cụ thể trình bày bảng Lưu lượng qua cống tính toán lại theo công thức (2) để kiểm tra lại kết đo Kết tính toán lưu lượng trình bày bảng Trong bảng hệ số xác định theo công thức (7), = 0,27 Bảng 1: Kết đo đạc lưu lượng qua cống tiêu đáy ống đục lỗ TTA o Thời Độ sâu Độ hạ Chênh Diện tích Lượng Lưu lượng Hệ số lưu ao TB (m2) nước tiêu (m3) tiêu (m3/h) lượng thực tÕ tt gian tiªu níc ao thÊp MN lƯch MN (phót) (cm) (cm) (cm) 50 150 3,1 138 4317,9 133,8 160,6 0,248 50 50 45 153 148 145 3,1 3,0 2,8 140 135 133 4327,8 4311,3 4301,7 134,2 129,3 120,4 161,0 159,2 160,6 0,246 0,242 0,252 45 45 45 142 157 160 2,7 2,9 3,0 130 142 148 4295,5 4341,3 4351,0 115,9 125,9 130,5 154,5 167,9 174,0 0,245 0,255 0,259 10 50 60 60 162 160 157 3,2 1,9 1,8 148 147 142 4357,3 9020,5 9006,5 139,4 171,4 162,1 167,3 171,4 162,1 0,249 0,256 0,246 Bảng 2: Kết tính toán lưu lượng tiêu qua cống theo lý thuyết Ao số Hệ số lưu lượng tính toán Diện tích tiết diện ống tiêu (m2) Độ sâu nước ao (m) Chênh lệch MN ao kênh tiêu (m) Lưu lượng tính toán (m3/h) Chênh lệch (%) so với Q thực tế 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,0346 0,0346 0,0346 0,0346 0,0346 0,0346 0,0346 1,50 1,53 1,48 1,45 1,42 1,57 1,60 1,38 1,40 1,35 1,33 1,30 1,42 1,48 175,0 176,3 173,1 171,8 169,8 177,5 181,2 + 8,2 + 8,7 +8,0 + 6,5 + 9,0 + 5,4 + 4,0 10 0,27 0,27 0,27 0,0346 0,0346 0,0346 1,62 1,60 1,57 1,48 1,47 1,42 181,2 180,6 177,5 + 7.7 + 5,1 + 8,7 KÕt bảng cho thấy chênh lệch lưu lượng tiêu thực tế lưu lượng tính toán không lớn lắm, dao động khoảng (+4,0 +9,0)% chứng tỏ có phù hợp tính toán đo đạc thực tế Lưu lượng tiêu thực tế nhỏ lưu lượng tính toán dòng chảy qua cống tiêu đáy bao gồm nhiều chất cặn bã lắng đọng gây ảnh hưởng đến khả thoát nước qua cống, phần điều kiện thực nghiệm trường, chưa khống chế hết yếu tố ảnh hưởng Giá trị trung bình hệ số lưu lượng thùc tÕ qua cèng lµ tb = 0,25 Thùc nghiƯm tiến hành với hai loại ao có kích thước khác (trên 4000m2 75 9000m2), nhìn chung sai khác hệ số lưu lượng tiêu hai loại ao không đáng kể Tuy nhiên thùc nghiƯm chØ tiÕn hµnh víi ao cã diện tích lớn nên để có kết luận xác cần có thêm thực nghiệm loại ao nµy Do viƯc thùc nghiƯm phơ thc rÊt lín vµo điều kiện sản xuất đơn vị nuôi tôm (Xí nghiệp nuôi tôm Tân An, Yên Hưng), nên việc bố trí phương án chiều dài đoạn ống đục lỗ khác để tăng thêm ý nghĩa cho thực nghiệm khó khăn Vì xem hạn chế phương pháp thí nghiệm điều kiện thực tế sản xuất cụ thể V Kết luận: Cống tiêu nước đáy ao nuôi loại cống có nhiều ưu điểm hệ thống thủy lợi phục vụ nuôi tôm thâm canh Bên cạnh ưu điểm cải thiện chất lượng môi trường nước ao nuôi nhiều ưu điểm khác như: kết cấu đơn giản, việc lắp đặt, vận hành tiện lợi, cống làm việc an toàn có độ bền sử dụng cao Từ kết thực nghiệm tiêu nước khu nuôi tôm thí điểm Yên Hưng đề nghị sử dụng hệ số lưu lượng = 0,25 tính toán thiết kế sơ loại cống tiêu đáy có kết cấu kích thước tương tự khu nuôi tôm thâm canh vùng ven biển nước ta tài liệu tham khảo - P.G Kixêlep, A.D Annsun, N.V Danhinsenkô (1984), Sổ tay tính toán thủy lực, Bản tiếng Việt Lưu Công Đào, Nguyễn Tài dịch, Nhà xuất Mir Maxcơva - Nhà xuất Nông nghiệp Hµ Néi Abstract Structure Layout and Hydraulic Calculation of a Bottom Sluice Gate in Intensive Shrimp Pond Type of T – Pipe Holed Drainage from shrimp ponds is an important issue for intensive shrimp farming There are many types of sluice gate used for water drainage from shrimp ponds, in which, the bottom sluice gate (TPipe holed) is one that has many strong points and is used popularly in many shrimp culture areas in the world This type of sluice gate has been applying to a few of coastal intensive shrimp farming areas in Vietnam Structure and dimension of this sluice gate are very different from open types of sluice gate placed at the dike of pond In this paper, the author recommends a procedure for calculating discharge coefficient aiming to simplify hydraulic calculation for size and dimension of this sluice gate based on the results of experiments carried out at the intensive shrimp culture plant Tan An, Yen Hung district, Quang Ninh province Ngêi ph¶n biƯn: TS Ngun Thu HiÒn 76 ... lưu t c đến gần Thực t loại cống tiêu đáy ao chế độ chảy qua cống hầu h t chảy ngập, dùng công thức (2) để t nh toán thủy lực cống Xác định hệ số lưu lượng : Căn sơ đồ t nh toán, t n th t cục... K t qu¶ t nh toán lưu lượng tiêu qua cống theo lý thuy t Ao số Hệ số lưu lượng t nh toán Diện t ch ti t diện ống tiêu (m2) Độ sâu nước ao (m) Chênh lệch MN ao kênh tiêu (m) Lưu lượng t nh toán. .. sản xu t cụ thể V K t luận: Cống tiêu nước đáy ao nuôi loại cống có nhiều ưu điểm hệ thống thủy lợi phục vụ nuôi t m thâm canh Bên cạnh ưu điểm cải thiện ch t lượng môi trường nước ao nuôi nhiều