Bài giảng thủy văn_Chương 7-8

Trỉåìng ÂH Bạch Khoa - ÂN, Khoa XD - TLTÂ Bi ging thy vàn II CHỈÅNG VII TÊNH TOẠN ÂIÃƯU TIÃÚT L 7.1 ÂÀÛT VÁÚN ÂÃƯ. Nhiãûm vủ cå bn ca tênh toạn âiãưu tiãút dng chy l lm tàng lỉu lỉåüng ma kiãût v gim nh lỉu lỉåüng ma l. Trong pháưn tênh toạn âiãưu tiãút l chụng ta phán têch tçm hiãøu mäüt pháưn ca nhiãûm vủ âọ. Mủc âêch ca tênh toạn âiãưu tiãút l l thäng qua tênh toạn lm tha mn cạc u cáưu phng l â âãư ra, củ thãø l: - Tçm dung têch phng l håüp l (V pl ). - Xạc âënh lỉu lỉåüng x l låïn nháút (q max ) an ton xúng hả lỉu. - Tênh kêch thỉåïc ca cäng trçnh x l (kháøu âäü cäúng, chiãưu räüng âáûp trn .). - Âënh ra phỉång thỉïc váûn hnh kho nỉåïc. Viãûc tênh toạn âiãưu tiãút l dỉûa trãn cå såí phán têch xạc âënh mäüt säú tham säú âàûc trỉng nhỉ: tiãu chøn phng l, nỉåïc l thiãút kãú, lỉu lỉåüng x l an ton, mỉûc nỉåïc hản chãú åí hả lỉu v.v . 7.1.1. Phán têch mäüt säú tham säú âàûc trỉng. 1. Tiãu chøn phng l v nỉåïc l thiãút kãú. Tiãu chøn phng l l mỉïc âäü phng l cho mäüt vng no âọ, vê du: tiãu chøn phng l ca mäüt thë tráún l 1% cọ nghéa l thë tráún âọ chäúng âỉåüc nhỉỵng tráûn l trung bçnh trong v ng 100 nàm xy ra mäüt láưn. Khi chn tiãu chøn phng l phi càn cỉï vo mỉïc âäü quan trng ca vng âỉåüc phng l v phán têch tçnh hçnh phạt triãøn ca nãưn kinh tãú qúc dán mäüt cạch ton diãûn vãư mi màût. Cáưn phán biãût r rng tiãu chøn phng l cho mäüt vng våïi tiãu chøn thiãút kãú phng l ca cäng trçnh thy cäng. Âäúi våïi cäng trçnh thy cäng nãúu bë phạ våỵ gáy nãn mäüt thiãût hải låïn. Do váûy âãø âm bo an ton cho mäüt säú cäng trçnh thy cäng quan trng thỉåìng cọ tiãu chøn phng l tỉång âäúi cao (táưn sút thiãút kãú nh). Trong thỉûc tãú âäúi våïi nhỉỵng cäng trçnh cọ táưn sút thiãút kãú nh ngỉåìi ta c n dng âãún táưn sút kiãøm tra âãø âãư phng nhỉỵng tráûn l låïn báút thỉåìng cọ thãø xy ra phạ hoải cäng trçnh. Dỉûa vo tiãu chøn phng l cho hả lỉu, tiãu chøn thiãút ca cäng trçnh âãø chn mỉûc nỉåïc l thiãút kãú tỉì ti liãûu thỉûc âo. Tỉì mỉûc nỉåïc l thiãút kãú quút âënh âãún quy mä kêch thỉåïc cäng trçnh do váûy khi chn cáưn chụ tháûn trng. 2. Lỉu lỉåüng x l an ton v mỉûc nỉåïc l khäúng chãú. Th.s, GVC Nguùn Bn Trang 32 Trổồỡng H Baùch Khoa - N, Khoa XD - TLT Baỡi giaớng thuớy vn II Lổu lổồỹng xaớ luợ an toaỡn laỡ lổu lổồỹng lồùn nhỏỳt coù thóứ chaớy qua loỡng sọng haỷ lổu maỡ khọng gỏy nón ngỏỷp luỷt cho vuỡng õổồỹc phoỡng luợ. Khi choỹn lổu lổồỹng naỡy cỏửn cn cổù vaỡo khaớ nng thoaùt luợ cuớa doỡng sọng haỷ lổu vaỡ qua tờnh toaùn kinh tóỳ õóứ xaùc õởnh phổồng aùn tọỳi ổu. Vồùi yóu cỏửu phoỡng luợ õaợ õởnh, nóỳu lổu lổồỹng xaớ luợ an toaỡn nhoớ thỗ dung tờch phoỡng luợ cuớa kho nổồùc lồùn gỏy nón hióỷn tổồỹng ngỏỷp luỷt ồớ thổồỹng lổu vaỡ vọỳn õỏửu tổ xỏy dổỷng cọng trỗnh tng lón, nhổng mỷt khaùc chi phờ cho vọỳn õỏửu tổ phoỡng luợ haỷ lổu giaớm xuọỳng vaỡ hióỷu ờch phoỡng luợ haỷ lổu tng lón. Nóỳu choỹn lổu lổồỹng xaớ luợ lồùn thỗ ngổồỹc laỷi. ọỳi vồùi vuỡng õổồỹ c phoỡng luợ ngổồỡi ta coù thóứ lỏỳy mổỷc nổồùc khọỳng chóỳ thay cho lổu lổồỹng xaớ luợ an toaỡn õóứ thóứ hióỷn tióu chuỏứn phoỡng luợ seợ tióỷn lồỹi hồn. Thổồỡng õọỳi vồùi tổỡng õoaỷn sọng thỗ quan hóỷ mổỷc nổồùc vaỡ lổu lổồỹng khaù chỷt cheợ, ổùng vồùi mọỹt mổỷc nổồùc khọỳng chóỳ seợ xaùc õởnh õổồỹc mọỹt lổu lổồỹng xaớ luợ thờch hồỹp. 7.1.2 Vỏỳn õóử cồ baớn vaỡ taỡi lióỷu cỏửn thióỳt khi tờnh toaùn õióửu tióỳt luợ. 1.Caùc vỏỳn õóử cồ baớn cỏửn giaới quyóỳt khi tờnh toaùn õióửu tióỳt luợ cho kho nổồùc. Khi bừt tay vaỡo tờnh toaùn õióửu tióỳt luợ cỏửn giaới quyóỳt hai vỏỳn õóử lồùn nhổ sau: a) Khi kho nổồùc khọng coù nhióỷm vuỷ phoỡ ng luợ cho vuỡng haỷ lổu. Trong trổồỡng hồỹp naỡy laỡm thóỳ naỡo õóứ õaớm baớo an toaỡn cho cọng trỗnh thuớy cọng laỡ chuớ yóỳu, do vuỡng haỷ lổu khọng coù yóu cỏửu phoỡng luợ. Dổỷa vaỡo mổùc õọỹ quan troỹng cuớa cọng trỗnh õởnh ra cỏỳp cọng trỗnh, tổỡ õoù xaùc dởnh ra tióu chuỏứn thióỳt kóỳ. b) Khi kho nổồùc coù nhióỷm vuỷ phoỡng luợ cho vuỡng haỷ lổu. Trong trổồỡng hồỹp naỡy tờnh toaùn õióửu tióỳt luợ laỡm thóỳ naỡo õóứ õaớm baớo an toaỡn cho cọng trỗnh thuớy cọng vổỡa õaớm baớo an toaỡn phoỡng luợ cho vuỡng haỷ lổu. ỏy laỡ mọỹt baỡi toaùn so saùnh maỡ dổỷa vaỡo hai tióu chuỏứn phoỡng luợ (cho cọng trỗnh vaỡ cho haỷ lổu), õóứ choỹn ra tióu chuỏứn thióỳt kóỳ thoợa õaùng caớ hai vỏỳn õóử. Vờ du ỷ: Nóỳu tióu chuỏứn phoỡng luợ vuỡng haỷ lổu > tióu chuỏứn an toaỡn cho cọng trỗnh thuớy cọng thỗ lỏỳy tióu chuỏứn phoỡng luợ cho vuỡng haỷ lổu laỡm tióu chuỏứn thióỳt kóỳ. Ngổồỹc laỷi tióu chuỏứn phoỡng luợ vuỡng haỷ lổu < tióu chuỏứn an toaỡn cho cọng trỗnh thuớy cọng thỗ lỏỳy tióu chuỏứn an toaỡn cho cọng trỗnh thuớy cọng laỡm tióu chuỏứn thióỳt kóỳ. ọỳi vồùi caớ hai trổồỡng hồỹp trón khi xaùc õởnh õổồỹc tióu chuỏứn thióỳt kóỳ tióỳn haỡnh tờnh toaùn õióửu tióỳt vồùi luợ thióỳt kóỳ vaỡ luợ kióứm tra so saùnh vồùi caùc phổồng aùn kinh tóỳ choỹn ra kờch thổồùc cuớa cọng trỗnh xaớ luợ, dung tờch phoỡng luợ, phổồng aùn vỏỷn haỡnh . hồỹp lyù nhỏỳt. 2. Caùc taỡi lióỷu cỏửn thióỳt cho tờnh toaùn õióửu tióỳt luợ. óứ coù cồ sồớ cho tờnh toaù n õióửu tióỳt luợ cho kho nổồùc chuùng ta cỏửn xaùc õởnh õổồỹc 3 taỡi lióỷu cỏửn thióỳt nhổ sau: Th.s, GVC Nguyóựn Baớn Trang 33 Trổồỡng H Baùch Khoa - N, Khoa XD - TLT Baỡi giaớng thuớy vn II a) Xỏy dổỷng õổồỡng quan hóỷ mổc nổồùc trong kho (H) vaỡ lổu lổồỹng xaớ luợ (q xaớ ). ổồỡng quan hóỷ naỡy coù lióỷn hóỷ chỷt cheợ vồùi hỗnh daỷng họử, kờch thổồùc vaỡ phổồng thổùc laỡm vióỷc cuớa cọng trỗnh xaớ luợ. Nóỳu cọng trỗnh xaớ luợ laỡ loaỷi õỏỷp traỡn chaớy tổỷ do thỗ: 2/3 1 2 hgBmq xa = (7-1) Trong õoù: m 1 : hóỷ sọỳ lổu lổồỹng chaớy qua õỏỷp traỡn. B: chióửu rọỹng õỏỷp traỡn (m). h: cọỹt nổồùc trón õỏỷp traỡn chaớy tổỷ do (m). Khi cọng trỗnh xaớ luợ laỡ loaỷi cọỳng ngỏửm thi: : ghmq xa 2 2 = (7-2) Trong õoù: m 2 : hóỷ sọỳ lổu lổồỹng chaớy qua cọỳng ngỏửm. : dióỷn tờch mỷt cừt ngang cuớa cọỳng ngỏửm (m 2 ). h: cọỹt nổồùc kóứ tổỡ mổỷc nổồùc thổồỹng lổu õóỳn trung tỏm cọỳng ngỏửm (m). b) Caùc õổồỡng õỷc tờnh cuớa kho nổồùc. Dổỷa vaỡo taỡi lióỷu õo veợ bỗnh õọử loỡng họử õóỳn tuyóỳn cọng trỗnh chuùng ta cỏửn xỏy dổỷng õổồỹc caùc õổồỡng õỷc tờnh nhổ sau: - ổồỡng quan hóỷ giổợa cao trỗnh õốnh õỏỷp (Z) vaỡ dióỷn tờch mỷt họử (F). - ổồỡng quan hóỷ giổợa cao trỗnh õốnh õỏỷp (Z) vaỡ dung tờch họử (V). c) ổồỡng quaù trỗnh nổồùc luợ thióỳt kóỳ. Sau khi so saùnh vaỡ choỹn lổỷa phổồng aùn tọỳi ổu cuớa cỏỳp cọng trỗnh chuùng ta xaùc õởnh õổồỹc tỏửn suỏỳt luợ thióỳt kóỳ. Tổỡ lióỷt taỡi lióỷu thổỷc õo choỹn õổồỡng quaù trỗnh luợ õióứn hỗnh vaỡ thu phoùng õổồỡng quaù trỗnh luợ õoù trồớ thaỡnh õổồỡng quaù trỗnh luợ thióỳt kóỳ. 7-2 PHặNG PHAẽP TấNH TOAẽN IệU TIT LUẻ. 7.2.1. Nguyón lyù cồ baớn cuớa tờnh toaùn õióửu tióỳt luợ. Doỡng chaớy luợ laỡ doỡng chaớy khọng ọứn õởnh, trong tờnh toaùn ngổồỡi ta dổỷa vaỡo hóỷ phổồng trỗnh cồ baớn nhổ sau: 0= + ts Q (7-3a) RC vv s v g v t v gs h i s Z 2 1 + + = = (7-3b) Giaới hóỷ phổồng trỗnh trón rỏỳt phổùc taỷp õóứ õồn giaớn hoùa trong tờnh toaùn õióửu tióỳt luợ ngổồỡi ta õổa ra mọỹt sọỳ giaớ thióỳt sau: Sau khi nổồùc luợ chaớy vaỡo kho vỗ dióỷn tờch Th.s, GVC Nguyóựn Baớn Trang 34 Trỉåìng ÂH Bạch Khoa - ÂN, Khoa XD - TLTÂ Bi ging thy vàn II màût kho quạ räüng v mỉûc kho sáu, âäü däúc âỉåìng màût nỉåïc ráút nh (v = 0) xem nhỉ màût nỉåïc trong kho nàòm ngang cho nãn hãû phỉång trçnh (7-3) cọ dảng: ts Q ∂ ∂ = ∂ ∂ − ω (7-4) ỈÏng dủng trong tênh toạn âiãưu tiãút l cho kho nỉåïc, tỉì cäng thỉïc (7-4) ca dng khäng äøn âënh viãút lải dỉåïi dảng cán bàòng nỉåïc nhỉ sau: (Q - q)dt = Fdh (7-5) Trong âọ: Q: lỉu lỉåüng nỉåïc chy vo kho. q: lỉu lỉåüng nỉåïc tỉì kho chy ra. F: diãûn têch màût nỉåïc trong kho. h: cäüt nỉåïc trong kho tênh theo (7-1) v (7-2). dh dh Hçnh 7-1 h h Tỉì (7-5) biãún âäøi ta cọ: dt dh FqQ =− (7-6) Tỉì (7-5) biãún âäøi ta cọ: dt dh FqQ =− (7-6) Viãút lải cäng thỉïc trãn dỉåïi dảng gáưn âụng nhỉ sau: nãúu xẹt trong thåìi âoản tênh toạn ∆t láúy pháưn dung têch kho ∆V thay cho Fdh, cn Q v q láúy giạ trë trung bçnh trong thåìi âoản. Cäng thỉïc (7-6) viãút lải nhỉ sau: VVVt qq t QQ ∆=−=∆ + −∆ + 12 2121 22 (7-7) Tỉì (7-7) ta tháúy q = f(h) v V = f(H), cho nãn V = f(q) (vç khi cao trçnh x l â âënh thç mỉûc nỉåïc trong kho h v H chè khạc nhau mäüt hàòng säú). Vç thãú ta viãút: q = f(v) (7-8) Váûy cäng thỉïc (7-7) v (7-8) l hai cäng thỉïc cå bn dng âãø tênh toạn âiãưu tiãút l. Th.s, GVC Nguùn Bn Trang 35 Trỉåìng ÂH Bạch Khoa - ÂN, Khoa XD - TLTÂ Bi ging thy vàn II 7.2.2 Phán têch âỉåìng quạ trçnh x l ca kho nỉåïc. Khi tênh toạn âiãưu tiãút l váún âãư ch úu l chụng ta â biãút âỉåìng quạ trçnh l âãún (Q∼t) maxp , tiãún hnïh tênh toạn lỉåüng nỉåïc chỉïa vo kho håüp l (vãư màût phng l m nọi thç lỉåüng nỉåïc âọ l dung têch phng l Vpl), v âỉåìng quạ trçnh x l an ton xúng hả lỉu (q∼t) maxp håüp l. Khi âỉåìng (Q∼t) maxp cọ sàón, nãúu thay âäøi âỉåìng quạ trçnh x l (q∼t) maxp thç dung têch phng l Vpl cng thay âäøi theo. Do âọ phán têch âỉåìng quạ trçnh x l l mäüt váún âãư quan trng trong tênh toạn âiãưu tiãút l. Hçnh 7-2 O V m q m Q ∼ t q ∼ t t m t Q p Sau âáy chụng ta xem xẹt mäüt säú dảng âỉåìng quạ trçnh x l âàûc trỉng thỉåìng gàûp trong kho nỉåïc âäúi våïi cäng trçnh x l khäng cọ cỉía v cọ cỉía âọng måí. 1. Dảng âỉåìng quạ trçnh x l thỉåìng gàûp. Tỉì cäng thỉïc (7-6), ta tháúy h v q l mäüt hm ca t nãn dt dh ta cọ thãø viãút: dt dq dq dh dt dh .= thay vo cäng thỉïc (7-6) ta cọ: qQ dt dq dq dh F −=. (7-9) a) Nãúu cäng trçnh x l l loải âáûp trn. Tỉì cäng thỉïc x l qua âáûp trn (7-1) ta cọ: 3 1 q K dq dh = (7-10) Trong âọ: 3/2 1 1 )( 1 3 2 bm K = (7-11) Thay (7-10), (7-11) vo (7-9) ta âỉåüc: FK qqQ dt dq .1 3 )( − = (7-12) Tỉì (7-12) v xem hçnh (7-2) ta tháúy: Tải thåìi âiãøm (t = 0) khi nỉåïc l bàõt âáưu âãúnï mỉûc nỉåïc trong kho chỉa thay âäøi do âọï cäng trçnh x l khäng hoảt âäüng tỉïc l q = 0, suy ra 0= d t dq , âỉåìng quạ trçnh x l (q∼t) maxp nháûn trủc honh lm tiãúp tuún. Sau thåìi âiãøm (t > 0) lỉu lỉåüng l âãún (q > 0) v (h > 0) nhỉ váûy l måïi âãún Th.s, GVC Nguùn Bn Trang 36 Trổồỡng H Baùch Khoa - N, Khoa XD - TLT Baỡi giaớng thuớy vn II q vaỡ h tng theo thồỡi gian, nón: 0> dt dq vaỡ 0> dt dh do vỏỷy õổồỡng quaù trỗnh xaớ luợ õi lón ồớ goùc phỏửn tổ thổù nhỏỳt. Nhổng trong khoaớng thồỡi gian naỡy lổu lổồỹng luợ õóỳn Q > q nón õổồỡng quaù trỗnh luợ õóỳn (Q t) maxp nũm ồớ phờa trón õổồỡng quaù trỗnh xaợ luợ ( q t) maxp. (xem hỗnh 7-2). Sau khi nổồùc luợ õaỷt õóỳn giaù trở Q max thỗ õổồỡng quaù trỗnh (Q t) maxp õi xuọỳng song õổồỡng quaù trỗnh xaớ luợ vỏựn õi lón do cọỹt nổồùc trong kho cao. óỳn mọỹt luùc naỡo õoù thỗ õổồỡng quaù trỗnh luợ õóỳn vaỡ õổồỡng quaù trỗnh xaớ luợ seợ cừt nhau taỷi thồỡi õióứm t m tổùc laỡ: Q = q, suy ra: 0= dt dq taỷi õoù dổồỡng quaù trỗnh xaớ luợ õaỷt giaù trở q max (xem cọng thổùc 7-12). Qua thồỡi õióứm t m thỗ Q vỏựn tióỳp tuỷc giaớm vaỡ q giaớm nhổng Q < q õóứ xaớ hóỳt lổồỹng nổồùc chổùa trong phỏửn dung tờch phoỡng luợ luùc õoù: 0,0 << dt dq dt dh . Tổỡ cọng thổùc (7-6) ta coù thóứ vióỳt: (7-13) pl ht VFdhdtqQ mm == 00 )( b) Nóỳu cọng trỗnh xaớ luợ laỡ loaỷi lọự. Q p O Q t q t t B t B B V m q max t Tổỡ cọng thổùc (7-2) xaùc õởnh: qK dq dh 2 = (7-14) Trong õoù: 2 2 2 )( 2 m K = Tổỡ cọng thổùc (7-9) ta xaùc õởnh: qKF qQ dt dq 2 = (7-15) Hỗnh 7-3 Taỷi thồỡi õióứm t = 0 thỗ Q = 0, nhổng lổu lổồỹng xaớ luợ q > 0 nhồỡ cọỹt nổồùc coù sún trong kho nón qua thồỡi õióứm t 0 trong khoaớng thồỡi gian q > Q, suy ra: dt dq < 0 õổồỡng quaù trỗnh xaớ luợ õi xuọỳng. óỳn mọỹt luùc naỡo õoù Q tng lón taỷi thồỡi õióứm t 1 thỗ q = Q, suy ra: 0= dt dq do õoù taỷi t 1 õổồỡng quaù trỗnh xaớ luợ õaỷt giaù trở q min .Qua thồỡi õióứm t 1 õổồỡng quaù trỗnh (Qt) vaỡ (qt) coù daỷng giọỳng nhổ phỏửn a. 2. Mọỹt sọỳ daỷng dổồỡng xaớ luợ õỷc bióỷt khi coù cổớa õoùng mồớ. Sau õỏy laỡ mọỹt sọỳ daỷng õổồỡng xaớ luợ cọỳ cổớa õoùng mồớ phuỡ hồỹp vồùi yóu cỏửu õióửu tióỳt cuớa con ngổồỡi õổồỹc thóứ hióỷn qua caùc hỗnh veợ (7-4a, b, c, d). Th.s, GVC Nguyóựn Baớn Trang 37 Trổồỡng H Baùch Khoa - N, Khoa XD - TLT Baỡi giaớng thuớy vn II Hinh (7-4a): khi luợ bừt õỏửu õóỳn thồỡi õióứm t 1 do lổu lổồỹng Q coỡn nhoớ mồớ cổớa cọỳng õióửu chốnh cho Q = q. Qua t 1 duỡ õaợ mồớ hóỳt cổớa song Q > q daỷng õổồỡng quaù trỗnh xaớ luợ (qt) giọỳng nhổ trong trổồỡng hồỹp khọng coù cổớa õoùng mồớ. t 2 t 1 t 3 O Q q q m (q t) V m (b) (Q t) (a) t 2 t 1 O q m V m (q t) Q q (Q t) Hỗnh 7-4 t 3 V m (q t) (Q t) q m O t 1 Q q (c) t 2 (d) t 2 t 1 O Q q q m (q t) (Q t) V m Hỗnh (7-4b): tổỡ thồỡi õióứm t 0 õóỳn trổồùc thồỡi õióứm t 2 õổồỡng quaù trỗnh xaớ luợ giọỳng nhổ hỗnh (7-4a). Taỷi t 2 trồớ õi nóỳu mồớ hóỳt cổớa cọỳng thỗ lổu lổồỹng xaớ luợ seợ vổồỹt quaù q max an toaỡn cho vuỡng haỷ lổu phoỡng luợ. Do vỏỷy õióỡu chốnh khỏứu õọỹ cọùng õóứ laỡm sao q max = const. Hỗnh (7-4c): Trổồỡng hồỹp naỡy coù xeùt õóỳn yóu cỏửu õióửu tióỳt bọứ sung cho vuỡng haỷ lổu õổồỹc phoỡng luợ. Vuỡng phoỡng luợ nũm caùch khaù xa kho nổồùc, khi nổồùc luợ ồớ vuỡng khu giổợa tổồng õọỳi lồùn thỗ kho nổồùc coù nhióỷm vuỷ giaớm bồùt lổu lổồỹng xaớ luợ (õoùng bồùt cọỳng tổỡ t 2 trồớ õi). Lổu lổồỹng xaớ ồớ kho giaớm bao nhióu phaới cn cổù nhổ sau: tọứng lổu lổồỹng xaớ luợ vaỡ luợ bọứ sung cuớa vuỡng giổợa khọng õổồỹc lồùn hồn lổu lổồỹng xaớ luợ an toaỡn. Hỗnh (7-4d): trong trổồỡng hồỹp naỡy coù xeùt õóỳn dổỷ baùo luợ. Nóỳu trỗnh õọỹ dổỷ baùo chờnh xaùc thỗ sau khi coù dổỷ baùo nổồùc luợ, lồỹi duỷng cọỹt nổồùc coù sún trong kho thaùo trổồùc qua cọng trỗnh xaớ luợ. Phỏửn dung tờch xaớ trổồùc naỡy coỡn goỹi laỡ phỏửn dung tờch kho lồỹi duỷng kóỳt hồỹp tổùc laỡ vổỡa phoỡng luợ vổỡa cỏỳp nổồùc. Th.s, GVC Nguyóựn Baớn Trang 38 Trổồỡng H Baùch Khoa - N, Khoa XD - TLT Baỡi giaớng thuớy vn II 7.2.3 Phổồng phaùp tờnh toaùn õióửu tióỳt luợ. Nhióỷm vuỷ cuỷ thóứ cuớa tờnh toaùn õióửu tióỳt luợ laỡ cn cổù vaỡo õổồỡng quaù trỗnh luợ thióỳt kóỳ vaỡ luợ kióứm tra õóứ xaùc õởnh õổồỡng quaù trỗnh lổu lổồỹng xaớ luợ (qt), kờch thổồùc cuớa caùc cọng trỗnh xaớ luợ, tỗm dung tờch phoỡng luợ cuớa kho vaỡ mọỹt sọỳ vỏỳn õóửỡ khaùc. Caùc phổồng phaùp tờnh toaùn thổồỡng chia ra laỡm hai trổồỡng hồỹp: lổu lổồỹng xaớ luợ cọỳ õởnh vaỡ lổu lổồỹng xaớ luợ thay õọứi. Trong phỏửn sau chố chuù troỹng trỗnh baỡy trổồỡng hồỹp lổu lổồỹng xaớ luợ thay õọứi. Trong tờnh toaùn õióửu tióỳt luợ ngổồỡi ta thổồỡng sổớ duỷng phổồng phaùp tờnh toaùn sau: - Phổồng phaùp lỏỷp baớng. - Phổồng phaùp baùn õọử giaớ i. - Phổồng phaùp õọử giaới. Sau õỏy laỡ mọỹt sọỳ phổồng phaùp õổồỹc sổớ duỷng trong thổỷc tóỳ. 1. Phổồng phaùp baùn õọử giaới Pọtapọỳp. Cồ sồớ cuớa phổồng phaùp dổỷa phổồng trỗnh cỏn bũng nổồùc vióỳt dổồùi daỷng: 12 2121 22 VVt qq t QQ = + + (7-16) Trong õoù caùc õaỷi lổồỹng õaợ bióỳt laỡ Q 1 , Q 2 lổu lổồỹng luợ õóỳn chaớy vaỡo kho õỏửu vaỡ cuọỳi thồỡi õoỹan, q 1 , V 1 lổu lổồỹng xaớ luợ vaỡ chổùa luợ õỏửu thồỡi õoaỷn tờnh toaùn. Caùc õaỷi lổồỹng chổa bióỳt cỏửn xaùc õởnh laỡ q 2 ,V 2 lổu lổồỹng xaớ vaỡ chổùa luợ cuọỳi thồỡi õoaỷn tờnh toaùn. óứ xaùc õởnh q 2 , V 2 ta bióỳn õọứi nhổ sau: 222 221121 q t Vq t VQQ + = + + (7-17) Ta bióỳt: q = f(h), V = f(h) do õoù: ) 2 ( q t V fq = (7-18) Tổỡ (7-17) ta coù thóứ vióỳt: )()( 21 qfqfQ =+ (7-19) Trong õoù : 21 QQQ += , 2 )( 1 1 q t V qf = vaỡ 2 )( 2 2 q t V qf + = . Theo cọng thổùc (7-19) trong bỏỳt cổù thồỡi õoaỷn tờnh toaùn naỡo ta bióỳt õổồỹc Q , f(q 1 ) thỗ xaùc õởnh õổồỹc f(q 2 ). Nóỳu xỏy dổỷng õổồỹc õổồỡng quan hóỷ giổợa q vaỡ f(q) tra trón õổồỡng quan hóỷ õoù ta seợ xaùc õởnh õổồỹc q 2 . Lỏỳy giaù trở q 2 thay cho giaù trở q 1 . dổỷa vaỡo õoù chuùng ta seợ xaùc õởnh õổồỹc õổồỡng quaù trỗnh xaớ luợ (qt). óứ veợ bióứu õọử phuỷ trồỹ cho tỗnh toaùn ta lỏỷp baớng tờnh nhổ sau: Th.s, GVC Nguyóựn Baớn Trang 39 Trổồỡng H Baùch Khoa - N, Khoa XD - TLT Baỡi giaớng thuớy vn II Baớng 7-1: Baớng tờnh bọứ trồỹ cho phổồng phaùp Pọtapọỳp. Z h q V k V t V 2 q 2 q t V 2 q t V + (m) (m) (m 3 /s) (10 6 m 3 ) (10 6 m 3 ) (m 3 /s) (m 3 /s) (m 3 /s) (m 3 /s) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) Giaới thờch caùc cọỹt trong baớng (7-1) nhổ sau: - Cọỹt (1) cao trỗnh mổùc nổồùc trong kho õổồỹc giaớ õởnh: ọỳi vồùi trổồỡng hồỹp cọng trỗnh xaớ luợ laỡ loaỷi cọỳng ngỏửm thỗ Z giaớ õởnh > Z trung tỏm cọỳng ngỏửm. ọỳi vồùi trổồỡng hồỹp cọng trỗnh xaớ luợ laỡ loaỷi õỏỷp traỡn thỗ Z giaớ õởnh > Z ngổồợng traỡn. - Cọỹt (2) giaù trở cọỹt nổồùc h(m) = Z(giaớ õởnh) - Z (trung tỏm cọỳng ngỏửm, hoỷc Z ngổồợng traỡn). - Cọỹt (3) lổu lổồỹng xaớ luợ q(m 3 /s) dổỷa vaỡo cọỹt (2) tờnh theo cọng thổùc(7-1) hoỷc(7-2). - Cọỹt (4) V k (m 3 ) tọứng dung tờch kho ổùng vồùi mổỷc nổồùc trong kho. - Cọỹt (5) V(m 3 ) phỏửn dung tờch kho õổồỹc kóứ tổỡ trung tỏm cọỳng ngỏửm (ngổồợng traỡn) õóỳn mổỷc nổồùc trong kho tổồng ổùng. - Cọỹt (6), (7), (8), (9) dổỷa vaỡo kóỳt quaớ cuớa cọỹt (3) vaỡ (5) õóứ tờnh toaùn. Lỏỳy cọỹt (3) laỡm tung õọỹ vaỡ cọỹt (8), (9) laỡm hoaỡnh õọỹ xỏy dổỷng quan hóỷ bọứ trồỹ xaùc õởnh giaù trở q 2 vaỡ V 2 cỏửn tỗm (xem hỗnh 7-5). f(q 1 ) t f(q 2 ) t (Q t)maxp q Q(m 3 /s) (q t) t f(q 1 ) f(q 2 ) Q 1 O A B E D C q 2 q 1 ) 2 ( q t V f t Hỗnh 7-5: ióửu tióỳt luợ theo phổồng phaùp Pọtapọỳp. Th.s, GVC Nguyóựn Baớn Trang 40 Trỉåìng ÂH Bạch Khoa - ÂN, Khoa XD - TLTÂ Bi ging thy vàn II Cạch xạc âënh q 2 , V 2 nhỉ sau: Gi sỉí â biãút q 1 âáưu thåìi âoản (trãn hçnh 7-5 biãøu thë âoản q 1 = OA), qua A ta v âỉåìng nàòm ngang ny càõt f(q 1 ) tải B kẹo di âỉåìng ny mäüt âoản BC = Q .Tải âiãøm C k trủc thàóng âỉïng // trủc Oq gàûp âỉåìng f(q 2 ) tải âiãøm D nhỉ váûy tung âäü ca âiãøm D chênh l giạ trë q 2 cáưn tçm (thãø hiãûn l âoản EO trãn hçnh v). Sau âọ láúy q 2 lm q 1 ca thåìi âoản 2 tiãúp tủc tênh toạn chụng ta s xạc âënh âỉåüc âỉåìng quạ trçnh x l (q∼t). Nháûn xẹt: Phỉång phạp ny âỉåüc ạp dủng trong trỉåìng håüp tênh toạn âiãưu tiãút l cọ âáưy â ti liãûu thy vàn. Trong quạ trçnh tênh toạn våïi ∆t = const, chn ∆t cọ nh hỉåíng âãún kãút qu, do âọ chn ∆t theo ngun tàõc âỉåìng quạ trçnh l âãún trong thåìi âoản tênh toạn l âỉåìng thàóng, song khäng nãn chn ∆t quạ nh tàng khäúi lỉåüng tênh toạn lm sai säú tàng lãn. Ngoi ra phỉång phạp ny tênh toạn våïi gi thiãút l âỉåìng màût nỉåïc nàòm ngang nãn chè tênh cho nhỉỵng häư räüng. 2. Phỉång phạp âäư gii Kätrãrin. Âáy l phỉång phạp thỉåìng âỉåüc ạp dủng tênh toạn âiãưu tiãút l trong trỉåìng håüp khäng cọ ti liãûu thy vàn, do âọ gi thiãút âỉåìng quạ trçnh l âãún (Q∼t) v âỉåìng quạ trçnh x l (q∼t) l nhỉỵng âỉåìng thàóng. Phỉång phạp âỉåüc ạp dủng trong tênh toạn thiãút kãú så bäü phi so sạnh nhiãưu phỉång ạn khạc nhau. Qua tênh toạn thỉûc tãú dng phỉång phạp ny tênh toạn âiãưu tiãút l âãø tçm dung têch phng l (V pl ) hồûc lỉu lỉåüng x l thiãút kãú (q maxp ) cho kãút qu sai säú khäng låïn làõm. Sau âáy xin giåïi thiãûu mäüt säú trỉåìng håüp tênh toạn thỉåìng gàûp nhỉ sau: a) Trỉåïc khi l âãún, mỉûc nỉåïc trong kho â chỉïa âãún mỉûc nỉåïc dáng bçnh thỉåìng. Bi toạn ny thỉåìng gàûp khi cäng trçnh x l khäng cọ cỉía âọng måí (Vê dủ: loải âáûp trn chy tỉû do), âỉåüc chia ra lm hai trỉåìng håüp tênh toạn nhỉ sau: + Trỉåìng håüp âỉåìng quạ trçnh nỉåïc l l dảng tam giạc (xem hçnh 7-6a). - Â biãút trỉåïc q maxp cáưn xạc âënh V pl . )1( 2 1 2 1 2 1 max max maxmaxmax p p ppppl Q q TQTqTQV −=−= (7-20) Trong âọ: T l thåìi gian tráûn l, TQ pmax 2 1 l täøng lỉåüng l v k hiãûu: W. Ta viãút lải (7-20) nhỉ sau: )1( max max p p pl Q q WV −= (7-21) Th.s, GVC Nguùn Bn Trang 41 [...]... âỉåüc qm v Vm Nãúu trong trỉåìng håüp kho nỉåïc cọ nhiãûm vủ phng l cho vng hả lỉu tỉïc l qm â âënh tênh ra Vm v B (xem quan hãû hçnh 7-8) Th.s, GVC Nguùn Bn Trang 44 Trỉåìng ÂH Bạch Khoa - ÂN, Khoa XD - TLTÂ Bi ging thy vàn II B Q q B∼qm B∼Vm B Vm O qm O Vm Vm t qm qm Hçnh 7-8 3/ Nãúu Hbt chỉa âënh thäng qua tênh toạn chn Hbt v B täúi ỉu.Khi Hbt chỉa âënh ta gi thiãút 1 trë säú Hbt ỉïng våïi H’m â âënh, . H chè khạc nhau mäüt hàòng säú). Vç thãú ta viãút: q = f(v) (7-8) Váûy cäng thỉïc (7-7) v (7-8) l hai cäng thỉïc cå bn dng âãø tênh toạn âiãưu tiãút l phng l cho vng hả lỉu tỉïc l q m â âënh tênh ra V m v B (xem quan hãû hçnh 7-8) . Th.s, GVC Nguùn Bn Trang 44 Trỉåìng ÂH Bạch Khoa - ÂN, Khoa XD - TLTÂ