a. Nguyờn lý hoạt động:
Nƣớc tràn qua đỉnh đập, gõy xúi mỏi hạ lƣu và từ đú thõn đập đất trờn ngƣỡng tràn sự cố sẽ tự vỡ.
b. Đặc điểm kết cấu
Đập đƣợc thiết kế ở phớa hạ lƣu, trong lũng dẫn hở, tạo ra một ngƣỡng tràn cứng cú cao trỡnh thƣờng cao hơn mực nƣớc dõng bỡnh thƣờng (MNDBT), trờn nú ta đắp một đập đất bằng vật liệu đồng chất đỉnh đập lớn hơn hoặc bằng MNLTK (hỡnh 3-2). Khi cú lũ thiết kế vƣợt thiết kế đập đất cú thể tự vỡ hoặc cú biện phỏp cụng trỡnh gõy vỡ đập nhƣ: gia tải bằng nƣớc, dẫn xúi hoặc nổ mỡn.
NEN éAT éA TU NHIEN
éINH éAP CHO PHEP VO
GIA CO éAU TRAN
éINH éAP CHAN
MNL THIET KE
Hỡnh 3-2: Tràn sự cố kiểu đập đất để gõy vỡ hoặc tự do
+ Đỉnh đập đất tự vỡ thấp hơn cao trỡnh mực nƣớc khống chế thƣợng lƣu (vớ dụ mực nƣớc khống chế thƣợng lƣu là từ MNDBT đến MNLKT)
+ Với đập đất tự vỡ cú chiều cao lớn thỡ đập gồm 2 phần: phần thƣợng lƣu đảm bảo điều kiện chống thấm, giữ ổn định, khi chƣa cú lũ vƣợt thiết kế, phần hạ lƣu giữ ổn định cho cả đập khi chƣa cú nƣớc tràn qua đỉnh đập. Nhƣng khi cú nƣớc
Nguyễn Nhõn Quõn Cao học khúa 17 – ĐHTL Hà Nội
47
tràn qua thỡ dễ gõy xúi từ nhỏ rồi vựng xúi lớn dần và đập vỡ. Khối hạ lƣu thƣờng là lăng trụ cỏt. Vớ dụ nhƣ tràn sự cố thuỷ điện sụng Hinh
+ Với đập đất trờn ngƣỡng tràn cú chiều cao nhỏ thỡ đập chỉ là một khối (nhƣ tràn sự cố ở hồ Easoup thƣợng. Khi nƣớc tràn qua đỉnh đập, sẽ gõy xúi dần mỏi đập và dẫn đến vỡ đập.
Thiết bị bảo vệ mỏi hạ lƣu thớch ứng đảm bảo nhiệm vụ vỡ khi cú nƣớc tràn qua, nhƣng lại khụng bị xúi mũn gõy hỏng mỏi
c. Ưu điểm
- Đơn giản, tiện cho vận hành.
- Cú thể thiết kế vỡ từng đoạn theo mức độ cần thỏo xả khẩn cấp khỏc nhau. - Việc phục hồi đập tạm trờn ngƣỡng sau xả lũ khụng cú khú khăn gỡ.
d. Nhược điểm
- Sau nhiều năm khụng sử dụng thõn đập chặt, mỏi đập cỏ cõy mọc nhiều vỡ vậy khi nƣớc tràn qua với lớp chảy mỏng khú cú thể gõy vỡ đập đƣợc.
Vị trớ vỡ, phạm vi vỡ cú tớnh ngẫu nhiờn khụng khống chế đƣợc.
Để khắc phục nhƣợc điểm này, ngƣời ta làm đƣờng dẫn xúi trờn mặt đập xuống mỏi hạ lƣu (thƣờng là rónh)
e. Điều kiện ỏp dụng
Dựng với địa hỡnh cú yờn ngựa thấp, nhƣng khụng quỏ rộng để làm tràn tự do và nền tƣơng đối tốt (vỡ khi đú cột nƣớc tràn, lƣu tốc dũng chảy khụng nhỏ). Với những hồ chứa đó xõy dựng tràn sự cố tự do dạng đỉnh rộng nhƣng chƣa đảm bảo thỏo lũ cú thể dựng dạng này để thay thế.
Hỡnh 3-3 là tràn sự cố kiểu nƣớc tràn qua đỉnh đập gõy vỡ của Hồ chứa nƣớc Nam Sơn - Triết Giang - Trung Quốc.
Nguyễn Nhõn Quõn Cao học khúa 17 – ĐHTL Hà Nội
48
Hỡnh 3-3. Tràn sự cố kiểu tự vỡ ở Hồ Nam Sơn - Triết Giang - Trung Quốc 1. Ngưỡng tràn sau khi phần đất phớa trờn xúi vỡ.
2. Trường chống thấm bằng đất sột (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3. Khối cỏt 4. Đường dẫn xúi 5. Mỏng dẫn xúi f. Nguyờn lý tớnh toỏn
Phõn tớch dạng đƣờng quỏ trỡnh xả lũ kết hợp tràn chớnh là tràn tự do (hoặc tràn cú cửa van) và tràn sự cố kiểu nƣớc tràn qua đỉnh đập gõy vỡ
Quỏ trỡnh lũ đến Q~t cú thể chia làm cỏc thời khoảng :
t1: thời điểm đầu của quỏ trỡnh lũ. Mực nƣớc trong hồ là MNDBT. Là thời điểm tràn chớnh bắt đầu làm việc. Tràn chớnh cú nhiệm vụ nhiệm vụ điều tiết mực nƣớc trong hồ:
Nếu là tràn tự do đƣợc tớnh theo cụng thức :
Qxả = Qc = m1.ε1.BC. 2 .g H13/2 (3-1) Nếu là tràn cú cửa van đƣợc tớnh theo cụng thức
Q = 1mBa 2 (g Ho a) (3-2)
t2 : thời điểm tràn sự cố bắt đầu làm việc . Trong khoảng thời gian t1ữt2 chỉ tràn chớnh làm việc. Mực nƣớc bắt đầu dõng từ MNDBT
Nguyễn Nhõn Quõn Cao học khúa 17 – ĐHTL Hà Nội
49
t3: thời điểm mực nƣớc lũ lớn nhất Zmax . Trong khoảng thời gian từ t2ữt3 cả tràn chớnh và tràn sự cố cựng làm việc. Khi đú lƣu lƣợng xả tổng cộng tớnh theo cụng thức (3-1) hoặc (3-2)
t4: thời điểm mực nƣớc hạ xuống MNLKT. Thời đoạn t3ữt4 trạng thỏi làm việc của hai tràn giống nhƣ thời đoạn trƣớc, nhƣng mực nƣớc hồ đang giảm dần theo thời gian.
t5: thời điểm mực nƣớc hạ đến MNDBT trạng thỏo làm việc trong thời đoạn t4ữt5 giống t1ữt2