a. Phương ỏn 1: Mở rộng tràn sự cố đang sử dụng để tăng khả năng thỏo
a1. Phõn tớch dạng đường quỏ trỡnh xả lũ kết hợp giữa tràn chớnh là tràn cú cửa van kết hợp với tràn sự cố kiểu tự do đỉnh rộng
Quỏ trỡnh lũ đến Q~t đó đƣợc lý luận trong chƣơng 3 với phƣơng ỏn chọn sự cố kiểu tự do
a2. Bài toỏn ỏp dụng: xỏc định chiều rộng tràn sự cố cần mở rộng khi tràn chớnh đó xõy dựng để xả lũ vượt thiết kế
Cỏc bƣớc tớnh toỏn
- Giả thiết cỏc giỏ trị Btràn sự cố , tớnh toỏn điều tiết lũ với sự kết hợp tràn chớnh và tràn sự cố.
- Xỏc định đƣợc mực nƣớc lũ trong hồ tƣơng ứng với cỏc giỏ trị Btràn sự cố giả thiết.
- Lập quan hệ Btràn sự cố MNL(mực nƣớc lũ) ứng với MNL = MNLKC ta cú Btràn sự cố hợp lý.
a3. Dữ kiện tớnh toỏn
- Tần suất tớnh toỏn: lũ P=0,1%
- Mực nƣớc lũ khống chế (MNLKC): chọn MNLKC bằng MNLTK tớnh lại: 77,48m
- Cao trỡnh ngƣỡng tràn sự cố: Zngƣỡng: 77m
a4. Tớnh toỏn thuỷ lực tràn
- Quỏ trỡnh xả lũ xỏc định nhƣ sau:
+ Tràn chớnh: là tràn cú cửa van kiểu Ofixerop: lƣu lƣợng xả qua tràn chớnh qtc theo cụng thức (3-2).
Nguyễn Nhõn Quõn Cao học khúa 17 – ĐHTL Hà Nội 74 + Tràn sự cố: là tràn tự do, khụng ngƣỡng: Qsc tớnh theo cụng thức (3-4). i , mi : hệ số co hẹp và hệ số lƣu lƣợng. Tràn chớnh: 1 = 0,98; m1=0,47
Tràn sự cố: thực ra là loại kờnh đào trong nền đất đỏ tự nhiờn:
); ( s t B b f với Bt là bề rộng tràn nƣớc, Bs là bề rộng sụng thƣợng lƣu; m: phụ thuộc vào hỡnh dạng, loại đập. Nờn: 2 = 1,0; m2=1,0.
Từ cỏc phƣơng trỡnh (3-2), (3-3), (3-4), tớnh thử dần với cỏc giỏ trị Bsc cho ta kết quả ở bảng 4-5.
Bảng 4-5:Kết quả tớnh toỏn tràn sự cố kiểu tự do
thụng số Chiều rộng tràn sc Bsc(m) Cao trỡnh ngƣỡng tràn Zngƣỡng(m) C. trỡnh đỉnh đập trờn ngƣỡngZđỉnh (m) Mực nƣớc lớn nhất Zmax(m) Tần suất P0,1% 90 77 77 77.79
b.Phương ỏn 2: Tràn sự cố kiểu nước tràn qua đỉnh đập gõy vỡ
b1. Phõn tớch dạng đường quỏ trỡnh xả lũ kết hợp giữa tràn chớnh là tràn cú cửa van kết hợp với tràn sự cố kiểu nước tràn qua đỉnh đập gõy vỡ
Quỏ trỡnh lũ đến Q~t đó đƣợc lý luận trong chƣơng 3 với phƣơng ỏn chọn sự cố kiểu nƣớc tran qua đỉnh đập gõy vỡ
b2. Bài toỏn ỏp dụng: xỏc định chiều rộng tràn sự cố cần mở rộng khi tràn chớnh đó xõy dựng để xả lũ vượt thiết kế
Cỏc bƣớc tớnh toỏn
- Giả thiết cỏc giỏ trị Btràn sự cố , tớnh toỏn điều tiết lũ với sự kết hợp tràn chớnh và tràn sự cố.
- Xỏc định đƣợc mực nƣớc lũ trong hồ tƣơng ứng với cỏc giỏ trị Btràn sự cố giả thiết.
Nguyễn Nhõn Quõn Cao học khúa 17 – ĐHTL Hà Nội 75 - Lập quan hệ Btràn sự cố MNL(mực nƣớc lũ) ứng với MNL = MNLKC ta cú Btràn sự cố hợp lý. b3. Dữ kiện tớnh toỏn - Tần suất tớnh toỏn: lũ P=0,1% - Mực nƣớc lũ khống chế (MNLKC): chọn MNLKC bằng MNLTK: 77,48m - Cao trỡnh ngƣỡng tràn sự cố: Zngƣỡng: 76.8m, cao trỡnh đỉnh tràn: Zđỉnh=77.4m b4. Tớnh toỏn thuỷ lực tràn
Bỏ qua thời gian nƣớc tràn qua đỉnh đập cho đến khi đập vỡ, mà coi nhƣ khi mực nƣớc thƣợng lƣu đạt đến mực nƣớc làm việc thỡ tràn sự cố vỡ ngay.
+ Tràn chớnh: là tràn cú cửa van kiểu Ofixerop: lƣu lƣợng xả qua tràn chớnh qtc theo cụng thức (3-2). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Tràn sự cố: là tràn đỉnh rộng: qsc tớnh theo cụng thức (3-4). i , mi : hệ số co hẹp và hệ số lƣu lƣợng.
Tràn chớnh: 1 = 0,98; m1=0,47
Tràn sự cố: là tràn đỉnh rộng nờn lấy gần đỳng theo cumin: m2=0,36; hệ số co hẹp ( t ) s b f B =1. Từ cỏc phƣơng trỡnh (3-2), (3-3), (3-4), tớnh thử dần tỡm đƣợc Bsc hợp lý và cho ta kết quả ở bảng 4-6
Bảng 4-6. Kết quả tớnh toỏn tràn sự cố kiểu nước tràn qua đỉnh đập gõy vỡ.
thụng số Chiều rộng tràn sc Bsc (m) Cao trỡnh ngƣỡng tràn Zngƣỡng (m) C. trỡnh đỉnh đập trờn ngƣỡngZđỉnh (m) Mực nƣớc lớn nhất Zmax (m) Tần suất P=0,1% 160 76.8 77.48 77.8 .
Nguyễn Nhõn Quõn Cao học khúa 17 – ĐHTL Hà Nội
76
Ngƣỡng tràn đƣợc gia cố bằng đỏ xõy M100#, dày 40cm, chiều dài gia cố là 5.5m.
Chiều rộng đỉnh đập đất trờn ngƣỡng tràn chọn cấu tạo: bđỉnh=1,0m; hệ số mỏi thƣợng hạ lƣu đập : mt=mh=1,75. Mỏi thƣợng lƣu gia cố bằng tấm bờ tụng dày 10cm. Chõn hạ lƣu đập bố trớ lăng trụ cỏt cú b=0,5m, mỏi trong m= 1,5, mỏi ngoài m=2,5, cao trỡnh đỉnh 77.1 m .
Trờn đập cú bố trớ rónh dẫn xúi mặt cắt hỡnh thang b x h = 10x15cm, mỏi m=1,0 để tạo vỡ mỏi hạ lƣu dẫn đến vỡ hoàn toàn đập trờn ngƣỡng khi mực nƣớc lún hơn cao trỡnh đỉnh đập 77,48m.
Đập đƣợc phõn thành 4 khoang, 2 khoang cú bề rộng mỗi khoang là 40m; 2 khoang cũn lại mỗi khoang rộng 39,4m; tƣờng chắn giữa cỏc khoang bằng đỏ xõy dày 40cm.
c6. Tiờu năng sau tràn: năng lƣợng dũng chảy qua tràn sự cố sẽ tiờu hao một
Hỡnh 4-1: Mặt cắt ngang đập tràn sự cố kiểu nước tràn qua đỉnh đập đất gõy vỡ
phần trờn ngƣỡng tràn, cũn lại sẽ đổ qua sƣờn dốc tự nhiờn vào lƣu vực khỏc.
c. Phương ỏn 3: tràn sự cố kiểu nổ mỡn c1. Phõn tớch dạng đường quỏ trỡnh xả lũ kết hợp tràn chớnh là tràn tự do và tràn sự cố kiểu nổ mỡn 3.05 2.15 15 25 15 25 Lát tấm bêtông dày 10cm 50 100 m=1.75 k=1.65T/m3 Đất đắp 77.48 m=1 .75 25 77.10 76.8 m=2 .5
Nguyễn Nhõn Quõn Cao học khúa 17 – ĐHTL Hà Nội
77
Quỏ trỡnh lũ đến Q~t đó đƣợc lý luận trong chƣơng 3 với phƣơng ỏn chọn sự cố kiểu nƣớc kiểu nổ mỡn
c2. Bài toỏn ỏp dụng: xỏc định chiều rộng tràn sự cố, khi tràn chớnh đó xõy dựng để xả lũ vượt thiết kế.
- Cỏc bƣớc tớnh:
Giả thiết cỏc giỏ trị Btràn sự cố , tớnh toỏn điều tiết lũ với sự kết hợp tràn chớnh và tràn sự cố.
Xỏc định đƣợc mực nƣớc lũ trong hồ tƣơng ứng với cỏc giỏ trị Btràn sự cố giả thiết. Lập quan hệ Btràn sự cố MNL(mực nƣớc lũ) ứng với MNL = MNLKC ta cú Btràn sự cố hợp lý. c3. Dữ kiện tớnh toỏn: - Tần suất tớnh toỏn: P = 0.1% - Mực nƣớc lũ khống chế (MNLKC): chọn lớn hơn MNLTK : 77.48m - Cao trỡnh ngƣỡng tràn: Zngƣỡng: 76.6m; cao trỡnh đỉnh tràn: Zđỉnh= 77.8m
c4. Tớnh toỏn thủy lưc tràn:
Bỏ qua thời gian nổ mỡn gõy vỡ, mà coi nhƣ khi mực nƣớc thƣợng lƣu đạt đến MNLV thỡ tràn sự cố vỡ ngay.
+ Tràn chớnh: là tràn cửa van kiểu Ofixerop: lƣu lƣợng xả qua tràn chớnh qtc theo cụng thức (3-2).
+ Tràn sự cố: là tràn đỉnh rộng: qsc tớnh theo cụng thức (3-4). i , mi : hệ số co hẹp và hệ số lƣu lƣợng.
Tràn chớnh: 1 = 0,98; m1=0,47
Tràn sự cố: là tràn đỉnh rộng nờn lấy gần đỳng theo cumin: m2=0,36; hệ số co hẹp ( t )
s
b f (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
B =1.
Từ cỏc phƣơng trỡnh (3-2), (3-3), (3-4), tớnh thử dần với cỏc giỏ trị Bsc và cho ta kết quả ở bảng 4-7.
Nguyễn Nhõn Quõn Cao học khúa 17 – ĐHTL Hà Nội
78
Bảng 4-7. Kết quả tớnh toỏn tràn sự cố kiểu nổ mỡn
thụng số Chiều rộng tràn sc Bsc (m) Cao trỡnh ngƣỡng tràn Zngƣỡng (m) C. trỡnh đỉnh đập trờn ngƣỡng Zđỉnh (m) Mực nƣớc lớn nhất Zmax (m) Tần suất P =0.1% 100 76.6 77.8 77.85 (Xem cựng với cỏc phụ lục ) . c5. Cấu tạo mặt cắt đập:
Ngƣỡng đập đƣợc gia cố bằng đỏ xõy với chiều dài L= 8.2 m. Chiều rộng đỉnh đập đất trờn ngƣỡng tràn chọn cấu tạo: bđỉnh=1,0m; hệ số mỏi thƣợng hạ lƣu đập: mt=mh=1,75. Mỏi thƣợng lƣu gia cố bằng đỏ lỏt khan dày 15cm, dƣới là lớp sạn sỏi dày 10cm.
Đập đƣợc phõn thành 2 khoang cú bề rộng mỗi khoang là 49.8m; tƣờng chắn giữa cỏc khoang bằng đỏ xõy dày 40cm.
Mỗi khoang đập bố trớ 10 hàng mỡn, khoảng cỏch giữa 2 hàng mỡn là 5m. mỗi hàng mỡn gồm 1 lỗ mỡn cú đƣờng kớnh lỗ d=63cm.
Hỡnh 4-2: mặt cắt ngang đập tràn sự cố kiểu nổ mỡn gõy vỡ c6. Tiờu năng sau tràn:
năng lƣợng dũng chảy qua tràn sự cố sẽ tiờu hao một phần trờn ngƣỡng tràn, cũn lại sẽ đổ qua sƣờn dốc tự nhiờn vào lƣu vực khỏc.
m=1.75 Đá lát khan dày 15cm Cát, sỏi dày 10cm 80 ống nhựa PVC, d=63mm 1.20 Đất đắp 25 k=1.65T/m3 100 77.8 100 m= 1.75 76.6 15 25 440 520 25 15
Nguyễn Nhõn Quõn Cao học khúa 17 – ĐHTL Hà Nội
79
Kết quả mực nƣớc lũ của hồ chứa cho cỏc phƣơng ỏn tràn sự cố đƣợc thống kờ trong bảng 4-8. Bảng 4-8. So sỏnh thụng số cỏc phương ỏn tràn cố và tràn hiện trạng Cỏc phƣơng ỏn Tần suất lũ (%) Bề rộng tràn chớnh(m) Bề rộng tràn sự cố(m) Cao trỡnh ngƣỡng tràn sự cố (m) Mực nƣớc lũ (m) tràn chớnh+tràn sự cố hiện cú 0.1 10 30 77 78.24 Tràn chớnh +Tràn sự cố kiểu tự do 0.1 10 90 77 77.79 Tràn chớnh +Tràn sự cố kiểu nƣớc tràn qua đỉnh gõy vỡ 0.1 10 160 76.8 77.8 Tràn chớnh +Tràn sự cố kiểu nổ mỡn 0.1 10 100 76.6 77.85 4.3.4. Phõn tớch chọn phương ỏn
a. Phƣơng ỏn 1: mở rộng tràn sự cố hiện cú (tràn tự do, đỉnh rộng) * Ƣu điểm :
- Loại tràn này thực chất là loại kờnh đào trong nền đất tự nhiờn, nờn cú kết cấu đơn giản, dễ thi cụng, tiện quản lý, tự động vận hành.
- Phự hợp với quy mụ hồ Thanh Lanh - Khối lƣợng đất đỏ đào nhỏ
- Khẩu độ tràn tăng nhỏ hơn 2 trƣũng hợp cũn lại nờn khối lƣợng đào đắp là ớt nhất. * Nhƣợc điểm:
- Cột nƣớc tràn nhỏ: Với Bsc= 90m thỡ mực nƣớc lớn nhất trong hồ là 77.79m (lớn hơn Mực nƣớc lũ kiểm tra của hồ chứa:77.48m).
Nguyễn Nhõn Quõn Cao học khúa 17 – ĐHTL Hà Nội
80
* Ƣu điểm :
- Đơn giản, tiện 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. * Nhƣợc 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.
- Với Bsc tối ƣu bằng 160m nhƣng mực nƣớc lớn nhất trong hồ (77.8m) vẫn lớn hơn Mực nƣớc lũ kiểm tra của hồ chứa (77.48m).
- Khẩu diện tràn cần mở rộng là lớn nhất nờn khối lƣợng đào đắp là lớn nhất
c. Phương ỏn 3: Tràn sự cố kiểu nổ mỡn
* Ƣu điểm : (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Chủ động và đảm bảo tớnh chắc chắn gõy vỡ đập. - Kết cấu khụng phức tạp.
2. Nhƣợc điểm:
- Phải bảo quản thuốc nổ, quản lý bảo dƣỡng lỗ mỡn. - Yờu cầu an toàn, kỹ thuật cao.
- Phụ thuộc vào chủ quan ngƣời quản lý.
Từ sự phõn tớch trờn, chọn phƣơng ỏn I:Cải tạo, mở rộng tràn hiện sự cố hiện cú kiểu tự do đỉnh rộng.
Nguyễn Nhõn Quõn Cao học khúa 17 – ĐHTL Hà Nội
81
CHƢƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1. Kết quả đạt đƣợc của luận văn.
- Trờn cở sở số liệu thống kờ, tổng kết, phõn tớch về hồ chứa, biến đổi khớ hậu, phõn tớch một số ảnh hƣởng của biến đổi khớ hậu đến sự làm việc an toàn và hiệu quả của hồ chứa nƣớc ở Việt Nam. Luận văn đó đƣa ra một số nguyờn nhõn gõy ảnh hƣởng đến sự làm việc an toàn của hồ chứa nƣớc, đặc biệt là về mựa lũ. Luận văn đó đƣa ra cỏc số liệu về mức độ sự cố lũ vƣợt thiết kế của cỏc cụng trỡnh hồ chứa. Mặt khỏc luận văn đó phõn tớch nguyờn nhõn dẫn đến sự cố cụng trỡnh. Để từ đú tỡm hƣớng phũng trỏnh sự cố cho cỏc cụng trỡnh hồ chứa đó, đang và sẽ xõy dựng.
- Qua đỏnh giỏ, phõn tớch cỏc tỏc nhõn của biến đổi khớ hậu ảnh hƣởng đến hồ chứa, cũng nhƣ cỏc dạng tràn sự cố hiện tại đó đƣợc ỏp dựng xõy dựng trờn thế giới cũng nhƣ ở nƣớc ta. Tỏc giả đó nghiờn cứu tràn chớnh xả lũ kết hợp với tràn sự cố khi cú lũ vƣợt thiết kế.
Trong luận văn đó tớnh toỏn xỏc định quy mụ tràn sự cố kết hợp với tràn chớnh cú cửa van. Bài toỏn đặt ra ở đõy là cấp cụng trỡnh khụng thay đổi, tớnh toỏn quy mụ tràn sự cố với tần suất lũ kiểm tra đó tăng một cấp.
Nhƣ vậy khi cú lũ vƣợt thiết kế với quy mụ tràn sự cố đó xỏc định thỡ đảm bảo thỏo đƣợc lũ vƣợt thiết kế đảm bảo an toàn cho cụm cụng trỡnh đầu mối.
Từ những số liệu cụ thể của cụng trỡnh hồ Thanh Lanh - tỉnh Vĩnh Phỳc. Áp dụng cỏc kết quả lý thuyết tỏc giả đó lựa chọn đƣợc hỡnh thức tràn sự cố hợp lý về kinh tế và kỹ thuật, xỏc định đƣợc quy mụ tràn sự cố, cỏc thụng số làm việc của tràn sự cố. Đƣa ra một số biện phỏp cụng trỡnh nhằm đảm bảo an toàn cho hồ chứa.
5.2. Những tồn tại của luận văn
Biến đổi khớ hậu rất phức tạp đặc biệt là Việt nam là một trong những nƣớc chịu ảnh hƣởng chớnh của biến đổi khớ hậu. Luận văn mới chỉ nghiờn cứu biện phỏp chớnh là tràn sự cố. Tuy nhiờn tràn sự cố là vấn đề mới đƣợc ỏp dụng vào Việt Nam. Hơn chục năm vừa qua, chỳng ta đó nghiờn cứu ỏp dụng cho một số hồ. Đú là những vận dụng đơn chiếc, chƣa cú nghiờn cứu chung. Trong khuụn khổ đề tài này,
Nguyễn Nhõn Quõn Cao học khúa 17 – ĐHTL Hà Nội
82
với phần nghiờn cứu về tràn sự cố đó cú một số kết quả và đề xuất nhất định, nhƣng vẫn cũn khỏ nhiều hạn chế và giới hạn. Đú là:
1. Trong luận văn mới chỉ xột độn ảnh hƣởng của biến đổi khớ hậu đờn hồ chứa về mựa lũ thụng qua tớnh toỏn khả năng thỏo qua tràn về mựa lũ.
2. Bài toỏn mới chỉ kiểm tra cho trƣờng hợp tràn chớnh cú cửa van kết hợp xả lũ với tràn sự cố là kiểu tràn tự do, kiểu nƣớc tràn qua đỉnh đập gõy vỡ, kiểu nổ mỡn. Cũn cỏc bài toỏn khỏc chƣa đƣợc xột đến.
3. Trong phạm vi luận văn đó bỏ qua ảnh hƣởng của ma sỏt, súng giú trong quỏ trỡnh tỡnh toỏn
4. Những nghiờn cứu chung chƣa cú thực nghiệm kiểm chứng, hoặc để tỡm ra quy luật chung phục phụ cho việc xõy dựng tràn sự cố trong thời gian tới.
5.3. Kiến nghị
1. Tràn sự cố ngày càng đƣợc xõy dựng nhiều đối với cỏc hồ chứa đó và đang cú nguy cơ xảy ra sự cố. Do đú nờn sớm cú quy phạm thiết kế tràn sự cố đối với cỏc hỡnh thức tràn sự cố.
2. Cho rà soỏt với từng hồ chứa cụ thể trờn cơ sở tài liệu thuỷ văn và thực tế làm việc để xem cú cần làm tràn sự cố hay khụng. Nếu làm thỡ lựa chọn hỡnh thức hợp lý.
3. Áp dụng kết quả nghiờn cứu về tràn sự cố (ngoài việc thỏo lũ vƣợt thiết kế) cũn để tăng dung tớch hữu ớch của hồ chứa đỏp ứng những yờu cầu dựng nƣớc tăng lờn, mà khụng phải tăng hoặc tăng khụng đỏng kể quy mụ cỏc cụng trỡnh đầu mối.
4.Cú những nghiờn cứu sõu hơn, cụ thể hơn với những hỡnh thức kết cấu mới của tràn sự cố hoặc tràn sự cố hay dựng nhƣ tràn tự do, kiểu tự vỡ, kiểu nổ mỡn gõy vỡ, kiểu tràn zớch zắc.
5. Riờng với đập đất tự vỡ, nờn nghiờn cứu thực nghiệm để rỳt ra quy luật vỡ chung nhất để cú thể làm cơ sở cho việc tớnh toỏn điều tiết lũ chớnh xỏc và tiện quản lý vận hành.
Nguyễn Nhõn Quõn Cao học khúa 17 – ĐHTL Hà Nội
83 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Giỏo trỡnh cơ học lý thuyết, trƣờng đại học Thuỷ lợi, Hà Nội
2. Nguyễn Đăng Cƣờng, Đỗ Văn Hứa, cửa van và thiết bị đúng mở - bài giảng