IV. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.6. HƯỚNG PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG
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.
Các cao trình mực nước thiết kế của từng mặt cắt trên tuyến phụ thuộc vào cao trình mực nước đầu kênh, độ dốc đáy kênh (i), khoảng cách giữa các mặt cắt và tổn thất cột nước. Cao trình bờ và đáy kênh được tính theo cao trình mực nước. Trên lưới các số liệu đã được tích hợp tính toán theo các thông số phụ thuộc. Ta chỉ cần thay đổi 1 giá trị trên bảng thì số liệu của toàn tuyến sẽ được tính toán lại. Chẳng hạn ta thay đổi mực nước đầu kênh hoặc khoảng cách giữa các mặt cắt hoặc cột nước trên kênh sau khi bấm Enter các số liệu sẽ được tính toán lại. Trường hợp không muốn chương trình tự tính toán lại ta có thể chọn nút "không tính lại" trong cửa sổ lựa chọn từ menu
Soạn thảo-> Lựa chọn.
2/- Công thức và cách tính các cao trình:
− Phân tuyến kênh thành từng đoạn dựa theo mỗi sự thay đổi của độ giật cấp, cột nước Htk, bề rộng Btk, độ dốc đáy kênh.
− Cao trình mực nước của các mặt cắt thuộc đoạn 1 được tính toán theo cao trình mực nước đầu kênh: Zđầu - Lkc x độ dốc (Lkc = khoảng cách từ mặt cắt đến đầu kênh). Khi gặp điểm giật cấp, cao trình mực nước mặt cắt
ngay sau đó sẽ được tính: Zmn(I+1) = Zmn(I) - Lkc(i+1) x độ dốc(i+1) - Hgiật cấp(i) và các mặt cắt tiếp theo sẽ dựa vào cao trình mực nước mặt cắt sau điểm giật cấp (như các mặt cắt thuộc đoạn 1 đối với cao trình đầu kênh). Quá trình tính toán sẽ được lặp lại cho các đoạn tiếp theo đến hết tuyến.
+ Trường hợp chọn điểm giật cấp trùng với vị trí mặt cắt chương trình sẽ thêm điểm giật cấp trên trắc dọc tại vị trí mặt cắt.
+ Trường hợp người thiết kế muốn đặt điểm giật cấp nằm trong khoảng giữa 2 mặt cắt thì điểm giật cấp sẽ được chèn vào vị trí giao nhau giữa Lsau(i) và Ltrước(i+1) (các cao trình sẽ được tính theo độ dốc(i) và Lsau (i)). Sử dụng tùy chọn từ menu Soạn thảo-> Lựa chọn.
+ Khi cột nước thiết kế (Htk) thay đổi người thiết kế có thể sử dụng tuỳ chọn tạo giật cấp đáy hoặc không qua menu "Lựa chọn". Vị trí điểm đặt giật cấp đáy được qui định theo vị trí điểm hạ cấp.
4/- Làm việc với lưới soạn thảo số liệu tuyến.
Chèn thêm mặt cắt:
−Bấm vào nút chèn thêm mặt cắt trên thanh công cụ -> chèn 1 mặt cắt.
mặt cắt cùng 1 lúc. (tham khảo chức năng tự điền số liệu).
Sao chép mặt cắt:Chỉ sao chép 1 mặt cắt
+ Đưa con trỏ về mặt cắt cần sao chép bấm Ctrl+C hoặc chọn "Sao chép mc" trong menu shortcut. Trên dòng trạng thái cho biết tên mặt cắt được đánh dấu copy và dòng [TT] mặt cắt đánh dấu có dấu (*).
+ Chọn vị trí đặt mặt cắt.
Bấm Ctrl+V để dán đè lên mặt cắt hiện thời Bấm Ctrl+shift+V để dán chèn vào vị trí mặt cắt.
Có thể chọn 2 chức năng này qua menu soạn thảo hoặc short cut.
Tất cả các số liệu đi theo mặt cắt như số liệu trắc ngang, mặt cắt thiết kế... cũng sẽ được copy theo.
Xoá bỏ mặt cắt: Chọn danh sách mặt cắt cần xoá bấm Ctrl+Del hoặc
chọn chức năng "Xoá mặt cắt" trên menu "Soạn thảo" hoặc qua menu short cut.
Chú ý: Cần cân nhắc kỹ trước khi xoá mặt cắt, số liệu xoá không lấy lại
được.
Đồng nhất số liệu trên một cột: (fillter)
+ Chọn các ô cần đồng nhất (trong môt cột)-> Chuột phải-> Nhập số liệu-> điền giá trị nhập -> [Nhận]
+ Nhập giá trị đầu-> chọn các ô phía dưới từ vị trí nhập->bấm phím F6
Nút [Table] để in và thay đổi mặc định lưới:
−Font... chọn mẫu chữ và kích thước phù hợp chọn OK
−In nổi dung bảng
− Copy (clipboard): Sao chép nội dung chọn vào Clipboard (có thể dán vào bảng tính Excel)
−Dán (clipboard): Dán nội dung trong Clip board vào lưới (có thể dán từ excel)
Đến một mặt cắt: Nhập vào ô vị trí số thứ tự của mặt cắt bấm Enter.
Xem lý trình mặt cắt: Bấm biểu tượng hình cái thước bên trái dòng Vị trí.
Thay đổi các thông số mặt cắt thiết kế: Đối với một mặt cắt nhập trực
tiếp trên lưới. Đối với nhiều mặt cắt chuyển lưới về chế độ chọn và chọn danh sách mặt cắt cần thay đổi số liệu:
+ Thay đổi b,h,m,n,i... chọn menu "Số liệu -> Tính thuỷ lực B,H..." hoặc biểu tượng B,H trên thanh công cụ. (tham khảo tính thuỷ lực B,H)
+ Thay đổi mô tả mặt cắt thiết kế chọn "Số liệu -> Mặt cắt thiết kế..." hoặc biểu tượng hình mặt cắt xây trên thanh công cụ. (tham khảo mặt cắt thiết kế)
+ Nhập số liệu trắc ngang chọn "Số liệu -> Số liệu trắc ngang..." (tham khảo số liệu trắc ngang)
+ Xem số liệu trắc dọc chọn " Số liệu -> Số liệu trắc ngang..."
Hiện bảng thống kê các đoạn trên tuyến kênh: Bấm biểu tượng bảng
phân đoạn trên thanh công cụ hoặc chọn từ menu "Kết quả" -> "Bảng phân đoạn".
+ Chọn xem chi tiết: Cho biết các chỉ tiêu thiết kế cho từng mặt cắt
+ Chọn xem theo đoạn: Xem các đoạn kênh có trên tuyến chiều dài đoạn từ vị trí đến vị trí kèm theo tên mặt cắt.
5/- Tự điền số liệu: Công cụ trợ giúp đắc lực tăng tốc việc thay đổi hoặc thêm số liệu tuyến nhanh chóng, áp dụng cùng 1 lúc cho nhiều mặt cắt.
Chọn biểu tượng r trên thanh công cụ hoặc chuột phải menu shortcut "Điền số liệu". Chức năng tự điền chỉ cho phép chọn trong trường hợp:
+ Con trỏ xanh nằm ở dòng cuối cùng của lưới (điền thêm các mặt cắt). + Hoặc đã chọn >=2 mặt cắt trên lưới (điền thay đổi các số liệu đã có)
Các lựa chọn và số liệu yêu cầu:
+ Khoảng giật cấp: Nhập tổn thất đầu nước (nếu có) của đoạn tiếp theo so với đoạn trước (nhập trực tiếp trên lưới tiện hơn).
+ Cách điền số liệu: Theo độ dốc i luôn sử dụng cho trường hợp điền thêm mặt cắt trong trường hợp này phải nhập số mặt cắt thêm (mặc định đặt thêm 10 mặt cắt). Trường hợp mặt cắt đã có (điền sửa), có thể điền theo cao trình đầu cuối. Duy nhất cao trình đầu kênh có thể thay đổi còn cao trình đầu của các đoạn phụ thuộc vào cao trình đoạn trước không thay đổi chỉ thay đổi cao trình cuối đoạn. Chương trình sẽ dựa vào cao trình đầu-cuối và chiều dài đoạn tính lại độ dốc i và điền lại số liệu theo độ dốc này (chính vì vậy cao trình cuối đoạn chỉ xấp xỉ cao trình nhập vào mà thôi)
+ Kiểu tên mặt cắt: Có thể chọn 1 trong 4 kiểu, nếu chọn kiểu theo lý trình K1+50, K1+100... chương trình sẽ căn cứ tên mặt cắt đầu đoạn để cộng thêm khoảng cách giữa các mặt cắt để đặt tên.
+ Chọn số liệu tự điền: Trường hợp điền thêm chương trình tự chọn hết, trường hợp điền sửa chương trình luôn tự chọn Btk, Htk, Hbờ. Muốn điền lại loại số liệu nào bấm chuột đánh dấu nút check.
+ Nhận: Thực hiện điền, đóng huỷ bỏ không điền.
Ghi chú: Số liệu tuyến kênh lên chèn đủ luôn số mặt cắt, sau đó mới áp các thông số thiết kế cho từng đoạn thuận tiện hơn. Có thể điền nhiều lần...
Sau khi điền thêm hoặc sửa lại các số liệu trên bảng có thể chọn vẽ [Trắc dọc] để kiểm tra lại bằng hình vẽ số liệu thiết kế tuyến.
II/- Soạn thảo số liệu trắc ngang:
Từ Menu soạn thảo "Số liệu" -> "Số liệu trắc ngang" hoặc chọn biểu tượng mặt cắt ngang địa hình trên thanh công cụ.Xuất hiện cửa sổ sau:
1. Nhập số liệu trắc ngang.
• Lưới tên mặt cắt: Liệt kê danh sách mặt cắt, có thể soạn thảo lại tên
ngay trên lưới này. Trên lưới có menu shortcut:
Chức năng: "Lý trình" cho biết lý trình của mặt cắt hiện tại. Chức năng: "Vẽ Tkế mặt cắt"hiện cửa sổ vẽ thiết kế mặt cắt.
• Lưới số liệu trắc ngang: Nhập cao độ và khoảng cách điểm đo trắc
ngang theo qui định từ trái qua phải, vị trí cọc tả được đánh dấu bằng dấu "*" trên cột ghi chú (hoặc bấm chuột đúp nên dòng vị trí đặt cọc). Đơn vị khoảng cách, cao trình tính bằng (m).
+ Có thể chèn "Ghi chú" địa hình lên trắc ngang từ menu shortcut chọn "ghi chú Ctr+G"
cửa sổ chọn các ghi chú hiện ra chọn tên cần ghi chú và bấm chuột hoặc
bấm chữ cái phía trên V,D,A... Nếu nhớ chữ cái qui định có thể nhập trực tiếp vào cột ghi chú trên bảng không cần kích hoạt cửa sổ này.
+ Có thể chọn đánh dấu các điểm vẽ trắc dọc trên trắc ngang nhập số thứ