XII. Đỏnh giỏ tỏc động mụi trường
5.8.Tràn tự do kiểu zớch zắc
Cỏc loại đập tràn bờ tụng trọng lực hoặc trờn ngưỡng tràn đỉnh rộng, cú thể dựng hỡnh thức zớch zắc để tăng chiều rộng thực tế tràn nước. Vỡ vậy mà tăng khả năng thỏo, giảm mực nước trong hồ, giảm chiều cao cột nước tràn. Đụi khi cũng dựng hỡnh thức này
để cải tạo tràn xả lũ tự do đó cú bề rộng tràn cốđịnh để nõng cao mực nước dõng bỡnh thường (cũng chớnh là nõng cao trỡnh ngưỡng tràn tự do) mà khụng muốn nõng cao đập.
Tràn zớch zắc đầu tiờn được xõy dựng ở Australia vào năm 1941 cú lưu lượng xả
những năm 70 của thế kỷ XX. Tràn zớch zắc lớn nhất hiện nay là tràn Ute (Mỹ) xõy năm 1983 cú lưu lượng xả Q = 15.700 m3/s, chiều cao ngưỡng P = 9,14 m; cột nước tràn lớn nhất H = 5,79 m.
Hóng Hydrocoop (Phỏp), đó nghiờn cứu về khả năng thỏo của tràn zớch zắc kiểu A cú mỏng xả nhụ về phớa thượng lưu và mỏng tràn (đan xen với mỏng xả) nhụ về phớa hạ
lưu (hỡnh 5-20). Hỡnh thức này được bố trớ trờn đỉnh đập bờ tụng trọng lực. Tràn zớch zắc kiểu B cú mỏng nhụ về phớa thượng lưu cũng thường được bố trớ ởđỉnh đập bờ tụng trọng lực (hỡnh 5-21) [26].
Hóng Hydrocoop (Phỏp) cũng đó tiến hành thớ nghiệm mụ hỡnh với tràn zớch zắc kiểu A cú chiều cao tường ngăn P = 4,0 m, chiều dài mỏng (theo phương dũng chảy) L = 12,0 m, chiều rộng của mỗi cặp mỏng (bao gồm một mỏng tràn và một mỏng xả) là 2b = 2 ì 2,4 = 4,8 (m), tỷ số giữa chiều dài tràn của một cặp mỏng với chiều dài tràn bỡnh thường kiểu Crigiơ là N = 6.
Hỡnh 5-21: Ngưỡng tràn zớch zắc kiểu B
Kết quả thớ nghiệm: lưu lượng qua tràn zớch zắc gấp n lần lưu lượng qua tràn bỡnh thường kiểu Crigiơ. Trị số n thay đổi tựy theo cột nước tràn cú trong bảng 5-1 [26].
Bảng 5-1. Hệ số tăng lưu lượng (n) của tràn zớch zắc kiểu A so với tràn Crigiơ bỡnh thường
Cột nước tràn (m) 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5,0 Hệ số tăng lưu lượng (n) 4,4 3,7 3,2 2,6 2,2 2,0 1,8 1,6 1,5 1,4
Nếu chiều cao tường ngăn P khỏc 4 m, thỡ hệ số n ở bảng 5-1 được nhõn với (P/4)1,5. Với tràn rớch rắc kiểu B, hóng Hydrocoop tiến hành thớ nghiệm với P = 8 m; L = 24 m; 2b = 9,6 m; N = 6 và kết quả thớ nghiệm như trong bảng 5-2. Bảng 5-2. Hệ số tăng lưu lượng (n) của tràn zớch zắc kiểu B so với tràn Crigiơ bỡnh thường Cột nước tràn (m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Hệ số tăng lưu lượng (n) 5,2 4,4 3,6 2,9 2,4 2,1 1,9 1,8 1,7 1,6
Với tràn zớch zắc trờn ngưỡng tràn đỉnh rộng: nhiều nhà khoa học, nhiều đề tài nghiờn cứu đó đưa ra một số hỡnh dạng mặt bằng, hỡnh thức ngưỡng và khả năng thỏo như
1. Hỡnh dạng mặt bằng và hỡnh thức ngưỡng: a. Phõn theo hỡnh dạng mặt bằng (Hỡnh 5-22) tràn zớch zắc trờn ngưỡng đỉnh rộng cú cỏc loại: Hỡnh 5-22: Cỏc dạng mặt bằng của tràn zớch zắc - Tràn zớch zắc kiểu hỡnh thang (Hỡnh 5-22a) - Tràn zớch zắc kiểu tam giỏc (Hỡnh 5-22b) - Tràn zớch zắc kiểu chữ nhật (Hỡnh 5-22c) - Tràn zớch zắc kiểu mỏ vịt (Hỡnh 5-22d) - Tràn zớch zắc kiểu tràn xiờn (Hỡnh 5-22e) - Tràn zớch zắc kiểu tràn bờn (Hỡnh 5-22f) Hỡnh 5-23, 5-24 và 5-25 là một số loại tràn zớch zắc đó được dựng ở cỏc nước.
Hỡnh 5-23: Đập tràn zớch zắc kiểu mỏ vịt nhiều nhịp tuyến cong (Tràn Kizilcapinar-Turkey)
Hỡnh5-24: Đập tràn zớch zắc kiểu nhiều mỏ vịt đó xõy dựng ở Phỏp
Hỡnh 5-25: Đập tràn zớch zắc kiểu nhiều mỏ vịt theo phương thẳng (Tràn Sarioglaan-Turkey)
b. Hỡnh thức ngưỡng tràn cú: Ngưỡng thành mỏng (hỡnh 5-26a), ngưỡng đa giỏc (hỡnh 5-26b), ngưỡng một phần tư hỡnh trũn (hỡnh 5-26c), ngưỡng một nửa hỡnh trũn (hỡnh 5-26d) và một số loại ngưỡng đặc biệt khỏc.
Hỡnh 5-26: Cỏc dạng ngưỡng của tràn zớch zắc
2. Khả năng thỏo:
Khả năng thỏo của tràn zớch zắc phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố. Tullin, Nosratollah và Waldron (1995) đó đưa ra cụng thức tớnh lưu lượng cho tràn zớch zắc kiểu tam giỏc, ngưỡng một phần tư hỡnh trũn (hỡnh 5-26c). 3 / 2 Q=mL. 2gH (5-1) Với m 2Cd 3 = (5-2) 2 3 4 0 0 0 0 d 1 2 3 4 5 H H H H C A A . A . A . A . P P P P ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ = + ⎜ ⎟+ ⎜ ⎟ + ⎜ ⎟ + ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ (5-3)
Với P: chiều cao ngưỡng; Ho: cột nước tràn cú kểđến lưu tốc tới gần; Ai (i = 1 ữ 5) phụ thuộc vào H/P và tra theo bảng 5-3.
Bảng 5-3. Hệ số Ai α Ai 6 8 12 15 18 25 35 90 A1 0,49 0,49 0,49 0,49 0,49 0,49 0,49 0,49 A2 -0,24 1,08 1,06 1,0 1,32 1,51 1,69 1,46 A3 -1,2 -5,27 -4,43 -3,57 -4,13 -3,83 -4,05 -2,56 A4 2,17 6,79 5,18 3,82 4,24 3,40 3,62 1,44 A5 -1,03 -2,83 -1,97 -1,38 -1,50 -1,05 -1,10 0
Với α là gúc hợp bởi phương của trục tường tạo ngưỡng tràn xả lũ với phương dũng chảy chớnh. Nếu α khỏc giỏ trị trong bảng thỡ nội suy.
Những kết quả trờn cú được trong một phạm vi nghiờn cứu cũn hẹp.
Đập Ute trờn sụng Canadian ở New Mexico sử dụng 14 chu kỳ ngưỡng tràn zớch zắc. Tổng chiều dài đỉnh là 1024 m trờn đường tràn thẳng rộng 256 m.
Đập Beni Behdel ở Algeria cú đập tràn kiểu ngưỡng tràn zớch zắc cú đỉnh dài 1200 m với chiều rộng lũng sụng là 80 m và lũ qua tràn là 1000 m3/s, cột nước tràn 0,5 m nếu bỡnh thường với chiều rộng 80 m, cột nước tràn 0,5 m thỡ chỉ thoỏt được lưu lượng 95 m3/s.
Ưu nhược điểm của tràn zớch zắc: * Ưu điểm:
- Tăng chiều dài tràn nước nhưng khụng tăng khoảng cỏch. - Tựđộng thỏo lũ, khụng phải phục hồi sau thỏo lũ. * Nhược điểm:
- Kết cấu và chếđộ thủy lực khụng đơn giản.
- Chỉ dựng được với cột nước tràn thấp và chếđộ chảy tự do. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});