IV. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.4. KẾT QUẢ CHẠY THỬ NGHIỆM, HIỆU CHỈNH PHẦN MỀM
(1). Cống Báo Đáp:
HA LUU BAO DAP
(2). Cống Kênh Cầu 3.00 3.00 4 0.90 0 -0.50 1 -0.60 2 -1.00 2 -1.80 2 -1.90 2 -1.90 2 -1.80 2 -1.80 2 -1.90 2 -2.00 2 -2.10 2 -2.10 2 -1.90 2 -1.90 2 -2.00 2 -2.00 2 -1.90 2 -1.90 2 -1.80 2 -1.80 2 -1.80 2 -1.80 2 -1.80 2 -1.80 2 -1.80 2 -1.70 2 -1.70 2 -1.60 2 -1.50 2 0.50 2 0.90 2 2.30 2 2.80 16
(3). Cống Lực Điền 3. 50 1.10 3 0. 70 -0. 60 2 -1. 50 2 -1. 90 2 -2. 20 2 -2. 30 2 -2. 20 2 -1. 80 2 -1. 60 2 -1. 10 2 1. 10 2 3. 40 4 M? c só sánh -6.00
(4). Cống Tranh: 1.22 0.32 10 0.12 2 -0.08 2 -0.48 2 -0.68 2 -0.98 2 -1.28 2 -1.38 2 -2.08 2 -3.48 2 -4.28 2 -5.28 2 -5.58 2 -5.58 2 -5.48 2 -5.18 2 -4.78 2 -3.88 2 -3.28 2 -2.28 2 -1.88 2 -1.68 2 -1.28 2 -0.38 2 1.22 2
(5). Bá Thủy 2 .60 2 .60 3 .50 3 .50 2.5 2 .70 2 .50 5.9 2 .50 0 5 1 .05 2.4 0 .65 0 .15 0 .05 -0. 35 -1. 25 -1. 65 -2. 35 -2. 55 -2. 75 -2. 95 -3. 25 -3. 55 -3. 75 -3. 95 -3. 95 -4. 05 -4. 05 -3. 75 -3. 15 -3. 05 -2. 55 -2. 45 -2. 65 -3. 15 -3. 35 -3. 85 -3. 95 -3. 95 -3. 95 -3. 85 -3. 65 -3. 65 -3. 55 -3. 55 -3. 45 -3. 45 -3. 35 -2. 35 -0. 25 1 .05 2 .50 3 2 .50 M?c só sánh -6.00
(6). Cống Neo - 1 .40 - 1 90 - 2 .00 - 2 .10 - 2 .20 - 2 .10 - 2 .30 - 2 .40 - 2 .60 - 2 .70 - 2 .70 - 2 .70 - 2 .80 - 2 .90 - 2 .80 - 2 .80 - 2 .90 - 2 .80 - 2 .70 - 2 .60 - 2 .50 - 2 .60 - 2 .60 - 2 .50 - 2 .40 - 2 .30 - 2 .30 - 2 .10 - 2 .20 - 2 .10 - 2 .10 - 2 .00 - 1 .60 0 .10 - 1 .10 - 0 .60 0 .90 0 .90 1 .50 3 .00 1.40 2 .10 2 .90 M?c só sánh -6.00
(7). Cầu Xe 1 .90 0.00 5 -1. 30 5 -2. 10 5 -4. 40 5 -5. 80 5 -6. 70 5 -7. 30 5 -7. 40 5 -6. 40 5 -5. 40 5 -5. 40 5 -5. 40 5 -5. 10 5 -6. 10 5 -6. 60 5 -7. 60 5 -7. 80 5 -8. 40 5 -8. 80 5 -8. 60 5 -7. 80 5 -6. 00 5 -2. 50 5 -1. 20 5 1 .00 5 1 .80 5 M?c só sánh -6.00 1. 90 1.00 5 0. 35 5 -0. 85 5 -1. 55 5 -2. 85 5 -3. 95 5 -4. 15 5 -4. 35 5 -4. 35 5 -5. 05 5 -4. 85 5 -4. 85 5 -5. 05 5 -4. 75 5 -5. 15 5 -5. 35 5 -4. 95 5 -4. 65 5 -4. 35 5 -3. 75 5 0. 45 5 1. 20 5 2. 00 5 M? c só sánh -6.00
(8). An Thổ. 1 .58 25 0 .68 3 0 .18 5 -0. 52 5 -0. 82 5 -2. 42 5 -3. 22 5 -3. 22 5 -3. 22 5 -2. 92 5 -2. 82 5 -2. 72 5 -1. 92 5 -0. 92 5 1 .98 0 1 .98 3 1 .98 1 .98 1 .68 1 .58 2 .00 1 .10 2 0 .90 5 0 .30 5 -0. 20 5 -2. 50 5 -3. 60 5 -3. 50 5 -3. 50 5 -3. 20 5 -3. 00 5 -2. 90 5 -2. 80 5 -1. 40 5 -1. 00 5 -0. 20 5 0 .10 5 0 .20 5 0 .90 5 1 .20 5 2 .00 2
3.4.2 Phần tính toán bồi, xói kênh.
VD: tính toán bồi lắng kênh cửa ngoài cống Xuân Quan.
Kênh cửa ngoài cống Xuân Quan là kênh dẫn nước tưới từ sông Hồng vào cống đầu mối Xuân Quan, kênh có chiều dài 1232m. Kênh nằm ngoài đê sông Hồng, hàng năm kênh thường bị bồi lấp lớn sau mùa lũ, Công ty Bắc Hưng Hải phải thực hiện nạo vét sau mùa lũ.
(1). Cửa số nhập số liệu tuyến:
(4) Mặt cắt dọc kênh
(6). In kết quả qua Autocad và Excel
* Bản vẽ trên Autocad
3.5. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG VÀ CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI ĐƠN VỊ SỬ DỤNG SỬ DỤNG
3.5.1 Phần mềm tính toán độ mở cống.
- Phần mềm tính toán độ mở cống hợp lý, được xây dựng và chạy trên môi trường window theo dạng “copy & run” , có giao diễn người dùng dễ sử dụng.
Trường hợp tính toán độ mở:
Các chỉ tiêu cơ bản của công trình được nhập và chạy thử kiểm định, lưu trữ sẵn trên máy tính cho từng công trình, hoặc do người sử dụng tự cập nhật, đây là các số liệu có sẵn đối với mỗi cống (đối với các cống trong hệ thống Bắc Hưng Hải đã được cập nhật và lưu trữ đầy đủ theo chương trình). Các số liệu bao gồm:
+ Bề rộng 1 cửa cống (m) + Tổng bề rộng trụ pin (m) + Cao độ đáy cống (m)
+ Cao độ đáy tường ngực (m) + Chiều dài cống (m)
+ Chiều dài sân tiêu năng (m) + Hệ số lưu tốc φ
+ Lưu tốc đến gần Vo (m/s)
(Lưu ý khi người sử dụng tự nhập số liệu đầu vào, khi đã nhập chuẩn, sử dụng chức năng [LƯU SỐ LIỆU] để sử dụng các thông tin cho lần chạy tiếp theo)
Tại thời điểm tính toán, người vận hành công trình chỉ cần nhập cặp mực hiện tại thượng lưu và hạ lưu, bấm vào nút [TÍNH TOÁN…] kết quả tính
toán các độ mở theo từng cấp mực nước hạ lưu sẽ hiện trong lưới bên. Người sử dụng có thể ghi chép kết quả vào sổ theo dõi hoặc có thể sử dụng chức năng [IN KẾT QUẢ] để in kết quả tính toán qua máy in phục vụ vận hành công trình theo kết quả tính toán. Vận hành cống theo kết quả này sẽ đảm bảo cho công trình hoạt động an toàn không gây xói lở hạ lưu.
Trường hợp tính toán khẩu độ cống và tiêu năng cho cống hở:
- Nhập các thông số tính toán:
+ Cột nước thiết kế thượng lưu (m) + Cột nước thiết kế hạ lưu (m) + Lưu lượng thiết kế cống (m) + Hệ số lưu tốc φ
+ Lưu tốc tới gần Vo
Bấm nút [TÍNH TOÁN] chương trình sẽ tính toán chọn ra khẩu độ cống và kết luận về tiêu năng.
3.5.2 Ứng dụng tính toán bồi xói kênh mương.
Ứng dụng tính toán bồi xói kênh (TKKENH) cũng được xây dựng trên môi trường windows, giao diện dễ sử dụng, các bước thực hiện giống như công việc được thực hiện hàng ngày bằng thủ công.
Về tài liệu hướng dẫn: có đầy đủ tài liệu hướng dẫn kèm theo. (xem phần phụ lục)
3.5.3 Các yêu cầu đối với đơn vị sử dụng:
Phần mềm gọn nhẹ yêu cầu nhỏ về cấu hình máy tính cũng như trình độ sử dụng máy tính, cụ thể:
- Máy tính cài đặt hệ điều hành Windows XP trở lên
cách khởi động máy tính và khởi động chương trình tính toán.
- Với ứng dụng tính toán khối lượng bồi lấp: cần cài đặt thêm Autocad và bộ ứng dụng văn phòng microsoft offce.
3.6. HƯỚNG PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG. 3.6.1. Ứng dụng tính toán độ mở cống hợp lý: 3.6.1. Ứng dụng tính toán độ mở cống hợp lý:
- Nghiên cứu đo đạc thực tế xác định lưu tốc điểm gây xói với các cấp lưu lượng qua cống khác nhau, từ đó lập bảng tra quan hệ lưu lượng qua từng cống và lưu tốc lớn nhất tại mặt cắt hạ du tướng ứng. Quan hệ này sẽ chính xác hơn việc tính toán lưu tốc điểm theo công các công thức kinh nghiệm.
- Mở rộng một số tính năng, xây dựng lại dao diện để có thể áp dụng việc tính toán độ mở hợp lý cho một cống bất kỳ.
- Nghiên cứu phát triển ứng dụng tính toán độ mở cống chạy trên WEB SERVER, việc này sẽ giúp cho việc tính toán độ mở cống có thể thực hiện mọi lúc mọi nơi, ngay cả khi sử dụng điện thoại di động có kết nối internet.
- Phần tính toán các thông số thiết kế cống: Có thể mở rộng ngoài việc tính toán khẩu độ cống, tiêu năng đã được đề cập mở rộng thêm tính toán các chi tiết, các kích thước khác của công trình cống và in ra các bản vẽ cơ bản trên Autocad, và các khối lượng xây đúc cơ bản. Trong thực tế các cống đầu kênh có qui mô nhỏ trong các dự thiết các hệ thống kênh mương là rất nhiều và tốn rất nhiều thời gian để thực hiện bằng tay. Nếu xây dựng được ứng dụng này sẽ rất hữu hiệu và thiết thực ứng dụng trong lĩnh vực thủy lợi.
3.6.2. Ứng dụng tính toán bồi đắp kênh dẫn.
- Hiện tại phần này đã được thêm vào các tính năng để tính toán thiết kế kênh xây, kênh lát mái, bao gồm cả phần tính toán ổn định kênh theo qui phạm thủy lợi C-3-75 và đã được kiểm nghiệm thực tế.
- Phần tính toán này cũng cần được cải tiến thêm để có thể phục vụ công tác theo dõi liệt số liệu lòng kênh nhiều năm trên cùng một mặt cắt. Việc
này sẽ trợ giúp cho đơn vị quản lý có thể đưa ra các giải pháp hạn chế bồi lắng hoặc xói lở khi có được các đường tự nhiên theo dõi nhiều năm trên cùng một mặt cắt.
- Tích hợp thêm các công nghệ lập trình hiện đại, để có thể in trực tiếp bản vẽ từ chương trình không thông qua phần mềm Autocad.
- Xây dựng thêm công cụ có thể tính toán cho cả hệ thống kênh, giải quyết bài toán tính toán qui mô kích thước công trình theo qui phạm thủy lợi 4118-85 cho hệ thống tưới tiêu trong qui hoạch thủy lợi.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. NHỮNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN
- Kết quả tính toán đạt được mục tiêu của đề tài, ứng dụng tính toán độ mở cống cho hệ thống Bắc Hưng Hải sẽ được từng bước kiểm nghiệm thêm và đưa vào ứng dụng thực tế phục vụ công tác vận hành các cống trong hệ thống Bắc Hưng Hải. Ngay sau khi hệ thống Bắc Hưng Hải được trang bị máy đo lưu lượng dạng siêu âm (trong dự án SCADA Bắc Hưng Hải đang thực hiện), tác giả sẽ tiếp tục đo đạc các thông số lưu lượng, lưu tốc thực tế để xây dựng quan hệ độ mở của từng cống với lưu tốc thực tế xuất hiện với các cấp mực nước khác nhau và cập nhập vào phần mềm. Sản phẩm sẽ có kết quả tính toán dựa trên cả lý thuyết và thực tế và như vậy sẽ chính xác hơn. Giúp cho công tác vận hành các cống không gây xói lở, an toàn cho công trình và tiết kiệm chi phí xử lý xói cho các cống trong hệ thống Bắc Hưng Hải.
- Đề xuất tính toán gia cố kênh hạ lưu: Qua thực tế xói lở hạ lưu các công trình cống ở hệ thống Bắc Hưng Hải nói riêng và nhiều hệ thống khác, việc thiết kế cống ngoài tuân thủ các qui trình , qui phạm tính toán hiện hành cần quan tâm đến thực tế vận hành các cống sau khi hoàn thành, từ đó có các giải pháp ngay từ đầu trong thiết kế, xây dựng (gia cố thêm phần hạ lưu cống sau sân tiêu năng) và có tính toán và ra các qui định ngay trong qui trình vận hành việc mở cống theo các cấp mực nước.
- Đưa ra giải pháp tính toán bồi xói kênh dẫn cũng như thiết kế cải tạo hệ thống kênh tưới tiêu, trên máy tính:
Hiện ứng dụng này đã là một công cụ hữu hiệu được sử dụng ở công ty TNHH MTV KTCTTL Bắc Hưng Hải và các công ty làm việc trong lĩnh vực thủy lợi khác. Phần mềm đã được ứng dụng vào việc quản lý mặt cắt hiện
trạng, đánh giá bồi xói kênh mương, đặc biệt được sử dụng như một công cụ tốt trong thiết kế nạo vét kênh, thiết kế kênh lát, kênh xây… Chương trình được đánh giá cao về khả năng dễ sử dụng và tính toán chính xác các thành phần khối lượng, khả năng giao tiếp với các ứng dụng khác như Autocad, Word, Excel rất thuận lợi. Đây là ứng dụng phần mềm hỗ trợ tốt cho công tác quản lý khai thác các hệ thống thủy lợi.
2. KIẾN NGHỊ
Qua nghiên cứu giải pháp vận hành các cống trong hệ thống Bắc Hưng Hải để hạn chế xói lở hạ lưu công trình. Tôi có một số suy nghĩ và đề nghị:
- Thực tế việc vận hành các cống không thể thực hiện theo các qui trình của thiết kế là sử dụng biểu đồ Q-a-z xác định độ mở (do thiếu yếu tố lưu lượng khi vận hành công trình). Do vậy đơn vị quản lý phải thường xuyên theo dõi mức độ xói hạ lưu và có các qui định phù hợp để việc vận hành không gây xói lở hạ lưu. Có thể sử dụng ứng dụng tính toán độ mở của đề tài để thử nghiệm và áp dụng.
- Xây dựng lại qui phạm thiết kế hệ thống kênh tưới 4118-85 cho phù hợp với điều kiện hiện tại. Qui phạm này thiết kế hệ thống kênh trên cơ sở dòng chảy trong kênh là dòng đều để giảm bớt khối lượng tính toán. Ngày nay đã có các công cụ tốt có thể tính toán kênh theo dòng không đều như vậy sẽ phù hợp với thực tế hơn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
[1] Bộ môn Thủy lực
[2] Công ty Bắc Hưng Hải (1985), Qui trình vận hành hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải
[3] Ngôn ngữ lập trình Delphi và các thuật toán ứng dụng trong kỹ thuật [4] Lập trình và cấu trúc dữ liệu trên máy tính;
[5] Trường đại học Thủy lợi (2007), Giáo trình thủy lực tập 1, 2 , NXB xây dựng.
[6] Tiêu chuẩn thiết kế hệ thống kênh tưới 4118-85 [7] Một số tài liệu khác liên quan.
HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG
ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN BỒI LẮNG KÊNH (THIẾT KẾ KÊNH - TKKENH)
PHẦN 1
TẠO TỆP SỐ LIỆU CHO TUYẾN KÊNH
Từ Menu " Tệp số liệu" chọn "Tệp mới" , hoặc bấm trên biểu tượng
[Tệp mới] trên thanh công cụ.
I/- Soạn thảo số liệu tuyến.
1/- Các số liệu trên bảng:
−Tên mặt cắt
−Ltr: Khoảng cách áp dụng phía trước (m)
−Lsau: Khoảng cách áp dụng phía sau (m)
Chiều dài áp dụng sẽ được tính Lad = Ltr+Lsau
Khoảng cách giữa 2 mặt cắt Lsau của mặt cắt trước + Ltr của mặt cắt sau
−Htk (m): Chiều sâu cột nước thiết kế
−Hbờ(m): Chiều cao bờ kênh = từ đáy kênh lên đến mặt bờ kênh
−B(m): Chiều rộng đáy kênh thiết kế.
−Mnước: Cao trình mực nước thiết kế (phải nhập)
−Zđáy: Cao trình đáy thiết kế của mặt cắt=Mnước - Htk (tự tính)
−Zbờ: Cao trình bờ thiết kế = Zđáy + Hbờ (tự tính)
−Giật cấp (m): Tổn thất cục bộ khi có công trình trên kênh.