Bài giảng Thủy năng - Thủy điện - Chương 6: Công trình lấy nước và dẫn nước

 Hình daïng keânh phuï thuoäc vaøo ñieàu kieän ñòa chaát, ñòa hình keânh ñi qua.  Thoâng thöôøng coù daïng hình thang caân[r]

(1)

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước

PGS TS Nguyễn Thống

1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPỒ CHÍ MINH

KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

BỘ MÔN KỸ THUẬT & QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC

PGS TS.NGUYỄN THỐNG

Email: nguyenthong@hcmut.edu.vn or nthong56@yahoo.fr Web: //www4.hcmut.edu.vn/~nguyenthong/index

Tél (08) 38 691 592 -098 99 66 719

2

Chương : Tổng quan

Chương : Tài nguyên nước quy hoạch khai thác

Chương : Các phương pháp khai thác lượng nước

Chương : Điều tiết hồ chứa thuỷ điện Chương : Đập dâng & cơng trình tháo lũ.

Chương : Cơng trình lấy nước dẫn nước

Chương : Tháp (giếng) điều áp

Chương : Đường ống áp lực & tượng nước va

Chương : Nhà máy Thuỷ điện

3

CƠNG TRÌNH LẤY NƯỚC, DẪN NƯỚC

1 Tổng quát

2 Lấy nước từ sông

3 Lấy nước từ hồ chứa

4 Cơng trình dẫn nước.

4

TỔNG QUÁT



Lấy nước từ sông hồ chứa

với lưu lượng yêu cầu nhằm

cung cấp cho tuabin



Loại bỏ hạt lơ lửng

(kích thước >= 0.1 mm)

5

LẤY NƯỚC TỪ SÔNG

-

Cửa lấy nước,

-

Cửa van điều tiết lưu lượng,

mực nước,

-

Cơng trình lắng



Cửa lấy nước nên đặt vị trí có

lợi mặt thuỷ lực (có chú ý

mặt điạ chất)

6 BỐ TRÍ CỬA LẤY NƯỚC

Bể lắng cát

Cơng trình nâng mực nước

Lưới chắn

rác “thô” Lưới chắn rác “tinh”

(2)

7

8

BỂ LẮNG CÁT

9 BỂ LẮNG CÁT

Bùn cát lắng đọng Vị trí nạo vét bùn cát lắng đọng Lưới chắn rác “mịn”

10 Kè hướng

dòng (tạo dòng chủ

lưu) LẤY NƯỚC Ở ĐOẠN SÔNG THẲNG

11 CÔNG TRÌNH NÂNG MỰC NƯỚC

Chủ yếu sử dụng đập dâng để tạo mực nước cần thiết cho phép lấy nước

CƠNG TRÌNH LẮNG CÁT

Nhằm mục đích loại hạt (vật) lơ lửng (0.05 1.5mm) bùn cát đáy khỏi nước

12

LẤY NƯỚC TỪ HỒ CHỨA

Khi xây dựng đập tạo hồ chứa:

 Tạo tượng lắng đọng bùn cát hồ cuối hồ di chuyển phía đập

 Hạt lớn lắng đọng trước hạt bé theo sau

 Bùn cát lơ lửng sau lắng đọngcó thể được nén chặt theo thời gian

(3)

13 Dung tích chết

LẤY NƯỚC TỪ HỒ CHỨA

MNC MNDBT

Cao trình cửa lấy nước

Cát, sỏi thô

“Lưởi” bùn cát

14 LẤY NƯỚC TỪ HỒ CHỨA

 Thường dịng chảy có áp qua cửa lấy nước DƯỚI SÂU (mực nước hồ dao động nhiều)

 Cao trình ngưỡng cửa lấy nước phụ thuộc vào DUNG TÍCH CHẾT

 Cao trình trần cửa nằm ĐỦ SÂU để không xảy tượng khơng khí bị lơi vào cửa lấy nước (hồ ở MNC) 

a=(35)V2/2g.

15

CỬA LẤY NƯỚC TỪ HỒ

MNC a>(3-5)V2/2g

Q, V

Cao trình max bùn cát lắng đọng Lưới chắn

rác

16

CỬA LẤY NƯỚC TỪ HỒ

Lưới chắn rác

17 Lưới chắn rác

(bê tông cốt thép)

Khe van

18 RM (MNC)

(4)

19 CƠNG TRÌNH DẪN NƯỚC

 Kênh dẫn (chảy không áp) Dùng mực nước hồ dao động bé Địa hình đường dẫn qua tương đối phẳng

 Đường hầm (chảy có áp) Dùng mực nước hồ dao động lớn

Mục đích: Đưa nước từ cửa lấy nước đến bể áp lực (kênh dẫn) giếng điều áp (đường hầm với dịng chảy có áp)  đi vào NMTĐ.

20

KÊNH DẪN NƯỚC

 Hình dạng kênh phụ thuộc vào điều kiện địa chất, địa hình kênh qua

 Thơng thường có dạng hình thang cân



m h

m=ctg()

b

Chương 6: Công trình lấy nước & dẫn nước

21

KÊNH DẪN

22 KÊNH ĐẮP

KÊNH ĐÀO

23 Kênh

Đường ống áp lực

BỂ ĐIỀU ÁP

24

Công thức Manning:

(chảy  J=i)

V: vận tốc TB, J : độ dốc thuỷ lực R: bán kính thuỷ lực, i: độ dốc đáy kênh n: hệ số nhám

Ri

C

RJ

C

V



n

i

R

V

2 / /



/

R

n

1

(5)

25

VẼ ĐƯỜNG MẶT NƯỚC CHẢY ỔN

ĐỊNH KHÔNG ĐỀU

Phương pháp cộng trực tiếp (TL Ch.1):

2

g

2

Q

h

voi

J

i

l



















Năng lượng riêng đơn vị mặt cắt

26

D=3,5m, L=9065m

i=0,0061

Đường hầm dẫn nước

27 CÔNG TRÌNH DẪN NƯỚC CÓ ÁP

Đường hầm dẫn nước

28

ĐƯỜNG HẦM DẪN NƯỚC

Đường hầm vừa thi công thô

Đường hầm đã xử lý đáy

29

ĐƯỜNG HẦM DẪN NƯỚC

Mặt cắt dạng móng ngựa

Mặt cắt dạng tròn

30

TIẾT DIỆN ĐƯỜNG HẦM HOÀN CHỈNH LOẠI BÊ TÔNG CỐT THÉP

Đường hầm kiểm tra

(6)

31 Ngách thi

công Ngách thi

công TRẮC DỌC ĐƯỜNG HẦM

Gia cố thép

Gia cố bê tông cốt thép

32

ĐƯỜNG KÍNH KINH TẾ D

OP

Giả thiết đường hầm đã xác định L lưu lượng đi qua Q:

 Thiết kế D  lớn  chi phí xây dựng hầm LỚN & TỔN THẤT lượng  BÉ  TIẾT KIỆM năng lượng ma sát dòng chảy hầm 

TĂNG thu tiền điện

 Thiết kế D  bé  chi phí xây dựng hầm BÉ & TỔN THẤT lượng  LỚN  MẤT lượng ma sát dòng chảy hầm  GIẢM thu tiền điện

33 KHÁI NIỆM VỀ MẶT CẮT KINH TẾ

Kích thước đường hầm xác định theo quan điểm kinh tế:

C: chi phí xây dựng

e: chi phí mất ma sát nước và thành

D(m) F($)

Dop

C=f(D) e=f(D)

(e+C)

(e+C)min

34 TRÌNH TỰ XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG KÍNH KINH TẾ

DOP



Bắt đầu với giả thiết D

MIN

theo yêu

cầu thi công



Giả thiết D

1



tính đầu tư đường

hầm tính lượng phát

NM



tiền thu từ điện



Giả thiết D

2

=D

1

+



d



Tính gia số

đầu tư cho đường hầm (I

j

với j=1,k )

ă

35



Tính lượng điện



Tính

gia số tiền thu từ điện (B

j

, j=k,N)



Tính chỉ tiêu tài dịng

tiền I & B (ví dụ chỉ tiêu IRR),

xem đồ thị sau



Nếu IRR đáng giá (>=MARR)



chọn D

2

tiếp tục tính với gia

số D

3

=D

2

+



d



trở lại bước 2.

36

CHUỖI DÒNG TIỀN GIA SỐ ĐẦU TƯ

ĐƯỜNG HẦM & GIA SỐ LỢI NHUẬN

THU TỪ TIẾT KIỆN ĐIỆN

T Bj

0

I1 Ik

Bk+1 BN

Gia số đầu từ đường hầm

(7)

37

ĐƯỜNG DẪN SAU NM

38 XÁC ĐỊNH MỰC NƯỚC SAU NM

Dùng xác định lượng nước.

Đường quan hệ q=f(Z) thiết lập p/p thuỷ lực (chảy đều, không đều,…)

Từ lưu lượng qua NM, tra quan hệ Q & Z để xác định Z Trong trường hợp dịng khơng  vẽ đường mực nước từ biên HL NM

39 XÁC ĐỊNH MỰC NƯỚC SAU NM

Q(m3/s) Z(m)

Z=f(Q)

ĐƯỢC THIẾT LẬP TRONG NGHIÊN CỨU THỦY VĂN

Q1 z1

Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước