Bài giảng công trình trên hệ thống thủy lợi công trình lấy nước

CHƯƠNG CƠNG TRÌNH LẤY NƯỚC GIỚI THIỆU CHUNG CƠNG TRÌNH LẤY NƯỚC KHƠNG ĐẬP CƠNG TRÌNH LẤY NƯỚC CĨ ĐẬP CHỈNH TRỊ ĐOẠN SƠNG CĨ CƠNG TRÌNH LẤY NƯỚC 2-1 GIỚI THIỆU CHUNG 2.1.1.Mục đích: - Lấy nước từ sông, kênh, hồ => phục vụ tưới, phát điện, cấp nước, 2.1.2.Yêu cầu: - Lấy đủ nước theo biểu đồ định (số lượng), - Đảm bảo chất lượng nước lấy vào kênh (ngăn bùn cát có hại, vật nổi), - Kiểm sốt ảnh hưởng đến mơi trường chung, - Các yêu cầu chung khác: ổn định, thuận tiện thi công, quản lý, mỹ quan (sử dụng) 2.1.3 Phân loại: a Theo thành phần cơng trình đầu mối: - CLN có đập - CLN khơng đập b Theo phương tách dịng từ dịng vào CLN: * Lấy nước bên cạnh: dòng chảy vào CLN hợp với phương dòng góc ≈ 90o * Lấy nước diện: dịng chảy vào CLN hợp với phương dịng góc ≈ 0o CTLN The intake structure with dam 2.2 CƠNG TRÌNH LẤY NƯỚC KHƠNG ĐẬP 2.2.1 Khái niệm chung • Bố trí: CLN bên bờ sơng, khơng làm đập chắn ngang sơng • Điều kiện sử dụng: - Khi mực nước sông đủ lớn => lấy nước tự chảy - Khi lưu lượng sông đủ cấp theo u cầu • Ưu điểm: Kết cấu bố trí đơn giản, rẻ • Nhược: - Sự làm việc chịu ảnh hưởng nhiều sông thiên nhiên - Quản lý phức tạp, chi phí quản lý lớn - Chất lượng lấy nước khó cải thiện •Các ví dụ: •Cống Xn Quan, Liên Mạc, Cèng Xu©n Quan 2.2.2 Điều kiện làm việc CLN khơng đập Bố trí cửa lấy nước đoạn sông cong Đoạn bồi cạn Vực Bãi bồi 2-I-2-I-2: Tuyến lạch Hình 2.2 Hình thái đoạn sơng • Hiện tượng: Tại đoạn cong có chảy vịng hướng ngang: Trên mặt → bờ lõm; đáy → bờ lồi ∆ ∆ ∆ Hình 2.3 Sơ đồ dịng chảy đoạn sơng cong 2.3.2 Diễn biến lịng sơng sau xây dựng đập Thượng lưu: •Thời gian đầu: h tăng => V giảm => bồi lắng mạnh Bùn cát bồi lắng nhiều, đáy thượng lưu dâng lên, mực nước thượng lưu dâng cao kéo dài thêm khu nước dâng phía thượng lưu •Phía thượng lưu bị bồi lắng dần làm cho đáy có độ dốc thoải so với trước xây dựng đập •Khi độ cao đáy dâng lên với độ cao nước dâng xây dựng đập tạo khả vận chuyển bùn cát dịng chảy khơi phục gần giống tình trạng trước xây dựng đập •Chiều dài đường nước dâng tính: ∆H L=K i 2.3.2 Diễn biến lịng sơng sau xây dựng đập Hạ lưu: * Thời gian đầu: bùn cát lắng mạnh thượng lưu => nước hạ lưu => xói mạnh (nhất vùng gần chân đập) làm giảm cao trình đáy hạ lưu, chiều dài đoạn xói lớn tùy thuộc vào quy mô đập * Khi thượng lưu ổn định => bùn cát vận chuyển xuống hạ lưu hạ lưu bồi trở lại nâng đáy hạ lưu lên Tuy đáy hạ lưu không trở đáy sông trước xây dựng đập 2.3.3 Những ảnh hưởng bất lợi tới hạ, thượng lưu * Thượng lưu: -Bồi lắng trước đập gây: chia lạch, đổi dòng -Mực nước lũ dâng cao đoạn dài => ảnh hưởng đến cơng trình có (cửa lấy nước, cầu, đường, ) * Hạ lưu: Xói làm hạ thấp đáy mực nước đoạn dài => + Làm sạt lở bờ (VD: hồ Hịa Bình) + Làm “treo” CLN có => Cần tính tốn diễn biến sơng thượng hạ lưu để có biện pháp xử lý 2.3.4 Các hình thức bố trí CLN có đập 1- Lấy nước bên cạnh + xả cát diện Sơ đồ ngưỡng bậc (a), ngưỡng công xôn (b) Cống lấy nước Ngưỡng thẳng đứng Đập tràn Lỗ xả cát Kênh dẫn Bản cơngxon Hình 2.16: Hình thức lấy nước bên cạnh, bùn cát xả qua lỗ đặt thân đập 2a Lấy nước bên cạnh + xả cát bên cạnh (khơng có túi chứa cát) Cống lấy nước Đập có cửa van Đập đất Kênh Cống đáy xả cát 6.Đê hướng dòng Đặt đường hầm tháo xả bùn cát luồn ngưỡng cống lấy nước tháo xả hạ lưu Khi cống lấy nước có nhiều cửa lỗ xả cát đặt tương ứng cửa lấy nước theo chiều dịng chảy sơng 2b Lấy nước bên cạnh + xả cát bên cạnh (có túi chứa cát) Cống lấy nước Kênh Đường hầm xả cát Đập Ngưỡng vào Túi chứa cát phía trước Ngưỡng túi chứa Hình thức gồm có ngưỡng vào đặt đầu túi đựng cát, bùn cát bị giữ lại ngưỡng xói theo chu kỳ qua lỗ xả đặt thân đập, bùn cát lắng đọng túi chứa cát xả theo đường hầm 3 Lấy nước diện + xả cát diện a Sơ đồ: (a): loại có khoang lắng cát; (b): loại có máng dẫn nước Hình 2.19: Hình thức lấy nước diện có lỗ xả cát diện Đập; Lỗ xả cát; Máng dẫn; Kênh; Ngưỡng vào; Túi lắng cát; Tường cánh Cống lấy nước b Sự làm việc đặc điểm hình thức Loại có khoang lắng cát: Q trình làm việc? •Phổ biến cơng trình tưới; •Khi khoang lắng cát ngắn hẹp hiệu lăng đọng bùn cát khơng cao; •Dễ gây xáo động bùn cát dịng chảy ngặt vào kênh góc 90o ; •Khắc phục: xây thêm ngưỡng ngăn bùn cát tường phân nước; •Khơng phù hợp cho sơng sâu rộng Loại có máng dẫn nước: Q trình làm việc? •Phù hợp cho sơng sâu rộng •Bùn cát bị xáo động Lấy nước diện + xả cát bên cạnh (Kiểu Phergan) a Sơ đồ: 1.Đập Cống lấy nước Kênh 4.Ngưỡng cong Cống luồn Đê hướng dòng b Đặc điểm trình làm việc: 1.Đập Cống lấy nước Kênh 4,5.Ngưỡng cong Cống luồn Đê hướng dũng B tiờu nng * Trên hình vẽ kiĨu lÊy n−íc Phergan (sư dơng ë s«ng trung du miền núi có nhiều bùn cát thô) * Đặc điểm bố trí: phía trớc đập có đoạn sông dẫn cong (cong tự nhiên cong nhân tạo nhờ làm đê dẫn cong) - Công trình lấy nớc đặt ë phÝa bê lâm - PhÝa tr−íc cèng lµm ng−ìng cong để hớng bùn cát đến cửa xả - Bùn cát đợc xả qua cửa đập tràn * Quá trình làm việc - Cửa lấy nớc đặt bờ lõm nên lấy đợc nớc - Bùn cát đáy đợc hớng khỏi cửa lấy nớc nhờ dòng chảy cong nhờ ngỡng cong trớc cửa lấy nớc - Có thể vừa lấy nớc vừa xả cát liên tôc Lấy nước qua lưới chắn đáy B-B B 12 8 B 13 11 Hình 2-23: Cơng trình lấy nước có lưới chắn đặt đỉnh đập Đập tràn; Lưới chắn; Đoạn đập lấy nước; Hào thu bùn cát; Thép bảo vệ; Cống lấy nước bờ; Xi phông; Cống xả cát đáy; Cống lấy nước đầu kênh; 10 Kênh lấy nước; 11 Hào lấy nước; 12 Lưới chắn mép trụ; 13 Ống tháo bùn cát 10 2-6 CHỈNH TRỊ ĐOẠN SƠNG CĨ CT LẤY NƯỚC Mục đích: + Hướng chủ lưu vào CLN + Hướng bùn cát xa CLN Biện pháp: Đặt hệ thống lái dịng Pơtapốp (hình vẽ) 2-4 CHỈNH TRỊ ĐOẠN SƠNG CĨ CT LẤY NƯỚC Hình 2-25: Hệ thống lái dịng M.V.Pơtapốp Dịng mặt; Dịng đáy; 3; Lạch sông; Cửa lấy nước; Đập tràn * Sử dụng cồn cát để cải tạo đoạn sông cong trước CLN Sử dụng kè nhân tạo (chẳng hạn cồn cát) để tạo độ cong mong muốn dòng chảy cửa lấy nước * Đặt hướng dịng đoạn sơng cong trước CLN Các kè hướng dòng cửa lấy nước việc ngăn bùn cát ... tràn; Lưới chắn; Đoạn đập lấy nước; Hào thu bùn cát; Thép bảo vệ; Cống lấy nước bờ; Xi phông; Cống xả cát đáy; Cống lấy nước đầu kênh; 10 Kênh lấy nước; 11 Hào lấy nước; 12 Lưới chắn mép trụ;... lưu lượng lấy nước mực nước sông thay đổi nhiều; • Cửa lấy nước bị dịch chuyển phía hạ lưu làm giảm hiệu cơng trình d Biện pháp khắc phục??? Lấy nước diện a Phạm vi áp dụng: - Mực nước sông (mùa... khỏi cửa lấy nớc nhờ dòng chảy cong nhờ ngỡng cong trớc cửa lấy nớc - Có thể vừa lấy nớc vừa xả cát liên tôc 5 Lấy nước qua lưới chắn đáy B-B B 12 8 B 13 11 Hình 2-23: Cơng trình lấy nước có