Nghiên cứu yếu tố thủy lực khi xả lũ thi công qua đập đá đang thi công phục vụ cho xây dựng đập đá đổ đang thi công phục vụ cho xây dựng công trình thủy lợi thủy điện

LỜI CẢM ƠN Sau thời gian thu thập tài liệu nghiên cứu, đến luận văn “ Nghiên cứu yếu tố thủy lực xả lũ thi công qua đập đá đổ thi công phục vụ cho xây dựng cơng trình thủy lợi, thủy điện” hồn thành đáp ứng yêu cầu đề Với thành đạt được, tác giả luận văn xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến quý thầy cô Trường Đại học Thủy lợi thời gian qua truyền đạt kiến thức khoa học, kinh nghiệm thực tế cho tác giả luận văn Tác giả xin cảm ơn Trung tâm nghiên cứu thủy lực tạo điều kiện, giúp đỡ tác giả tham gia, thực thí nghiệm mơ hình thủy lực hồn thành luận văn Đặc biệt tác giả luận văn xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy TS.Nguyễn Đăng Giáp PGS.TS.Trần Quốc Thưởng hướng dẫn tác giả hoàn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập trường trình thực luận văn Cuối cùng, xin cảm tạ lòng, hy sinh, hỗ trợ người thân động viên giúp đỡ tác giả luận văn suốt trình học tập hồn thành luận văn Hà Nội, tháng năm 2014 Tác giả luận văn Trương Văn Đô LỜI CAM ĐOAN Tên Trương Văn Đô Học viên lớp: CH19C21 Đề tài luận văn cao học “ Nghiên cứu yếu tố thủy lực xả lũ thi công qua đập đá đổ thi công phục vụ cho xây dựng cơng trình thủy lợi, thủy điện” Trường đại học Thủy lợi Hà Nội giao cho học viên Trương Văn Đô hướng dẫn TS Nguyễn Đăng Giáp PGS.TS Trần Quốc Thưởng đến hồn thành Tơi xin cam đoan với Khoa Cơng trình Phịng Đào tạo đại học sau đại hoc Trường đại học Thủy lợi đề tài nghiên cứu cơng trình cá nhân tơi./ Hà Nội, tháng năm 2014 Tác giả luận văn Trương Văn Đô MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DẪN DÒNG THI CÔNG 1.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP DẪN DỊNG THI CƠNG 1.1.1 Dẫn dòng qua cống ngầm 1.1.2 Dẫn dòng qua nen 1.1.3 Phương pháp đắp đê quai ngăn dòng nhiều đợt 1.2 TỔNG QUAN VỀ XẢ LŨ THI CÔNG QUA ĐẬP ĐÁ ĐỔ ĐANG THI CÔNG (ĐẮP DỞ) Ở TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.2.1 Trên giới 1.2.2 Ở Việt Nam 26 1.3 TÍNH TỐN DẪN DÒNG 34 1.3.2 Cơng thức tính tốn .34 1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 38 CHƯƠNG 2: MƠ HÌNH HĨA VÀ XÂY DỰNG MƠ HÌNH .41 2.1 LUẬT TƯƠNG TỰ CỦA MÔ HÌNH THỦY LỰC CƠNG TRÌNH 41 2.1.1 Khái niệm tương tự học 41 2.1.2 Định luật FRUT (Định luật Tương tự trọng lực) 45 2.1.3 Định luật REYNOL 48 2.2 THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG MƠ HÌNH 52 2.2.1 Tỷ lệ mô hình 52 2.3 PHẠM VI MƠ HÌNH 53 2.4 BỐ TRÍ ĐO ĐẠC 53 2.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THÍ NGHIỆM .55 2.6 NỘI DUNG THÍ NGHIỆM .55 2.7 KẾT LUẬN CHƯƠNG 58 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .59 3.1 KHÁI QUÁT NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .59 3.2 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CAO TRÌNH ĐỈNH ĐẬP HỢP LÝ 60 3.2.1 Xác định chiều dài phun xa bậc nước 2.25m 60 3.2.2 Xác định đường mặt nước dọc cơng trình 65 3.2.3 Xác định vận tốc dòng chảy 66 3.2.4 Chọn cao trình đỉnh đập hợp lý 67 3.3 NGHIÊN CỨU CHIỀU DÀI BẬC 4M, CAO TRÌNH ĐỈNH ĐẬP 45M 67 3.3.1 Xác định chiều dài phun xa bậc nước 68 3.3.2 Xác định vận tốc dòng chảy 70 3.4 KẾT QUẢ CHỌN CAO TRÌNH ĐỈNH ĐẬP VÀ CHIỀU DÀI BẬC NƯỚC .71 3.4.1 Chọn cao trình đỉnh đập 71 3.4.2 Chiều dài dòng phun bậc .74 3.4.3 Chọn hình thức cơng trình xả lũ thi cơng 74 3.4.4 Kết luận .75 3.4.5 Nghiên cứu chế độ thủy lực với cao trình đỉnh 45m bậc dài 2.25m .75 3.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 83 3.5.1 Nhận xét chung 83 3.5.2 Những đóng góp tác giả .84 3.5.3 Đề nghị 84 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 85 4.1 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 85 4.2 TỒN TẠI VÀ HẠN CHẾ 85 4.3 KIẾN NGHỊ .85 4.4 NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU TIẾP: .85 TÀI LIỆU THAM KHẢO .87 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Lựa chọn bố trí cơng trình tháo cơng trình đầu mối 13 Hình 1.2: Tính tốn dốc nước gia cố lòng dẫn đá lớn, đá khối 15 Hình 1.3: Kết cấu gia cố mái hạ đập đá đổ .16 Hình 1.4: Gia cố mái hạ đập đá đổ .17 Hình 1.5: Kết cấu gia cố mặt cắt đập Liên Hoa vượt lũ năm .24 Hình 1.6: Sơ họa cắt dọc tuyến dẫn dòng phương án chọn 27 Hình 1.7: Cắt dọc thân đập đá đổ đắp dở 32 Hình 2.1: Sơ đồ bố trí mặt mơ hình 56 Hình 2.2: Sơ đồ đo thơng số thủy lực, bậc dài 2.25m .57 DANH MỤC ẢNH CHỤP Ảnh 1.1: Cơng trình thủy điện Tuyên Quang 28 Ảnh 1.2: Lũ chảy qua đê quai thượng lưu (Thủy điện Tuyên Quang) 29 Ảnh 1.3: Lũ chảy qua cống dẫn dòng đê quai thượng lưu (Thủy điện Tun Quang) .29 Ảnh 1.4: Mơ hình mặt cắt đập đá đổ dạng bậc nước nhiều cấp 32 Ảnh 1.5: Mơ hình mặt cắt đập đá đổ đắp dở đê quai hạ lưu 32 Ảnh 3.1: Mơ hình mặt cắt - lòng cứng 59 Ảnh 3.2: Nước nhảy hạ lưu đập 65 Ảnh 3.3: Mơ hình nhìn từ hạ lưu .68 Ảnh 3.4: Mơ hình mặt cắt- lịng cứng, bậc dài 4m 68 Ảnh 3.5: Dịng chảy vượt ngồi mũi bậc dài 4m, Q= 2000 m3/s 69 Ảnh 3.6: Mô tả đá hộc bảo vệ mặt đập .72 Ảnh 3.7: Dòng chảy hạ lưu đập Q= 1000 m3/s, ∇45m 78 Ảnh 3.8: Dòng chảy hạ lưu đập Q= 4500 m3/s, ∇45m 78 Ảnh 3.9: Mơ hình lịng cứng bậc dài 2.25m, ∇50m 79 Ảnh 3.10: Dòng chảy hạ lưu đập Q =1000 m3/s, ∇50m 79 Ảnh 3.11: Mơ hình lịng cứng bậc dài 2.25m, ∇48m 80 Ảnh 3.12: Dòng chảy hạ lưu đập Q =1000 m3/s, ∇48m 80 Ảnh 3.13: Học viên thao tác đo đạc mơ hình 81 Ảnh 3.14: Học viên thao tác đo đạc mơ hình 82 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Một số cống dẫn dòng Bảng 1.2: Một số tuynen dẫn dòng giới Bảng 1.3: Phương thức dẫn dịng thi cơng vượt lũ phần đập bê tông mặt chọn tiêu chuẩn vượt lũ .20 Bảng 1.4: Thông số thủy lực mặt đập tràn nước 23 Bảng 1.5: Thơng số dẫn dịng 27 Bảng 1.6: Các thông số 27 Bảng 1.7: Sơ đồ dẫn dịng thi cơng 31 Bảng 2.1: Tỷ lệ đại lượng 52 Bảng 2.1a: Lưu lượng thực tế mơ hình 52 Bảng 3.1: Kết đo dòng phun bậc dài 2,25 m mái đập- mơ hình mặt cắt Tỷ lệ: 1/40 61 Bảng 3.2: Kết đo dòng phun bậc dài 2,25 m mái đập - mơ hình mặt cắt - Tỷ lệ: 1/40 .62 Kịch 2: Đập chịu lực 62 Trường hợp 1: Cao trình đỉnh đập 48.0; mơ hình lịng cứng 62 Bảng 3.3: Kết đo dòng phun bậc dài 2.25 m mái đập- mơ hình mặt cắt - Tỷ lệ: 1/40 .63 Bảng 3.4: Thông số nước nhảy sau đập 64 Bảng 3.5: Chênh lệch cột nước đầu cuối đỉnh đập (m) 65 Bảng 3.6: Độ dốc đường mặt nước đỉnh đập (i) 66 Bảng 3.7: Vận tốc dòng chảy (m/s) với Q =4500 (m3/s) 66 Bảng 3.8: Vận tốc dòng chảy (m/s) với Q =6500 (m3/s) 67 Bảng 3.9: Kết đo dòng phun bậc dài m mái đập - mô hình mặt cắt Tỷ lệ: 1/40 70 PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết Đề tài Sau giai đoạn chặn dịng sơng cơng trình thủy lợi, thủy điện lớn giai đoạn xả lũ thi công Sự thành bại việc xả lũ thi cơng cơng trình đập đá đổ có ý nghĩa quan trọng Trong giai đoạn phát triển đất nước, bên cạnh vấn đề kỹ thuật, vốn đầu tư cho cơng trình tiêu chí hàng đầu để lựa chọn giải pháp xây dựng, thi cơng cơng trình Phương án xả lũ thi cơng hợp lý có liên quan mật thiết với việc thiết kế, bố trí tổng thể cơng trình đầu mối, hệ thống đê quai thượng, hạ lưu, tuynel dẫn dòng tạm thời, cống, tuynel thủy điện Quy mô công trình thường lớn, chi phí tốn kém, vấn đề xử lý kỹ thuật gặp nhiều khó khăn Ngày nay, đập lớn, kiên cố xây dựng vật liệu đá đổ, bê tông đầm lăn áp dụng rộng rãi, mở hướng phát triển cho giải pháp xả lũ thi công qua đập đắp dở, giúp giảm quy mơ chi phí cho cơng trình dẫn dịng thi cơng Trong giai đoạn dẫn dòng thường sử dụng tuynel dẫn dòng xả phần lưu lượng lũ, lưu lượng lại xả qua đập đá đổ đắp dở Ở nước ta có cơng trình thủy lợi, thủy điện lớp áp dụng pgiải pháp dẫn dịng thi cơng qua đập đá đổ đắp dở : Cơng trình thủy điện Tuyên Quang (Na Hang) xả lũ thi công với lưu lượng thiết kế P5% khoảng 4400m3/s, cơng trình xả lũ thi công qua đập đá đổ đắp dở Cửa Đạt với lưu lượng Q5% = 4500m3/s tới cịn có nhiều cơng trình khác Tuy vậy, hiểu biết, kinh nghiệm thiết kế quy phạm, dẫn thiết kế vấn đề hạn chế cần tiếp tục sâu nghiên cứu Giữ ổn định cho đoạn đập đá đổ xả lũ thi cơng cơng trình dùng cơng nghệ khác biện pháp gia cố vấn đề quan trọng Do đó, việc xác định yếu tố gây ổn định cho đoạn đập đá đổ xả lũ thi công phải làm rõ, tránh cho thất bại gia cố không tốt, ngược lại gia cố lại gây lãng phí vốn đầu tư Vì nghiên cứu sơ đồ giải pháp hợp lý dẫn dòng xả lũ thi cơng qua đập đá đổ thi cơng có ý nghĩa thực tiễn tính thời giai pđoạn nước ta có yêu cầu xây dựng nhiều cơng trình thủy lợi, thủy điện lớn, nhằm phục vụ cho dân sinh, kinh tế Xả lũ thi công qua đập đá đổ thi công thường theo sơ đồ sau: • Sơ đồ (kịch 1) Xả lũ thi công qua cống (tuynel) đê quai thượng lưu chịu lực chính, nghĩa cao trình đỉnh đê quai thượng lưu cao cao trình đỉnh đoạn đập đá đổ đắp dở đê quai hạ lưu • Sơ đồ (kịch 2) Xả lũ thi công qua cống (tuynel) đoạn đập đá đổ đắp dở chịu lực chính, nghĩa cao trình đỉnh đoạn đập đá đổ đắp dở cao cao trình đỉnh đê quai thượng lưu đê quai hạ lưu Luận văn nghiên cứu theo sơ đồ (kịch 2) Để tạo phần giúp nhà chuyên môn có đánh giá xác thực lựa chọn cơng nghệ dẫn dịng thi cơng hợp lý thực tế xây dựng cơng trình thủy lợi, thủy điện Xuất phát từ ý nghĩa thực tiễn học viên lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu yếu tố thủy lực xả lũ thi công qua đập đá đổ thi cơng, phục vụ cho xây dựng cơng trình thuỷ lợi, thuỷ điện” Mục tiêu Đề tài Nghiên cứu lựa chọn hình thức cơng trình xả lũ thi công qua đập đá đổ thi công (hay đắp dở) Phương pháp nghiên cứu - Sử dụng phương pháp tổng hợp phân tích cơng tác dẫn dịng thi cơng cơng trình thuỷ lợi, thuỷ điện, sơ đồ dẫn dịng thi cơng… - Sử dụng phương pháp tính tốn lý thuyết - Sử dụng phương pháp mơ hình vật lý Kết dự kiến đạt - Xác định cao trình đỉnh đập đá đổ để xả lũ thi công hợp lý - Xác định hình thức dạng bậc nước để xả lũ với lưu lượng xả lũ thi công khác 74 Để chọn cao trình đỉnh hợ lý cần xem xét yếu tố dòng phun bậc nước hạ lưu, nêu 3.4.2 Chiều dài dòng phun bậc Như nêu kết xác định dòng phun xa với độ dài bậc 2.25m 4m đỉnh đập ∇45m cho thấy: - Với chiều dài bậc nước 2.25m + Lưu lượng Q=1000m3/s, dòng phun vượt bậc 0.44 m (2.69 2.25m) + Lưu lượng Q=4500m3/s, dịng phun vượt ngồi bậc 2.85 m (5.10 2.25m) + Lưu lượng Q=6500m3/s, dòng phun vượt bậc 3.35 m (5.60 2.25m) - Với chiều dài bậc nước 4m + Lưu lượng Q=2000m3/s, dòng phun vượt bậc 1.56 m (5.56 4m) + Lưu lượng Q=4500m3/s, dịng phun vượt ngồi bậc 4.40 m (8.40 4m) + Lưu lượng Q=6500m3/s, dịng phun vượt ngồi bậc 3.35 m (10.00 4m) Như với chiều dài bậc 2.25 m 4m với cao trình đỉnh đập 45m cho thấy dịng chảy trượt ngồi bậc, nghĩa khơng xuất nước nhảy bậc- cho hiệu tiêu tốt Do cần chọn giải pháp gia cố vùng hạ lưu đập, vùng có vận tốc lớn 3.4.3 Chọn hình thức cơng trình xả lũ thi cơng 3.4.3.1 Chọn cao trình đỉnh đập Qua kết nghiên cứu xác định cao trình đỉnh đập dịng phun xa rút nhận xét sau: Chọn cao trình đỉnh đập 45m giảm đường kính đá gia cố bảo vệ mặt đập, đảm bảo thi công thuận lợi giảm giá thành khai thác đá thi cơng dễ dàng, khơng phải chọn lọc loại đá có đường kính lớn 1m Mặt khác với cao trình đỉnh đập 45m, vận tốc vùng hạ lưu đập nhỏ hơn, vật liệu gia cố đơn giản hơn, rẻ (có thể dùng khung thép bỏ đá…), vận tốc dòng chảy lớn 10 m/s phải dùng bê tơng cốt thép tốn kinh phí Từ đánh giá vận tốc dòng chảy trị số vị trí chủ yếu: cuối đỉnh đập, hạ lưu đập…chọn cao trình đỉnh đập 45m để nghiên cứu bước 75 3.4.3.2 Chọn chiều dài bậc nước Qua phân tích thơng số dịng phun xa với bậc nước dài 2,25m 4m cho thấy: Dòng chảy dịng chảy trượt ngồi mũi bậc, khơng tạo chế độ thủy lực tốt nước nhảy mặt bậc Do chọn chiều dài bậc 2.25m đảm bảo kinh tế kỹ thuật bậc ngắn 1.75m Mặt khác vận tốc vị trí chủ yếu, hạ lưu đập tương tự Tóm lại: Qua xem xét thông số vận tốc dịng phun xa chọn cao trình đỉnh đập 45m chiều dài bậc 2.25m để làm sở nghiên cứu bước 3.4.4 Kết luận Qua kết thí nghiệm mơ hình lịng cứng với cao trình đỉnh đập 50; 48 45m, độ dài bậc nước 2.25 m 4m cho cấp lưu lượng từ 1000-6500 m3/s rút kết luận sau: - Chọn cao trình đỉnh đập đá đổ thi công (đắp dở) để xả lũ thi công ∇45m - Chọn chiều dài bậc nước L=2.25m để gia công chế tạo bậc nước bảo vệ hạ lưu đập - Dùng đoạn đập đá đổ thi công có cao trình đỉnh 45m bậc nước L=2.25m thông số nghiên cứu bước 3.4.5 Nghiên cứu chế độ thủy lực với cao trình đỉnh 45m bậc dài 2.25m Trên xác định cao trình đỉnh đập hợp lý ∇45m bậc nước dài 2.25m Dưới nêu kết xác định thông số thủy lực chủ yếu: vận tốc, diễn biến tình hình thủy lực xả lũ thi cơng với cấp lưu lượng Q=1000-4500 m3/s 3.4.5.1 Xác định vận tốc dịng chảy Nghiên cứu mơ hình cho cấp lưu lượng 1000-4500 m3/s Kết xác định vận tốc đáy vị trí chủ yếu cho cấp lưu lượng trên, sau: - Lòng hồ: 0.95-1.84 m/s - Tim đê quai thượng lưu: 1.38-3.54 m/s - Cơ hạ lưu đê quai thượng: 2.35-2.60 m/s 76 - Tim đập chính: 2.97-5.13 m/s - Cuối đập chính: 3.22-5.40 m/s - Các bậc nước: 5.90-11.20 m/s - Chân hạ lưu đập: 2.70-5.10 m/s - Tim đê quai hạ lưu: 2.68-5.00 m/s * Qua thí nghiệm cho thấy xả nước: - Chân mái hạ lưu đê quai thượng chân hạ lưu đập vận tốc tức thời khoảng 6-7 m/s, sau nước dâng lên vận tốc giảm * Qua thí nghiệm xác định vận tốc dịng chảy với cao trình đỉnh đập 45m bậc dài 2.25m cho thấy: - Giá trị vận tốc lớn đỉnh đập vị trí cuối đỉnh đập đường mặt nước đường nước đổ, cuối đập mực nước hạ thấp - Vận tốc lớn bậc nước xuất vùng nước hạ lưu dao động (nước nhảy) với Q=4500 m3/s, v≈11.20 m/s (cả mạch động) - Vận tốc vùng chân đập lớn với Q=4500 m3/s, v≈5.10 m/s Trên vận tốc mơ hình lịng cứng Một yếu tố cần xem xét diễn biến thủy lực xả lũ nêu 3.4.5.2 Diễn biến tình hình thủy lực xả lũ thi cơng sau: Trên mơ hình tháo nước vào, với mực nước lũ tăng dần, lũ tăng lên nhanh nước thượng lưu tràn qua đê quai thượng Khi mà mực nước thượng lưu đạt cao trình ∇43.50 lớp nước tràn qua đỉnh đê quai thượng có độ sâu gần 50 cm, vào thời điểm lưu tốc tức thời đầu mái hạ lưu đê quai thượng đạt tới V≈4.50 m/s, lưu tốc hạ lưu chân mái hạ lưu đạt gần 7.0 m/s Do dòng lũ tràn qua đỉnh đê quai thượng sau thời đoạn ngắn khoảng 6-7 phút làm đầy nước phần hố móng đê quai thượng thân đập đá đổ nên vận tốc dòng chảy hạ lưu đê quai thượng lưu giảm Nước hố móng phía trước thân đập đá đổ dâng cao ∇45.00m dịng nước lũ chảy vào mặt đập, tạo mực nước dâng dần lên thân đập chảy xuống hạ lưu đập Khi dòng chảy đổ xuống chân đập, vận tốc tức thời 77 khoảng 7.0 m/s Dòng chảy cuối dốc đầu lưu lượng nhỏ, vận tốc dòng chảy chưa lớn, lưu lượng lũ tăng lên, lưu lượng đơn vị cuối dốc lớn dần, vận tốc dòng chảy lớn dần lên Chỉ sau thời gian ngắn mực nước phần hố móng đê quai hạ mái dốc sau đập đá đổ dâng lên tạo lớp nước đệm cuối dốc hình thành nước nhảy Khi lớp nước đệm trước đê quai hạ dâng cao đỉnh đê quai hạ lưu ∇32.00m dịng chảy tràn qua đỉnh đê quai đổ xuống mái hạ lưu đê quai hạ lưu, cột nước tràn qua đỉnh đê quai tăng dần vận tốc dịng chảy nhanh chóng tăng lên Nên phải gia cố bảo vệ chân đập đê quai hạ lưu Dưới số hình ảnh mơ tả thơng số q trình thí nghiệm 78 Ảnh 3.7: Dòng chảy hạ lưu đập Q= 1000 m3/s, ∇45m Ảnh 3.8: Dòng chảy hạ lưu đập Q= 4500 m3/s, ∇45m 79 Ảnh 3.9: Mô hình lịng cứng bậc dài 2.25m, ∇50m Ảnh 3.10: Dịng chảy hạ lưu đập Q =1000 m3/s, ∇50m 80 Ảnh 3.11: Mơ hình lịng cứng bậc dài 2.25m, ∇48m Ảnh 3.12: Dòng chảy hạ lưu đập Q =1000 m3/s, ∇48m 81 Ảnh 3.13: Học viên thao tác đo đạc mơ hình 82 Ảnh 3.14: Học viên thao tác đo đạc mơ hình 83 3.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3.5.1 Nhận xét chung Qua thí nghiệm xác định thơng số thủy lực chính: Dịng phun, vận tốc dịng chảy, tình hình thủy lực… cho cao trình đỉnh đập: ∇50m;∇48m ∇45m cho cấp lưu lượng khác với bậc dài 2.25m 4m; rút nhận xét sau: Dòng phun với cấp lưu lượng từ 1000 m3/s trở lên vượt ngồi mũi bậc, nghĩa dịng chảy dịng chảy trượt ngồi bậc - khơng tạo nước nhảy dạng tiêu tốt mặt bậc Vận tốc mặt đỉnh đập lớn vị trí cuối đỉnh đập, khoảng 8.10m/s (∇ đỉnh 50m, Q=6500 m3/s) Vận tốc bậc vùng mực nước hạ lưu dao động (nước nhảy) lớn bậc 17 m/s (∇ đỉnh 50m, Q=6500 m3/s) Vận tốc chân đập lớn vùng khác hạ lưu Khi xả lũ xuất vận tốc tức thời chân mái đê quai hạ lưu, chân mái hạ lưu đập đá đổ khoảng m/s, sau mực nước dâng lên vận tốc giảm Vận tốc vị trí chủ yếu số vị trí ∇45m so với ∇48m ∇50m có chênh lệch sau: 6.1 Với Q=4500 m3/s - Vận tốc dòng chảy cuối đỉnh đập tăng tương ứng 0.78 m/s 1.48 m/s - Vận tốc dòng chảy vùng nước nhảy hạ lưu tăng tương ứng 0.9m/s 2.56m/s 6.2 Với Q=6500 m3/s - Vận tốc dòng chảy cuối đỉnh đập tăng tương ứng 0.8 m/s 1.1 m/s - Vận tốc dòng chảy vùng nước hạ lưu dao động (nước nhảy) bậc tăng tương ứng 2.0 m/s 4.5 m/s Tóm lại: dù bậc dài 4m dịng phun vượt ngồi mũi bậc, khơng tạo nước nhảy bậc so với cao trình đỉnh đập ∇45m, cao trình đỉnh ∇48 84 ∇50m có vận tốc lớn nhiều, gia cố bảo vệ khó khăn, tốn kinh phí 3.5.2 Những đóng góp tác giả 3.5.2.1 Những kết thực Trung tâm thủy lực đề tài Tác giả tham gia thí nghiệm xác định thơng số thủy lực như: Vận tốc, dịng phun, xác định đường kính đá gia cố, cho cao trình đỉnh đập: 50, 48 45, chiều dài bậc 2,25 m m Từ trích dẫn phần kết tác giả thực nêu 3.5.2.2 Kết tác giả thực Xác định đường kính đá gia cố mặt đập từ cơng thức (3.1) X.V.IZBAS [2] nêu bảng 3.10 Cho thấy cấp lưu lượng Q = 4500 m3/s cao trình đỉnh đập 45 m đường kính đá gia cố mặt đập 0,65 m, cịn cao trình đỉnh đập 50 m đường kính đá 1,05 m Như đường kính đá lớn gấp 1,6 lần, khai thác vận chuyển thi cơng khó khăn phức tạp tốn kinh phí nhiều 3.5.3 Đề nghị Qua thơng số thí nghiệm nhận xét đưa đề nghị sau: - Chọn cao trình đỉnh đập đá đổ đắp dở ∇45m để nghiên cứu giải pháp xả lũ thi công qua đập - Chọn chiều dài bậc 2.25m để làm kích thước bậc nước bảo vệ mái đập - Trên kết nghiên cứu mơ hình lịng cứng cần nghiên cứu mơ hình lịng mềm với kết cấu gia cố khác phù hợp với cấp lưu lượng xả lũ thi công khác 85 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Luận văn tập hợp kiến thức tính tốn thủy lực cho dẫn dịng thi cơng, phân tích trường hợp phương pháp tính tốn cho phương án dẫn dịng qua: cống, tuynen… Đã thu thập, phân tích khối lượng lớn tổng quan dẫn dòng thi cơng nói chung xả lũ thi cơng qua đập thi công (bê tông đá đổ) Thu thập, phân tích dạng gia cố bảo vệ đê quai đá đổ đập đá đổ thi công (đắp dở) Đã tiến hành nghiên cứu thí nghiệm mơ hình lịng cứng xác định cao trình đỉnh đập hợp lý ∇45m cao trình 48 50 m Đã xác định bậc nước bảo vệ mái hạ lưu đập dài 2.25m đảm bảo KT-KT bậc dài 4m Đã nghiên cứu mơ hình cho thấy dịng chảy bậc dịng chảy trượt (dịng chảy phóng xa đỉnh mũi bậc), không tạo nước nhảy bậc 4.2 TỒN TẠI VÀ HẠN CHẾ Trong khuôn khổ luận văn nghiên cứu mơ hình lịng cứng mặt cắt, chưa nghiên cứu kết cấu gia cố xói lở hạ lưu đập (lịng mềm) mơ hình tổng thể 4.3 KIẾN NGHỊ Trong thời kỳ nước ta xây dựng nhiều cơng trình thủy lợi, thủy điện; nghiên cứu ứng dụng giải pháp xả lũ thi công qua cống đập thi công (bê tông, đá đổ) đem lại hiệu kinh tế kỹ thuật, nên mở rộng giải pháp dẫn dòng 4.4 NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU TIẾP: - Nghiên cứu mơ hình lịng mềm, kết cấu gia cố khác bảo vệ mái hạ lưu đập đá đổ - Các cơng trình giới Việt Nam tính tốn, thí nghiệm cho cơng trình cụ thể, cần có cơng trình nghiên cứu tổng quát 86 - Nghiên cứu thấm rối X.V.IZƠBAS [2] dùng cho chặn dịng lấp sơng đá đổ với độ rỗng lớn n≥40% Cần nghiên cứu thấm cho đập đá đổ với công nghệ thi công tiên tiến đạt độ rỗng nhỏ n=21-25% 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Qui phạm tính tốn thủy lực đập tràn QP.TL.C-8-76, Bộ thủy lợi năm 1977 [2] X.V.IZƠBAS, thủy lực chặn dịng sơng, NXB khoa học kỹ thuật năm 1974 [3] Viện Năng Lượng (2002), Báo cáo kết thí nghiệm mơ hình cơng trình thủy điện Tuyên Quang [4] Viện Khoa học Thuỷ lợi (2004), Báo cáo kết thí nghiệm mơ hình cơng trình dẫn dịng tuynen xả lũ cơng trình Cửa Đạt, Thanh Hóa [5] Trần Quốc Thưởng, (2005): Thí nghiệm mơ hình thủy lực - NXB xây dựng, Hà Nội [6] Trần Quốc Thưởng (2008): Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước mã số 6-201J [7] Giang Thư nnk, Xả lũ thi cơng qua cơng trình xây dựng dở xây dựng cơng trình thủy lợi, thủy điện Tạp chí KH&CN thủy lợi - Viện KHTLVN số 42011 [8] Giang Thư nnk, Nghiên cứu thực nghiệm xả lũ thi công qua đập đá đổ thi cơng cơng trình thủy điện Tun Quang Tạp chí KH&CN thủy lợi - Viện KHTLVN số 13-2013 [9] TCVN 9610: 2012, Cơng trình thủy lợi – u cầu thiết kế dẫn dòng xây dựng 88 PHỤ LỤC (Bảng 3.1-3.20) ... tài: ? ?Nghiên cứu yếu tố thủy lực xả lũ thi công qua đập đá đổ thi công, phục vụ cho xây dựng cơng trình thuỷ lợi, thuỷ điện? ?? Mục tiêu Đề tài Nghiên cứu lựa chọn hình thức cơng trình xả lũ thi cơng... luận văn cao học “ Nghiên cứu yếu tố thủy lực xả lũ thi công qua đập đá đổ thi công phục vụ cho xây dựng cơng trình thủy lợi, thủy điện? ?? Trường đại học Thủy lợi Hà Nội giao cho học viên Trương... dịng xả lũ thi cơng qua đập đá đổ thi cơng có ý nghĩa thực tiễn tính thời giai pđoạn nước ta có u cầu xây dựng nhiều cơng trình thủy lợi, thủy điện lớn, nhằm phục vụ cho dân sinh, kinh tế Xả lũ thi