CSThietKeCTT chuong4 dapdat

12/30/2019 KHOA TÀI NGUYÊN NƯỚC MÔN: CƠ SỞ THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH THỦY CHƯƠNG 4: ĐẬP ĐẤT GV: Ths.NCS Lê Ngọc Anh Ths.NCS Lê Ngọc Anh 1 PHẦN – CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỒ CHỨA VÀ CÁCH XÁC ĐỊNH I Các thành phần dung tích mực nước hồ chứa – Nguyên tắc lựa chọn Dung tích chết mực nước chết Dung tích hiệu dụng mực nước dâng bình thường Dung tích siêu cao mực nước siêu cao II Xác định thành phần dung tích mực nước hồ chứa điều tiết năm Ngun lý tính tốn điều tiết Tính tốn điều tiết năm phương pháp lập bảng Ths.NCS Lê Ngọc Anh 2 12/30/2019 I Các thành phần dung tích mực nước hồ chứa – Nguyên tắc lựa chọn (1) Dung tích chết mực nước chết Khái niệm  Dung tích chết (Vc): phần dung tích khơng tham gia vào q trình điều tiết dịng chảy  Mực nước chết (Zc,Hc): mực nước hồ chứa tương ứng với dung tích chết Nhiệm vụ - Nguyên tắc lựa chọn  Tích phần bùn cát lắng động hồ chứa thời gian hoạt động hồ Điều kiện: Vc ≥ Vb.T (Vb: thể tích bồi lắng hàng năm bùn cát (m3/năm), T: tuổi thọ cơng trình)  Đối với hồ có nhiệm vụ tưới tự chảy: Zc ≥ Zcống Ths.NCS Lê Ngọc Anh 3 I Các thành phần dung tích mực nước hồ chứa – Nguyên tắc lựa chọn (2) Dung tích hiệu dụng mực nước dâng bình thường Khái niệm  Dung tích hiệu dụng (Vh): phần dung tích nằm phần dung tích chết  Mực nước dâng bình thường (ZMNBT,Hbt): mực nước khống chế phần dung tích chết dung tích hiệu dụng Nhiệm vụ - Nguyên tắc lựa chọn  Dung tích hiệu dụng xác định theo kết điều tiết dòng chảy với yêu cầu dung nước xác định Ngồi cịn phải xem xét đến điều kiện địa hình, địa chất, kinh tế…  MNBT xác định dựa vào đường đặc tính hồ (Z~F~V): ZMNBT = f(Vc + Vh) Ths.NCS Lê Ngọc Anh 4 12/30/2019 I Các thành phần dung tích mực nước hồ chứa – Nguyên tắc lựa chọn (3) Dung tích siêu cao mực nước siêu cao Khái niệm  Dung tích siêu cao (Vsc): cịn gọi dung tích gia cường Vgc phần dung tích nằm phía dung tích hiệu dụng  Mực nước siêu cao (Zsc,Hsc,MNGC): mực nước khống chế tồn phần dung tích hồ chứa (Vtồnbộ = Vc + Vh + Vsc) Nhiệm vụ - Nguyên tắc lựa chọn  Tích phần nước lũ để giảm lưu lượng nước tháo xuống hạ lưu Dung tích siêu cao tích nước tạm thời có lũ, lượng nước phải tháo hết lũ kết thúc  Zsc xác định thơng qua tính tốn điều tiết lũ phải đảm bảo điều kiện: địa hình, khơng gây ngập hạ lưu, kinh tế … Ths.NCS Lê Ngọc Anh II Xác định thành phần dung tích mực nước hồ chứa điều tiết năm (1) Ngun lý tính tốn điều tiết  Phương trình cân nước hồ chứa (kho nước) dV  t    Q (t )  qr (t )  dt Lưu lượng nước khỏi hồ: dV  t   Q (t )  qr (t ) dt qr(t) = qb(t) + qth(t) + q(t) + qx(t) Tổng lượng nước khỏi hồ: Wr(t) = Wb(t) + Wth(t) + W(t) + W x(t) • Q(t): lưu lượng nước vào hồ; qr(t): tổng lưu lượng nước khỏi hồ • qth(t): lưu lượng tổn thất thấm • qth(t): lưu lượng tổn thất bốc • V(t): dung tích hồ chứa thời điểm t Ths.NCS Lê Ngọc Anh 6 12/30/2019 II Xác định thành phần dung tích mực nước hồ chứa điều tiết năm (2) Ngun lý tính tốn điều tiết (tt)  Trường hợp điều tiết lần: Trong năm có thời kỳ thừa nước liên tục (V+) thời kỳ thiếu nước liên tục (V-) Dung tích hiệu dụng Vh = V-  Trường hợp điều tiết hai lần không độc lập: Trong năm có thời kỳ thừa nước thời kỳ thiếu nước  Trường hợp 1: > , > =  Trường hợp 2: > , = + < − Ths.NCS Lê Ngọc Anh 7 II Xác định thành phần dung tích mực nước hồ chứa điều tiết năm (3) Tính tốn điều tiết năm phương pháp lập bảng  Bước 1: Tính tốn dung tích chết Vc  Bước 2: Lập bảng tính tốn cân nước chưa kể đến tổn thất Sắp xếp dòng chảy đến theo năm thủy văn  Bước 3: Tính tốn cân hồ chưa tính đến tổn thất (lượng nước khỏi hồ W(t) = lượng nước dùng W q(t) Xác định V+ V- theo công thức V+/V- = (Q – q)*∆t  Bước 4: Xác định dung tích hiệu dụng Vh = ∑V Bước 5: Tính tốn cân hồ có tính đến tổn thất hồ chứa, xác định V+ VThs.NCS Lê Ngọc Anh 8 12/30/2019 II Xác định thành phần dung tích mực nước hồ chứa điều tiết năm (4) Tính tốn điều tiết năm phương pháp lập bảng  Bước 6: Xác định lại dung tích hiệu dụng Vh = ∑V- có kể đến tổn thất thấm bốc V+/V- = (Q – q)*∆t – W th – W bh  Xác định W th: Wth(t) = K.V(t) K(%) tra bảng sau: Điều kiện địa chất lịng hồ Lượng thấm bình qn (%) Năm Tháng Tốt ÷ 10 0,5 ÷ Trung bình 10 ÷ 20 ÷ 1,5 Xấu 20 ÷ 30 1,5 ÷  Xác định W bh: Wbh(t) = 1000.F(t).∆Z(t) F(t): diện tích mặt hồ thời điểm t (km2); ∆Z(t): lớp bốc phụ thêm (mm) Ths.NCS Lê Ngọc Anh II Xác định thành phần dung tích mực nước hồ chứa điều tiết năm (6) Tính tốn điều tiết năm phương pháp lập bảng  Bước 7: Kiểm tra lại sai số dung tích hiệu dụng lần tính theo cơng thức bên Sai số cho phép thường 5% Vh (%)  Ths.NCS Lê Ngọc Anh Vhn  Vhn 1 100% Vhn 10 10 12/30/2019 III Ví dụ áp dụng (1) Cho số liệu sau:  Phân phối dòng chảy năm thiết kế Q(t), yêu cầu dùng nước q(t), bốc phụ thêm ∆Z(t) Tháng Q(t) (m3/s) q(t) (m3/s) ∆Z (mm) 3.67 3.37 3.59 3.20 3.50 3.80 24.80 14.30 16.10 1.92 3.80 31.40 1.47 3.10 40.40 0.97 3.00 82.00 0.54 2.50 86.10 1.25 2.50 76.00 TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Z(m) 18.0 19.0 20.0 21.0 22.0 23.0 24.0 25.0 26.0 9.40 2.50 59.40 10 19.50 2.50 37.00 11 6.50 2.50 44.20 12 4.18 2.50 16.30  Đường đặc tính hồ chứa Z~F~V TT F(km2) 0.00 0.31 3.96 4.33 4.53 4.73 4.93 5.13 5.33 Z(m) 0.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 V(106 m3) 0.000 1.550 5.080 9.299 13.729 18.359 23.189 28.219 33.449 F(km2) V(106 m3) 6.12 33.938 9.27 46.633 11.30 57.254 11.65 68.729 12.00 80.554 12.35 92.729 12.70 105.254 13.10 118.154 14.20 131.804 11 Ths.NCS Lê Ngọc Anh 11 III Ví dụ áp dụng (2) Cho số liệu sau:  Tuổi thọ cơng trình T = 50 năm  Thể tích bùn cát bồi lắng lịng hồ Vb = 82.000 m3/năm  Cao trình yêu cầu tưới tự chảy [Z] = 11.72 m  Yêu cầu: Xác định dung tích chết Vc, mực nước chết Zc, dung tích hiệu dụng Vh, mực nước hiệu dụng Zmnbt Ths.NCS Lê Ngọc Anh 12 12 12/30/2019 PHẦN – THIẾT KẾ ĐẬP 4.1 Giới thiệu chung 4.2 Nguyên tắc bước thiết kế đập đất I Nguyên tắc thiết kế II Các bước thiết kế III Kích thước mặt cắt ngang đập 4.3 Tính tốn thấm qua đập đất I Khái niệm II Tính thấm qua đập đất phương pháp thủy lực – sơ đồ III Tính tốn thấm qua đập đất khơng thấm theo phương pháp thủy lực 18 Ths.NCS Lê Ngọc Anh 18 4.1 Giới thiệu chung (1) I Đặc điểm làm việc đập đất Đập đất thường loại không tràn nước Để đảm bảo tháo lũ, lấy nước tưới cung cấp nước phải xây dựng công trình riêng đường tràn tháo lũ, cống lấy nước Thấm qua thân đập Khi mực nước thượng lưu dâng cao thân đập hình thành dòng thấm từ thượng lưu hạ lưu Khu nước mao dẫn Ths.NCS Lê Ngọc Anh Đường bão hòa thấm 19 19 12/30/2019 4.1 Giới thiệu chung (2)  Dưới đường bão hoà đất chịu lực đẩy nước chịu lực thủy động thấm  Lực thủy động thấm phát sinh khối đất có dịng thấm đất gặp lực cản hạt đất Phương lực thuỷ động trùng với phương dòng thấm, điểm đặt trọng tâm khối đất Lực thấm thủy động: = Trong đó: • ω: diện tích mặt cắt ngang khối đất (bài tốn phẳng) • γ : trọng lượng riêng nước • J: gradient trung bình diện tích 20 Ths.NCS Lê Ngọc Anh 20 4.1 Giới thiệu chung (3) Ảnh hưởng mực nước thượng hạ lưu mái đập  Mực nước thượng hạ lưu, đập gây phá hoại đất mái đập  Dưới tác dụng sóng kết cấu bảo vệ mái đập bị phá vỡ, gây xói lở thân mái, làm trôi tầng lọc bảo vệ Ths.NCS Lê Ngọc Anh 21 21 12/30/2019 4.1 Giới thiệu chung (4) Tác hại nước mưa nhiệt độ  Khi mưa, phần nước thấm vào đập phần chảy mái đập gây bào mịn xói đất, gây biến dạng  Đập đất cần có hệ thống nước mưa đỉnh mái đập nhằm tập trung nước vào rãnh chuyển xuống hạ lưu không cho chảy tràn lan đập  Khi nhiệt độ thay đổi gây nứt nẻ thân đập, loại đất sét, pha sét, có tính co ngót lớn Biến dạng thân đập  Dưới tác dụng trọng lượng thân, đất thân đập bị biến dạng Chuyển vị đứng làm giảm chiều cao đập  Biến dạng làm đập thiết bị chống thấm đất nứt nẻ gây nguy hiểm cho đập 22 Ths.NCS Lê Ngọc Anh 22 4.1 Giới thiệu chung (5) II Các phận đập đất Đập đất thường có phận sau đây: thân đập, thiết bị chống thấm (tường lõi, tường nghiêng, sân trước v.v ), thiết bị thoát nước, thiết bị bảo vệ mái đập  Thân đập phận chủ yếu bảo đảm ổn đỉnh đập đất  Thiết bị chống thấm làm vật liệu thấm nước, có tác dụng giảm lưu lượng thấm  Thiết bị thoát nước có tác dụng tập trung nước thấm dần hạ lưu, tăng ổn định mái đập hạ lưu Thiết bị nước làm vật liệu khơng dính vải lọc cát, sỏi, cuội, đá hộc v.v  Thiết bị bảo vệ mái đập chủ yếu có tác dụng chống sóng, phịng ngừa tác hại nhiệt độ biến đổi, nước mưa chảy tràn gây Ths.NCS Lê Ngọc Anh 23 23 12/30/2019 4.1 Giới thiệu chung (6) III Phân loại đập đất Theo biện pháp thi công Đập đầm nén: đắp đất người ta trải lớp đất đầm nén chặt Đập đất bồi: dùng máy thuỷ lực phương pháp thuỷ lực để thi công đập Đập nửa bồi: dùng máy móc để đào vận chuyển đất Khi đắp đất thân đập dùng máy thuỷ lực Đập đắp đất nước: Người ta đổ đất nước tĩnh đầm nén Dưới tác dụng trọng lượng thân đất nén chặt Đập đất phương pháp nổ mìn định hướng: dùng bộc phá hắt đất từ bên bờ sông xuống tạo thành đập ngăn sông 24 Ths.NCS Lê Ngọc Anh 24 4.1 Giới thiệu chung (7) III Phân loại đập đất Theo cấu tạo Đập đồng chất (a); Đập đất khơng đồng chất (b,c); Đập có tường nghiêng (d,e); Đập có tường lõi (f,g); Đập hổn hợp (h) Ths.NCS Lê Ngọc Anh 25 25 10 12/30/2019 4.1 Giới thiệu chung (8) III Phân loại đập đất Theo điều kiện tháo nước Đập đất không tràn nước Đập đất tràn nước: sử dụng điều kiện hạn chế, áp dụng đập thấp có kết cấu bảo vê chống xói đỉnh mái đập (Ít sử dụng) Ths.NCS Lê Ngọc Anh 26 26 4.2 Nguyên tắc bước thiết kế đập đất (1) I Nguyên tắc thiết kế Đập phải ổn định điều kiện làm việc (trong thời gian thi công khai thác) Thấm qua đập thân đập không làm tổn thất lượng nước lớn từ hồ chứa, khơng gây xói ngầm Nước thấm hạ lưu khơng làm hư hỏng đập Ở chỗ nối tiếp đập với bờ cơng trình khác cần đề phịng tượng thấm tập trung gây nguy hiểm cho an toàn cơng trình Đập đất phải đủ cao, phải có cơng trình tháo lũ đảm bảo cho hệ thống làm việc an tồn mùa lũ (như khơng cho nước vượt qua đỉnh đập đất không tràn nước v.v ) Ths.NCS Lê Ngọc Anh 27 27 11 12/30/2019 4.2 Nguyên tắc bước thiết kế đập đất (2) I Nguyên tắc thiết kế Đập đất phải đủ cao, phải có cơng trình tháo lũ đảm bảo cho hệ thống làm việc an toàn mùa lũ (như không cho nước vượt qua đỉnh đập đất không tràn nước v.v ) Có thiết bị bảo vệ đập, chống tác hại sóng, gió, mưa, nhiệt độ v.v Giá thành đập kinh phí quản lý rẻ Việc lựa chọn loại đập đất, cấu tạo phận, thời gian phương pháp thi cơng phải dựa vào tình hình hệ thống cơng trình thoả mãn u cầu thi cơng, sử dụng quản lý Ths.NCS Lê Ngọc Anh 28 28 4.2 Nguyên tắc bước thiết kế đập đất (3) II Các bước thiết kế So sánh lựa chọn loại đập; Xác định hình thức, kích thước chủ yếu mặt cắt đập; Tính tốn ổn định độ bền đập;  Thấm qua đập nền,  Độ bền thấm,  Lọc ngược thiết bị tiêu nước,  Ổn định mái, tường nghiêng lớp bảo vệ,  Lún thân, đập chuyển vị ngang,  Gia cố mái, độ bền thiết bi bảo vệ tác dụng sóng Chọn cấu tạo chi tiết phận đập: kết cấu mặt đập, phận chống thấm tiêu nước, bảo vệ mái thượng hạ lưu đập Ths.NCS Lê Ngọc Anh 29 29 12 12/30/2019 4.2 Nguyên tắc bước thiết kế đập đất (4) III Kích thước mặt cắt ngang đập Cao trình đỉnh đập Khi thiết kế đập cần xét điều kiện không cho nước tràn qua đỉnh đập trường hợp làm việc; đập không cao để đảm bảo điều kiện kinh tế  Tính toán tương ứng với mực nước dâng gia cường (MNGC) Khi xả lưu lượng lũ lớn tính tốn, xét tới chiều cao sóng leo lên mái đập nước dềnh gió bình qn lớn  Tính tốn tương ứng với mực nước dâng bình thường (MNBT) Ở thượng lưu, có xét tới chiều cao sóng leo nước dềnh gió lớn tính tốn Cao trình đỉnh đập chọn cao trình đỉnh đập lớn trường hợp 30 Ths.NCS Lê Ngọc Anh 30 4.2 Nguyên tắc bước thiết kế đập đất (5) III Kích thước mặt cắt ngang đập Cao trình đỉnh đập  Độ vượt cao đỉnh đập d = ∆h + hsl + St + a w 120 D h  k cos  gH Trong đó:  k = 6.10-3 ÷ 12.10-3  ∆h: chiều cao mực nước dềnh gió  : tốc độ gió 10m  hsl: chiều cao sóng leo  St: chiều cao dự phòng lún  a: chiều cao an toàn tùy thuộc vào cấp đập (tra bảng) Ths.NCS Lê Ngọc Anh 31 31 13 12/30/2019 4.2 Nguyên tắc bước thiết kế đập đất (6) Bề rộng đỉnh đập  Chiều rộng đỉnh đập xác định theo yêu cầu cấu tạo, theo điều kiện giao thơng quốc phịng  Khi sử dụng đỉnh đập làm đường giao thơng chiều rộng đỉnh phải xác định theo quy định giao thông, có xét tới nhu cầu quản lý khai thác  Khi không sử dụng đỉnh đập làm đường giao thông chiều rộng đỉnh phải xác đinh theo kích thước máy móc dùng xây dựng quản lý, đảm bảo lại thuận lợi cho công cụ vận chuyển, cầu trục thi công  Chiều rộng đỉnh đập không nhỏ 3m đập thấp 5m đập cao vừa 32 Ths.NCS Lê Ngọc Anh 32 4.2 Nguyên tắc bước thiết kế đập đất (7) Mái đập đập  Độ dốc mái đập phụ thuộc vào hình thức, chiều cao đập, loại đất đắp, tính chất v.v Khi thiết kế tạm thời chọn hệ số mái theo bảng dưới, sau chọn lại hệ số mái sau tính ổn định mái  Nếu Hđập ≤ 40m, tính mái dốc theo cơng thức: Mái thượng lưu: m1 = 0,05.H + 2,0 Mái hạ lưu: Ths.NCS Lê Ngọc Anh m2 = 0,05.H + 1,5 33 33 14 12/30/2019 4.2 Nguyên tắc bước thiết kế đập đất (7) Một số lưu ý:  Mái thượng lưu xoải mái hạ lưu  Thông thường cao khoảng 10 ÷ 15m, độ dốc mái đập nên thay đổi Trị số thay đổi độ dốc mái khơng nên q lớn, thường khoảng ∆m = 0,25 ÷ 0,50  Trên mái đập hạ lưu biên pháp thay đổi độ dốc cịn bố trí rộng 1,5 ÷ 2,0m để làm đường lại kiểm tra, đặt rãnh thoát nước mưa 34 Ths.NCS Lê Ngọc Anh 34 4.3 Tính tốn thấm qua đập đất (1) I Khái niệm Mục đích nhiệm vụ tính toán  Xác định lưu lượng thấm qua thân đập qua Trên sở tìm lượng nước tổn thất hồ thấm gây có biện pháp phịng chống thấm thích hợp  Xác định vị trí đường bão hồ, từ tìm áp lực thấm dùng tính tốn ổn định mái đập  Xác định gradien thấm (hoặc lưu tốc thấm) dòng chảy thân, đập, chỗ dịng thấm hạ lưu để kiểm tra tượng xói ngầm, đẩy trồi đất xác định kích thước cấu tạo tầng lọc ngược Ths.NCS Lê Ngọc Anh 35 35 15 12/30/2019 4.3 Tính tốn thấm qua đập đất (2) II Tính tốn thấm qua đập đất phương pháp thủy lực – sơ đồ Sơ đồ tính tốn thấm Công thức Duypuy (Dupuit) Xét mặt cắt bất kỳ, gradient cột nước thấm: dy J  dx Theo Darcy: V = K.J Lưu lượng thấm: q = K J y x h2  y2  dy C  q  K y.1  qdx   kydy   qdx     Ky dy  qx  K dx h1 2q Điều kiện ban đầu: x = 0; y = h1  C =  y  h12  x K Với x=L, y = h2 q  K h12  h22 2L Phương trình đường bão hịa thấm parabol bậc 36 Ths.NCS Lê Ngọc Anh 36 4.3 Tính tốn thấm qua đập đất (3) Dịng thấm đổ vào vật nước Theo giả thuyết Cơzeni, đường bão hịa parabol bậc 2, nhận điểm đầu thiết bị thoát nước làm tiêu điểm F Chọn hệ trục Oxy, OF=lo= ao/2 Sơ đồ tính tốn thấm Theo tính chất đường Parabol:  PT đường bão hòa: =2 dy 1  Độ dốc đường bão hịa vị trí tiêu điểm F: J F  dx Vậy q  K.J   K.J a0  K.a0 Trị số ao xác định theo tính chất đường Parabol (AB = AF) L  ao  h12  L2  ao  h12  L2  L Ths.NCS Lê Ngọc Anh 37 37 16 12/30/2019 4.3 Tính tốn thấm qua đập đất (4) Dịng thấm đổ vào vật nước (tt)  Nhắc lại kiến thức: Tính chất đường Parabol Cho điểm F cố định đường thẳng ∆ không qua F Tập hợp điểm cách F ∆ gội đường Parabol  Điểm F: tiêu điểm Parabol  ∆: đường chuẩn Parabol  Khoảng cách từ F đến ∆ gọi tham số tiêu parabol 38 Ths.NCS Lê Ngọc Anh 38 4.3 Tính tốn thấm qua đập đất (5) Dịng thấm nêm hạ lưu (đập khơng có vật nước) Đường bão hòa đỗ mái hạ lưu đập điểm O, ao gọi độ cao hút nước OE đường phân chia miền thấm thân đập miền thấm nêm hạ lưu Xem OE Sơ đồ tính tốn thấm đoạn thẳng có độ nghiêng 1:0,5 Xét ống dòng tọa độ z, chiều cao dz, chiều dài l = (0,5+m2).z Cột nước tổn thất từ đầu ống dòng đến cuối ống dòng z Lưu lượng qua ống dòng: dq  KJdz  Lưu lượng qua toàn miền: q  Kdz 0,5  m2 ao Ths.NCS Lê Ngọc Anh Kdz Kao  0,5  m2 0,5  m2 39 39 17 12/30/2019 4.3 Tính tốn thấm qua đập đất (6) Dòng thấm nêm thượng lưu Miền thấm (abc) biến đổi miền thấm hình chữ nhật (adec) có chiều dài ∆L Đường bão hòa (af) thay đường bão hịa tương đương (df) Sơ đồ tính tốn thấm Theo kết thực nghiệm: L  h1 Theo giáo sư G.X.Mikailốp:  m1 2m1  40 Ths.NCS Lê Ngọc Anh 40 4.3 Tính tốn thấm qua đập đất (7) III Tính thấm qua đập đất khơng thấm Đập đồng chất, khơng có thiết bị thoát nước  Xác định lưu lượng thấm qua thân đập 2 Tính theo Duybuy: q  K h1  h2 2L Ta có: Ths.NCS Lê Ngọc Anh qK h12   h2  ao   L  L  m2  ao  h2   41 41 18 12/30/2019 4.3 Tính tốn thấm qua đập đất (8) III Tính thấm qua đập đất khơng thấm Đập đồng chất, khơng có thiết bị thoát nước  Xác định lưu lượng thấm qua nêm hạ lưu Khi h2 > 0, chia phần nêm hạ lưu thành phần: phần mực nước (q1), phần mực nước (q2) Chiều dài bó dịng : l Z sin  Lưu lượng q1: dq1  k J d   k z dz  k sin  dz z sin  ao  q1  k sin   dz  k sin  ao 42 Ths.NCS Lê Ngọc Anh 42 4.3 Tính tốn thấm qua đập đất (9) III Tính thấm qua đập đất khơng thấm Đập đồng chất, khơng có thiết bị thoát nước  Xác định lưu lượng thấm qua nêm hạ lưu (tt) Lưu lượng q2: dq2  k J d   k ao  h2  q2  k a o sin   ao ao dz dz  k a o sin  z z sin  dz h  ao  k a o sin  ln z ao Lưu lượng tổng cộng qua nêm:  h  ao  q  q  q2  k sin  ao   ln  ao   Ths.NCS Lê Ngọc Anh 43 43 19 12/30/2019 4.3 Tính tốn thấm qua đập đất (10) III Tính thấm qua đập đất khơng thấm Đập đồng chất, khơng có thiết bị nước  Xác định lưu lượng thấm qua toàn đập Để xác định ẩn số q ao cần giải hệ phương trình sau:  h12   h2  ao  q  k  L  L  m2  ao  h2      h2  ao    q  k sin  ao   ln a    o   Lưu ý: Giải phương trình bên phương pháp thử dần  Phương trình đường bão hòa thấm x k h1  y   2q 44 Ths.NCS Lê Ngọc Anh 44 4.3 Tính tốn thấm qua đập đất (11) III Tính thấm qua đập đất không thấm Đập đồng chất, có thiết bị nước  Khi hạ lưu khơng có nước Theo tốn thấm bản: ao  h12   L  L   L  L q  k h12  ao2  k.ao  L  L Ths.NCS Lê Ngọc Anh =2 45 45 20 12/30/2019 4.3 Tính tốn thấm qua đập đất (12) III Tính thấm qua đập đất khơng thấm Đập đồng chất, có thiết bị nước (tt)  Khi hạ lưu có nước Phương trình đường bão hịa thấm: Lưu lượng thấm: q ao  k h12   h2  ao 2   2 L  L  2 y h  h   x  L  L  h1  h2    L  L   L  L 46 Ths.NCS Lê Ngọc Anh 46 4.3 Tính tốn thấm qua đập đất (13) III Tính thấm qua đập đất khơng thấm Đập đất có tường lõi mềm  Cách tiếp cận Biến đập có tường lõi với hệ số thấm ko đập đồng chất có hệ số thấm k Sơ đồ tính thấm Ths.NCS Lê Ngọc Anh 47 47 21 12/30/2019 4.3 Tính tốn thấm qua đập đất (14) III Tính thấm qua đập đất khơng thấm Đập đất có tường lõi mềm (tt)  Lưu lượng thấm qua lõi thực lõi biến đổi q  ko hb2  hc2 h2  h2 k  k b c  T  t 2.t 2.T ko T: chiều dày tính đổi; t: chiều dày trung bình tường lõi  Chiều rộng đỉnh đập biến đổi tương đương k  B  b  t  1  ko  B: chiều rộng đỉnh đập biến đổi; b: chiều rộng đỉnh đập thực  Xác định lưu lượng thấm đường bão hòa trường hợp đập đồng chất với chiều dày (T), chiều rộng đỉnh đập (B) biến đổi tương đương 48 Ths.NCS Lê Ngọc Anh 48 4.3 Tính tốn thấm qua đập đất (15) III Tính thấm qua đập đất không thấm Đập đất có tường nghiêng Xét đập đất tường nghiêng có chiều dày trung bình thấm ko , có hệ số  Lưu lượng thấm qua tường nghiêng phần đường bão hòa: Z Z dz dq1  k0 .dl  k0   sin1 Do đó: Ths.NCS Lê Ngọc Anh k0 q1   sin1 h1h3  z0 z.dz  k0  h1  h3 2  z02   2. sin1  49 49 22 12/30/2019 4.3 Tính tốn thấm qua đập đất (16) III Tính thấm qua đập đất khơng thấm Đập đất có tường nghiêng (tt)  Lưu lượng thấm qua tường nghiêng phần đường bão hòa: h h h h dq2  k0 dl  k0 dz   sin1 h q2  k0 h1  h3 k0 dz  h  h  h  sin1 h1h3  sin1 3  Lưu lượng tổng cộng thấm qua tường nghiêng: q  q1  q2  k0 h12  h32  Z02 2. sin1  Đối với phần nước thấm qua thân đập dựa vào nguyên tắc trước để tính lưu lượng Phương trình đường bão hịa có dạng: h2  y2 qk 2x 50 Ths.NCS Lê Ngọc Anh 50 BÀI TẬP Cho sơ đồ tính thấm Zđ = +30 Zđáy = +5 Cho m1 = 3,5, m2 = 2,5; cao trình đỉnh đập Zđ = 30m, cao trình đáy Zđáy = +5m, bề rộng đỉnh đập B = 6m; h1 =20m, h2 = 5m Hệ số thấm k = 2.10-5 m/s  Xác định lưu lượng thấm đơn vị qua đập (q) viết phương trình đường thấm ? Ths.NCS Lê Ngọc Anh 51 51 23 12/30/2019 BÀI TẬP Cho sơ đồ tính thấm ∇Zđ = +40,0 ∇Zđáy= +10,0 k k0 Đập có tường lõi mềm có hệ số thấm qua lõi k0 = 0,25.10-6 (m/s), k = 2,5.10-5 (m/s) Hệ số mái m1 = 3,5; m2 = 2,5; Zđ = +40,0m; Zđáy = +10,0m; h1 = 25m, h2 = 5m Bề rộng đỉnh đập b = 6,0m Chiều dày tường lõi t = 2,0m a) Xác định chiều dài thấm tính đổi T (m) chiều rộng đỉnh đập qui đổi B (m)? b) Xác định lưu lượng thấm đơn vị qua đập? Viết phương trình đường bão hịa thấm? Ths.NCS Lê Ngọc Anh 54 54 24