Sau khi xỏc định được lưu lượng thỏo qua đập đang xõy dựng, việc xỏc định diễn biến lưu tốc dọc theo dũng chảy và lưu tốc lớn nhất rất cần thiết đề cú biện phỏp gia cố đối với đập đỏ đổ để đảm bảo dẫn dũng qua đập đang xõy dựng được an toàn. Cỏc giỏ trị lưu tốc ở đõy được tớnh toỏn trung bỡnh cho toàn bộ mặt cắt, khỏi niệm lưu tốc lớn nhất được dựng ở đõy cũng được hiểu là lưu tốc trung bỡnh lớn nhất.
Để tớnh toỏn được lưu tốc tại vị trớ mặt cắt cuối dốc nước và mỏi hạ lưu đập, sử dụng phương trỡnh Bernoulli cho dũng nguyờn tố chất lỏng thực chảy ổn định Hỡnh 2.8 [38].
z + h . cosθ +p γ + v 2g = z + h . cosθ + p γ + v 2g+ h (2-14) Giỏ trị p1 và p2 gần như nhau, nờn phương trỡnh Bernoulli được viết lại như sau:
z + h . cosθ + v
2g = z + h . cosθ +
v
Hỡnh 2.8. Biến thiờn năng lượng dũng chảy ổn định khi viết phương trỡnh Bernoulli Trong đú: z1, z2. Chờnh cao từ mặt cơ sở đến đỏy mặt cắt 1-1 và 2-2; h1, h2. Độ sõu dũng chảy tại mặt cắt 1-1 và 2-2; p1, p2. Áp suất tại mặt cắt 1-1 và 2-2; v1, v2. Lưu tốc
tại mặt cắt 1-1 và 2-2; . gúc giữa phương thẳng đứng và phương vuụng gúc với dốc nước; hw. tổn thất dọc đường
Lưu tốc v2 được xỏc định theo phương phỏp vẽ đường mặt nước bằng phương phỏp sai phõn theo phương trỡnh (2-16)
∆E
∆l = i − j (2-16)
Trong đú:
l: Khoảng cỏch giữa hai mặt cắt i và i+1 E: Chờnh lệch tỷ năng giữa 2 mặt cắt i và i+1
∆E = E − E = h . cosθ +v
2g − h . cosθ +
v
2g (2-17)
i: độ dốc của mặt tràn
jtb: giỏ trị trung bỡnh của độ dốc ma sỏt trong đoạn i và i+1
j =1 2 v C R + v C R (2-18)
Giả thiết cỏc giỏ trị hi+1 < hi, ta tỡm được khoảng cỏch l giữa hai mặt cắt i và i +1, tiếp tục tớnh toỏn đến khi ∑ l bằng chiều dài dốc nước.
Khi dẫn dũng qua đập đỏ đổ đang xõy dựng, cỏc thụng số ảnh hưởng lớn đến lưu tốc lớn nhất Vmax là lưu lượng đơn vị chảy qua đập đang xõy dựng (q), chiều dài dốc nước (L) tớnh từ sau ngưỡng tràn, hệ số mỏi dốc của dốc nước (m), chờnh lệch độ cao cuối dốc nước so với mực nước hạ lưu (H2). Sơ đồ tớnh toỏn như Hỡnh 2.9.
Hỡnh 2.9. Sơ đồ tớnh toỏn thủy lực qua đập đỏ đổ đang xõy dựng
Đối với dẫn dũng qua đập đỏ đổ đang xõy dựng, tỷ lệ chiều rộng so với chiều sõu dũng chảy ≥ 10 lần nờn tớnh toỏn thủy lực quy về bài toỏn phẳng.
Giỏ trị cột nước đầu dốc nước lấy bằng hk khi chảy từ đỉnh đập tràn xuống dốc nước.
h = α. q
g
(2-19)
Từ đú tớnh được lưu tốc đầu dốc nước
v = q
h (2-20)
Chia dốc nước ra thanh 20 đoạn, chia phần mỏi hạ lưu thành 5 đoạn để tớnh toỏn. Từ lưu tốc và cột nước tại đầu dốc nước, vẽ đường mặt nước và tỡm giỏ trị lưu tốc lớn nhất Vmax ở mỏi hạ lưu.
Luận ỏn lập chương trỡnh tớnh toỏn lưu tốc lớn nhất khi dẫn dũng qua đập đỏ đổ đang xõy dựng, chi tiết được trỡnh bày ở mục 3.3.1 .