Nghiên cứu hiệu quả và điều kiện bố trí mố tiêu năng sau công trình tháo nước

LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập làm luận văn, giúp đỡ nhiệt tình thầy, cô giáo trường Đại học Thuỷ lợi, cán bộ, nhân viên thư viện trường Đại học Thuỷ lợi Tác giả hoàn thành luận văn thạc sĩ kỹ thuật với đề tài: “Nghiên cứu hiệu điều kiện bố trí mố tiêu sau cơng trình tháo nước” Các kết luận văn đóng góp nhỏ mặt khoa học q trình tính tốn, bố trí mố tiêu sau cơng trình tháo Do thời gian kinh nghiệm hạn chế nên khuôn khổ luận văn thạc sĩ kỹ thuật tồn số vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu Tác giả mong nhận góp ý, bảo thầy cô giáo bạn đồng nghiệp Tác giả xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới thầy giáo – GS.TS Nguyễn Chiến nhiệt tình hướng dẫn, cung cấp thơng tin khoa học cần thiết trình làm luận văn Xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo khoa Công trình - Trường Đại học Thuỷ lợi, bạn bè đồng nghiệp tận tình bảo, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi trình học tập nghiên cứu để tác giả hoàn thành tốt luận văn Sau tác giả xin cảm ơn bạn bè người thân gia đình động viên, khích lệ trình nghiên cứu làm luận văn Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng … năm 2016 Tác giả Nguyễn Huy Hưng BẢN CAM ĐOAN Tên Nguyễn Huy Hưng, xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Những nội dung kết trình bày luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khoa học TÁC GIẢ Nguyễn Huy Hưng MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU TIÊU NĂNG SAU CƠNG TRÌNH THÁO NƯỚC 1.1 Tình hình xây dựng cơng trình tháo nước .4 1.2 Nghiên cứu tiêu sau cơng trình tháo nước 1.2.1 Mục đích cơng trình tiêu 1.2.2 Các hình thức cơng trình tiêu 1.2.3 Tính tốn tiêu đáy 12 1.3 Về bố trí thiết bị tiêu phụ cho hình thức tiêu đáy .13 1.3.1 Mục đích bố trí thiết bị tiêu phụ 13 1.3.2 Các dạng thiết bị tiêu phụ 14 1.3.3 Những tồn thiết kế thiết bị tiêu phụ 18 1.4 Xác định nhiệm vụ nghiên cứu luận văn .20 CHƯƠNG :NGHIÊN CỨU CỞ SỞ LÝ THUYẾT XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC VÀ HIỆU QUẢ CỦA MỐ TIÊU NĂNG 21 2.1.Bố trí mố tiêu bể 21 2.1.1 Mục đích việc bố trí mố bể tiêu 21 2.1.2 Phân loại mố tiêu 21 2.1.3: Các mố quân cờ .24 2.2.Thiết lập phương trình xác định hiệu việc bố trí mố tiêu .25 2.3.Vai trị thí nghiệm mơ hình thiết kế bể có bố trí mố tiêu 28 2.3.1.Khái niệm mơ hình 28 2.3.2 Vai trị thí nghiệm mơ hình 29 2.4.Về khả khí thực mố tiêu 30 2.4.1 Điều kiện phát sinh khí hóa 31 2.4.2 Điều kiện phát sinh khí thực 32 2.5 Quy trình thiết kế tiêu đáy có sử dụng thiết bị tiêu phụ 33 2.6 Kết luận chương 34 CHƯƠNG TÍNH TỐN ÁP DỤNG CHO MỘT SỐ CƠNG TRÌNH 35 3.1 Đập tràn Nước Trong 35 3.1.1 Giới thiệu cơng trình hồ Nước Trong .35 3.1.2 Kết tính tốn tiêu cho tràn Nước Trong 39 3.1.3 Tính tốn kiểm tra khí hóa mố tường tiêu [3] 39 3.2 Đường tràn hồ Tả Trạch 42 3.2.1 Giới thiệu cơng trình hồ Tả Trạch 42 3.2.2 Tính tốn bể có bố trí mố tiêu 46 3.2.3 Các kết thí nghiệm mơ hình .51 3.3 Đường tràn hồ Ngàn Trươi 53 3.3.1 Giới thiệu cơng trình hồ Ngàn Trươi 53 3.3.2 Tính tốn bể có bố trí mố tiêu 57 3.3.3 Kết thí nghiệm mơ hình tiêu sau tràn 62 3.4 Kết luận chương 63 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 65 I – CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA LUẬN VĂN 65 II- MỘT SỐ ĐIỂM CÒN TỒN TẠI 65 III- KIẾN NGHỊ 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO .67 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 : Một số cơng trình tháo nước xây dựng gần .4 Bảng 3.1: Các thông số hồ chứa Nước Trong 38 Bảng 3.2: Các thông số tràn xả lũ hồ chứa Nước Trong [3] .38 Bảng 3.3: Các thông số hồ chứa Tả Trạch 43 Bảng 3.4: Bảng thông số đập phụ hồ chứa Tả Trạch 44 Bảng 3.5: Các thơng số để tính tốn tiêu cho hồ chứa Tả Trạch [11] 46 Bảng 3.6: Bảng kết thí nghiệm bể tiêu cho hồ chứa Tả Trạch [11] 52 Bảng 3.7: Các thông số để tính tốn tiêu cho hồ chứa Ngàn Trươi [11] 57 Bảng 3.8: Bảng kết thí nghiệm bể tiêu cho hồ chứa Ngàn Trươi [11] 63 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Đập tràn xả lũ hồ Hồ Bình – Hồ Bình Hình 1.2: Tràn xả lũ hồ chứa nước suối Đuốc – Bình Định .7 Hình 1.3: Tràn xả lũ hồ Tả Trạch – Thừa Thiên Huế Hình 1.4: Sơ đồ tính tốn tiêu dịng đáy - bể tiêu [2] Hình 1.5: Sơ đồ tính tốn tiêu dịng đáy - tường tiêu năng[2] 10 Hình 1.6: Sơ đồ tính tốn tiêu dịng đáy – bể tường tiêu kết hợp[2] 10 Hình 1.7: Sơ đồ tính tốn tiêu phóng xa [2] 10 Hình 1.8: Trạng thái dịng chảy hạ lưu có bậc thụt [2] 11 Hình 1.9: Bể tiêu khuyếch tán[2] .11 Hình 1.10: Sân tiêu có độ dốc thuận[2] 11 Hình 1.11: Ngưỡng tiêu 14 Hình 1.12: Các hình thức mố tiêu năng[8] 15 Hình 1.13: Các dạng mố nhám lòng dẫn [8] 16 Hình 1.14: Ngưỡng theo kiểu Rehbock [8] .17 Hình 1.15: Ngưỡng theo kiểu Smirceck [8] 17 Hình 1.16: Mố tiêu theo kiểu II [8] 17 Hình 1.17: Mố tiêu theo kiểu III [8] .17 Hình 1.18: Mố phân dòng 18 Hình 2.1: Các dạng mố 22 Hình 2.2: Các ví dụ ngưỡng tiêu 22 Hình 2.3: Nối tiếp hạ lưu (khi hc – const) .25 Hình 2.4: Sơ đồ tính độ sâu liên hiệp nước nhảy có mố tiêu .26 Hình 2.5: Hình ảnh mố phân dịng 33 Hình 3.1: Cụm cơng trình đầu mối hồ chứa Nước Trong 35 Hình 3.2: Cụm cơng trình đầu mối hồ Tả Trạch .42 Hình 3.3: Sơ đồ tính tốn độ sâu đào bể tiêu 47 Hình 3.6: Sơ đồ bố trí mố tiêu theo kinh nghiệm 50 Hình 3.5: Sơ đồ bố trí mố tiêu 51 Hình 3.6 Cụm cơng trình hố chứa Ngàn Trươi 53 Hình 3.7: Sơ đồ tính tốn độ sâu đào bể tiêu 58 Hình 3.8: Sơ đồ bố trí mố tiêu theo kinh nghiệm 61 Hình 3.9: Sơ đồ bố trí mố tiêu 62 PHẦN MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết Đề tài: Một vấn đề tính tốn thiết kế cơng trình thủy lợi, thủy điện việc giải tiêu hạ lưu Năng lượng dịng chảy qua cơng trình xả lũ lớn, khơng có biện pháp tiêu tạo nên chế độ nối tiếp thủy lực phức tạp, ảnh hưởng trực tiếp đến ổn định cơng trình Để tăng cường hiệu tiêu hao lượng thừa, ta sử dụng thiết bị tiêu phụ, thường áp dụng hạ lưu cơng trình, đặc biệt với dịng chảy có lưu tốc lớn Về hình thức tiêu phụ theo điều kiện hình thức cơng trình để xét chọn: - Đối với sau tràn có dốc nước để giảm bớt phần lượng dòng chảy trước đổ xuống hạ lưu, dốc nước dùng mố tiêu phụ, bố trí nhiều hàng để giảm lưu tốc dòng chảy trước xuống cuối dốc, mố nhám có nhiều dạng: - Mố dạng chữ nhật - Mố dạng trám - Ngưỡng tiêu Dùng mố tiêu phụ bể tiêu năng: Trường hợp dòng chảy xiết từ tràn xả lũ hay dốc nước đổ xuống bể tiêu tạo nước nhảy phóng xa bất lợi cho xói lở hạ lưu, nên cần phải dùng đến hàng mố tiêu đặt đầu bể gần 1/3 chiều dài bể Các tồn nghiên cứu tiêu phụ tượng xâm thực khí thực ăn mịn xảy xung quanh thiết bị tiêu phụ tượng vật va đập Để lựa chọn hình dáng, kích thước cà bố trí thiết bị tiêu phụ cho hợp lý phụ thuộc vào cơng trình cụ thể, điều kiện địa hình, địa chất, chưa có tiêu chuẩn, lý thuyết tính tốn chuẩn mực để áp dụng cụ thể Vì cần phải qua nghiên cứu thí nghiệm mơ hình xác định hình dáng, kích thước bố trí, dạng tiêu phụ là: loại mố nhám dùng lịng máng dẫn; ngưỡng tiêu năng, tường phân dịng Tóm lại, tính tốn nghiên cứu hiệu quả, điều kiện để bố trí mố tiêu sau cơng trình tháo nước cần thiết quan trọng, có ý nghĩa mặt khoa học thực tiễn công tác thiết kế, xây dựng cơng trình Với tất lý trên, tác giả chọn đề tài: “ Nghiên cứu hiệu điều kiện bố trí mố tiêu sau cơng trình tháo nước” Từ kết nghiên cứu cơng trình cụ thể, ta rút kết luận chung cho công trình có điều kiện hình thức tương tự Mục đích Đề tài: Nghiên cứu phương pháp xác định hiệu điều kiện thực tế bố trí mố tiêu sau cơng trình tháo nước, đề xuất quy trình thiết kế tiêu có áp dụng mố tiêu nhằm hợp lý hóa, tối ưu hóa q trình thiết kế, lựa chọn kích thước bố trí mố tiêu Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu: - Tiếp cận từ thực tế làm việc cơng trình tiêu q trình thiết kế tiêu - Vận dụng lý luận thủy lực tính tốn xác định hiệu tiêu - Đối chiếu với kết thí nghiệm mơ hình thủy lực Kết đạt được: - Trên sở lý thuyết, thiết lập phương trình tính tốn kích thước tổng cộng mố tiêu (Am) đảm bảo yêu cầu giảm nhỏ kích thước bể tiêu đặt - Đưa quy trình thiết kế tiêu phịng xói sau cơng trình tháo áp dụng thiết bị tiêu phụ - Kiến nghị phạm vi áp dụng thiết bị tiêu phụ sau cơng trình tháo 54 - Giảm lũ cải tạo môi trường sinh thái hạ du (với lưu lượng Q = 4,0 m3/s) Phát triển du lịch 3.3.1.2 Quy mô, kết cấu hạng mục cơng trình Đập ngăn sơng: - Chọn phương án tuyến I, thuộc xã Hương Đại, huyện Vũ Quang, cách cầu Ngàn Trươi đường HCM khoảng 0,5 km phía thượng lưu - Hình thức đập đất đá nhiều khối, gồm: + Khối chống thấm đập đất sét + Khối gia tải thượng, hạ lưu đất đá gồm: lớp đất đá phong hoá hoàn toàn mỏ vật liệu lớp đất đá tận dụng đào móng hạng mục cơng trình + Khối gia cố bảo bệ chân mái thượng, hạ lưu đống đá - Đập dài khoảng 342,0 m, chiều cao lớn khoảng Hmax = 53,9 m Đỉnh đập rộng 12,0 m, mặt bê tông (BT) át phan nhựa đường, phía thượng lưu làm tường chắn sóng, bố trí điện chiếu sáng Phía hạ lưu thân đập bố trí nước cát theo phương thẳng (dạng ống khói) cát, sỏi, đá theo phương ngang (dạng ống lọc) Mái thượng, hạ lưu bố trí hai Gia cố bảo vệ mái thượng lưu bê tông cốt thép (BTCT) đổ chỗ; mái hạ lưu trồng cỏ, từ cao trình +16,5 m đến +17,5 m đá lát khan Rãnh thoát nước mái BT & gạch xây Chân mái thượng, hạ lưu bố trí đống đá bảo vệ nước Chống thấm qua chân khay khoan vữa xi măng Đập phụ - Vị trí đặt yên ngựa phân thuỷ sơng Ngàn Trươi Khe Trí bờ phải sông Ngàn Trươi, cách đường HCM khoảng 4,5 km hai bên tràn xả lũ - Hình thức đập đất đá nhiều khối, gồm: + Khối chống thấm đập đất sét 55 + Khối gia tải thượng & hạ lưu đất, đá đào móng tràn - Đập dài khoảng 222,0 m, chiều cao lớn khoảng Hmax = 24,30 m Đỉnh đập rộng 8,0 m, mặt BT át phan, phía thượng lưu làm tường chắn sóng Phía hạ lưu thân đập bố trí nước cát theo phương thẳng (dạng ống khói) ống lọc cát, sỏi, đá theo phương ngang Mái thượng lưu bố trí Gia cố bảo vệ mái thượng lưu BTCT đổ chỗ mái hạ lưu trồng cỏ Rãnh thoát nước mái BT & gạch xây Chống thấm qua chân khay khoan vữa xi măng Tràn xả lũ - Vị trí đặt đập phụ - Tràn kết cấu BTCT, tổng chiều rộng tràn nước 40 m, chia làm khoang Cửa vào (phần gia cố BTCT) dài 60,0 m, đáy cao trình +41,0 m, chiều rộng đáy thu hẹp dần từ Bđ = (60,0-53,0) m Thân tràn dài 35,0 m, cao trình ngưỡng +45,00 m, mặt cắt kiểu thực dụng Ơphixêrốp BT ngồi bọc BTCT; đỉnh bố trí cầu cơng tác để đóng mở phai cầu giao thơng nối đỉnh đập phụ hai bên tràn; bố trí khe phai nhà để phai vai phải Sau thân tràn sân tiêu Nối tiếp sân sau mặt cắt chữ nhật dài 60,0 m kênh xả mặt cắt hình thang, dài khoảng 1.000 m; đoạn đào 10,0 m theo chiều cao bố trí rộng 3,0 m, hệ số mái m = 1,5; sau nuớc xả theo Khe Trí đổ vào sơng Ngàn Trươi Cơng trình lấy nước số - Nhiệm vụ cấp nước cho tưới với lưu lượng Q = 56,8 m3/s, đảm bảo môi trường với lưu luợng Q = 4,0 m3/s để kết hợp phát điện; dẫn dịng thi cơng với lưu lượng lũ lớn khoảng Q = 610 m3/s - Vị trí bên bờ trái đập - Kết cấu BTCT gồm hạng mục: 56 + Tuy nen đường kính d = 7,0 m, dài khoảng 286,5 m, sau cửa vào chuyển hướng góc khoảng 1550 Tuy nen (chế độ chảy có áp) để dẫn dịng, xả lũ giai đoạn thi công tận dụng làm hành lang kiểm tra, sửa chữa quản lý khai thác + Cửa vào nen sau hồn thành nhiệm vụ dẫn dịng thi công cải tạo thành cửa lấy nước nhà máy thuỷ điện (NMTĐ) Lấp cửa vào nen BT, cao trình +19,0 m bố trí thành hai khoang Cửa lấy nước NMTĐ bố trí khe chắn rác khe van (1 cho cửa sửa chữa, cho cửa đóng nhanh NMTĐ); sàn cơng tác cao trình +57,8 m; sau cửa vào lắp đặt đường ống thép áp lực đường kính d = 4,0 m lòng nen + Đường ống áp lực cửa nen chia làm nhánh: nhánh đường kính d = 2,2 m chonhà máy thuỷ điện nhánh đường kính d = 3,0 m để chủ động tháo nước hạ du NMTĐ ngừng phát điện + Mái đào cửa theo chiều cao 10,0 m bố trí cơ, m = (1,0 ÷1,5) Cơng trình lấy nước số - Nhiệm vụ cấp nước tưới với lưu lượng thiết kế Qtk = 8,86 m3/s cho kênh Hương Sơn Vũ Quang - Vị trí bên vai trái, cách cơng trình lấy nước số khoảng 150 m thượng lưu - Kết cấu BTCT Cơng trình lấy nước dạng nen, chảy có áp, đường kính d = 2,0 m thép bọc BT, dài khoảng 104,5 m - Cửa vào bố trí khe chắn rác khe van sửa chữa; làm cầu từ bờ dài 27,5 m rộng 5,0 m sàn công tác cao trình +57,8 m Nối tiếp cửa đến nhà van đường ống thép bọc BT đường kính d = 2,0 m, dài khoảng 30,0 m Mái đào cửa vào theo chiều cao 10,0 m bố trí cơ, hệ số mái m = (1,0 ÷ 1,5) Cầu Khe Trí xây - Thay cho cầu Khe Trí cũ đường HCM để đảm bảo thoát nước xả từ hồ qua tràn xả lũ vào Khe Trí 57 - Vị trí phía thượng lưu song song với tuyến cầu cũ - Kết cấu BTCT, sơ đồ trục gồm nhịp x 33,0 m = 99,0 m Các thông số kỹ thuật lấy theo tiêu chuẩn thiết kế cầu cũ đường HCM Nhà máy thuỷ điện - Hình thức: NMTĐ kiểu sau đập - Công suất lắp máy: Nlm = 15 MW - Số tổ máy: tổ máy - Chế độ làm việc: Kết hợp phát điện theo tưới 3.3.2 Tính tốn bể có bố trí mố tiêu 3.3.2.1 Các thông số đầu vào Bảng 3.7: Các thơng số để tính tốn tiêu cho hồ chứa Ngàn Trươi [11] TT Thông số Đơn vị Trị số Kích thước cơng trình - Loại cơng trình tháo - Cao trình ngưỡng tràn m 45.00 - Bề rộng tràn nước m 5x8 - Cao trình đáy kênh hạ lưu m +30 - Bề rộng kênh hạ lưu m 53 - Mái kênh hạ lưu Ứng với Qtínhtốn tiêu - Lưu lượng m3/s 2443.0 - Mực nước thượng lưu m 54.54 - Mực nước hạ lưu m 37.00 Tràn tự 2.0 (Nguồn: http://www.vncold.vn/Web/Content.aspx?distid=2113) 58 d hh hc'' Z 3.3.2.2.Tính tốn chiều sâu đào bể chưa bố trí thiết bị tiêu phụ Hình 3.7: Sơ đồ tính tốn độ sâu đào bể tiêu Độ sâu đào bể tính tốn theo cơng thức sau: d = σ.hc”- hh - ∆Z Trong đó: + d: độ sâu đào bể + hc’’: độ sâu liên hiệp bể + hh : độ sâu mực nước hạ lưu + Để tính ΔZ , ta xuất phát từ giả thiết gần coi sơ đồ dòng chảy khỏi bể sơ đồ chảy ngập qua đập tràn đỉnh rộng ΔZ coi độ chênh lệch mực nước thượng lưu đập với mực nước đỉnh đập Để xác định d ta phải tính dần, giả thiết giá trị d1 tính lại hc”, tính lại d, d ≈ d1 giá trị d giả thiết Ngược lại d ≠ d1 ta phải giả thiết lại tìm giá trị d thích hợp - Sơ giả thiết d1 = hc” - hh Ta tính hc”: F (τ c ) = q ϕ E0 (3-3) 59 Trong đó: + E0 – lượng toàn phần mặt cắt đầu bể E0 = ∇ MNTL − ∇ KenhHL = 54,54 − 30, = 24,54(m) + q – Lưu lượng đơn vị mặt cắt đầu bể: q= → F(τc) = q ϕ E0 Q 2443 = = 61, 075 b 40 = 61, 075 = 0,55822 0,9.24, 243 Tra Phụ lục 15-1 BTTL có τc = 0,1360 → hc = τc E0 = 0,1360.24,54 = 3,34m τc” = 0,5868 → hc” = τc” E0 = 0,5868.24,54 =14,40m * Giả thiết: d1 = hc” – hh = 14,40–7,00= 7,40 m Với hh = ∇ MNHL − ∇ KenhHL = 37, 00 − 30, =7,00m Tính lại hc hc” E01 = E0 + d1 = 24,54 + 7,40 = 31,94 m F(τc) = q ϕ E0 = 61, 075 = 0,376 0,9.31,943 Tra Phụ lục 15-1 BTTL có τc = 0,0887→ hc = τc E01 = 0,0887.31,94 = 3,64m τc” = 0,5610→ hc” = τc” E01 = 0,5610.31,94 = 18,07m q2 q2 61, 0752 61, 0752 ΔZ = '2 − = − = 3, 68m ϕ hh 2.g (σ hc′′) 2.g 0,952.7, 002.2.9,81 2.9,81 (1,1.18, 07 )2 (Với: ϕ’ =0,95 hệ số lưu tốc cửa bể ; σ = 1,1 hệ số an toàn ngập) Độ sâu bể: 60 d = σ.hc”- hh - ∆Z = 1,1.18,07- 7,00 – 3,68 = 9,20 (m) Giá trị d ≠ d1 nên giá trị giả thiết chưa hợp lý * Giả thiết lại d2 = 9,20 E02 = E0 + d2 = 24,54+ 9,20= 33,74 (m) F(τc) = q ϕ E0 = 61, 075 = 0,3916 0,9.33, 743 Tra Phụ lục 15-1 BTTL có τc = 0,0987→ hc = τc E02 = 0,0987 33,74= 3,33m τc” = 0,5453→ hc” = τc” E02 = 0,5453.33,74= 18,40(m) q2 q2 61, 0752 61, 0752 ΔZ = '2 − = − = 3,83m ϕ hh 2.g (σ hc′′) 2.g 0,952.7, 002.2.9,81 2.9,81 (1,1.18, 40 )2 (Với: ϕ’ =0,95 hệ số lưu tốc cửa bể ; σ = 1,1 hệ số an toàn ngập) Độ sâu bể: d = σ.hc”- hh - ∆Z = 1,1.33,15 –7,00 – 3,83 = 9,30m Giá trị d ≈ d2 Vậy chiều sâu bể để tạo nước nhảy ngập bể d = 9,30 (m) 3.3.2.3.Tính tốn chiều sâu đào bể bố trí thiết bị tiêu phụ bể Theo kết tính tốn phần trên, độ sâu đào bể chưa bố trí thiết bị tiêu phụ (mố tiêu năng) d=9,30 m Dựa kết thí nghiệm bảng 3.8 cao trình đáy bể là: +23,00 m, cao trình kênh hạ lưu +30,00 m Vậy chênh cao đáy bể kênh hạ lưu 7,00 m So sánh với kết tính tốn (d=9,30m) độ sâu đào bể thực tế giảm 75% (giảm 2,3m chiều sâu đào bể) Áp dụng công thức 2-6 thiết lập chương 61 -h2cómố =0,75h2khơngmố =0,75x9,3 = 7,00 m Vậy số liệu tính tốn là: h1= 3,31 m ; h2 = 7,00 m ; Q=2443 m3/s ; B=40m ; Thay vào phương trình 0,5 B h12 − 0,5 B h22 − 1, 44 Am γ Q2 g B h12 Q2 Q2 + =0 gh2 gh1 − 499, 29 Am = 66331, 26 Vậy Amy/c = 132,85 (m2) Bố trí mố theo cơng thức kinh nghiệm Chiều cao mố: c = 0,9h1 = 0,9x3,3 = 3,0 m Chiều rộng mố: b= 0,6c = 0,6x3,0 = 1,8 m 1,8 0,5 1,8 7,5 1,8 7,5 40 7,5 1,8 7,5 1,8 0,5 Khoảng cách mép mố lân cận: d=2,5c = 2,5x3,0 = 7,50 m Hình 3.8: Sơ đồ bố trí mố tiêu theo kinh nghiệm Tổng diện tích mặt chịu áp lực mố : Am = 6x3,0x1,8= 32,4 m2 < Amy/c = 132,85 (m2) Với diện tích mố bố trí theo cơng thức kinh nghiệm, tiến hành tính tốn kiểm tra lại thấy nhỏ diện tích mố yêu cầu Vậy phải tăng diện tích mố lên cách bố trí thêm hàng mố thứ tăng diện tích hàng mố thứ Chọn giải pháp bố trí hàng mố tiêu năng: 62 Hàng mố tiêu thứ nhất: Chiều cao mố: c=2,8m Chiều rộng mố: b=2m 2 2 2 2 2 2 0,85 2 1,3 1,3 2 1,3 1,3 2 1,3 40 1,3 1,3 2 1,3 2 1,3 1,3 2 1,3 0,85 Số mố hàng: 12 Hình 3.9: Sơ đồ bố trí mố tiêu Hàng mố tiêu thứ hai: Chiều cao mố: c=3,3m Chiều rộng mố: b=2m Số mố hàng: 10 Am =12x2x2,8+10x2x3,3= 133,2 m2 > Amy/c = 132,85 m2 Vậy kết thí nghiệm phù hợp với tính tốn , có thiên an toàn với hệ số dự trữ K=133,2/132,85 = 1,003 phù hợp 3.3.3 Kết thí nghiệm mơ hình tiêu sau tràn Từ kết bố trí mố bảng 3-9 cho thấy trị số Amy/c tính tốn phù hợp; kết thí nghiệm cho Am xấp xỉ trị số tính tốn (lựa chọn thiên an toàn) 63 Bảng 3.8: Bảng kết thí nghiệm bể tiêu cho hồ chứa Ngàn Trươi [11] TT Thông số Đơn vị Trị số Kích thước bể tiêu - Cao trình đáy bể m +23,00 - Chiều dài bể m 31,0 Hàng mố đầu: Dạng - Vị trí đến đầu bể m - Số mố x bề rộng mố (bm) m 12x2 - Chiều cao mố m 2,8 Hàng mố thứ 2: Dạng - Vị trí đến đầu bể m 16,5 - Số mố x bề rộng mố (bm) m 10x2,0 - Chiều cao mố m 3,3 Tường tiêu : m/c Dạng Thang Thang Khơng có 3.4 Kết luận chương Trong chương luận văn tính tốn với cơng trình thực tế, dựa vào lý thuyết chương 2, tác giả tính tốn so sánh kết tính tốn với kết thơng qua mơ hình thí nghiệm Đối với đập tràn Nước Trong có chiều cao lớn, cột nước tồn phần tính đến đáy bể E0 = 50,3m, kết thí nghiệm mơ hình cho giải pháp bố trí mố tiêu nêu mục 3.1.2 Tuy nhiên kết tính [3] cho thấy mố có khả bị phá hoại khí thực, kiến nghị phải có biện pháp phịng chống khí thực cho mố Trong trường hợp giải pháp phịng chống khí thực q đắt, khơng thể thực kiến nghị không làm mố tiêu cho trường hợp (chấp nhận phải đào bể với kích thước lớn hơn) Kết nghiên cứu [4] phù hợp với kết luận 64 Đối với tràn Tả Trạch E0 =68,8m tràn Ngàn Trươi E0 33,15m, kết tính tốn tổng diện tích chắn nước mố tiêu Am theo phương trình (2-6) cho thấy kết tính tốn phù hợp với kết chọn bố trí mố tiêu theo thí nghiệm mơ hình Như vậy, việc tính tốn Am theo phương trình (2-6) đáng tin cậy giúp cho việc định hướng thí nghiệm rõ ràng, tránh phải mị mẫm với nhiều kịch thí nghiệm khác nhau, tiết kiệm thời gian kinh phí cho việc thiết kế cơng trình tháo nước Tuy nhiên, đối chiếu với kết nghiên cứu [4] mố tiêu tràn Tả Trạch tràn Ngàn Trươi có nguy bị khí thực, kiến nghị đơn vị tư vấn quan quản lý cho nghiên cứu giải pháp phịng khí thực để đảm bảo an tồn lâu dài cho cơng trình 65 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ I – CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA LUẬN VĂN Luận văn tập trung nghiên cứu hiệu điều kiện bố trí mố tiêu sau cơng trình tháo nước Các kết đạt sau: 1- Thiết bị tiêu phụ nói chung mố tiêu nói riêng giải pháp kỹ thuật hữu hiệu để hỗ trợ tiêu năng, làm giảm nhỏ kích thước bể tiêu sơ đồ tiêu đáy Tuy nhiên, quy trình thiết kế cho giải pháp tiêu chưa hoàn chỉnh Tồn chủ yếu người thiết kế phải mị mẫm giải pháp thí nghiệm mơ hình để tìm phương án bố trí mố tiêu Ngồi cơng đoạn kiểm tra khí thực chưa trọng thiết kế 2- Luận văn thiết lập phương trình 2-6 để tính tốn tổng diện tích mố u cầu Am, từ định hướng cho nghiên cứu thí nghiệm rõ ràng 3- Từ kết nghiên cứu, luận văn đề nghị quy trình thiết kế tiêu có áp dụng thiết bị tiêu phụ mục 2.5 Quy trình khắc phục hạn chế, tồn thiết kế tiêu đáy 4- Áp dụng tính tốn cho số cơng trình cụ thể, luận văn cho thấy việc áp dụng phương trinh 2-6 để tính tốn tổng diện tích chắn nước mố tiêu Am phù hợp Tuy nhiên, luận văn cảnh bảo khả thiết bị tiêu bị phá hoại khí thực cơng trình kiểm tra (Nước Trong, Tả Trạch, Ngàn Trươi) II- MỘT SỐ ĐIỂM CỊN TỒN TẠI Phương trình 2-6 để tính tốn tổng diện tích cản dịng chảy mố tiêu xuất phát từ lý thuyết với số giả thiết gần nên kết tính tốn sơ để định hướng cho nghiên cứu thực nghiệm Thực tế, diện tích cịn phụ thuộc vào hình dạng, mức độ thuận dịng cách bố trí mố, yếu tố cần phản ánh công thức chung thông qua hệ số tương ứng 66 Các hệ số xác định thơng qua hàng loạt thí nghiệm mơ hình Đây vấn đề tồn tiếp tục nghiên cứu đề tài III- KIẾN NGHỊ Quy trình thiết kế tiêu đáy nêu mục 2.5 tính tốn, kiểm nghiệm luận văn đề tài nghiên cứu khác Vậy kiến nghị quan quản lý cho phổ biến để áp dụng rộng rãi đơn vị tư vấn thiết kế cơng trình thủy lợi, thủy điện 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Hoàng Tư An - Thủy lực cơng trình Bài giảng cho cao học nghiên cứu sinh Đại học Thủy lợi – Hà Nội, 1999 [2] Nguyễn Cảnh Cầm nnk (1978)- Thuỷ lực tập II, Nxb Đại học Trung học Chuyên nghiệp, Hà Nội [3] Nguyễn Chiến (2010) Về tính tốn kiểm tra khí thực thiết bị tiêu sau đập tràn cao, áp dụng cho tràn Nước Trong Tuyển tập cơng trình khoa họcCơng ty tư vấn xây dựng thủy lợi Việt Nam (HEC) [4] Nguyễn Chiến, Vũ Bá Chi (2013) Nghiên cứu điều kiện khí hóa khí thực mố tiêu sau cơng trình tháo nước Tạp chí khoa học kỹ thuật Thủy lợi Môi trường [5] Nguyễn Hữu Huế (2014) Nghiên cứu kết cấu phụ bể tiêu tràn xả lũ Tạp chí khoa học kỹ thuật Thủy lợi Mơi trường [6] Nguyễn Văn Cung, Nguyễn Xn Đặng, Ngơ Trí Viềng – Cơng trình tháo lũ đầu mối hệ thống thủy lợi NXB Xây dựng – Hà Nội, 2005 [7] Lê Văn Nghị, Nguyễn Việt Hùng, Đặng Thị Hồng Huệ nnk- Kết Nghiên cứu thực nghiệm chon kết cấu tiêu hợp lý cho tuynel xả lũ thi cơng cầu Ngàn Trươi– Tạp chí khoa học cơng nghệ -Viện khoa học thủy lợi Việt Nam 2012 [8] Phạm Ngọc Quý – Nối tiếp tiêu hạ lưu cơng trình tháo nước – Nhà xuất xây dựng – Hà Nội, 2003 [9] Phạm Ngọc Quý – Mơ hình tốn mơ hình vật lý cơng trình thủy lợi – Phần Mơ hình thủy lực cơng trình – Bài giảng cao học nghiên cứu sinh ngành cơng trình thủy lợi – Đại học Thủy lợi – Hà Nội, 1998 [10] Tiêu chuẩn 9158:2012 Cơng trình thủy lợi - Cơng trình tháo nước - Phương pháp tính tốn khí thực [11] Trần Vũ, Nguyễn Huy Thắng – Một số kiến nghị lựa chọn kết cấu tiêu đáy tràn xả lũ cơng trình thủy lợi thủy điện Kết nghiên cứu 68 đề tài cấp Bộ năm 2011: Nghiên cứu, lựa chọn hợp lý kết cấu tiêu đáy tràn xả lũ cơng trình thủy lợi thủy điện Tiếng Anh [12] D.C.J.D Hoyal, J.V Depinto, J.F Atkinson & S.W Taylor – Tubulent flow in smooth wall open channel – Journal of Hydraulic Research – Vol 33/1995 International Associatian for Hydraulic Research Delf – The Netherlands [13] D Husain, A.A Alhamina & Addel-Azim M.Negm – Length and Depth of hydraulic jump slopping channels-Journal of Hydraulic Research-Vol 32/1994 [14] G.I Sukhomel – Những vấn đề thủy lực kênh hở cơng trình Kiev, 1969 [15] Ir.A.Verworey – Mathermatical for Hydraulic Engineers and Hydrologits International Institute for Infrastructural, Hydraulic and Environmental Engineering Delt – The Netherlands [16] P Boreiu – Physical Models International Institute for Infrastructural, Hydraulic and Enviromental Engineering Delft – The Netherlands [17] R.I Nokes & G.O Hughes – Turbulent mixing in uniform channels of irregular channels – Journal of Hydraulic Research – Vol 32/1994 [18] Willi H Hager, Markus Schwarlt, Oscal Jimener & M Hhanif Chandhry – Super critical flow near an abrupt wall deflection – Journal of Hydraulic Research – Vol 32/1994 [19] Willi H.Hager – Hy Draulisc Jump and Stilling Basin – Kuwer Acadenmic Publisher – Dordrecht/Boston/London ... VỀ NGHIÊN CỨU TIÊU NĂNG SAU CƠNG TRÌNH THÁO NƯỚC 1.1 Tình hình xây dựng cơng trình tháo nước .4 1.2 Nghiên cứu tiêu sau cơng trình tháo nước 1.2.1 Mục đích cơng trình tiêu. .. cứu hiệu điều kiện bố trí mố tiêu sau cơng trình tháo nước? ?? Từ kết nghiên cứu cơng trình cụ thể, ta rút kết luận chung cho cơng trình có điều kiện hình thức tương tự Mục đích Đề tài: Nghiên cứu. .. định hiệu điều kiện thực tế bố trí mố tiêu sau cơng trình tháo nước, đề xuất quy trình thiết kế tiêu có áp dụng mố tiêu nhằm hợp lý hóa, tối ưu hóa q trình thiết kế, lựa chọn kích thước bố trí mố