Công trình thủy điện Bản Chát là công trình thủy điện cấp I, công suất 220MW, kết cấu đập bằng bê tông đầm lăn (RCC), chiều cao đập lớn nhất 130m.
1. Các ph−ơng án dẫn dòng thi công
a. Ph−ơng án 1
Mùa lũ tích n−ớc lại hồ và xả lũ dẫn dòng thi công qua cống dẫn dòng 3
225.8 200.0 200.0 171.0 (3) (2) (5) (4) (6) (4) (7) (10) (1) 0. 8 8.0 20 2.0 (9) 10 1: 2.0 173.0 1: 1.4 (8) (8) 3.0 1: 1.4
Qua các kết quả nghiên cứu, thiết kế và tiến độ thi công bê tông đầm lăn đập Bản Chát, có xem xét đến tiến đọ thi công các công trình thủy điện Sơn La, Bản Vẽ và khả năng thi công thực tế của các nhà thầu trong n−ớc. Nếu ph−ơng án dẫn dòng mùa lũ năm thứ hai chỉ qua cống 3 khoang 5*9m thì c−ờng độ thi công rất căng thẳng. Sau khi lấp sông vào cuối tháng 10 hoặc đầu tháng 11 năm thứ nhất phải tiến hành rất nhiều công việc: hoàn thiện mặt cắt đê quai, xử lý chống thấm cho đê quai (có tầng aluvi dày 6ữ8m) bơm n−ớc hố móng; đào móng đập và đổ lớp bê tông đáy đập đoạn lòng sông; khoan phun gia cố; thi công bê tông đập RCC từ cao độ 353 m đến cao độ 413m (đập cao khoảng 60m với khối l−ợng khoảng 650.000m3). Với c−ờng độ thi công rất cao, đặc biệt là mùa kiệt năm thứ hai sau khi lấp sông, có thể thấy khó có khả năng đảm bảo về mặt tiến độ thi công sau lấp sông và chống lũ. Về nguyên lý làm việc, đập bê tông đầm lăn cũng t−ơng tự nh− đập bê tông trọng lực thông th−ờng, việc dẫn dòng thi công qua thân đập bê tông đầm lăn về nguyên tắc chung là có thể cho phép. Do đó cơ quan thí nghiệm và t− vấn đề xuất ph−ơng án dẫn dòng nh− sau: mùa kiệt xả lũ thi công qua cống 2khoang 5*9m, mùa lũ xả qua đập bê tông xây dựng dở và cống 2 khoang.
b. Ph−ơng án chọn
+ Giai đoạn 1: Tr−ớc lấp sông n−ớc sông đ−ợc xả qua lòng sông tự nhiên. + Giai đoạn 2: Sau khi lấp sông vào cuối tháng 10 năm thứ 2 xả n−ớc mùa kiệt qua cống dẫn dòng bờ phải tại cao độ 367.0m, n*B*H=2*5*9; mùa lũ năm thứ hai l−u l−ợng dẫn dòng thi công đ−ợc xả qua đồng thời cống dẫn dòng, đỉnh đê quai ngăn n−ớc mùa kiệt và đập bê tông đầm lăn xây dở cao độ 365.0m, dài xấp xỉ 98m.
+ Giai đoạn 3: Năm thứ 3 xả n−ớc qua cống dẫn dòng bờ phải tại cao độ 367.0m, n*B*H=2*5*9 (cả mùa kiệt và mùa lũ).
+ Giai đoạn 4: Năm thứ 4 sau khi nút cống tích n−ớc vào hồ chứa xả n−ớc qua công trình vận hành gồm tràn và các tổ máy của nhà máy thủy điện.
2. Kết quả thí nghiệm
Mặt bằng và cắt dọc đoạn đập xây dở và cống dẫn dòng thi công ở hình 4.8, 4.9.
Trên mô hình đã thí nghiệm với 5 cấp l−u l−ợng: Q=1300, 1695, 3200, 4821, 5000m3/s. Kết quả xác định khả năng tháo, vận tốc dòng chảy, tình hình thủy lực của công trình nêu ở d−ới đây.
Khả năng xả qua đập xây dở và cống dẫn dòng nêu ở bảng 4.3. Bảng 4.3. L−u l−ợng xả qua đập xây dở và cống dẫn dòng TT ΣQ (m3/s) Mực n−ớc th−ợng hạ l−u Q cống (m3/s) Q tràn qua đập xây dở (m3/s) 1 1300 382.69 375.50 7.19 887.33 412.33 2 1695 383.42 375.72 7.70 940.40 754.60 3 3200 385.73 375.96 9.77 1084.20 2115.80 4 4821 387.87 378.08 9.79 1110.26 3710.74 5 5000 387.93 378.12 9.81 1123.89 3876.11 Qua bảng trên cho thấy nếu xả l−u l−ợng 3876m3/s (phần qua đập xây dở) qua cống dẫn dòng thì phải làm thêm 3 cống nữa sẽ rất tốn kém.
+ Vận tốc dòng chảy
Vận tốc dòng chảy đóng vai trò quan trọng vì để xem xét khả năng chịu xói của vật liệu bảo vệ.
- Với 2 cấp l−u l−ợng nhỏ Q=1300ữ1695m3/s giá trị l−u tốc đo đ−ợc trên đỉnh đê quai th−ợng, chân mái hạ l−u của đê quai th−ợng, trên thân đập xây dở, trên đỉnh và mái đê quai hạ không lớn lắm đạt từ 3.0ữ5.88m/s nên không gây ra nguy hiểm.
- Khi xả l−u l−ợng l−u Q=3200ữ5000m3/s thì l−u tốc dòng chảy tràn qua đỉnh đê quai có giá trị từ 6.0ữ7.0m/s, dòng chảy đổ xuống mái và chân mái hạ l−u của đê quai th−ợng đặc biệt là ở 2 s−ờn mái, giá trị l−u tốc đạt 9.0ữ11m/s. Phần dòng chảy này đối với vùng mái hạ l−u của đê quai th−ợng đ−ợc bảo vệ bằng bê tông dày 0.30m có thể chống đ−ợc xói.
3. Kết luận
Qua thí nghiệm mô hình đã lựa chọn kết cấu gia cố, bảo vệ đê quai th−ợng, hạ l−u và đoạn đập xây dở nh− hình 4.8 và 4.9. Kết quả đã đ−ợc ứng dụng vào thiết kế kỹ thuật thủy điện Bản Chát. Công ty t− vấn xây dựng điện I đã có nhận xét đánh giá hiệu quả ph−ơng án dẫn dòng chọn so với ph−ơng án ban đầu tiết
38 Cao độ, m 320 360 340 380 400 V-9 1 : 2.5 Cao độ, m 400 340 320 360 380 Đáy hố xói dự kiến
1 : 1.5
Khoan phun XM gia cố Sâu h=5m, axb=3x3m
RCC
(3)
Màng khoan phun xi măng
Khoan thoát nứơc nền Lỗ khoan Φ=132mm bứơc 2m Lỗ khoan Φ=93ữΦ=105mm bứơc 3m CVC M15 dày 1m T−ờng chống thấm T−ờng chống thấm (1) 420 440 311.00 (3) 7.00 99.00 19.91 125.91 354.00 334.00 381.00 372.00 365.00 (2) 1:2.5 1:1.75 375.50 379.00 Đá nổ mìn d 0.3m≤ Đất đá hỗn hợp 1:1.5 Đá nổ mìn 1:2.25 d 0.3m≤ 369.00 (2) (2) Đê quai th−ợng l−u
Đoạn đập xả lũ thi công Đê quai hạ l−u
Hình 4.9. Cắt ngang tuyến công trình xả lũ thi công
ch−ơng v
Xây dựng phần mềm kết nối nhiều đầu đo (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
để đo áp Lực và L−u Tốc dòng chảy
Đv.1. Cơ sở
I. Lý do viết phần mềm tính toán
Thực tiễn trong việc đo l−u tốc và áp lực của dòng chảy chúng ta dùng các đầu đo (sensor) để xác định thông số của dòng chảy. Vậy:
+ Sensor: Là thiết bị dùng để biến đổi các đại l−ợng (điện hay đại l−ợng vật lý bất kỳ) thành dạng tín hiệu có khả năng đo đ−ợc (th−ờng là tín hiệu điện)
Ngoài ra chúng ta cần có các thiết bị khác đi kèm với sensor nh−: + Nguồn cung cấp: Th−ờng th−ờng là dòng điện hay diện áp 1 chiều. - Đối với đầu đo vận tốc của hãng Delft Hydraulics thì nguồn này là dòng điện dể tạo ra từ tr−ờngkích thích xung quanh đầu đo. Bộ phận thu sử dụng thiết bị nhạy cảm với từ tr−ờng để nhận biết sự thay đổi của dòng chảy.
- Đối với đầu đo áp lực: Sử dụng ngồn điện áp chuẩn 10 V làm điện áp kích thích, điện áp này đặt vào 2 đầu của bộ transducer là 1 thiết bị có các điện trở nhạy cảm với áp lực, từ đó nhận đ−ợc điện áp đầu ra t−ơng ứng với áp lực của n−ớc.
+ Bộ phần khuyếch đại, điều chỉnh: Thông th−ờng đầu ra của đầu đo tín hiệu th−ờng rất nhỏ, và không tuyến tính nên cần 1 khối chức năng có nhiệm vụ khuyếch đại tín hiệu này lên và cần các khối thuật toán (bằng mạch cứng hay ch−ơng trình) để biến đổi từ dạng phi tuyến tính của tín hiệu đầu ra từ sensor thành dạng tín hiệu tuyến tính với đại l−ợng cần đo.
Ngoài ra khối này còn có nhiệm vụ cung cấp dải tín hiệu đầu ra phù hợp với mục đích sử dụng và t−ơng thích với các thiết bị khác. Thông th−ờng nếu tín hiệu đầu ra là điện áp thì nằm trong khoảng ±5V hoặc ± 10V. Nếu tín hiệu đầu ra là dòng thì th−ờng là dòng từ 4ữ20 mA.
+ Bộ phần hiển thị và giao tiếp với ng−ời dùng: Bộ phận này có nhiệm vụ hiển thị kết quả đo ra màn hình (LCD, LED, CRT, …) và có các phím bấm chức
năng phục vụ cho việc cấu hình, cài đặt và vận hành thiết bị đo.
Quay trở lại vấn đề đo dòng chảy, ở đây để đo vận tốc dòng chảy chúng ta dùng thiết bị PEMS của hãng Delft Hydraulics. Thiết bị này ngoài bộ phận hiển thị là màn hình LCD còn có 2 đầu ra (Output) với điện áp đầu ra là ±10V t−ơng ứng với vận tốc dòng chảy là ±2 m/s hoặc ±5m/s (tuỳ chế độ do ng−ời dùng chọn). Thiết bị đo áp lực là thiết bị của hãng DRUCK với các thông số cơ bản: Điện áp kích thích 10V, tín hiệu ra 0ữ100mA t−ơng ứng với áp suất 0ữ3500mmH2O.
Để thực hiện việc đo cùng 1 lúc nhiều đầu đo khác nhau thậm chí đo cả áp lực và l−u tốc đồng thời chúng ta sử dụng 1 thiết bị có nhiệm vụ tích hợp nhiều đầu đo từ các kênh đo khác nhau và thực hiện việc lấy mẫu phép đo theo yêu cầu của ng−ời dùng. Sau đó biến đổi tất cả các dạng tín hiệu này (th−ờng là tín hiêụ t−ơng tự) thành dạng tín hiệu số và gửi kết quả đo vào máy tính phục vụ việc xử lý và l−u trữ kết quả đo.
Thiết bị chúng ta sử dụng ở đây là bộ DAQBOOK 260 với các card chức năng là 2 card DBK 15 (Dùng để thu thập tín hiệu là tín hiêụ t−ơng tự dòng hoặc áp). Card DBK 43 dùng để thu thập tín hiệu từ đầu đo áp lực.
DAQBOOK 260 có cổng giao tiếp kết nối với cổng song song (cổng LPT) của máy tính.
Vì bộ thu thập DAQBOOK 260 bản thân nó là 1 phần cứng kết nối với máy tính nên trên máy tính (PC) cần phải có phần mềm đọc đ−ợc tín hiệu từ DAQBOOK 260 gửi lên và có các công cụ khác phục vụ việc xử lý kết quả đo.
1 trong những phần mềm đó là DASYLAB.
DASYLAB là 1 công cụ cực mạnh, tích hợp nhiều ứng dụng khác nhau và cho rất nhiều lĩnh vực khác nhau. Ng−ời dùng tuỳ thuộc vào yêu cầu cụ thể mà cấu hình các module lại với nhau và cài đặt thông số cho từng module rồi viết các dòng lệnh điều khiển các module cũng nh− điều khiển việc đo đạc.
Ví dụ minh hoạ của màn hình DasyLab
Tuy nhiên vì DASYLAB là 1 công cụ rất mạnh nên các ứng dụng của nó cũng mang tính tổng quát, kết quả của nó thông th−ờng rất cô đọng và kết quả này th−ờng đ−ợc hiển thị ra màn hình đ−ới dạng bảng, đồ thị, hay l−u vào file cơ sở dữ liệu. Và mỗi lần thực hiện 1 phép đo thì dữ liệu đ−ợc l−u d−ới dạng 1 file riêng biệt.
Ngoài ra việc thêm các thông tin khác đi kèm phép đo theo thời gian, vị trí, … th−ờng mất rất nhiều thời gian và th−ờng phải nhập thủ công vào từng khối module riêng lẻ nên gây rất nhiều khó khăn cho ng−ới thực hiện đo cũng nh−
ng−ời xử lý kết quả đo. Hơn nữa với việc thực hiện nh− vậy sẽ tốn rất nhiều thời gian, công sức, tài chính cũng nh− dễ gây nhầm lẫn trong quá trình đo.
II. Mục tiêu của phần mềm tính toán
+Tích hợp kết quả của nhiều phép đo thành 1 file dữ liệu duy nhất: Đây là mục tiêu số 1, bởi với mỗi mô hình đo chúng ta cần đo rất nhiều phép đo. Nếu mỗi phép đo nằm trên 1 file dữ liệu thì sau khi kết thúc việc đọc lại các kết quả đo rất khó khăn, mất thời gian và dễ nhầm lẫn hoặc mất mát dữ liệu.
+ Nhập đ−ợc các thông số cần thiết trong quá trình đo: Vì trong quá trình đo với mỗi điểm đo chúng ta cần nhập địa chỉ của điểm đo đó, các thông số bên ngoài liên quan, vv…Các thông số này phải đi kèm với file chứa kết quả của phép đo đó.
+Thao tác thực hiện phép đo nhanh, tiện lợi, ít gây nhầm lẫn và có thể đo lại bất cứ phép đo nào khi cần thiết.
+Việc in ra báo cáo phải tự động, File báo cáo là file thông dụng nh− Word hay Exel.
Đ.v.2. Phần mềm kết nối nhiều đầu đo áp lực và vận tốc dòng chảy
1. Lựa chọn cấu hình và kết nối các module trong DASYLAB
a. Đo l−u tốc (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Chúng ta thiết lập 5 mô hình với từng chức năng cụ thể nh− sau:
Mô hình LOAD_PARA: Dùng để nhập các thông số cơ bản của phép đo nh−: Tên mô hình, tỷ lệ, ph−ơng án, l−u l−ợng dòng chảy, Z th−ợng l−u, Z hạ l−u, đơn vị đo, số kênh đo. Ngoài ra còn có l−a chọn cho ng−ời dùng đo phép đo mới hay tiếp tục phép đo đang đo dở:
Giao diện ng−ời dùng:
Mô hình INPUT: Mô hình này dùng để nhập các thông số của từng điểm đo nh−: mặt cắt, thuỷ trực, điểm đo, ... Ngoài ra còn có thêm các chức năng nh−: ghi lại kết quả đo vào file (tránh tình trạng mất dữ liệu giũa chừng do các nguyên nhân khách quan hay chủ quan). Đo lại kết quả đo của bất cứ phép đo nào, hiển thị thông tin của phép đo mới nhất cũng nh− câc thông tin chung của mô hình.
Mô hình trong DasyLab:
Giao diện ng−ời dùng:
Mô hình đo MODEL: Đây là Module chính thực hiện việc đo và kết xuất dữ liệu ra file. Module này sẽ l−u trữ kết quả đo d−ới dạng bảng, hoặc cả bảng và đò thị của phép đo.
Giao diện ng−ời dùng:
Ngoài ra còn có thêm một mô hình nữa thực hiện các phép đo lại. Mô hình này khác biệt một chút so với mô hình MODEL.
b. Đo áp lực
T−ơng tự nh− mô hình đo l−u tốc nh−ng có sự khác biệt: thay vì thực hiện cho việc chon lựa tối đa 04 đầu đo l−u tốc (t−ơng đ−ơng với 08 tr−ờng dữ liệu) chúng ta chỉ lấy dữ liệu của 04 đầu đo áp lực và kết quả xử lý có một chút khác biệt cũng nh− việc phải đ−a ra đồ thị của phép đo.
Đ.v.3. ứng dụng
Phần mềm kết nối đầu đo đã đ−ợc thử nghiệm, ứng dụng đo cho các mô hình thủy lợi, thủy điện: Minh L−ơng, Đam’Bri, Khe bố, Tả Trạch.
Ch−ơng VI kết luận chung
ĐVI.1.kết luận
I. Phía Việt Nam
Qua 2 năm thực hiện nghị định th− với Trung Quốc về đề tài:“Hợp tác nghiên cứu và phát triển mô hình vật lý thí nghiệm công trình đầu mối và hệ thống điều khiển đo đạc tự động trong phòng thí nghiệm”, chúng tôi xin nêu tóm tắt những kết quả đã đạt đ−ợc theo nội dung đ−ợc duyệt nh− sau:
1. Lần đầu tiên xây dựng và đ−ợc ban hành: “Tiêu chuẩn thí nghiệm mô hình thủy lực công trình đầu mối thủy lợi” ở Việt Nam. hình thủy lực công trình đầu mối thủy lợi” ở Việt Nam.
Tiêu chuẩn quy định nội dung, ph−ơng pháp thí nghiệm mô hình thủy lực công trình đầu mối thủy lợi, thủy điện. Là cơ sở đ−a công tác thí nghiệm mô hình theo quy trình, thống nhất giữa các phòng thí nghiệm mô hình vật lý.
2. Lần đầu tiên ở Việt Nam nghiên cứu trên mô hình vật lý về: dòng l−u tốc cao, hiện t−ợng hàm khí, khí thực và xả lũ thi công qua đập xây dựng dở. cao, hiện t−ợng hàm khí, khí thực và xả lũ thi công qua đập xây dựng dở.
3. Xây dựng đ−ợc phần mềm kết nối nhiều đầu đo đo l−u tốc, áp lực trên mô hình. Tiến độ thí nghiệm nhanh hơn là cơ sở ban đầu hiện đại hóa hệ thống mô hình. Tiến độ thí nghiệm nhanh hơn là cơ sở ban đầu hiện đại hóa hệ thống đo đạc ở mô hình.
4. Tiếp thu, học tập đ−ợc ph−ơng pháp: tính toán thủy lực xác định mặt cắt tràn dạng mới WES, tính toán mô hình hóa vật liệu t−ơng tự ở mô hình, tính toán tràn dạng mới WES, tính toán mô hình hóa vật liệu t−ơng tự ở mô hình, tính toán xả lũ dẫn dòng thi công qua đập xây dựng dở đem lại hiệu quả kinh tế kỹ thuật.
Đạt đ−ợc những kết quả trên đ∙ mang lại nhiều ý nghĩa khoa học và thực tiễn.
+ Về ý nghĩa khoa học