Với một số lượng lớn các thí nghiệm chi tiết và sự hỗ trợ của các thiết bị đo đạc và phần mềm phân tích số liệu hiện đại, các kết quả quan trọng về sự tổn thất năng lượng, hệ số lưu lượng của dòng chảy và một số hiện tượng có liên quan khác đã được thu thập và sẽ trình bày trong bài báo này.
HỆ SỐ LƯU LƯỢNG CỦA DÒNG CHẢY QUA ĐẬP TRÀN XIÊN GÓC NGUYỄN BÁ TUYÊN Khoa Kỹ thuật Biển, ĐH Thủy Lợi, W.S.J UIJTTEWAAL ĐH Công nghệ Delft, Hà Lan TĨM TẮT: Từ lâu, đập tràn xiên góc ứng dụng số cơng trình sơng, cơng trình kiểm sốt dịng chảy đập chéo, đập cưa với tác dụng hạ thấp đầu nước tăng khả thoát lưu lượng đập Bên cạnh đó, có số vấn đề liên quan tới an tồn đê sơng Việt nam đê địa phương khác cơng trình xây dựng vùng ngập lũ, mà phần lớn liên hệ tới dòng chảy qua đập tràn xiên góc bố trí ngẫu nhiên cơng trình hướng dịng chảy lũ thay đổi liên tục theo khu vực Đây chủ đề nghiên cứu có ứng dụng to lớn thực tế, nhiên cịn ý nghiên cứu chưa có nhiều cơng trình cơng bố Với số lượng lớn thí nghiệm chi tiết hỗ trợ thiết bị đo đạc phần mềm phân tích số liệu đại, kết quan trọng tổn thất lượng, hệ số lưu lượng dòng chảy số tượng có liên quan khác thu thập trình bày báo GIỚI THIỆU Từ lâu đập tràn cơng trình thủy lợi đơn giản phổ biến nhất, bắt gặp đập tràn đời sống nhiều kiểu loại hình dạng khác Tuy nhiên, kiến thức đập tràn (đặt vng góc với dịng chảy) phong phú sâu rộng, cịn nghiên cứu đập tràn đặt xiên góc với dịng chảy (hay cịn gọi đập tràn xiên góc) Bên cạnh đó, điều tra đê sơng đê biển Việt Nam gần cịn cho thấy cao trình thiết kế đỉnh đê (sông biển) nhiều vùng chưa đảm bảo khả bảo vệ cho vùng sau đê điều kiện khắc nghiệt Với đê sơng, kể đến đê sơng số tỉnh miền trung, hay đê vùng, bờ Nam bị tràn đỉnh mùa mưa lũ, chọn giải pháp kiên cố hóa mái đê để “sống chung với lũ” Ngoài ra, đồng ven dịng sơng (khoảng hai đê chính), nơi có nhiều cơng trình xây dựng có khả bị ngập mùa nước lớn tuyến đường với cao, bờ (đê) vùng bờ thửa, đập mỏ hàn, cầu tàu, bến phà, cơng trình dân dụng khác Sự kết hợp hình dạng uốn khúc sơng hướng phân bố đa dạng cơng trình khiến dịng chảy tràn qua đê sơng cơng trình xây dựng mùa lũ thể đặc tính cần xem xét dòng chảy qua đập tràn xiên góc khơng phải vng góc Xuất phát từ yêu cầu thực tế, nghiên cứu dịng chảy qua đập tràn xiên góc trở thành nhu cầu quan trọng, nhằm đem lại hiểu biết đặc trưng thủy lực dòng chảy, tượng xảy lân cận “đập tràn”, chất vật lý quy định trình Nghiên cứu hướng tới mục tiêu hiểu rõ cách định lượng tổn thất lượng hệ số lưu lượng cho đập tràn xiên góc PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ CÁC THIẾT BỊ Với mục tiêu đó, thí nghiệm tiến hành máng dịng chảy nơng (độ dốc = 0) với nhiều điều kiện dòng chảy khác Ba dạng mặt cắt đập tràn nghiên cứu đập tràn thành mỏng, đập tràn đỉnh rộng mặt cắt chữ nhật (cả hai đặt xiên góc 450 với dịng chảy), đập tràn đỉnh rộng mặt cắt hình thang (với mái thượng, hạ lưu 1:4) Dạng 85 mặt cắt sau thí nghiệm với nhiều góc hợp với dịng chảy khác 00, 450 600 Các thí nghiệm tiến hành với máng kính mặt cắt chữ nhật đáy ngang, dài 19,2 m, rộng m, sâu 0,25 m Tại khu vực máng bố trí mơ hình đập tràn gỗ, có chiều cao 10 cm lưu Dữ liệu mực nước thu thập nhờ kim đo nước gắn rầm ngang xe chạy, có khả di chuyển dọc ngang máng Vận tốc dòng chảy đo thiết bị ADV (thiết bị đo vận tốc ứng dụng nguyên lý âm Doppler) EMF (thiết bị đo vận tốc nguyên lý điện từ) với thể tích lấy mẫu nhỏ, tần số đo đạc lớn cho ta kết xác tin cậy Ngồi ra, trường vận tốc mặt tồn dịng chảy cịn nghiên cứu phương pháp PTV (phương pháp theo dấu hạt) Các thơng số cần nghiên cứu khoảng giá trị chúng thí nghiệm liệt kê bảng 2.1 Bảng 2.1: Các thông số thí nghiệm Kho ng giá tr Đn Thơng s v Đ p tràn m t c t hình thang Hình 2.1: Bố trí tổng thể khu vực máng thí nghiệm, mơ hình, thiết bị Bằng cách thay đổi lưu lượng dòng chảy mực nước hạ lưu, thu chế độ chảy khác (được chia thành ba dạng chảy tự do, chảy ngập, chảy phân giới – hay trạng thái nước nhảy sóng), cho phép ta nghiên cứu cấu trúc ba chiều phức tạp dòng chảy tượng phong phú có liên quan nước nhảy, nước nhảy sóng, tập trung tách dịng chảy, xoáy nước hạ l/s 20, 25, 30, 35, 40 16, 20, 35 Ctn c cm 13 ÷ 18.5 13 ÷ 18.5 Ctn ch lu cm 8.5 ÷ 18 8.5 ÷ 18 Góc xiên đ 0, 45, 60 45 B r ng tràn n c cm 200, 283, 400 283 Chi u cao đ p tràn cm 10 10.4 10 B r ng kênh cm 199 200 200 S l ng thí nghi m - 15 x x 8x5+5x5 Các phân tích lý thuyết dịng chảy qua đập tràn xiên góc sở quan trọng cho ước đốn phục vụ thí nghiệm để kiểm định kết thí nghiệm Một mơ hình tốn đơn giản dịng chảy qua đập tràn xiên góc xây dựng với mơđun tính tốn phục vụ phân tích khác (xem Phần 3) Bảo toàn động lượng U đường U U đườngmặt nước U pt liên t c dịng chảy i=0 Hình 2.2: Mơ hình dịng chảy đơn giản hóa 86 L u l ng h ng dịng ch y Bảo toàn lượng Đ p tràn m t c t ch nh t U U Hình 2.3: Phân tích thành phần vận tốc triết giảm lưu lượng C* đưa để phản ánh mức độ giảm lưu lượng ảnh hưởng chế độ chảy này: C (2.3) C* d C dv Bản thân C* hàm thơng số hình học đập tràn độ ngập S=H2/H0 (trong số giáo trình cịn ký hiệu Ks hay n) Có nhiều cơng thức để xác định C*, chẳng hạn cơng thức phân tích áp dụng cho đập tràn Seida Quarashi (theo Kolkman, 1989), công thức bán kinh nghiệm Villemonte (theo Kolkman, 1989), Varshney Mohanty (cũng theo Kolkman, 1989) Hiện nay, cơng thức phổ biến thích hợp công thức kinh nghiệm Villemonte (1947): (2.4) C* S P Tham số điều chỉnh p phụ thuộc vào kích thước hình học cấu tạo đập tràn Hình 2.4 minh họa quan hệ C* S với giá trị khác p, cho thấy tính linh hoạt cơng thức kinh nghiệm để ứng dụng cho nhiều trường hợp khác p=25 p=5 0.8 0.6 C* Các nguyên lý mơ hình là: ngun lý bảo toàn lượng, áp dụng cho khu vực từ thượng lưu tới mặt cắt đỉnh đập tràn, nguyên lý bảo toàn động lượng áp dụng cho khu vực hạ lưu dịng chảy, ngun lý bảo tồn khối lượng (phương trình liên tục) có giá trị khắp tồn dịng chảy Về mặt lý thuyết, đề giả thiết cho dòng chảy qua đập tràn xiên góc, thành phần vận tốc song song với trục dọc đập (đường đỉnh đập) không thay đổi giá trị dòng chảy tiến tới vượt qua đập tràn (UL = const, hay U0L = U1L) Thành phần lực gia tốc dòng chảy (gây lực trọng trường) tác động lên thành phần vận tốc vng góc với đường đỉnh đập, lực chủ đạo trình giảm tốc Giả thiết kiểm chứng lại sau kết đo đạc từ thí nghiệm (chú ý định nghĩa góc xiên đập hình 2.3) Về thực nghiệm, hệ số lưu lượng xác định từ phương trình dịng chảy qua đập tràn đỉnh rộng (theo Munson & cs, 2002): 2 (2.1) Q Cd B g H 03 / 3 Do chất phức tạp dòng chảy, khơng thể có cơng thức mơ tả rõ ràng, xác lưu lượng dịng chảy hàm tham số liên quan Do hệ số hiệu chỉnh Cd (trong số giáo trình ký hiệu m) sử dụng để bù đắp cho đơn giản hóa ảnh hưởng tượng thực tế có liên quan để thu lưu lượng Q hàm cột nước thượng lưu H0 Hệ số lưu lượng trường hợp chảy tự Cdv độc lập với mực nước hạ lưu phụ thuộc vào điều kiện thủy lực thượng lưu, cho cơng thức (xem giải thích ký hiệu phụ lục I): Q (2.2) C dv 2 B.H gH 3 Khi chế độ dòng chảy qua đập tràn chảy ngập, hệ số lưu lượng phụ thuộc vào cột nước hạ lưu, hệ số giảm mực nước hạ lưu tăng Ngoài chế độ chảy phân giới (nước nhảy sóng) khơng có cơng thức rõ ràng, xác cho mối quan hệ lưu lượng mực nước thượng lưu Do hệ số 0.4 0.2 0 0.2 0.4 0.6 S=H /H 0.8 Hình 2.4: Quan hệ C* S, với p=525 PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ TÍNH TỐN 3.1 Kết tính tốn hệ số lưu lượng Các số liệu đo đạc sử dụng để tính tốn thơng số dịng chảy liên quan Thơng số đáng ý quan trọng hệ số lưu lượng Nó thể lưu lượng dòng chảy qua đập tràn tổn thất đập Dưới đây, hệ số lưu lượng Cd hệ số triết giảm lưu lượng 87 C* thể cho trường hợp điều kiện dòng chảy khác Có thể thấy Cd hàm tham số khác H0, S Tuy nhiên, khơng có quan hệ đơn giản rành mạch chúng, mà có cơng thức kinh nghiệm Villemonte (1947) phù hợp 1.2 1.0 Cd 0.8 0.6 0.4 phù hợp cho trường hợp đập có mặt cắt hình thang Villemonte Để tránh rườm rà, kết tương tự cho trường hợp khác lược đi, kết tổng hợp thể hình 3.6 3.2 Quan hệ điều kiện thủy lực dòng chảy hệ số lưu lượng: Tổn thất lượng dòng chảy qua đập tràn tương ứng với điều kiện thủy lực khác thể hình 3.2 (cho trường hợp đập có mặt cắt hình thang, góc xiên 600) Cd 4.5 C* 0.2 4.0 0.0 0.0 0.2 0.4 0.6 S =H2/H0 0.8 1.0 1.2 (a) trường hợp Q = 25 l/s 1.2 Tổn thất cột nước (cm)) Villemonte Q = 40 l/s Q = 35 l/s Q = 30 l/s Q = 25 l/s Q = 20 l/s 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 1.0 0.5 0.0 0.8 Cd -0.2 0.6 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 S = h2/h0 Cd C* 0.4 3.5 Villemonte (1947), p=16 Seida & Quarashi 3.0 Varshney & Mohanty 0.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 S =H2/H (b) tổng hợp cấp lưu lượng khác Hình 3.1: Quan hệ hệ số lưu lượng độ ngập đập tràn mặt cắt hình thang, = 450 Tổn thất cột nước (cm)) Villemonte (Kolkman 1989) 0.2 Q = 40 l/s Q = 35 l/s Q = 30 l/s Q = 25 l/s Q = 20 l/s 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 Với cấp lưu lượng thí nghiệm, mực nước hạ lưu thay đổi cho ta khả nghiên cứu trạng thái chảy khác nhau, với tổn thất lượng hệ số lưu lượng khác Các kết số liệu thể hình 3.1a Từ trái qua phải, chế độ chảy thay đổi (với độ ngập tăng dần) từ chảy tự (Cd gần không thay đổi không phụ thuộc vào thay đổi mực nước hạ lưu), đến chảy phân giới (trong khoảng S = 0,7 0,9, hệ số lưu lượng giảm dần), cuối chảy ngập (hệ số lưu lượng giảm đáng kể) Tổng hợp kết thí nghiệm với nhiều cấp lưu lượng khác đường cong từ công thức kinh nghiệm đề cập Phần minh họa hình 3.1b cho trường hợp góc xiên đập tràn 450 Đường cong phù hợp nhất, hay công thức 88 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 Fr Hình 3.2: Quan hệ trị số Froude đỉnh đập, độ ngập, tổn thất lượng, đập mặt cắt hình thang, = 600 Kết phân tích từ nghiên cứu lý thuyết số liệu thí nghiệm vẽ đồ thị hình sau Có thể thấy phân bố điểm đo đạc phù hợp với đường cong lý thuyết xây dựng sở nguyên lý bảo toàn lượng bảo toàn động lượng dòng chảy qua đập tràn Tuy nhiên khu vực đo đạc với số Froude lớn (chảy tự do), dự đốn thấy số liệu đo đạc có độ phân tán tương đối lớn Quan hệ cột nước thượng lưu tương hệ số lưu lượng đập tràn xiên góc thể xu hướng tương tự với đập tràn vng góc, có giá trị tuyệt đối hệ số lưu lượng thay đổi theo trường hợp Với cấp lưu lượng không đổi, trị số Cd giảm dần cột nước thượng lưu tương đối tăng dần.Các số liệu đo đạc có phù hợp tốt với tiên đoán lý thuyết, điều củng cố tin cậy kết thí nghiệm, tính giá trị giả thiết ngun lý mơ hình tốn mơ dịng chảy qua đập tràn xiên góc 1.2 1.0 Cd 0.8 0.6 Cd 0.4 C* Bảo toàn lượng 0.2 0.0 0.0 0.2 0.4 0.6 Fr1 0.8 1.0 1.2 1.2 1.0 0.8 Theory, Q = 40l/s Theory, Q = 30l/s Theory, Q = 20l/s Experiment, Q = 40l/s Experiment, Q = 35l/s Experiment, Q = 30l/s Experiment, Q = 25l/s Experiment, Q = 20l/s S 0.9 0.8 0.6 0.7 Số liệu đo đạc 0.4 0.6 Bảo toàn động lượng (Q=20l/s) 0.2 Cd Bảo toàn động lượng (Q=40l/s) 0.5 0.4 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 0.3 1.0 Fr 0.2 Hình 3.3: Đập tràn mặt cắt hình thang, = 45 Cột nước thượng lưu tương đối (tỷ số cột nước thượng lưu chiều cao đập) cho ta nhìn tổng quát trường hợp Quan hệ với hệ số lưu lượng thể hình 3.4 (cho đập tràn vng góc) Có thể thấy xu hướng thay đổi rõ điểm đo đạc lưu lượng dòng chảy thay đổi Với cấp lưu lượng định, Cd giảm dần cột nước thượng lưu tương đối tăng dần 0.1 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 H /a (m) 0.7 0.8 0.9 w (a) Đập tràn hình thang, = 450 Theory, Q = 40l/s Theory, Q = 30l/s Theory, Q = 20l/s Experiment, Q = 40l/s Experiment, Q = 35l/s Experiment, Q = 30l/s Experiment, Q = 25l/s Experiment, Q = 20l/s 0.9 0.8 0.7 0.6 Cd 0.0 0.5 0.4 0.3 Theory, Q = 40l/s Theory, Q = 30l/s Theory, Q = 20l/s Experiment, Q = 40l/s Experiment, Q = 35l/s Experiment, Q = 30l/s Experiment, Q = 25l/s Experiment, Q = 20l/s 0.9 0.8 0.7 0.2 0.1 0.2 d C 0.5 0.4 0.3 0.2 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.4 0.5 0.6 H0/aw (m) 0.7 0.8 0.9 0.6 0.1 0.3 H0/aw (m) Hình 3.4: Quan hệ hệ số lưu lượng cột nước thượng lưu (so với đỉnh đập), trường hợp đập tràn vng góc với dịng chảy, = 00 3.3 So sánh hệ số lưu lượng đập tràn xiên góc đập tràn vng góc (b) Đập tràn hình thang, = 60 Hình 3.5: Quan hệ hệ số lưu lượng cột nước thượng lưu tương đối Kết tổng hợp hệ số lưu lượng cho chế độ chảy tự (Cdv) qua đập tràn có mặt cắt hình thang thể hình 3.6 (mỗi đường đơn nối điểm số liệu đường nối điểm có tung độ cao hình 3.4, 3.5a, 3.5b) Có thể thấy Cdv tăng nhẹ tăng lưu lượng đơn vị, tăng chiều cao cột nước thượng lưu tương đối, hay góc xiên giảm dần Quan hệ 89 sau hiểu cách định tính độ xiên đập tràn nhỏ, điều kiện cho dòng chảy thuận lợi tràn tăng góc xiên đập với dòng chảy tăng Phi0 phi45 phi60 22 1.0 20 0.9 18 Cdv p 0.8 Phi0 phi45 0.7 0.6 14 12 phi60 10 0.70 0.5 0.2 0.3 0.4 0.5 1.0 0.9 Cdv 0.8 Phi0 phi45 0.6 0.5 0.000 phi60 0.005 0.010 0.015 0.75 0.80 0.020 0.025 q (m2/s) 90 0.90 0.95 Hình 3.7: Tham số điều chỉnh p 3.4 So sánh với kết nghiên cứu có thảo luận Có thể thấy cơng thức kinh nghiệm số tác giả nêu Phần khơng phù hợp để tính tốn dịng chảy qua đập tràn có mặt cắt hình thang Kết tính tốn hệ số lưu lượng dòng chảy qua đập tràn thành mỏng đỉnh rộng mặt cắt chữ nhật so sánh với công thức có tỏ phù hợp hơn, đặc biệt với đập tràn thành mỏng khu vực có độ ngập nhỏ Ks Borghei từ kết nghiên cứu gần tác giả người Israel cho đập tràn thành mỏng với góc xiên khác Các cơng thức cịn lại dành cho đập vng góc Cd - đập tràn thành mỏng C* (Ks) - đập tràn thành mỏng Ks - Villemonte (1947), p=2 Ks - Seida & Quarashi Cd Hình 3.6: Tổng hợp quan hệ hệ số lưu lượng, cột nước thượng lưu tương đối, lưu lượng đơn vị cho góc xiên khác (chế độ chảy tự do) Mặc dù tăng góc xiên đập tràn , hệ số lưu lượng cho đập tràn chảy tự Cdv giảm dần, chiều dài hiệu đập L 1.4 lại tăng nhanh tỷ lệ với 1/cos(), 1.2 L=B/cos(), cho chiều 1.0 rộng kênh B không đổi Kết tổng 0.8 hợp lưu lượng dòng chảy qua đập 0.6 tràn tăng đáng kể (theo tích L 0.4 Cdv) góc xiên đập tràn tăng 0.2 Với dòng chảy qua đập tràn chế 0.0 độ chảy phân giới chảy ngập, hệ -1.5 số lưu lượng (Cd) thể xu hướng tương tự, lưu ý thêm hệ số triết giảm dòng chảy xác định theo công thức Villemonte (2.4): C* S P , S độ ngập, tham số điều chỉnh p biến đổi khoảng từ 10 đến 20, tùy thuộc vào hệ số lưu lượng trường hợp chảy tự (hình 3.7) Kết đo đạc phân tích khẳng định khả lưu lượng dịng chảy đập 0.85 Cdv 0.6 H0/aw 0.7 16 Ks - Villemonte (Kolkman 1989) Ks - Varshney & Mohanty Ks - Borghei Cd - đập tràn đỉnh rộng C* - đập tràn đỉnh rộng -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 S =h2/h0 Hình 3.8: Hệ số lưu lượng (Cd) hệ số triết giảm lưu lượng (C*, n, hay Ks) cho đập tràn thành mỏng đập tràn đỉnh rộng Nếu so sánh với công thức tính lưu lượng đập tràn có mặt cắt thực dụng (mặt cắt đa giác) Liên Xô cũ thường dùng giáo trình thủy lực Việt Nam: Q n mB g H 03 / (3.1) (trong m Cdv, cịn n C* đề cập) cơng thức (2.1) có sai khác hệ số /(3 ) Nếu sử dụng hệ số để thu phóng so sánh với trị số bảng tra D.I.Cumin (cho đập có ngưỡng không co hẹp bên, độ dốc mái thượng lưu 2,5) ta thu kết hình 3.9 (h0 cột nước hình học, khơng kể đến lưu tốc tới gần) Cumin, phi=0 phi=0 phi=45 phi=60 0.40 Cdv 0.35 0.30 0.25 0.20 0.0 1.0 2.0 3.0 aw/h0 4.0 5.0 6.0 Hình 3.9: So sánh kết thí nghiệm nghiên cứu với D.I.Cumin (chế độ chảy tự do) Kết so sánh cho thấy có sai khác đáng kể hệ số lưu lượng chảy tự (Cdv) nghiên cứu so với trị số bảng tra Cumin (Nguyễn Cảnh Cầm, 1987) (sai khác tương đối 14% cho trường hợp chảy vng góc, thiên bé) Ngồi ảnh hưởng góc xiên, sai khác lý giải khác biệt lưu lượng đơn vị q trị số Reynolds (Re), tùy thuộc vào đặc điểm thiết kế thí nghiệm Nghiên cứu hướng tới đối tượng dòng chảy tràn qua đê chướng ngại vật dạng đập tràn mùa lũ, nên thí nghiệm sử dụng dịng chảy kênh nơng rộng (trị số Re~[105]), phạm vi nghiên cứu h0/aw nhỏ (từ 0,25 đến 0,55); thí nghiệm số tác giả khác thực với máng hẹp sâu hơn, lưu lượng đơn vị vận tốc trung bình dịng chảy lớn (trị số Re~[106]) Như thấy quan hệ hình 3.6, Cdv nhạy với q tăng tỷ lệ thuận với q, cần tiến hành thí nghiệm với phạm vi nghiên cứu rộng để rút quy luật mang tính khái quát biến đổi hệ số lưu lượng qua đập tràn 3.5 Một số vấn đề mở rộng Ngoài kết đo đạc tổn thất cột nước hệ số lưu lượng, nghiên cứu sâu tìm hiểu phân bố vận tốc tồn dòng chảy theo bề mặt theo chiều sâu Kết phân tích khẳng định tính đắn giả thiết thành phần vận tốc song song với đỉnh đập gần không đổi, ngoại trừ khu vực sát tường bên máng Từ nghiên cứu mở rộng đánh giá lại hệ số lưu lượng với số liệu có chọn lọc khu vực máng để loại bỏ ảnh hưởng tường bên Số liệu thí nghiệm cho phép tác giả tìm hệ số hiệu chỉnh thích hợp cho mơ hình để mơ xác hệ số lưu lượng đập tràn mặt cắt hình thang so với cơng thức có cơng thức GS Stelling (TU Delft) Bên cạnh đó, việc phân tách hai thành phần vận tốc cịn giúp mơ hình có khả mơ tính tốn đổi hướng dịng chảy Kết đo đạc thí nghiệm phù hợp với dự đốn từ mơ hình Các kết với mô tả khác cấu trúc ba chiều dòng chảy lân cận đập tràn xiên góc đề cập báo cáo khác KẾT LUẬN Với khối lượng lớn số liệu thu thập hỗ trợ dụng cụ đại, phân tích kết thí nghiệm lý thuyết nghiên cứu cho ta nhìn sâu số thông tin liên quan đến biểu đặc tính dịng chảy lân cận đập tràn xiên góc Một vài kết luận rút sau: Khi tăng góc xiên () đập tràn: Hệ số lưu lượng giảm nhẹ Lưu lượng đập tràn tăng Về hệ số triết giảm lưu lượng Công thức kinh nghiệm Villemonte (1947) linh hoạt ứng dụng tốt Các quan hệ kinh nghiệm khác thích hợp khu vực có độ ngập thấp, nhìn chung khơng ứng dụng cho đập có mặt cắt hình thang Mơ hình tốn đơn giản dòng chảy, với hệ số triết giảm lưu lượng xác định từ thí nghiệm, làm việc tốt cho tất dạng mặt cắt đập độ ngập cao 91 GIẢI THÍCH KÝ HIỆU h : chiều sâu nước so với mặt quy chiếu đỉnh đập H : cột nước tồn phần (H = h + v2/2g; v vận tốc tới gần) d : chiều sâu nước với mặt quy chiếu đáy kênh m : độ dốc mái đập Lw : chiều dài đỉnh đập (theo chiều dịng chảy) aw : chiều cao đập tính từ đáy kênh H : tổn thất lượng Q : tổng lưu lượng i : độ dốc đáy kênh Các số dưới: 0: thượng lưu đập; 1: đỉnh đập; 2: hạ lưu đập; P: thành phần vận tốc song song; L: thành phần vận tốc vng góc TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] B.A.Wols, 2006, [2] Borghei et al, 2003, [3] [4] [5] [6] “Scheefaangestroomde overlaten”, MSc Report, Tu Delft “Discharge coefficient for sharpcrested side weir in subcritical flow”, Water & Maritime Engineering 156, Issue WM2 G Bloemberg, 2001, “Stroomlijnen van zomerkaden”, MSc Report, TU Delft Munson et al, 2002, “Fundamentals of Fluid Mechanics” 4th edition, John Wiley & Sons, Inc Nguyễn Cảnh Cầm Giáo trình thủy lực Tập 3, NXB Đại học Trung học chuyên & cs., 1987 nghiệp, Hà Nội V.T Chow, 1959, “Open channel flow”, McGrawHill International editions, Civil Engineering series Summary AN EXPERIMENTAL STUDY ON DISCHARGE COEFFICIENT OF OBLIQUE WEIRS There are some problems, often of practical important, to the safety of Vietnamese river dikes and other regional dikes, road foundations, structures and groynes or barrages in the flood plains of big river systems They are the flood flow over those structures during high water period, which may be largely associated with flow over oblique weirs The purpose of this paper is to report on the laboratory investigation on the flow over oblique weirs, including behaviour and hydraulic characteristic of the flow, hydraulic parameters and physical laws that govern the process This topic has a wide application while it has hardly been studied, described or published Using a large number of experiments and with the aid of the stateof-art experimental instruments and data analysis software, important results on the discharge coefficient, the change in direction of the flow and other related phenomena have been acquired 92 ... 3.4: Quan hệ hệ số lưu lượng cột nước thượng lưu (so với đỉnh đập) , trường hợp đập tràn vng góc với dịng chảy, = 00 3.3 So sánh hệ số lưu lượng đập tràn xiên góc đập tràn vng góc (b) Đập tràn. .. Tổng hợp quan hệ hệ số lưu lượng, cột nước thượng lưu tương đối, lưu lượng đơn vị cho góc xiên khác (chế độ chảy tự do) Mặc dù tăng góc xiên đập tràn , hệ số lưu lượng cho đập tràn chảy tự Cdv... Các số liệu đo đạc sử dụng để tính tốn thơng số dịng chảy liên quan Thơng số đáng ý quan trọng hệ số lưu lượng Nó thể lưu lượng dịng chảy qua đập tràn tổn thất đập Dưới đây, hệ số lưu lượng Cd hệ