1. Tính tốn thủy lực, thủy văn xác định khẩu độ cống.
Cấp cơng trình và tần suất thiết kế:
- Loại cơng trình: Cơng trình nơng nghiệp và phát triển nơng thơn.
- Cấp cơng trình : Cấp IV (Theo QCVN 04-05:2012).
- Tần suất về mực nước cao nhất: p= 2%.
- Tần suất về mực nước thấp nhất: p= 90%.
Tính tốn lưu lượng đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế p= 2%
Số liệu tính tốn:
- Tần suất tính tốn: P=2%
- Vùng mưa tính tốn: Vùng XVIII
- Lượng mưa ngày max Hmax = 181 mm (tại trạm Tân Sơn Nhất) ứng P= 2%.
- Diện tích lưu vực: F = 0.024 km2 (Chọn lưu vực tính tốn lớn nhất thuộc lưu vực 2), diện tích lưu vực cống là nhỏ, lịng sơng khơng rõ ràng.
- Độ dốc trung bình sườn dốc: isd = 5‰ Tính tốn
Khi cĩ diện tích lưu vực ta áp dụng tính lưu lượng theo tiêu chuẩn Tính tốn đặc trưng dịng chảy lũ TCVN 9845-2013. Phạm vi áp dụng với diện tích lưu vực F<100km2
Tính lưu lượng theo cơng thức cường độ giới hạn:
Qtt= Ap*φ*Hp*δ*F (m3/s) Trong đĩ:
Hp – lượng mưa ngày ứng với tấn suất thiết kế, p= 2% (mm)
- hệ số dịng chảy lũ (tra bảng A.1-Hệ số dịng chảy lũ thiết kế - TCVN 9845-2013) lấy tùy theo loại đất cấu tạo lưu vực, lượng mưa thiết kế Hp và diện tích lưu vực F.
Ap – mơ đun tương đối dịng chảy đỉnh lũ (tra bảng A.3 – TCVN 9845-2013) lấy tùy thuộc vào đặc trưng địa mạo thủy văn của lịng sơng ls, thời gian tập trung nước trên sườn dốc sd và vùng mưa.
– hệ số triết giảm lưu lượng do đầm hồ ao (tra bảng 6 TCVN 9845 - 2013).
Thời gian tập trung nước trên sườn dốc sd (xác định theo bảng A.2 – TCVN 9845-2013) tùy thuộc vào hệ số địa mạo thủy văn sd của sườn dốc và vùng mưa.
Hệ số sd xác định theo cơng thức:
Trong đĩ:
Jsd – độ dốc của sườn dốc lưa vực (‰)
msd – thơng số tập trung dịng chảy trên sườn dốc, phụ thuộc vào tình hình về mặt của sườn lưu vực (xác định theo bảng 2.5 – TCVN 9845-2013).
0.6 0.3( )0.4 sd sd sd sd p L m J H
Cơng ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Ý Tân Thuyết minh tính tốn 1 1 1/3 4 4 1000 ( ) ls ls ls p L m i F H Trong đĩ: Jls – độ dốc lịng sơng,
mls – hệ số nhám của lịng sơng ( xác định theo bảng 5 – TCVN 9845-2013)
Tuy nhiên đây là lưu vực nhỏ, lịng sơng khơng rõ ràng nên lấy ls = 0 (Theo mục 5.2.3 - TCVN 9845-2013)
Bảng đặc trưng lưu vực:
F(km2) Lsd (m) isd (0/00) msd sd
0.024 85 5.00 0.15 7.71
Bảng tính lưu lượng thiết kế theo cơng thức cường độ giới hạn:
P% Hp(mm) sd ls Ap Qp(m3/s)
2 181.00 0.9 0.70 54.2 0 0.194 0.54
2. Thủy lực cống:
Kiểm tra khả năng tháo nước của cống 11800:
Tính tốn khả năng tháo nước của cống theo phương pháp được Herr đề xuất năm 1977, được khuyến nghị trong TCVN 9845-2013.
Sơ bộ lựa chọn phương án cống D600 như sau: Các thơng số cơ bản:
-Loại cống: Cống trịn 11800mm
- Khẩu diện thốt nước: c= 1.80 (m)
- Cao trình đáy cống: -0.45 (m)
Cống được xem như chảy qua một đập tràn đỉnh rộng. Theo Herr (TCVN 9845-2013 – Phụ lục D):
Trong đĩ:
+ N: Số cửa cống N = 1; + Q lưu lượng tháo tính tốn;
+ D: Đường kính ống cống D = 1.80m + Hw: Cột nước trước cửa cống
Ứng với D = 1.80m và 0.54 1 Q N = 0.54 m3/s tra đồ thị ta cĩ w H D = 0.5 Từ đĩ tính được cột nước trước cống Hw = 0.5*1.80 = 0.9 m.
Kiểm tra lại khả năng tháo nước của cống ứng với Hw = 0.9 m Lưu lượng chảy qua cống:
0
2 ( )
c
Q g H h
Trong đĩ:
: Hệ số lưu tốc phụ thuộc vào h ệ số lưu lượng m, theo PP thực nghiệm của Cumin với cống cĩ cửa vào tương đối thuận dần m = 0.55, do cửa vào cống cĩ bố trí hố ga để kết hợp thốt nước từ mương thốt nước mặt đường nên cĩ sự bất lợi về thủy lực, làm giảm khả năng tháo nước của cống vì thế sơ bộ lấy hệ số lưu lượng là = 0.85
h: cột nước sau cống, h= 0 (m) (mực nước phía sơng MNs = 0.0m)
Cơng ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Ý Tân Thuyết minh tính tốn
Qc 2 (g H0h) 0.85*1.27* 2*9.81*(0.9 0) 4.54( m s3/ )
Vì: Qc=4.54 (m3/s) > Qp = 0.54 (m3/s) => Thỏa mãn yêu cầu thốt nước.
Kết luận: Tuy cống ngang được chọn khẩu độ cống D=1.80m cĩ lưu lượng thốt lớn hơn nhiều so với lưu lượng cần thốt nhưng vị trí cống ngang này nằm tại eo rạch và ngồi ra cịn cĩ nhiệm vụ là một cống dự trữ thốt nước sau này, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong việc giảm ngập cho khu vực.