3.2.4.1. M c đích, ý ngh a
Tính toán bùn cát nh m ph c v tính dung tích ch t c a h ch a và là c s
Tính toán bùn cát chính xác giúp xác đ nh đúng dung tích ch t c a h ch a, t đó có th nâng cao dung tích h u ích c a h ho c tránh không x y ra hi n t ng bùn cát b i l p c a l y n c.
3.2.4.2. N i dung tính toán
B m t l u v c th ng xuyên chu tác đ ng c a các y u t nhi t đ , m a,
gió, nên b bào mòn. S n ph m c a quá trình này đ c dòng n c mang theo và g i là dòng bùn cát.
Các đ c tr ng bi u th c a dòng bùn cát là:
- L u l ng bùn cát R (kg/s): Là kh i l ng bùn cát chuy n qua m t m t c t
sông nào đó trong m t đ n v th i gian. L u l ng bìn cát đ c chia thành 2 d ng:
L u l ng bùn cát l l ng RL và l ng bùn cát di đáy Rd. R = RL + RD - L ng ng m cát: ρ = Q 10 . R 3 (g/m3).
V i Q là l u l ng bình quân trong th i gian tính R: -S phân b bùn cát trên m t c t và theo th i gian; -Thành ph n h t c a bùn cát.
đây tính toán bùn cát ch y u ph c v tính b i l ng kho n c nên ch tính bùn cát bình quân nhi u n m. 3.2.5. Tính toán b i l ng kho n c 3.2.5.1 Tính toán l ng bùn cát l l ng (G0) - L ng bùn cát l l ng đ c xác đnh theo công th c: Gll = T.Q0.F (T n). (3-1) Trong đó:
T - th i gian b i l ng kho n c trong m t n m: 31,5.106
(s).
Q0 - l u l ng bình quân nhi u n m c a l u v c: Q0 = 3,47 (m3/s). F - l ng phù sa trung bình nhi u n m: F = 180(g/m3).
- Thay các s li u trên vào (4-1) đ c:
3.2.5.2.Tính toán th tích bùn cát l l ng (W0)
- Xác đ nh theo công th c sau:
1 0 0 G W γ = (m3). (3-2) Trong đó: 1 - tr ng l ng riêng c a bùn cát l l ng. Ch n γ1= 0,8 (T n/m3). - Thay các s li u vào công th c (3 - 2) đ c:
3 0 19675 W 24593( ) 0,8 m = = . 3.2.5.3. Tính toán l ng bùn cát di đ y (Gdd)
Theo kinh nghi m l ng bùn cát di đ y l y b ng 20% bùn cát l l ng:
Gdd = 20%. Gll (3-3)
Thay s vào công th c (4-3) ta đ c Gdd = 0,2.19675= 3935 (T n).
3.2.5.4. Tính toán th tích bùn cát di đ y (Wdd)
- Xác đnh theo công th c sau:
2 dd dd G W γ = (m3). (3-4) Trong đó: 2 - tr ng l ng riêng c a bùn cát di đ y: γ2= 1,5 (T/m3). - Thay các s li u vào công (3-4) đ c: Wdd 3935 2623( 3)
1,5 m = = 3.2.5.5. Th tích bùn cát l ng xu ng kho n c trong m t n m Wbl = W0 + Wdd (4-5) Wbl = W0 + Wdd= 19675+ 2623 = 22298 (m3) 3.2.6. Tính cao trình m c n c ch t và dung tích ch t 3.2.6.1. Khái ni m m c n c ch t và dung tích ch t - Dung tích ch t th ng ký hi u là Vc, là b ph n dung tích cu i cùng c a h ch a, không tham gia vào quá trình đi u ti t dòng ch y mà có nhi m v tr l i
l ng bùn cá trong su t th i gian ho t đ ng c a công trình.
M c n c ch t ký hi u là Hc, là m c n c t ng ng v i dung tích ch t Vc
M c đích:
Tính cao trình m c n c ch t và dung tích ch t nh m m c đích ch a đ c (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
l ng bùn cát l ng đ ng trong th i gian ho t đ ng c a công trình.
M t khác, tùy theo nhi m v đi u ti t c a h ch a mà m c n c ch t và dung tích ch t ph i th a mãn các yêu c u khác nh : m v o cao trình t i t ch y,
đ m b o c t n c t i thi u cho vi c phát đi n, đ m b o yêu c u v giao thông th y, v du l ch...
Ý ngh a:
- M c n c ch t và dung tích ch t không h p lý s không ch a đ c l ng bùn cát l ng đ ng trong th i gian ho t đ ng c a công trình, gây b i l p c a l y
n c, làm gi m tu i th c a công trình.
-M c n c ch t và dung tích ch t quá l n s làm t ng quy mô, kích th c c a công trình, t ng di n tích ng p l t th ng l u và làm t ng v n đ u t cho
công trình.
3.2.6.3. Nguyên t c l a ch n m c n c ch t và dung tích ch t
Dung tích ch t và m c n c ch t ph i th a mãn các yêu c u sau: Bùn cát:
Dung tích ch t và m c n c ch t ph i ch a h t đ c l ng bùn cát l ng
đ ng trong h ch a trong th i gian ho t đ ng c a công trình, t c là Vc >Vb.T
Trong đó:
-Vb: Th tích b i l ng hàng n m c a bùn cát
-T: s n m ho t đ ng c a công trình đ u m i (tu i th công trình) M c n c yêu c u kh ng ch t ch y: i v i h ch a có nhi m v đi u ti t ph c v t i ru ng, m c n c ch t không đ c nh h n cao trình m c n c kh ng ch t i t ch y: Hc ≥∆yc+∆Z Trong đó: ∆yc: M c n c kh ng ch t i t ch y đ u h th ng t i. ∆Z: T n th t t đ u c ng ng m đ n cu i c ng ng m, ch n s b ∆Z = 0,5m.
c. Yêu c u giao thông th y:
i v i giao thông th y, m c n c ch t ph i là m c n c t i thi u cho tàu
bè đi l i bình th ng.
Yêu c u v du l ch và b o v môi tr ng:
M c n c ch t và dung tích ch t ph i đ m b o yêu c u t i thi u cho du l ch và yêu c u v sinh th ng h l u h ch a.
Trong các y u t trên thì bùn cát là y u t đ u tiên đ l a ch n m c n c ch t và dung tích ch t. Trong tr ng h p có nhi u yêu c u c n ph i đáp ng, vi c l a ch n m c n c ch t và dung tích ch t ph i k t h p t t c các yêu c u, thông qua phân tích hi u qu kinh t , k thu t đ l a ch n cho h p lý, nh m đáp ng cao nh t yêu c u đó.
H Yên M có nhi m v c p n c cho nông nghi p, công nghi p và sinh ho t và c t gi m l cho h du do đó m c n c ch t và dung tích ch t đ c xác đnh
theo 2 đi u ki n là bùn cát và m c n c yêu c u kh ng ch t ch y.
3.2.6.4. Trình t tính toán, xác đnh dung tích ch t
Dung tích ch t dùng đ ch a l ng bùn cát l ng đ ng trong kho n c trong th i gian ph c v c a công trình, nâng cao đ u n c trong kho, ph c v c p n c
t i, giao thông th y phía th ng l u, du lch và b o v môi tr ng. C th : Theo yêu c u t i t ch y:
đ m b o yêu c u t i t ch y thì m c n c ch t trong h ch a ph i l n
h n ho c b ng m c n c t i thi u đ m b o t i t ch y, t c là: Zc ≥∆yc+∆h
Trong đó:
∆yc: là cao trình kh ng ch t i t ch y t i thi u đ u kênh chính, ∆yc =8,0m (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
∆h: T n th t c t n c qua c ng ng m, s b l y t n th t n c ch y qua c ng ng m ng v i m c n c ch t là ∆h = 0,5m.
Zc: M c n c ch t c a h
Tr h t l ng bùn cát l ng đ ng tr c công trình trong su t quá trình ho t
đ ng c a h ch a:
Do đó dung tích ch t c a h đ c xác đ nh theo công th c sau đây:
Vc ≥ Vbc V i Vbc = Vbc/n m.T
Trong đó:
Vbc/n m – th tích bùn cát l ng đ ng hàng n m: Vbc/n m =Wbl = 22298m3 T –Tu i th công trình, theo b ng 4 trang 16 TCXDVN 04-05:2012 thì h Yên M thu c công trình câp II, t ng ng v i tu i th công trình là T =100 n m.
Suy ra: Vbc = 22298×100 = 2,23.106(m3)
Có Vbc, ta tra trên đ ng đ c tính h ch a (Z-V) đ c m c n c ch t t ng
ng c a h ch a là: Zc2 = 7,76m.
Nh n xét:
Trong t t c các nhi m v trên c a h ch a, h Yên M ph c v ch y u là c p n c cho ngành nông nghi p, công nghi p, sinh ho t còn v i các yêu c u khác là d a vào ngu n n c có trong h . Chính vì v y, m c n c ch t c a h đ c ch n theo nh ng đi u ki n sau:
MNC = max{Zc1,Zc2} = MNC = max{7,76;8,5} Ta trên đ ng đ c tính ng v i kho n c, ng v i m c n c ch t Zc = 8,5m thì dung tích ch t c a h Vc = 2,9.106(m3) 3.2.7. Xác đnh dung tích h u ích 3.2.7.1. M t s khái ni m và ph ng pháp tính toán M t s khái ni m:
- M c n c dâng bình th ng Hbt: Là m c n c trong kho kh ng ch ph n dung tích ch t và dung tích hi u d ng, đây là m c n c dâng cao mà kho có và c n gi đ c trong m t th i gian dài đ ph c v các nhu c u c p n c.
- Dung tích hi u d ng Vh: Là ph n dung tích gi i h n b i m c n c ch t và m c n c dâng bình th ng. Dung tích hi u d ng làm nhi m v đi u ti t c p n c ho c t o đ u n c cho nhà máy th y đi n. V mùa l , n c đ c tích vào ph n
dung tích Vh đ b sung n c dùng cho th i k mùa ki t khi n c đ n không đ
c p cho các h dùng n c.
C n c vào yêu c u dùng n c, b ng ph ng pháp đi u ti t, ta xác đ nh đ c dung tích hi u d ng
M c n c dâng bình th ng còn ph i xét đ n di n tích ng p úng do n c dâng c a kho đ i v i phía th ng l u.
Xác đ nh hình th c đi u ti t h ch a:
M c đ đi u ti t c a h ch a do s thay đ i c a dòng ch y hàng n m và yêu
c u c p n c quy t đ nh. Có hai hình th c đi u ti t dài h n: đi u ti t n m và đi u ti t nhi u n m.
H ch a đi u ti t n m (còn g i là đi u ti t mùa) là h ch a có chu k đi u ti t là 1 n m. H ch a đi u ti t nhi u n m có chu k kéo dài trong m t s n m, s n m c a chu k đi u ti t c ng không ph i là c đ nh mà thay đ i ph thu c vào quá trình dòng ch y đ n và quá trình n c dùng. H ch a đi u ti t nhi u n m có nhi m v phân ph i l i dòng ch y trong m t n m và phân ph i l i dòng ch y gi a n m này và n m khác.
D u hi u đ phân bi t hình th c đi u ti t c a h ch a đ c xác đ nh nh sau:
- Khi l u l ng nh nh t thi t k trong th i k ki t (QkPmin)l n h n ho c b ng l u l ng c n c p cho h dùng n c là q (QkPmin≥ q) thì không c n đi u ti t.
Khi đó ch c n làm đ p dâng đ có đ u n c c n thi t cho t i ho c phát đi n. - H ch a đi u ti t n m là tr ng h p mà t ng l ng dòng ch y mùa ki t WKP t ng ng v i t n su t thi t k P nh h n t ng l ng n c dùng trong th i k mùa ki t nh ng t ng l ng dòng ch y n m thi t k WP ph i l n h n ho c b ng t ng l ng n c dùng trong c n m, t c là: WKP≤WqK ho c QKP≤ qk nh ng Wq≤ WP ho c q ≤ QP Trong đó: WKP , QKP , qk, WqK , Wq , q ,WP, QP t ng ng là t ng l ng dòng ch y mùa ki t thi t k , l u l ng bình quân mùa ki t thi t k , t ng l ng
n c dùng mùa ki t, l u l ng n c dùng bình quân mùa ki t, t ng l ng n c
dùng trong n m, l u l ng n c dùng bình quân n m, t ng l ng dòng ch y n m và l u l ng bình quân n m thi t k .
V i h ch a đi u ti t n m: khi q < Qp là hình th c đi u ti t không hoàn toàn, q càng g n Qp thì đi u ti t càng sâu cho đ n khi Wq = WP ho c q = Qp là hình th c (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
đi u ti t n m hoàn toàn, t c là l ng n c đ n n m thi t k đ c s d ng h t, không có x th a, t t nhiên nh ng n m có dòng ch y l n h n thi t k s có l ng
n c x th a xu ng h du.
- H ch a đi u ti t nhi u n m là tr ng h p khi yêu c u c p n c (k c t n th t) l n h n t ng l ng dòng ch y n m thi t k nh ng nh h n t ng l ng dòng ch y bình quân nhi u n m, t c là:
Wp< Wq≤W0 ho c Qp< q ≤ Q0
V i h ch a đi u ti t nhi u n m: c ng t ng t nh trên, khi q càng g n Q0 thì m c đ đi u ti t nhi u n m càng sâu và đ n khi Wq = W0 ho c q = Q0 là tr ng h p đi u ti t hoàn toàn, s không có n m nào có n c x th a xu ng h du. ây là tr ng h p gi i h n, toàn b l ng n c c a sông thiên nhiên đ c tri t đ l i d ng, quá trình dao đ ng dòng ch y trong nhi u n m đ c phân ph i l i hoàn toàn. Ta có: Wp 85%hien tai = 55,13.106m3, Wp 85%2020 = 57,3.106m3 , Wp 85%2050 = 57,99.106m3 Wq = 92,23.106m3 W0 = 109,40.106 m3 Nh n th y: WP85% < Wq < W0 (T ng l ng n c đ n ng v i t n su t 85% nh h n t ng l ng n c dùng trong n m và nh h n t ng l ng n c trung bình n m). Do đó h có ch đ đi u ti t nhi u n m Nh n xét: đáp ng đ l ng n c c n c p, tôi đ xu t m t s bi n pháp nh sau
+ H ph i làm vi c theo ch đ đi u ti t nhi u n m. + T ng dung tích hi u d ng cho h ch a
+ Thay đ i mùa v , c c u cây tr ng, gi m l ng n c dùng đ phù h p v i kh n ng c p n c c a h .
Hình 3.2: Bi u đ đ ng quan h F~ Z ~ V 3.2.7.2. Tính toán xác đnh dung tích hi u d ng Vhd
i v i h ch a đi u ti t nhi u n m, dung tích hi u d ng Vh đ c chia làm 2 thành ph n, thành ph n dung tích n m Vn và thành ph n dung tích đi u ti t nhi u n m
Vnn.
Vh = Vn + Vnn
Ta tính toán xác đnh Vn và Vnn c a h Yên M .
Xác đnh thành ph n dung tích nhi u n m:
Xác đnh h s dung tích đi u ti t nhi u n m:
6 6 W 92, 23.10 0,84 W 109, 40.10 q o α = = = V i = 0,84; Cv = 0,45; Cs = 0,60; P = 85%, khi s d ng bi u đ Pleskop v i CS≠2Cv.Khi đó c n m t s bi n đ i đ đ a v d ng Cs = 2 Cv. Gi s dòng ch y n mđ n tuy n công trình có Cs = m.Cv, ta c n bi n đ i nh