Nghiên cứu xác định kích thước bể tiêu năng hợp lý cho công trình thủy lợi Hà Tĩnh

TONG QUAN

Điều kiện cơ bản của hình thức tiêu năng, này là chiều sâu nước ở hạ lưu phải lớn hơn chiều sau liên hợp thứ hai của nước nhảy hy > h,” để đảm bảo sinh nước nhảy ngập vả tiêu năng tập trung. Muốn tăng hiệu quả tiêu năng thì thường trên sân sau xây thêm các thiết bị tiêu năng phụ như mé, nguéng, v.v..để cho sự xung kích nội bộ đòng chảy cảng mãnh liệt và ma sát giữa dong chảy với các thiết bị đó cũng có thể tiêu hao một phần năng lượng. Chiểu sâu bé phải đảm bảo điều kiện cơ bản của hình thức tiêu năng day là chiều sâu nước ở hạ lưu phải lớn hơn chiều sâu liên hợp thứ hai của nước nhảy hy > h„ dé đảm bảo sinh nước nhảy ngập.

NGHIÊN CỨU LÝ THUYET VE BÉ TIÊU NANG SAU TRAN VẬN HANH

Kiểm tra, bé sung và chính xác hóa các công thức lý thuyết của thủy lực bằng cách xác định giá trị cụ thể của các hệ số khác nhau (mà trước đó lựa. chọn chi là gần đúng), kiểm tra các kết quả của mô hình toán. Mục đích của việc tính toán bể tiêu năng sau tràn là thiết kế bé tiêu năng hợp lý cho công trình, nhằm tiêu hao phần năng lượng thừa của dong chảy trước khi xả vào kênh dẫn hạ lưu, chống xói lỡ lòng dẫn hạ lưu, đảm bảo an toàn cho công trình. Trong nối tiếp và tiêu năng ở hạ lưu các công trình thủy lợi, nhất là với dong chảy có lưu tốc cao, dé tăng hiệu quả tiêu hao năng lượng thừa người ta còn sử dụng các thiết bị tiêu năng phụ.

NGHIÊN CUU THÍ NGHIỆM MÔ HÌNH THỦY LỰC TRAN VAN HANH ĐÁ HAN HÀ TĨNH

Đề xuất phương án và giải pháp kỹ thuật kiến nghị trên cơ sở kết qua nghiên cứu phương án thiết kể, đánh giá các hiện tượng, các thông số thủy lực, các kết cấu và kích thước hình học của công trình, nếu thấy bắt lợi sẽ dé. Mặt khác, trong giai đoạn nảy không nghiên cứu ảnh hưởng phần thượng lưu và khả năng xa của tràn nên địa hình phin lòng hé không cin mô phỏng chỉ tiết, chỉ cần dung tích vừa đủ lớn để khống chế được mực nước thượng lưu tràn, do đó mô hình chủ yếu là mô phỏng chỉ tiết phần hạ lưu từ. Với các lý do nêu trên, việc nghiên cứu thí nghiệm mô hình thủy lực tràn Đá Hàn - phương án tiêu năng day cn phải nghiên cứu thí nghiệm trên.

(BrRew Âmm Š Âm. Trong đó: Q,— Lưu lượng thiết kế của công trình thực tế ứng với Pann B, — Chiều rộng đặc trưng của công trình. oH nhớt động học của nước. Rey, — Trị số Reynold giới hạn. Can cứ vào các điều kiện va tiêu chuẩn nêu trên, qua kết quả tính toán đối với một số tỷ lệ đồng thời dựa vào điều kiện của phòng thí nghiệm, đã. Từ tỷ lệ đó suy ra các tỷ lệ khác như sau:. 'Với số liệu đo đạc trên mô hình theo ty lệ trên để suy ra thực tế nguyên. Pham vi mô hình. Mô ình được xây dựng can thé hiện suốt chiều dai tuyến tran, bẻ tiêu. năng, kênh xa hạ lưu kéo dai hết phạm vi mặt cắt xác định quan hệ Q=fZ4,). Bo kích thước phần mô hình công trình chế tạo bằng kính hữu cơ dùng, thước thép lá đài 1,0 m có khắc chia đến 0,5 mm và thước cặp Palme để kiểm tra đảm bảo sai số không quá 0,5 mm. Dé xác định mực nước trên mô hình ở lòng hồ trước tràn và hạ lưu kênh xa dùng kim đo mực nước do Trung Quốc chế tạo đọc được 0.1 mm.

Để đo đường mặt nước trong mô hình và đo chiều cao sóng dùng may thủy bình Ni04 và mia có sai số không vượt quá 0,5mm + 1,0mn. Với hai trường hợp vận hành của trin xa lũ trên sẽ nghiên cứu thí nghiệm với 7 chế độ lưu lượng ứng với 2 trường hợp tràn có cửa và tràn tự do cùng làm. ‘bat kỳ một lưu lượng nao thi dòng chảy ở đoạn tràn tự do va đập vao thành bên của đoạn đầu đốc bị thu hẹp sinh ra hai dai sóng xiên, hai dai sóng này chảy gin đến cuối dốc gặp nhau hình thành giao thoa và chum lại hình thành.

Ghỉ chú: — - Các thủy trực đo theo thứ tự từ bờ phải sang bờ trái - Vị trí các thuỷ trực đo chia déu trên mặt cắt ngang công trình.

2 3 ones

- Giá trị lưu tốc lớn nhất ở cudi đốc nước cũng như ở trên đoạn chuyền tiếp xuống đầu bể tiêu năng đạt từ 15m/s +18m/s còn nhỏ hơn giá trị vận tốc chống xói của bê tông nên không đáng ngại. Từ số liệu đo chiễu dai nước nhảy và quan sắt trực tiếp trên mô hình trong qua trình thí nghiệm cho thấy chiều dài bé tiêu năng. Bang xác định hiệu quả tiêu năng - PATK, M/ cắt cuối đốc nước Micát cuối bể tiêu nang.

Nha có giải pháp công trình đó là ngưỡng phân dòng trên đốc và các mồ trong bé hỗ trợ tiêu năng nên tạo ra nước nhảy hoản chinh trong phạm vi bể tiêu năng mặc đủ bé đã được rút ngắn, đồng thời dòng chảy từ cuối bể đỏ ra đầu đoạn kênh ha lưu thứ nhất không còn tồn tại nước nhảy thứ cấp nữa - cảnh 3-4; tại đoạn kênh thứ thất dòng chảy khá êm không còn xiết và dao động sóng giảm đáng kể. ~ Dòng chảy dé xuống cuối đốc tản ra dàn đều trên mặt cắt ngang đoạn cuối đốc với độ sâu từ 0,40mz0,60m rồi đổ vào đầu bể tiêu năng hình thành nước nhảy ngập và tĩnh lặng trong bể tiêu năng. ~ Nổi tiếp sau bẻ tiêu năng trên kênh xả hạ lưu dòng chảy êm và la dong chảy đều, dao động sóng nhẹ, chiều cao biên độ sóng dao động nhỏ h, = 0,2m.

Kết quả thí nghiệm đo đường mặt nước mô hình tràn xả lũ Đá Hàn - Phương án hoàn thiện. - Vị trí các thuỷ trực đo chia đều trên mặt cắt ngang công trình, Bang 3.17. ~ Độ sâu dòng chày trên đình ngưỡng thứ nhất và trên đỉnh ngưỡng thứ hai theo hướng ngang phân bố chưa thật đều đặn, tuy nhiên độ sâu dòng chảy.

- Dòng chảy nối tiếp sau đoạn kênh xả thứ nhất với đoạn kênh thứ hai chảy tương đối xiết, cao trình mực nước đỗ xuống từ đầu kênh thấp din đến. Với giá trị lưu tốc đo được thi đầu kênh đoạn 1 nên gia cố một đoạn để giữ ôn định cho bể tiêu năng để phòng chống xói khi kênh hạ lưu chưa có. Tương ứng với các cấp lưu lượng đã thí nghiệm, chế độ ni iép dong iêu năng, trong bể tiêu năng đều.

Tỷ lệ

- Trong trường hợp của phương án hoàn thiện khi lắp đặt ngưỡng phân dong trên đốc nước ngoài tác dụng điều chính phân bé lại độ sâu dòng chay. - Việc bổ trí các ngưỡng trên đốc nước đẻ phân bồ lại lưu lượng đơn vị. - Bồ trí thêm các mồ tiêu năng trong bé có tác dụng hỗ trợ cho việc tiêu hao năng lượng để có thể rút ngắn chiều dài bể tiêu năng.

~ Qua nghiờn cứu thớ nghiệm thấy rất rừ rằng dộ giữ được chế độ nước. ~ Đối với kênh xả lũ công trình Đá Hàn không chi lưu ý về mái và đáy phần lòng dẫn của kênh mà đổi với mái phía trên từ cao trình V+27,0m trở lên cũng nên lưu ý để tránh dòng chảy của nước mặt gây xói sat do địa chất ở đây phức tap; đặc biệt địa chất ở hai đầu kênh xả (đầu kênh và cuối kênh) có nhiều lớp khác nhau và chiều day các lớp mỏng. Có nghĩa là vận tốc tại mặt cắt cuối bể tiêu năng của phương án hoàn thiện nhỏ hơn nhiều so với.

Kết quả thí nghiệm của phương án thiết kế cho thấy: nước nhảy không, đều theo chiều rộng bổ, xuất hiện nước nhảy thứ cấp sau bể tiêu năng do năng,. G phương án hoàn thiện bố trí các ngưỡng trên đốc nước đã phan bố lại lưu lượng đơn vị trên đốc trước khi đỗ xuống bé tiêu năng làm cho nước nhảy. “Tính toán đường mặt nước trên đoạn thu hep theo phương pháp số mũ thủy lực.

(Phương pháp V.I.Tsanomaki) Trong đó. + Tính toán thủy lực đoạn đốc nước. “Tính toán đường mặt nước trên đoạn thu hẹp theo phương pháp số mũ. + Tính toán thủy lực bể tiêu năng:. Sơ đỗ tính toán thủy lực:. Sơ đồ tính toán thủy lực năng Ta có:- Lưu tốc cuối dốc V„¿ theo tính toán thủy lực dốc. ~ Chiều sâu nước cuối đốc hy theo tính toán thủy lưc dốc. Tận văn thạc sĩ kỳ thuật. Nang lượng dòng chảy Bo. “Xác định được:. Tinh toán kết hợp lý thuyết và thực nghiệm. G phương án này tác giả chỉ tiến hành dựa vào kết quả doh’, và h”, từ mô hình thủy lực tinh toán chiều dài nước nhảy theo các công thức ở chương,. Kết qua tinh chiều dai nước nhảy - phương án thiết kế. Phương pháp |TT, Cong thi tinh. bi) tinh toán ay, 4 Theo Palopdi.