Lưu lượng xả

6 Đánh giá khả thi dự án đề xuất

6.1.6 Lưu lượng xả

Lượng nước trong hồ được cấp cho các mục đích sử dụng khác nhau ở khu vực lân cận thông qua các cống chính trên hệ thống đê bao trong đó lưu lượng xả tối đa qua các cống 3, 4, 5 và 6 là một thông số quan trọng.

Lưu lượng xả cũng được tính toán theo công thức Toricelli: Trong đó:

y hR = 4.5 m - mực nước tối đa trong hồ chứa

y µy=y0,6 (hệ số thực nghiệm, giá trị điển hình cho cửa mép thẳng) y s = biên độ mở [m]

y bg = bề rộng cửa cống

Lượng nước xả qua 4 cống và tổng lượng xả qua tất cả các cống được hiển thị trong Hình 18. Theo tính toán, hồ có đủ nước để đảm bảo lưu lượng nước cần thiết cung cấp cho các khu vực lân cận. Nhìn chung, có thể giảm bớt chiều rộng của các cửa cống hoặc thậm chí bớt đi một cửa cống, ví dụ như với cống số 5.

UNIQUE | Nghiên cứu Khả thi Hồ trữlũ và cấp nước ngọt Trà Sư – Tri Tôn 28

Hình 17: Lưu lượng lấy nước qua cống có chiều rộng 40m tính cho các mực nước khác nhau trên kênh Vĩnh Tế

Lưu lượng xả

Lượng nước trong hồđược cấp cho các mục đích sử dụng khác nhau ở khu vực lân cận thông qua các cống chính trên hệ thống đê baotrong đó lưu lượng xả tối đa qua các cống 3, 4, 5 và 6 là một thông số quan trọng.

Lưu lượng xảcũng được tính toán theo công thức Toricelli:

𝑄𝑄 = µ ∗ 𝑠𝑠 ∗ 𝑏𝑏𝑔𝑔∗ √2 ∗ 𝑔𝑔 ∗ ℎ𝑅𝑅

Trong đó:

 hR = 4.5 m - mực nước tối đa trong hồ chứa

 µ = 0,6 (hệ số thực nghiệm, giá trịđiển hình cho cửa mép thẳng)

 𝑠𝑠 =biên độ mở [m]

 𝑏𝑏𝑔𝑔= bề rộng cửa cống

Lượng nước xả qua 4 cống và tổng lượng xả qua tất cả các cống được hiển thị trong Hình 18. Theo tính toán, hồ có đủnước đểđảm bảo lưu lượng nước cần thiết cung cấp cho các khu vực lân cận. Nhìn chung, có thể giảm bớt chiều rộng của các cửa cống hoặc thậm chí bớt đi một cửa cống, ví dụnhư với cống số 5.

UNIQUE | Feasibility Study Tra Su – Tri Ton Reservoir 29  𝑏𝑏𝑔𝑔= width of the sluice gate

Figure 17 displays the input through one sluice gate that will replace one of the rubber dams. In total two sluice gates are projected at the location of the two rubber dams. Their width was considered as 40 m. Their base was considered to be at an elevation of 1.50 m.

Even in case of scenarios with lower peak water levels in the flood season around 2 m (cf. Figure 6) gravity flow through the projected sluice gates with a width of 40 m and a base with an elevation of 1.50 m is sufficient.

Figure 17: Inlet flow through one sluice gate with the width of 40 m depending on the water level in the Vinh Te canal

Water discharge

The water volume that is used for fresh water supply must be led from the reservoir to the surrounding areas via the main sluice gates in the embankments that form the border of the reservoir. Thus, the maximum discharge through the sluice gates 3, 4, 5 and 6 is a key parameter. This controlled discharge is also calculated according to Toricelli:

𝑄𝑄 = µ ∗ 𝑠𝑠 ∗ 𝑏𝑏𝑔𝑔∗ √2 ∗ 𝑔𝑔 ∗ ℎ𝑅𝑅 whereas:

 ℎ𝑅𝑅 = 4,5 𝑚𝑚 – maximum water level in the reservoir

 µ = 0,6 (empirical coefficient, typical value for sharp-edged weirs)  𝑠𝑠 = opening of sluice gate [m]

Hình 18: Lưu lượng xả qua các cống

Trong trường hợp khẩn cấp, như mực nước trong hồ chứa vượt cao trình tối đa 5,5 m thì hồ cần phải xả lũ. Do đó, cần kiểm tra lưu lượng xả qua cống khi mở hoàn toàn. Bảng 4 hiển thị lưu lượng tối đa. Trong bản thiết kế ban đầu với diện tích hồ 3.050 ha, khi xả lũ như vậy, mực nước có thể giảm 0,37 m mỗi giờ, và đến 0,51 m mỗi giờ trong trường hợp diện tích hồ là 2.175 ha. Năng lực xả lũ của các cống như vậy được xem là thỏa mãn.

Bảng 4: Lưu lượng tối đa qua các cống trong trường hợp xả lũ

Cống Chiều rộng [m] Qmax [m³/s] Trà Sư 1 40 1,240 Nhơn Thới 10 310 Kênh Ranh 20 620 Kênh Đào 30 930 Tổng cộng 100 3,100

Theo Toricelli, vận tốc dòng chảy tại cửa ra của các cống được tính theo công thức According to Toricelli the current velocity at the outlet of the sluice gate is 𝑣𝑣 = √2 ∗ 𝑔𝑔 ∗ ℎ𝑅𝑅, and thus up to 9.4 m/s at an upstream water level of 4.5 m. This very high outflow velocities induce massive erosion and scouring and thus require a wide and massive absorption pool.

Absorption pools are a constructional measure to dissipate the energy of the water. They gen- erate a controlled hydraulic jump from supercritical to subcritical flow. By this, the bottom is protected against erosion and scouring is prevented. The material has to be resistant against erosion, for example concrete, stones or gabions. If an absorption pool is not applied, erosion at the outlet can endanger the stability of the sluice gate.

Figure 19: Absorption pool with hydraulic jump

Source: http://docplayer.org/docs-images/51/28145902/images/15-0.png Hydrological model

The results of the previous sections are summarized in a simplified hydrological model. It con- siders the following processes according to the previous descriptions:

 precipitation,  evaporation,  infiltration,

 pumping (considering 6 pumps with an capacity of 2 m³/s each),  filling through sluice gates 1 and 2,

 discharge through sluice gates 3, 4, 5 and 6 for fresh water supply.

The calculation has been done by several iterations using start values (water level at a certain date, e.g. end of dry season) and end values (water level at a certain date) and different bound- ary conditions (basically geometry including dyke heights).

Figure 20 shows the results of the model (water levels, potential fresh water supply) for the various alternatives assuming a constant use of the stored water. The reservoir is filled up with gravity flow from the Vinh Te Canal is far as possible, and pumping is used to maintain the water level until the fresh water supply starts.

Water levels and according water depths are 1.00 m or higher if the water supply should be possible during the entire dry season. If the summer rice crop should be kept, the water level from April to July must be significantly below 1 m. During that time no water supply would be possible, and this would significantly limit the function of the reservoir.

theo đó vận tốc này có thể đạt 9,4 m/s với mực nước ở thượng nguồn là 4,5 m. Vận tốc như vậy là rất cao và có thể gây xói mòn và rửa trôi nghiêm trọng, do đó đòi hỏi phải có công trình bể hấp thụ có kích thước và năng lực đủ lớn. Bể hấp thụ là công trình nhằm làm tiêu tán năng lượng của dòng nước. Bể dạng này giúp hạ cấp bước nhảy thủy lực để bảo vệ đáy công trình không bị xói lở và rửa trôi. Vật liệu sử dụng phải có khả năng chịu xói mòn, như bê tông, đá hay rọ đá. Nếu không có bể hấp thụ, xói mòn ở cửa xả có thể đe dọa sự ổn định của cống.

3000 2000 1000 0 0 Độ mở cửa cống, s (m) Lưu lượng xả Q (m 3/s) 1 2 3 4 5 Trà sư 1 (40m) Nhơn Thới (10m) Kênh Ranh (20m) Kênh Đào (30m) Tổng cộng

Hình 19: Bể hấp thụ tạo bước nhảy thủy lực

According to Toricelli the current velocity at the outlet of the sluice gate is 𝑣𝑣 = √2 ∗ 𝑔𝑔 ∗ ℎ𝑅𝑅, and

thus up to 9.4 m/s at an upstream water level of 4.5 m. This very high outflow velocities induce massive erosion and scouring and thus require a wide and massive absorption pool.

Figure 19: Absorption pool with hydraulic jump

Source: http://docplayer.org/docs-images/51/28145902/images/15-0.png

Hydrological model

The results of the previous sections are summarized in a simplified hydrological model. It con- siders the following processes according to the previous descriptions:

 precipitation,

 evaporation,

 infiltration,

 pumping (considering 6 pumps with an capacity of 2 m³/s each),

 filling through sluice gates 1 and 2,

 discharge through sluice gates 3, 4, 5 and 6 for fresh water supply.

Tổng quan về thủy văn

Vị trí và kích thước