Theo số liệu thí nghiệm mô hình [9] ta có lưu tốc đặc trưng tại hàng mố tiêu năng thứ hai là VĐT = 5,32 m/s << Vng = 14,50 m/s (ứng với bêtông M30). Do đó sẽ không xảy ra hiện tượng khí thực tại hàng mố tiêu năng thứ hai và không cần bố trí bộ phận tiếp khí cho hàng mố tiêu năng này.
3.3.2. Nhận xét:
Từ kết quả tính toán ở trên, hệ thống ống dẫn khí cho các mố tiêu năng với các kích thước như sau: Ba x ta = (3,8 x 1,0)m; d2 = 0,8m; d3 = 0,25m sẽ giải quyết được hiện tượng khí thực tại các mố tiêu năng sau đập tràn, giúp cho các mố tiêu năng này làm việc bình thường.
3.4. Kết luận Chương 3.
Từ kết quả kiểm tra khả năng khí hóa, khí thực tại các bộ phận trong bể tiêu năng thì ta thấy phần lớn các bộ phận trong bể tiêu năng (mố tiêu năng, bản đáy và tường bên bể tiêu năng) sẽ bị xâm thực trong quá trình vận hành, chỉ trừ khu vực từ sau hàng mố tiêu năng thứ hai đến cuối bể tiêu năng. Việc tính toán thiết kế hệ thống ống dẫn khí cho các mố tiêu năng với kích thước như trên đã giải quyết được hiện tượng khí thực tại các mố tiêu năng sau đập tràn, đảm bảo quá trình vận hành bình thường của đập tràn. Tuy nhiên, theo quy phạm [1] quy định thì đối với đập
tràn hồ Nước Trong là công trình cấp II, vì vậy các kết quả tính toán thiết kế bộ phận tiếp khí cần phải được chính xác hóa thông qua thí nghiệm mô hình thủy lực.
CHƯƠNG 4:
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1. Các kết luận rút ra từ kết quả nghiên cứu.
Trong luận văn này tập trung nghiên cứu hiện tượng khí thực tại mố tiêu năng sau đập tràn cao, áp dụng cho đập tràn Nước Trong. Từ các kết quả nghiên cứu, có thể rút ra được các kết luận sau:
1. Dòng chảy qua các đập tràn cao và bộ phận tiêu năng của nó có thể gây ra các tác động thủy lực bất lợi như khí thực, hàm khí và thoát khí, sóng xung kích, tải trọng động... làm cho công trình bị hư hỏng, dẫn đến sự cố. Trong số các tác động nêu trên thì khí thực là dạng phá hoại nguy hiểm, nhất là khi đập tràn cao, lưu tốc dòng chảy trên mặt tràn và đầu bể tiêu năng có giá trị lớn. Dạng phá hoại này gần đây đã được phát hiện tương đối nhiều ở các đập tràn lớn tại Việt Nam.
2. Điều kiện để dẫn đến khí thực là tại bộ phận công trình có khí hóa đủ mạnh, duy trì trong thời gian đủ dài và vật liệu có độ bền nhỏ hơn ngưỡng xâm thực. Trong thiết kế công trình tháo nước có thể thông qua tính toán để kiểm tra khả năng khí hóa, khả năng khí thực và thiết kế các biện pháp công trình chống khí thực.
3. Khả năng khí hóa tại các bộ phận công trình được kiểm tra theo công thức chung (2-6). Đối với các mố tiêu năng sau đập tràn thì giá trị của K và Kpg được xác định theo các công thức, bảng tra và đồ thị nêu ở mục 2.2 của luận văn này.
Khả năng khí thực tại các bộ phận công trình có thể kiểm tra theo công thức (2-11), trong đó trị số lưu tốc cục bộ Vy xác định theo tính toán hoặc thí nghiệm mô hình, còn trị số lưu tốc ngưỡng Vng phụ thuộc vào loại vật liệu và mức độ hàm khí trong nước.
4. Có thể áp dụng nhiều giải pháp khác nhau để phòng khí thực. Tuy nhiên, đối với các mố tiêu năng sau đập tràn cao thì giải pháp dẫn không khí vào vùng tách dòng để làm tăng hàm lượng không khí ở lớp sát thành của dòng chảy là hợp lý và khả thi nhất.
5. Tính toán thiết kế bộ phận tiếp khí để phòng khí thực cho các mố tiêu năng bao gồm tính toán lưu lượng thông khí cần thiết, bố trí và tính toán kích thước các ống thông khí, kiểm tra và khống chế độ chân không trong các buồng khí. Các nội dung tính toán cụ thể được trình bày trong mục 2.5.3 của luận văn này.
6. Tính toán áp dụng cho mố tiêu năng sau đập tràn Nước Trong, Luận văn đã xác định được như sau:
− Kết cấu bể tiêu năng cùng với các hàng mố bố trí trong đó do tư vấn thiết kế đề nghị (phương án đã sửa đổi sau khi thí nghiệm mô hình) là đảm bảo điều kiện tiêu năng, tạo ra dòng chảy êm ở hạ lưu đập tràn Nước Trong. Tuy nhiên, khi tràn làm việc, tại các mố tiêu năng sẽ xuất hiện khí hóa mạnh, dẫn đến khí thực. Nếu không có biện pháp công trình để phòng khí thực thì sau một thời gian khai thác, tại các mố này cũng như khu vực đáy và thành bên bể gần với mố sẽ bị xâm thực, hư hỏng.
− Giải pháp phòng khí thực hợp lý cho bể tiêu năng của tràn Nước Trong là làm hệ thống ống tiếp khí vào hàng mố thứ nhất trong bể bao gồm 2 ống thông khí chính bố trí ở 2 tường bên có kích thước mặt cắt Baxta = 3,8x1,0 m2. Từ ống thông khí chính sẽ làm các ống nhánh đi đến từng mố tiêu năng; ống nhánh có mặt cắt hình tròn đường kính d2 = 0,8m. Trên thành ống nhánh bố trí các lỗ thông khí đến mặt trên, 2 bên và mặt sau của mố tiêu năng, kích thước các lỗ thông này là d3 = 0,25m.
− Do đập Nước Trong là công trình cấp II nên theo tiêu chuẩn quy định, các kết quả tính toán này cần được kiểm chứng thông qua thí nghiệm mô hình.
7. Đối với các đập tràn cao, lưu tốc dòng chảy ở đầu khu vực bể tiêu năng (gần mặt cắt C-C) có trị số lớn, khả năng gây ra khí thực là rất lớn. Việc áp dụng các giải pháp phòng khí thực có thể sẽ khá tốn kém. Vì vậy cần cân nhắc, lựa chọn giải pháp tiêu năng hợp lý, chẳng hạn so sánh thêm với các phương án không làm mố tiêu năng (khi đó kích thước bể phải tăng lên), phương án tiêu năng bằng mũi phun ...
4.2. Những vấn đề còn tồn tại.
Bên cạnh các kết quả đã đạt được như trên, trong luận văn vẫn còn những vấn đề tồn tại như sau:
1. Luận văn mới chỉ xem xét khả năng khí hóa và khí thực trên các mố tiêu năng của đập tràn Nước Trong do tư vấn thiết kế đề nghị mà chưa xem xét đề xuất các dạng mố khác có thể giảm được khả năng khí thực mà vẫn đạt được hiệu quả tiêu năng nhất định.
2. Như trên đã nói, các giải pháp phòng khí thực cho mố tiêu năng của đập tràn Nước Trong được đề nghị trên đây chỉ mới trên cơ sở tính toán. Phần thí nghiệm mô hình để kiểm chứng chưa thực hiện được. Đây là công việc khó, đòi hỏi phải có chủ trương đầu tư của các cơ quan quản lý.
3. Đối với các đập tràn cao như tràn Nước Trong thì ngoài nội dung kiểm tra khí thực ở mố tiêu năng, cũng cần phải kiểm tra khả năng khí thực và tính toán phòng khí thực ở các bộ phận khác như mặt tràn, khe van ...
4.3. Một số kiến nghị.
1. Công trình Nước Trong là một công trình lớn. Vì vậy trong thiết kế và xây dựng cần đảm bảo các tiêu chí an toàn và bền lâu. Những giải pháp phòng khí thực cho mố tiêu năng tràn Nước Trong nêu ở luận văn này đã được tính toán kỹ theo các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành, trong đó có tiêu chuẩn hướng dẫn tính toán khí thực 14TCN 198-2006. Vì vậy đề nghị các cơ quan quản lý cho xem xét áp dụng.
2. Việc bố trí các thí nghiệm để kiểm chứng số liệu về hàm khí, khí hóa, khí thực hiện nay đang có nhiều khó khăn do thiếu thiết bị và phương pháp mô hình hóa các hiện tượng này. Vì vậy giải pháp tốt nhất là tiến hành quan trắc trên công trình thực tế. Do đó trong thiết kế và xây dựng, đề nghị các cơ quan quản lý cho bổ sung hệ thống thiết bị quan trắc các vấn đề hàm khí, khí hóa và khí thực tại khu vực lân cận mố tiêu năng. Các số liệu quan trắc này sẽ rất có ích cho việc tính toán thiết kế các công trình tương tự.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1.Bộ Nông nghiệp và PTNT (2007), Công trình thủy lợi – Các công trình tháo
nước. Hướng dẫn tính toán khí thực – 14TCN 198-2006.
2.Bộ Nông nghiệp và PTNT (1999), Quy phạm Thiết kế tràn xả lũ SDJ 341-89
(bản dịch từ tiếng Trung Quốc), Hà Nội.
3.Bộ Nông nghiệp và PTNT, Thủy lợi Việt Nam, những thành tựu và định
hướng phát triển.
4.Nguyễn Chiến (1993), Hiện tượng xâm thực khí thực trên một số công trình
thủy lợi ở Việt Nam, Tuyển tập báo cáo Hội nghị cơ học toàn quốc, Hà
Nội.
5.Nguyễn Chiến (2003), Tính toán khí thực các công trình thủy lợi, NXB Xây dựng, Hà Nội.
6.Nguyễn Chiến (2010), Về tính toán kiểm tra khí thực các thiết bị tiêu năng
sau đập tràn cao, áp dụng cho tràn Nước Trong, Nội san Tư vấn Xây
dựng Thủy lợi, Tổng công ty Tư vấn Xây dựng Thủy lợi Việt Nam. 7.Tính toán thủy lực các công trình tháo nước – Sổ tay chuyên môn (1988),
NXB Năng lượng Nguyên tử, Matxcơva (bản tiếng Nga).
8.Tổng Công ty Tư vấn Xây dựng Thủy lợi Việt Nam (2009), Hồ sơ Thiết kế
kỹ thuật công trình hồ Nước Trong.
9.Trần Quốc Thưởng (2008), Báo cáo kết quả thí nghiệm mô hình thủy lực
công trình xả nước hồ Nước Trong.
10. Viện nghiên cứu thủy lợi toàn liên bang VNIIG (1976), Hướng dẫn tính
toán khí thực khi thiết kế các công trình thủy lợi (bản tiếng Nga), NXB
Xây dựng, Lêningrad.
Tiếng Anh
11. The World Commission on Dam. Dam and development. Earthscan Publications Ltd, London and Sterling, VA, November 2000.