Ngày nay cùng với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ tính toán việc ứng dụng các phần mềm để tính toán giải quyết các bài toán trong xây dựng là một xu thế rất cần thiết Nhất là các phần mềm có tính ứng dụng rộng rãi trong các ngành kỹ thuật có thể giải quyết được các bài toán phức tạp theo các phương pháp số như phương pháp phần tử hữu hạn FEM thể tích hữu hạn FVM Trong đề tài này tác giả chọn mô hình tính toán thủy lực bằng Telemac Mascaret với modul Telemac 3D được giải theo phƣơng pháp phần tử hữu hạn để mô phỏng dòng chảy qua các công trình thủy lợi cụ thể là qua tràn xả lũ Hồ chứa nước Nặm Cắt – Tỉnh Bắc Kạn Đây là loại tràn có mặt cắt thực dụng từ đó xuất dữ liệu thông số cơ bản của một bài toán thủy lực như lưu lượng qua tràn vận tốc lớn nhất nhỏ nhất đường mực nước vv và kết quả mô phỏng dưới dạng 3D Kết quả cho thấy mô hình Telemac 3D đáp ứng được yêu cầu trong thực tế kiểm tra được định tính và định lượng được bài toán
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN THANH NHÃ ỨNG DỤNG MƠ HÌNH TỐN MƠ PHỎNG DÕNG CHẢY QUA CƠNG TRÌNH TRÀN XẢ LŨ HỒ CHỨA NƢỚC NẶM CẮT – TỈNH BẮC KẠN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY Đà Nẵng – Năm 2017 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN THANH NHÃ ỨNG DỤNG MƠ HÌNH TỐN MƠ PHỎNG DÕNG CHẢY QUA CƠNG TRÌNH TRÀN XẢ LŨ HỒ CHỨA NƢỚC NẶM CẮT – TỈNH BẮC KẠN Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dựng cơng trình thủy Mã số: 60.58.02.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS NGUYỄN THẾ HÙNG Đà Nẵng – Năm 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tác giả luận văn Nguyễn Thanh Nhã ii TĨM TẮT LUẬN VĂN ỨNG DỤNG MƠ HÌNH TỐN MƠ PHỎNG DÕNG CHẢY QUA CƠNG TRÌNH TRÀN XẢ LŨ HỒ CHỨA NƢỚC NẶM CẮT – TỈNH BẮC KẠN Học viên: Nguyễn Thanh Nhã Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình Thủy Mã số: 60.58.02.02 Khóa: 2015-2017 Trƣờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt - Ngày với phát triển nhanh chóng cơng nghệ tính tốn, việc ứng dụng phần mềm để tính toán giải toán xây dựng xu cần thiết Nhất phần mềm có tính ứng dụng rộng rãi ngành kỹ thuật, giải đƣợc tốn phức tạp theo phƣơng pháp số nhƣ phƣơng pháp phần tử hữu hạn (FEM), thể tích hữu hạn (FVM) Trong đề tài tác giả chọn mơ hình tính toán thủy lực Telemac-Mascaret với modul Telemac-3D đƣợc giải theo phƣơng pháp phần tử hữu hạn để mô dịng chảy qua cơng trình thủy lợi; cụ thể qua tràn xả lũ Hồ chứa nƣớc Nặm Cắt – Tỉnh Bắc Kạn Đây loại tràn có mặt cắt thực dụng, từ xuất liệu thơng số toán thủy lực nhƣ lƣu lƣợng qua tràn, vận tốc lớn nhất, nhỏ nhất, đƣờng mực nƣớc vv kết mô dƣới dạng 3D Kết cho thấy mơ hình Telemac-3D đáp ứng đƣợc yêu cầu thực tế, kiểm tra đƣợc định tính định lƣợng đƣợc tốn Phần mềm đƣợc tích hợp với phần mềm khác nhƣ AutoCad, SketchUp Pro, BlueKenue, Fuddaa-prepro thuận lợi trình giải tốn Từ khóa - Hồ chứa nƣớc Nặm Cắt; mơ hình hóa Telemac-3D; phƣơng pháp phần tử hữu hạn; thể tích hữu hạn; đập tràn thực dụng APPLICATION OF SIMULATION MODEL FOLW THROUGH THE NAM CAT RESERVOIR FLOOD DRAINAGE PROJECT – BAC KAN PROVINCE Abstract - Nowadays, along with the rapid development of computational mathematics, the application of software to solve many problems in hydraulic structures is a very necessary trend Specially, the software which can be applied widely in engineering, can solve complex mathematical problems by finite element method (FEM) or by finite volume method (FVM) In this topic, the author selects the hydrodynamic modeling equation using Telemac-Mascaret with modul Telemac-3D established by finite element methodor by finite volume method (FVM) to simulate flow over hydraulic structures, namely through the Nam Cat reservoir flooddrainage project – Bac Kan province This type of spill has a practical cross-section, which outputs basic data of a hydraulic problem such as overflow, maximum velocity, minimum velocity, Water depth etc and the results are simulated in 3D The results show that the Telemac-3D model meets the real demand, qualitative and quantitative testing of the problem Software is integrated with other software such as Auto Cad, SketchUp Pro, BlueKenue, Fuddaa-preprowhich is very convenient in process of solving problems Key words - The Nam Cat reservoir; Mathematical model Telemac-3D; By finite element method (FEM); By finite volume method (FVM); practical weir iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i CÁC KÝ HIỆU vi CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC CÁC BẢNG viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ix MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Cấu trúc luận văn Chƣơng – TỔNG QUAN VỀ DÒNG CHẢY QUA TRÀN XẢ LŨ 1.1 TÌNH HÌNH XÂY DỰNG CÁC CƠNG TRÌNH HỒ CHỨA NƢỚC Ở VIỆT NAM HIỆN NAY 1.1.1 Tình hình xây dựng cơng trình thủy lợi, thủy điện 1.1.2 Một số thơng số cơng trình xả lũ nƣớc ta 1.1.3 Nhận xét tình hình xây dựng cơng trình thủy lợi nƣớc ta 10 1.2 VẤN ĐỀ XÂY DỰNG MƠ HÌNH TỐN MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY QUA CƠNG CÁC TRÌNH THỦY LỢI 10 1.2.1 Đánh giá dòng chảy xiết qua dốc nƣớc (tràn xả lũ) 10 1.2.2 Nghiên cứu chế độ nối tiếp dòng chảy từ thƣợng lƣu với hạ lƣu qua tràn xả lũ 11 KẾT LUẬN CHƢƠNG 13 Chƣơng – LÝ THUYẾT TÍNH TỐN DỊNG CHẢY QUA TRÀN XẢ LŨ CỦA MƠ HÌNH TELEMAC-3D 14 2.1 MỤC ĐÍCH VÀ U CẦU MƠ PHỎNG MƠ HÌNH 14 2.1.1 Mục đích nghiên cứu 14 2.1.2 Nội dung nghiên cứu 14 2.2 TÀI LIỆU ĐƢỢC CUNG CẤP PHỤC VỤ MƠ HÌNH 15 2.2.1 Giới thiệu chung 15 2.2.2 Tài liệu thủy văn 17 iv 2.3 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM 19 2.4 CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHẦN MỀM TELEMAC-3D 22 2.4.1 Mơ hình động lực học 22 2.4.2 Dòng chảy qua tràn 26 2.4.3 Dòng chảy qua bể tiêu sau tràn 28 KẾT LUẬN CHƢƠNG 30 Chƣơng – ÁP DỤNG MƠ HÌNH TỐN TELEMAC-3D MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY QUA CƠNG TRÌNH TRÀN XẢ LŨ 31 3.1 CÁC BƢỚC XÂY DỰNG MƠ HÌNH XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ THỦY LỰC TRÀN XẢ LŨ VÀ BỂ TIÊU NĂNG TRÊN TELEMAC-3D 31 3.1.1 Xây dựng mơ hình Tràn 3D 31 3.1.2 Tạo tập tin đầu vào Telemac-3D 31 3.1.3 Kết tạo lƣới 31 3.1.4 Thiết lập điều kiện biên 32 3.1.5 Các thơng số hình học thiết lập mơ hình Telemac 35 3.2 KẾT QUẢ TÍNH TỐN MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY QUA TRÀN XẢ LŨ VÀ BỂ TIÊU NĂNG SAU TRÀN 37 3.2.1.Khả xả 37 3.2.3 Đƣờng mực nƣớc dọc tuyến cơng trình 44 3.2.4 Lƣu tốc dòng chảy 47 KẾT LUẬN CHƢƠNG 50 Chƣơng – KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VẬN HÀNH CỬA VAN 51 4.1 TRƢỜNG HỢP MỞ CỬA HOÀN TOÀN CỬA VAN 51 4.1.1 Thí nghiệm khả xả 51 4.1.2 Đƣờng mực nƣớc dọc tuyến cơng trình 54 4.1.3 Lƣu tốc trung bình dịng chảy dọc tuyến cơng trình 57 4.2 TRƢỜNG HỢP MỞ CỬA HOÀN TOÀN CỬA VAN 59 4.2.1 Thí nghiệm khả xả 59 4.2.2 Đƣờng mực nƣớc dọc tuyến cơng trình 62 4.2.3 Lƣu tốc dòng chảy 64 KẾT LUẬN CHƢƠNG 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66 Kết luận 66 v Kiến nghị 67 Những vấn đề tồn 67 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN 71 PHỤ LỤC 72 PHẦN MỞ RỘNG LUẬN VĂN vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT CÁC KÝ HIỆU : V L g C Regh Δ nn Vđộng V v h Zs U, V, W T p patm υ Zf ρ0 Δρ t x,y z Fx, Fy Q Tref ρref βi d Fr H ZTLTN ZHLTN QTN qtran Vận tốc Kích thƣớc dài Gia tốc trọng trƣờng Hệ số Chezy Hệ số Rây-nôn Độ nhám tuyệt đối Độ nhám bê tông Lƣu tốc thủy động tức thời vị trí Lƣu tốc trung bình thủy trực vị trí cần xét Mạch động vận tốc Độ sâu Độ cao bề mặt thoáng Các thành phần vận tốc Chất đánh dấu Áp suất Áp suất khí Hệ số khếch tán chất đánh dấu vận tốc Chiều sâu đáy Mật độ chuẩn Biến thiên mật độ Thời gian Các thành phần không gian theo chiều ngang Thành phần không gian theo chiều dọc Số hạng nguồn Nguồn chất đánh dấu thêm vào Nhiệt độ tham chiếu 4°C Mật độ tham chiếu nhiệt độ Hệ số giãn nở Độ sâu dòng chảy mặt cắt trƣớc nƣớc nhảy Hệ số Froud Độ sâu nƣớc Cao trình mực nƣớc thƣợng lƣu thí nghiệm Cao trình mực nƣớc hạ lƣu thí nghiệm Lƣu lƣợng tính tốn lƣu lƣợng khống chế mơ hình Tỷ lƣu qua tràn vii Btràn Ho m' Qxả B m Chiều rộng khoang tràn Cột nƣớc tràn có kể tới lƣu tốc tới gần Hệ số lƣu lƣợng kể tới co hẹp Lƣu lƣợng tháo qua đập tràn Chiều rộng thoát nƣớc tràn Hệ số lƣu lƣợng CÁC CHỮ VIẾT TẮT : CTTL LNHE FEM MNKT MNTK Cơng trình tháo lũ Trung tâm quốc gia nghiên cứu Thủy lực Điện Lực Pháp Phƣơng pháp phần tử hữu hạn Mực nƣớc kiểm tra Mực nƣớc thiết kế viii DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng bảng Trang 1.1 Một số cơng trình thuỷ điện có quy mơ vừa lớn Việt Nam 2.1 Nội dung nghiên cứu mô mô hình thực tế 15 2.2 Các thơng số kỹ thuật tràn xả lũ 15 3.1 Khả xả qua tràn phƣơng án thiết kế mơ hình 37 So sánh kết lƣu lƣợng xả qua tràn mô hình thí nghiệm 3.2 mơ hình hóa Telemac-3D (QKT=789m3/s QTK=720,5m3/s) (Mở 42 cửa van) So sánh kết lƣu tốc max qua tràn xả lũ bể tiêu 3.3 mơ hình thí nghiệm mơ hình hóa Telemac-3D (QKT=789m3/s 49 QTK=720,5m /s) (Mở cửa van) So sánh kết lƣu tốc max qua tràn xả lũ bể tiêu 4.1 mơ hình thí nghiệm mơ hình hóa Telemac-3D (QKT=789m3/s QTK=720,5m3/s) (Mở cửa van số số 3) 59 58 Hình 4.11 Đồ thị vận tốc dọc theo tràn ứng với QP=0,2% Hình 4.12 Đồ thị vận tốc dọc theo tràn ứng với QP=1,0% 59 So sánh kết lƣu tốc Vmax chạy mơ hình Telemac-3D thí nghiệm mơ hình thủy lực tràn xả lũ với liệu thực đo đƣợc thể bảng sau: Bảng –1: So sánh kết lưu tốc max qua tràn xả lũ bể tiêu mơ hình thí nghiệm mơ hình hóa Telemac-3D (QKT=789m3/s QTK=720,5m3/s) (Mở cửa van số số 3) Vận tốc Vmax (m/s) TT Vùng Mơ hình hóa Mơ hình thí nghiệm Sai số % Telemac-3D Cửa vào tràn 4,770 6,305 24,35 Thân tràn 11,950 12,215 2,17 Dốc nƣớc 14,510 17,096 15,13 Đoạn chuyển tiếp 13,960 14,053 0,66 Bể tiêu 8,720 8,105 7,05 Vận tốc Vmax Đồ thị sai số % 18.00 16.00 14.00 12.00 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 Mô hình thí nghiệm Mơ hình hóa Telemac-3D Vùng tính tốn Hình 4.13 Đồ thị sai số lưu tốc Vmax dọc theo tràn Nhận xét: Qua kết tính tốn thơng số thủy lực mơ hình Telemac-3D cho kết diễn biến lƣu tốc dọc tuyến cơng trình phù hợp với mơ hình thí nghiệm 4.2 TRƢỜNG HỢP MỞ CỬA HỒN TỒN CỬA VAN 4.2.1 Thí nghiệm khả xả Sau chạy phần mền Telemac-3D mơ mơ hình tràn xả lũ thực tế ta xuất kết lƣu lƣợng đơn vị, vận tốc ngƣỡng tràn lấy vị trí điểm B ứng với tọa độ nhƣ Hình 4.14 60 Hình 4.14 Xuất kết tọa độ vị trí điểm B ngưỡng tràn Ứng với cấp lƣu lƣợng cho đập tràn vận hành trạng thái cửa van số mở hồn tồn, dịng chảy qua tràn làm việc chế độ chảy tự Kết tính tốn khả xả qua tràn đƣợc thể sau: Lƣu lƣợng đơn vị đầu cửa dọc theo cửa tràn ứng với cấp lƣu lƣợng xả lũ kiểm tra P=0,2% Q=789,0m3/s (Xem hình 4.15 Phụ lục 4.4) + Lƣu lƣợng đầu cửa van số điểm B (14.193, 1.627) ứng với bƣớc thời gian t=60÷600s ta có: q2tb=109,677(m2/s) Hình 4.15 Đồ thị lưu lượng đơn vị đầu cửa tràn QP=0,2% 61 Hình 4.16 Đồ thị lưu lượng đơn vị dọc theo tràn QP=0,2% Lƣu lƣợng đơn vị đầu cửa tràn ứng với cấp lƣu lƣợng xả lũ thiết kế P=1,0% Q=720,5m3/s (Xem hình 4.17 Phụ lục 4.4) + Lƣu lƣợng đầu cửa van số điểm B (14.193, 1.627) ứng với bƣớc thời gian t=60÷600s ta có: q2tb=100,464(m2/s) Hình 4.17 Đồ thị lưu lượng đơn vị đầu cửa tràn QP=1,0% Hình 4.18 Đồ thị lưu lượng đơn vị dọc theo tràn QP=1,0% 62 Từ số liệu Phụ lục 4.4, Hình 4.15 Hình 4.17 cho thấy: Lƣu lƣợng tháo qua tràn theo phƣơng án mơ mơ hình thực tế ứng với lƣu lƣợng kiểm tra (QKT=789m3/s) lƣu lƣợng thiết kế (QTK=720,5m3/s) đảm bảo yêu cầu 4.2.2 Đƣờng mực nƣớc dọc tuyến cơng trình Đƣờng mực nƣớc dọc theo tràn xuống bể tiêu ứng với cấp lƣu lƣợng cho đập tràn vận hành trạng thái cửa van số mở hồn tồn, dịng chảy qua tràn làm việc chế độ chảy tự Kết tính tốn đƣờng mực nƣớc dọc tuyến cơng trình đƣợc thể sau: Đƣờng mực nƣớc dọc theo tràn ứng với cấp lƣu lƣợng xả lũ kiểm tra P=0,2% Q=789,0m3/s Hình 4.19 Đồ thị độ sâu nước dọc theo tràn QP=0,2% Đƣờng mực nƣớc dọc theo tràn ứng với cấp lƣu lƣợng xả lũ thiết kế P=1,0% Q=720,5m3/s 63 Hình 4.20 Đồ thị độ sâu nước dọc theo tràn QP=1,0% Từ kết mô mơ hình Hình 4.19, Hình 4.20 Phụ lục 4.5 ta thấy: + Đầu mối tràn: Mực nƣớc chênh lệch từ 0,2÷0,5m ứng với QKT= 789m3/s QTK= 720,5m3/s độ chênh lệch bên lớn (Xem Hình 4.21) + Trên dốc nƣớc: Dòng chảy phân bố dốc nƣớc khơng (Xem Hình 4.22) + Đoạn chuyển tiếp bể tiêu năng: Tại vị trí cuối bể tiêu mực nƣớc so với tƣờng biên (Chiều cao tƣờng 13,3m) thấp từ 3,142m÷9,002m ứng với QTK= 720,5m3/s QKT= 789m3/s (Xem Hình 4.23) Hình 4.21 Tổn thất co hẹp bên khoang tràn số 64 Hình 4.22 Mực nước dốc nước trường hợp mở số Hình 4.23 Nước nhảy bể tiêu trường hợp mở cửa số 4.2.3 Lƣu tốc dòng chảy Kết đo lƣu tốc max dịng chảy mơ mơ hình cho thấy ứng với cấp lƣu lƣợng QKT = 789,0m3/s QTK = 720,5m3/s (Xem Phụ lục 4.6, Hình 4.24 Hình 4.25) ta có: + Cửa vào tràn : Vmax= 5,327m/s÷ 9,044m/s; + Thân tràn : Vmax= 8.605m/s ÷ 12,580m/s; + Dốc nƣớc : Vmax= 10,381m/s ÷ 17,443m/s; + Đoạn chuyển tiếp : Vmax= 6,440m/s ÷ 11,970m/s; + Bể tiêu : Vmax= 2,389m/s ÷ 6,687m/s; 65 Hình 4.24 Đồ thị vận tốc dọc theo tràn ứng với QP=0,2% Hình 4.25 Đồ thị vận tốc dọc theo tràn ứng với QP=1,0% KẾT LUẬN CHƢƠNG Qua kết tính tốn thơng số thủy lực mơ hình Telemac-3D cho kết diễn biến đƣờng mực nƣớc, lƣu tốc lƣu lƣợng đơn vị dọc tuyến cơng trình theo phƣơng án mở cửa van cửa van phù hợp với phƣơng án thiết kế Khả xả: Khả tháo cơng trình phƣơng án đảm bảo Đối với MNKT MNTK khả xả mô mơ hình thực tế lớn khả xả mơ hình thí nghiệm Trên dốc nƣớc cịn tƣợng sóng xiên giao thoa Độ sâu đƣờng mực nƣớc dốc đồng toàn dốc Đối với MNKT MNTK mực nƣớc bên cao đỉnh tƣờng từ 0,2÷0,5m Lƣu tốc dịng chảy lớn : + Dốc nƣớc đạt từ : 8,790m/s ÷ 17,443m/s + Đoạn chuyển tiếp : 5,159m/s ÷ 14,053m/s + Bể tiêu : 3,372m/s ÷ 8,105m/s Hiệu tiêu bể tiêu tồn cơng trình đảm bảo ứng với cấp lƣu lƣợng mô 66 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Qua tính tốn mơ hình tốn, Luận văn rút đƣợc kết luận nhƣ sau : Mô mơ hình cho Tràn xả lũ bể tiêu hồ chứa nƣớc Nặm Cắt, qua tính tốn phƣơng án với cấp lƣu lƣợng trƣờng hợp vận hành cửa van đƣợc kết sau: Quá trình tính tốn khả tháo cơng trình ứng với trƣờng hợp vận hành cửa van đảm bảo Đối với MNKT MNTK khả xả mô theo mơ hình thực tế thấp lớn mơ hình thí nghiệm từ 2÷3% Đầu mối tràn: Khi dịng chảy qua tràn xả lũ sinh tƣợng nƣớc dềnh đầu trụ pin có tƣợng co hẹp bên Đƣờng mực nƣớc: Thƣợng lƣu chênh lệch dịng chảy khơng lớn vị trí khoang tràn Mực nƣớc bể tiêu không vƣợt qua tƣờng biên Trên dốc nƣớc: Sau dòng chảy qua khoang tràn xuống dốc nƣớc, đuôi trụ pin phía hạ lƣu có dạng vng nên dịng chảy từ đỉnh tràn đổ xuống đầu dốc nƣớc sinh hai dịng phun từ trụ pin kéo dài Đƣờng mực nƣớc dốc khơng Do có tƣợng giao thoa nƣớc dốc nên dòng chảy phân bố dốc nƣớc khơng đều, có sóng xiên Đoạn chuyển tiếp: Dòng chảy từ dốc nƣớc chuyển qua đoạn chuyển tiếp xuống bể tiêu sinh nƣớc nhảy bể tiêu Độ sâu lớp nƣớc lớn bên không vƣợt qua tƣờng biên Bể tiêu năng: dòng chảy từ dốc nƣớc qua đoạn chuyển tiếp xuống bể tiêu sinh nƣớc nhảy hoàn chỉnh bể Tại vị trí cách cuối bể mực nƣớc vƣợt qua tƣờng tiêu bể từ 1,28÷3,08m ứng với QTK=720,5m3/s QKT=789m3/s Kết diễn biến đƣờng mực nƣớc, lƣu tốc lƣu lƣợng đơn vị qua tràn phù hợp với mơ hình thí nghiệm cửa vào tràn, thân tràn dốc nƣớc Bên cạnh nhiều sai số lớn nhƣ đoạn nối tiếp bể tiêu với sai số từ 37%÷41% Ứng dụng hệ thống mơ hình hóa Telemac (mơ đun Telemac-3D) để xác định thông số thủy lực cho tràn xả lũ bể tiêu hồ chứa nƣớc Nặm Cắt, Luận văn cho thấy: Mơ hình hóa Telemac –3D có khả mơ sơ thơng số thủy lực để từ ta bố trí kết cấu cho cơng trình tràn xả lũ bể tiêu hợp lý; Qua việc chạy mơ hình để xác định thơng số ta tìm phƣơng án tốt giúp cho việc xây dựng mơ hình thực nghiệm tốt hơn, giảm đƣợc thời gian thí nghiệm mơ hình thực nghiệm, kinh phí thực 67 Kiến nghị Trong xây dựng cơng trình thuỷ lợi, cơng trình tƣơng tự nhƣ cơng trình hồ chứa nƣớc Nặm Cắt đƣợc Nhà nƣớc tiếp tục đầu tƣ tƣơng lai nhằm phát triển kinh tế xã hội đất nƣớc nói chung nhƣ phát triển ngành nơng nghiệp Vì thiết kế xây dựng cần đảm bảo tiêu chí an tồn bền vững Những giải pháp cơng trình cho đầu mối tràn bể tiêu tràn Nặm Cắt nêu luận văn đƣợc tính tốn kỹ theo tiêu chuẩn kỹ thuật hành Vì đề nghị quan quản lý cho xem xét áp dụng Việc mô theo mơ hình tốn để kiểm chứng số liệu thủy lực thực gặp nhiều khó khăn thiếu thiết bị phƣơng pháp mơ hình tốn tƣợng Vì giải pháp tốt tiến hành quan trắc cơng trình thực tế Do thiết kế xây dựng, đề nghị quan quản lý cho bổ sung hệ thống thiết bị quan trắc vị trí đo đạc để xác định thông thủy lực Các số liệu quan trắc có ích cho việc tính tốn thiết kế cơng trình tƣơng tự Việc kiểm chứng thơng số thủy lực mơ hình thí nghiệm chạy mơ hình tốn phần mềm Telemac-3D cần phải thơng qua quan trắc cơng trình thực tế để có số liệu đối chiếu có kết luận cách khoa học nhằm ứng dụng rộng rãi cho cơng trình tƣơng tự Những vấn đề cịn tồn Bên cạnh kết đạt đƣợc nhƣ trên, luận văn vấn đề tồn nhƣ sau: Luận văn xem xét khả xả, đƣờng mực nƣớc lƣu tốc dọc tràn bể tiêu mố tiêu hồ chứa nƣớc Nặm Cắt tƣ vấn thiết kế đề nghị mà chƣa xem xét đề xuất phƣơng án để bố trí đƣa hình thức tiêu khác để cơng trình đƣợc ổn định Đối với đập tràn cao tƣơng tự áp dụng mơ hình tốn ngồi nội dung kiểm tra thông số thủy lực qua tràn xả lũ bể tiêu phải cần thí nghiệm mơ hình để kiểm chứng Các thông số thủy lực đƣợc xác định qua mơ hình tốn Telemac-3D so sánh với kết thí nghiệm mơ hình thủy lực thực nghiệm cịn có sai khác Chƣa có thời gian để tính tốn xác định thêm thơng số nhƣ chiều dài nƣớc nhảy, kính thƣớc lƣới, phân bố lƣu tốc hạ lƣu để đánh giá xói lở sau bể tiêu 68 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt [1] Nguyễn Thế Hùng (2003), Phƣơng pháp phần tử hữu hạn học chất lỏng, NXB xây dựng [2] Bộ Nông nghiệp PTNT, Thủy lợi Việt Nam, thành tựu định hướng phát triển [3] GS.TS Nguyễn Thế Hùng (2004), Bài giảng cao học Thủy lực tính tốn, Đại học Đà Nẵng [4] Phạm Ngọc Quý (2003), Nối tiếp tiêu hạ lƣu công trình tháo nƣớc NXB Xây dựng [5] Hồng Tƣ An, Nguyễn Thế Hùng - Các đặc trƣng động học hạ lƣu cơng trình Tập san Thủy lợi, No 5-6, 1989 [6] Hoàng Tƣ An, Phạm Ngọc Quý, Vũ Quốc Công - Mở rộng lý thuyết nƣớc nhảy không ổn định bể tiêu Tuyển tập Hội nghị Cơ thủy khí tồn quốc, Đồng Hới 7-2000 [7] Phạm Ngọc Quý (2000), Nghiên cứu nƣớc nhảy không ổn định bể tiêu sau cống vùng triều (đồng ba tác giả) - Tạp chí thủy lợi số 332 – Hà Nội 01+02/2000 [8] Lƣu Nhƣ Phú (1992): “Các chế độ thủy lực tiêu phịng xói cống vùng triều”, Tuyển tập báo cáo khoa học, Viện Khoa học Thủy lợi, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội [9] Hàn Quốc Trinh (1994): “Biện pháp tiêu phịng xói tối ƣu cho cống vùng triều”, Tuyển tập kết khoa học công nghệ (1988 – 1994) Viện KHTL Quốc Gia, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội [10] Phạm Ngọc Quý (2002), Xác định mực nƣớc hạ lƣu tính tốn chiều sâu bể tiêu sau cơng trình tháo nƣớc - Tạp chí Nông nghiệp PTNT - số 09/2002 Hà Nội năm 2002 [11] Phạm Văn Song Vũ Hoàng Thái Dƣơng (2012): “Sử dụng mơ hình tốn mơ hình vật lý xác định hình thức quy mơ hợp lý cho giải pháp tiêu phịng xói hạ lƣu cho cơng trình cống Thủ bộ”, Tạp chí khoa học thủy lợi Môi t rƣờng, ISSN 1859-3941, Vol 37/6-2012 [12] Hoàng Tƣ An, Lê Thị Thu Hiền (2004), Đặc trƣng nối tiếp nƣớc nhảy chân dốc Tạp chí Thủy lợi Môi trƣờng No-7,11-2004 [13] Nguyễn Thế Hùng (2006), Thủy lực tập 1, NXB xây dựng [14] P.G Kixelep, A.D Altsul, nnk 2008 Sổ tay tính tốn thủy lực NXB xây dựng [15] Nguyễn Cảnh Cầm, Nguyễn Văn Cung, nnk.2006 Giáo trình thủy lực tập 1,2,3 Nhà xuất Nông nghiệp 69 [16] Bộ Nông nghiệp PTNT (1999), Quy phạm Thiết kế tràn xả lũ SDJ 34189 (bản dịch từ tiếng Trung Quốc), Hà Nội [17] TCVN 8214:2009: Thí nghiệm mơ hình thủy lực cơng trình thủy lợi, thủy điện Hà nội 2009 [18] Lê Văn Nghị (2014), Báo cáo kết thí nghiệm mơ hình thủy lực (phƣơng án điều chỉnh) dự án: Hồ chứa nƣớc Nặm Cắt – tỉnh Bắc Kạn [19] Phan Thái Nguyên Nguyễn Minh Giám (2013) , Tổng quan hệ thống mơ hình hố Telemac - Mascaret khả ứng dụng, Tạp chí Khí tƣợng thủy văn, (627), 9-13 [20] Nguyễn văn Cung, Nguyễn Xn Đặng, Ngơ Trí Viềng (1977) Cơng trình tháo lũ đầu mối hệ thống thuỷ lợi, NXB-KHKT- Hà Nội [21] L.I Vƣxôski (1990) Điều khiển dịng xiết cơng trình xả (tiếng Nga) [22] La Thị Cang (2005), Nhập môn Động lực học chất lỏng địa vật lý (Tập I), Nhà xuát Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh [23] Phạm Văn Huấn (2005), Ngơn ngữ lập trình Fortran ứng dụng Khí tượng thủy văn, Nhà xuất Nông nghiệp [24] Phạm Văn Tân (2007), Ngôn ngữ lập trình Fortran 90, Nhà xuất Đại học Quốc Gia Hà Nội Tiếng Anh [25] Peterka, A.J (1984): “Hydraulic Design of Stilling Basin and Energy Dissipators”, Unit ed States Department of Interior, Bureau of Reclamat ion [26] U.S Department of Transportation , Federal Highway Administration (2000): “Hydraulic Design of Energy Dissipators for Culverts and Channels”, Technical Report Documentation [27] CHC (2011), Blue Kenue: Reference Manual [28] EDF-DER (1999), TELEMAC modeling system: Mesh interface STBTEL software, Version 4.1, Introductory Examples [29] EDF-DER (1999), TELEMAC modeling system: Mesh interface STBTEL software, Version 4.1,Reference Manual [30] EDF-DER (1999), TELEMAC modeling system: Mesh interface STBTEL software, Version 4.1,User Manual [31] EDF-R&D (2010), Guide to programming in the TELEMAC system version 6.0 [32] EDF-R&D (2010), SISYPHE 6.0 User Manual [33] EDF-R&D (2009), TELEMAC modeling system: Artemis Software – Wave agitation, Version 6.2, Theoretical Note and User Manual 70 [34] EDF-R&D (2010), TELEMAC modeling system: TELEMAC-2D software, Version 6.0, Reference Manual [35] EDF-R&D (2010), TELEMAC modeling system: TELEMAC-2D software, Version 6.0, User Manual [36] EDF-R&D (2011), TELEMAC modeling system: TELEMAC-2D software, Version 6.1, Validation Docunment [37] EDF-R&D (2013), TELEMAC modeling system: TELEMAC-3D software, Release 6.2, Operating Manual [38] EDF-R&D (2013), TELEMAC modeling system: TELEMAC-3D software, Release 6.2, Reference Manual 2D hydrodynamics 2D hydrodynamics 2D hydrodynamics 3D hydrodynamics 3D hydrodynamics Internet [39] http://www.opentelemac.org/, [40] http://www.opentelemac.org/index.php/installation [41] http://wiki.opentelemac.org/doku.php?id=user_manual_telemac-2d [42] http://wiki.opentelemac.org/doku.php?id=user_manual_telemac-3d [43] http://www.opentelemac.org/index.php/manuals/viewcategory/13-telemac2d [42] http://www.opentelemac.org/index.php/manuals/viewcategory/14-telemac3d 71 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN 72 PHỤ LỤC ... Số lƣợng nút phần tử mơ hình tính tốn 36 3.10 Mô tả lƣới ba chiều Telemac-3D 37 3.11 Quan hệ Q- tràn phƣơng án thiết kế 38 3.12 Quan hệ Q- ZTL Q-m’ qua tràn phƣơng án thiết kế 38 3.13 Xuất kết... sau: Chƣơng 1: Tổng quan dòng chảy qua tràn xả lũ Chƣơng 2: Lý thuyết tính tốn dịng chảy qua tràn xả lũ mơ hình Telemac-3D Chƣơng 3: Áp dụng mơ hình tốn Telemac-3D mơ dịng chảy qua cơng trình tràn... 2.4.2 Dòng chảy qua tràn 26 2.4.3 Dòng chảy qua bể tiêu sau tràn 28 KẾT LUẬN CHƢƠNG 30 Chƣơng – ÁP DỤNG MƠ HÌNH TỐN TELEMAC-3D MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY QUA CƠNG TRÌNH