II. Độ sđu hạ lưu thấp hơn đỉnh cống (hn < d)
Transitions and energy dissipators
A. NỐI TIẾP DÒNG CHẢY Ở HẠ LƯU CÔNG TRÌNH
Dòng chảy từ thượng lưu qua đập trăn hay qua cửa van nối tiếp với kính dẫn sau công trình bằng hai hình thức chủ yếu:
1. Hình thức nối tiếp ở trạng thâi chảy đây: Trạng thâi chảy đây lă trạng thâi mă lưu tốc lớn nhất của dòng chảy xuất hiện ở gần đây kính dẫn.
2. Hình thức nối tiếp ở trạng thâi chảy mặt: Trạng thâi chảy mặt lă trạng thâi mă lưu tốc lớn nhất của dòng chảy không xuất hiện ở gần đây kính dẫn mă
ở gần mặt tự do.
Nối tiếp chảy đây
§7.1 NỐI TIẾP CHẢY ĐÂY
Tùy theo độ dốc của đây kính dẫn, dòng chảy thường ở hạ lưu có thể lă chảy ím (khi i<ik) hay chảy xiết (khi i>ik). Vì thế nối tiếp chảy đây ở hạ lưu công trình có thể gặp hai trường hợp sau:
9 Xet i > ik:
Dòng chảy ở hạ lưu lă dòng chảy ím. Mặt cắt của dòng chảy khi qua công trình bị
"thu nhỏ " dần vă lúc dòng chảy đổ xuống hạ lưu thì hình thănh mặt cắt co hẹp C-C, độ
sđu hc<hk. Như vậy dòng chảy qua công trình xuống kính dẫn lă dòng chảy xiết. Sự nối tiếp dòng chảy xiết với dòng chảy ím bắt buộc phải qua nước nhảy.
1. Nếu h''c = hh: Năng lượng thừa của dòng chảy thượng lưu sẽ được tiíu hao gần hết bằng nước nhảy. Dạng nước nhảy năy gọi lă nước nhảy tại chỗ hoặc nước nhảy phđn giới. Dạng nước nhảy năy thường không ổn định.
2. Nếu h''c > hh: Dòng chảy thượng lưu không thể tiíu hao hết năng lượng thừa bằng nước nhảy tại chỗ, mă phải tiíu hao một phần bằng tổn thất dọc đường qua đoạn
đường nước dđng kiểu C, còn một phần năng lượng thừa sẽ tiíu hao bằng nước nhảy. Sau nước nhảy, năng lượng của dòng chảy gần bằng năng lượng của dòng hạ lưu hh, tức lă h’’=hh; trong đó h’’ lă độ sđu liín hiệp sau nước nhảy, hình thănh sau đoạn nước dđng. Dạng nước nhảy năy gọi lă nước nhảy xa.
3. Nếu h''c < hh: Năng lượng thừa của dòng chảy thượng lưu nhỏ thua gía trị năng lượng có thể tiíu được bằng nước nhảy tại chỗ, hay nói câch khâc năng lượng dự trữ của dòng chảy trong kính dẫn đủ khả năng đưa nước nhảy tiến lại gần công trình. Dạng nước nhảy năy gọi lă nước nhảy ngập. Mức độ ngập của nước nhảy
đặc trưng bằng hệ số c '' h h h = σ .
Xĩt về quan điểm thủy lực thì dạng nối tiếp bằng nước nhảy xa bất lợi nhất vì sự tiíu hao năng lượng bằng tổn thất dọc đường dọc theo dòng chảy rất chậm nín đoạn đường nước dđng thường khâ dăi. Trong phạm vi đường nước dđng, dòng chảy xiết có lưu tốc rất lớn nín phải tăng cường gia cố hạ lưu. Do đó, để trânh đoạn dòng chảy xiết thì dạng nối tiếp bằng nước nhảy ngập lă tốt nhất.
9 Xĩt i < ik
Dòng chảy qua công trình xuống kính dẫn lă dòng chảy xiết, dòng chảy trong kính dẫn cũng lă dòng chảy xiết nín trong trường hợp năy sự nối tiếp dòng chảy ở hạ lưu không qua nước nhảy.
1. Nếu hc = hh: Ngay tại mặt cắt co hẹp ở hạ lưu công trình sẽ hình thănh dòng chảy
đều.
2. Nếu hc > hh: Sau mặt cắt co hẹp, độ sđu dòng chảy sẽ giảm dần từ hc đến hh vă hình thănh đường nước hạ nối tiếp với dòng chảy đều trong kính dẫn.
hh h' K K hc c c i<ik Nhảy xa h''c>hh Nước nhảy tại chổ h'' c=hh c h c c i<ik h h Nước nhảy ngập h'' c<hh c hc c i<ik hh
3. Nếu hc < hh: Sau mặt cắt co hẹp, độ sđu dòng chảy sẽ tăng dần từ hcđến hh vă hình thănh đường nước dđng nối tiếp với dòng chảy đều trong kính dẫn.
Với điều kiện dòng chảy bình thường trong kính lă dòng chảy xiết, thì dạng nối tiếp thứ ba lă bất lợi nhất vì trong phạm vi đường nước dđng, lưu tốc thường rất lớn có thể
gđy xói lỡ công trình.
`c c N K K N hc hh hc=hh hc>hh C N N K K hc hh hc<hh C h c N N K K hh
§7.2 HỆ THỨC TÍNH TOÂN CƠ BẢN CỦA NỐI TIẾP CHẢY ĐÂY Nhiệm vụ tính toân nối tiếp hạ lưu công trình bao gồm: Nhiệm vụ tính toân nối tiếp hạ lưu công trình bao gồm:
9 Xâc định độ sđu co hẹp hc vă độ sđu liín hiệp hc”
9 So sânh hc” với hhđể biết hình thức nối tiếp. Nếu hình thức nối tiếp bằng nước nhảy xa, thì phải xâc định vị trí nước nhảy.