Bài tập thuỷ lự

Chương XIV ĐẬP TRÀN I – TÓM TẮT LÝ THUYẾT Vật kiến trúc ngăn dịng khơng áp làm cho dịng chảy tràm qua đỉnh gọi đập tràn Về mặt thuỷ lực, dòng chảy qua đập tràn xem dịng chảy qua lỗ lớn khơng áp Tính toán thuỷ lực đập tràn bao gồm việc xác định khả tháo nước đập xác định kích thước lỗ đập để tháo lưu lượng định trước vv Ký hiệu ( hình 14 –1 ) Z hh P1 P V0 hn H Hình 14 – P1 H H – cột nước tràn : αv H – H + - cột nước toàn phần đỉnh đập ; 2g b – Chiều rộng đập ( diện tràn nước ) v – Lưu tốc dòng chảy thương lưu trước đập ; P – chiều cao đập so với đáy hạ lưu ; P – chiều cao đập so với đáy thượng lưu h h - độ sâu hạ lưu ; h h = h h –P – chiều sâu nước hạ lưu so với đỉnh đập ; Z = H - h n - chênh lệch mực nước thượng hạ lưu; δ - chiều dầy đỉnh đập B – chiều rộng lịng sơng chỗ xây đập Đập tràn thành mỏng ( δ < 0,67 H): 1) Cửa chảy khơng ngập chữ nhật( hình 14 –2) Hình 14 -2 Lưu lượng qua đập tràn thành mỏng cửa chữ nhật tính theo cơng thức chung đập tràn : Q = mb g H 3/ (14 – 1) Q = mb g H / ( 14 – 2) Z hn P hh H Hệ số lưu lượng m đập tràn thành mỏng tiêu chuẩn tính theo cơng thức : H (14 -3 ) m0 = 0,402 + 0,054 P1 Ảnh hưởng co hẹp bên Thay m (14-2) m c tính theo : 2 0,003 B − b  b  H      mc =  0,405 + (14 - 4) − 0,03  1 + 0,55   H B  B   H + P1       Chảy ngập ( hình 14-3) Chỉ tiêu ngập : hn = hh − P > 0  Z Z (14 -5)  0 Đập tràn có mặt cắt thực dụng : Công thức tổng quát : Q = σ n εm ∑ b g H 3/ (14-11) Chỉ tiêu ngập : hn = hh − P > 0  Z Z  Tìm hình ảnh đường đẳng đường dịng : Tìm hàm số ϕ hàm số dòng Ψ Chỉ dẫn đáp số: Quan hệ hàm lượng giác hàm hypécbôlic: sin2 α + cos2 α = ch2 α + sh2 α = 1 Đường đẳng họ đường hypécbơlic đồng tiêu, có tiêu điểm x = ± a; y = - Đường dòng đường enlíp đồng tiêu, có tiêu điểm x = ± a ; y = ϕ = arccos Ψ = arcch (x + y + a ) − (x + y + a )2 − 4x a 2a (x + y + a ) + (x + y + a )2 − 4x a 2a +C +C Bài 18 – 43 Một dịng thấm phẳng có hàm số thể ϕ hàm số dòng Ψ liên hệ với biểu thức x = ach ϕ cos Ψ y = - ash ϕ sin Ψ Với a =const >0 Tìm hình ảnh đường đẳng đường dịng : Tìm hàm số ϕ hàm số dòng Ψ Đáp số : Đường đẳng họ các enlíp đồng tiêu,có tiêu điểm x = ± a; y = Đường dòng họ hypécbơn đồng tiêu , có tiêu điểm x = ± a ; y = (x + y + a ) + (x + y + a )2 − 4x a ϕ = arccos 2a (x + y + a ) − (x + y + a )2 − 4x a Ψ = arcch 2a +C +C l l T Bài 18 – 44 Thấm có áp đáy móng đập dâng nước rơng B = 500 Tầng thấm nước sâu hữu hạn với chiều sâu T, có hệ số thấm k = 0,1 35 m 10-4 m/s cao trình mực nước cao trình sân phủ thượng hạ lưu cho hình 18 –44 Khi chiều dài sân chống thấm thượng hạ lưu l l giả thử vẽ 13 m lưới thấm vng móng cơng trình 11m gồm đường dịng Ψ ( làm nên miền thấm) l l l 17 đường đẳng ( làm nên 16 đường giải thế) Tính lưu lượng thấm ? Nếu sân phủ chống thấm có chiều Bµi 18-44 dài gấp lần (2l 2l ) Giả thử lưới thấm có đường dòng 5, số đường đẳng tăng lên 25 Tính lưu lượng thấm trường hợp Đáp số :1) Q = 30 l/s 2) Q = 20 l/s Bài 18 – 45 Thấm có áp móng cơng trình Tầng thấm sâu vơ hạn Móng cơng trình có chiều dài 2l có hàng cừ, hàng cừ sâu l = 12 65 m m Cao trình mực nước thượng hạ lưu 65 m 32 m ( hình 18 – 45 ) 32 m Tính lực đẩy dòng thấm gây nên 28 m đơn vị chiều rộng móng cơng trình? Biết tổn thất cột l l nước thấm phân bố theo quy luật đường thẳng dọc theo đường viền Bµi 18-45 l Nếu khơng làm hàng cừ phía thượng lưu, lực đẩy tăng lần Đáp số : 1) P = 3,88 10 kN 2) Tăng 1,5 lần Bài 18 - 46 Sơ đồ thấm có áp móng cơng trình cho hình 18 – 46 Cao trình mực nước thượng lưu 12m Cao trình đáy hạ lưu 0m độ sâu hàng cừ l = 20m Hệ số thấm k = 0,6 10-5 m/s Giả thử vẽ lưới thấm ô vuông có đường dịng đánh số từ Ψ đến Ψ 15 đường đẳng đánh số từ ϕ đến ϕ 15 Tính lực đẩy dòng thấm gây 12 m nên đơn vị chièu rộng móng cơng trình ? Biết tổn thất cột nước thấm phân bố theo quy luật đường thẳng dọc theo 0m đường viền 0.5 l 1.5 l 40.5 m Tính lưu lượng thấm W ngày đêm, 1km bề rộng đập ? Vẽ biểu đồ lưu tốc thấm đáy hạ lưu, biết khoảng cách trung bình đường đẳng ∆ S 14-3 = 0,4 ∆ S 14 - = m Bµi 18-46 Đáp số : 1) P = 1,76 103 kN 2) W = 1780 m3 3) v 16 –1 = 0,85 10-6 m/s v 14 –2 = 0,68 10-6 m/s v 14 –3 = 0,425 10-6 m/s v 14 –4 = 0,34 10-6 m/s ... thành mỏng : (14 – 32 ) h l h l mb = 0,27 + 0,08 22  − 0,23 22  B  B  (14 –33 ) II BÀI TẬP Bài 14 Tính lưu lượng qua đập tràn có chiều dầy đỉnh đập δ = 0,2m Chiều rộng đập chiều rộng... Đáp số : Q = 0,306 m3/s Bài 14 Tính chiều cao h cửa đập hình tam giác có θ = 900 h tháo lưu lượng Q max = 40l/s cửa tam giác hở a = 6cm trữ Bài 14-9 Đáp số : h = 30 cm Bài 14 10 Tình độ xác kết... 0,521 x100 x4,43 (6,9)3/2 = 3880 m3/s Bài 14 15 a =2 b Đáp số : a) Z đ = 16,60 m b) Q = 3600 m3/s Như bài1 4 –14 đập hình cong có chân khơng đỉnh enlíp Bài 14 16 Tính lưu lượng qua đập tràn hình