Công trình lấy nước được xây dựng ở đầu mối các hệ thống thủy lợi để lấy nước từ sông, hay từ hồ chứa phục vụ cho các nhu cầu dùng n−ớc.
Có thể chia các công trình lấy n−ớc thành hai loại : + Công trình lấy n−ớc tự chảy
+ Công trình lấy nước động lực – kiểu trạm bơm (đã được nghiên cứu trang môn học Máy bơm và trạm bơm)
Trong phần này ta chỉ nghiên cứu công trình lấy n−ớc tự chảy với hai hình thức lấy n−ớc có đập và lấy n−ớc không có đập ngăn sông.
ò9. Công trình lấy n−ớc không đập
I. Điều kiện làm việc của công trình lấy nước không đập
- Công trình lấy nước không đập tức là công trình đặt cửa lấy nước trực tiếp trên bờ sông dẫn nước vào kênh mà không cần đắp đập ngăn sông.
- Công trình lấy nước loại này được xây dựng trong trường hợp lưu lượng và mực nước sông bảo đảm lấy đủ lượng nước yêu cầu vào kênh.
- Công trình lấy nước không đập có kết cấu đơn giản, nhưng loại này chịu ảnh hưởng nhiều vào dòng chảy thiên nhiên do đó chất lượng nước thấp, quản lý khai thác phức tảp.
118
Hỗnh 6.23 Công trình lấy nước không đập
II. Vị trí và bố trí cửa lấy nước
1. Tính chất của dòng chảy và hình dạng của lòng sông
- Trên đoạn sông thẳng với tính chất đất đồng chất và tải với một lưu lượng nhất định thì mặt cắt ngang có dạng parabol, phương lưu tốc song song với trục lòng sông và trị số lưu tốc lớn nhất ở giữa sông. Do đó ở giữa sông có sức chuyển bùn cát lớn nhất.
Những đoạn sông thẳng là rất ít khoảng (10÷20)% chiều dài của một con sông thiãn nhiãn.
III-III II-II I-I
II I
I
III
II III
Hình 6.24 : Đoạn sông và các mặt cắt ngang
- Tại vị trí đoạn sông cong phát sinh lực ly tâm và lực này làm cho mực nước ở bờ lừm dõng cao hỡnh thành độ dốc ngang của mặt nước sinh ra hiện tượng chảy vũng hướng ngang. Dòng chảy vòng này kết hợp với dòng chảy dọc trục sông làm cho các chất điểm nước chuyển động theo quỹ đạo đường xoắn ốc. Kết quả gõy xúi lở bờ lừm và bồi lắng phía bờ lồi.
Nhận xét :
119
- Từ kết quả trên ta thấy nếu công trình lấy nước đặt ở bờ lồi thì dễ bồi lấp, nếu đặt ở bờ lừm nơi cú dũng chảy chủ lưu gần sỏt bờ hướng vào cụng trỡnh lấy nước thỡ việc lấy nước sẽ thuận lợi và có chất lượng tốt.
- Đối với đoạn sông thẳng khi bố trí cửa lấy nước đặt ở bờ, do trạng thái thủy lực của dòng sông thay đổi, trước cửa lấy nước phát sinh hiện tượng chảy vòng hướng ngang và dòng chảy vào cửa lấy nước chủ yêu là dòng chảy đáy nên gây bồi lắng mép thượng lưu cửa lấy nước. Đối với đoạn sông ở vùng đất yếu, cửa lấy nước sẽ biến dạng mạnh, ở phía trên cửa lấy nước thường xuyên bị bồi lấp còn ở mép dưới thì bị xói lở dần. Kết quả cửa lấy nước không ngừng dịch chuyển về phía hạ lưu. Chính vì vậy không nên lấy nước ở đoạn sông thẳng.
2. Vị trí cửa lấy nước
Theo phõn tớch trờn, đặt cửa lấy nước tốt nhất ở đoạn sụng cong và ở phớa bờ lừm.
Cần xác định vị trí cửa lấy nước sao cho có lợi nhất.
Theo N.F.Danhêlia : mép thượng lưu cửa lấy nước đặt tại điểm 3 (hình 6.25a).
Điểm 3 được xác dịnh bằng cách theo vết lũ có tần suất 1÷1,5%, vẽ đường tiếp tuyến tại điểm 1 (chỗ bắt đầu cong của bờ lồi), điểm 3 là giao điểm của tiếp tuyến với bờ loợm.
Độ dài đoạn cong 2-3 được xác định theo công thức:
L2-3 =
πR.arcosr R 180
Đối với cửa lấy nước kiểu chính diện (hình 6.25b), cửa vào bố trí thẳng góc với mặt cắt hướng đường kính O-3.
Góc lấy nước tốt nhất vào khoảng 15 - 300, sơ bộ có thể xác định góc lấy nước ϕ theo công thức sau:
cosϕ = Vs Vk
Vs : Lưu tốc dòng chảy trong sông.
Vk : Lưu tốc dòng chảy dòng chảy vào cửa lấy nước.
Ngoài những điều kiện trên, cửa lấy nước cần bố trí trên đoạn sông có điều kiện địa chất tốt và lòng sông ổn định.
120
α
ϕ 1 O 2
3 r
R
α 2 1 r
3
O R
a) b)
Hình 6.25 Xác định vị trí cửa lấy nước 3. Các hình thức bố trí cửa lấy nước
a. Hình thức lấy nước bên cạnh:
- Hình thức lấy nước này thường được dùng khi mực nước sông đủ đảm bảo yêu cầu dẫn nước vào kênh và lưu lượng lấy nước vào kênh không vượt quá 20% lưu lượng nước trong sông.
- Hình thức lấy nước bên cạnh có thể chia ra làm hai loại : + Hình thức lấy nước bên cạnh không có cống (hình 6.26a).
+ Hình thức lấy nước bên cạnh có cống (hình 6.26b).