IV. Nội dung tớnh toỏn cho từng phương ỏn
6.8. Tớnh toỏn cỏc phương ỏn tràn zớch zắ c
Với phương ỏn chọn là phương ỏn I-1 - cải tạo tràn hiện tại thành tràn cú ngưỡng zớch zắc, thỡ khả năng thỏo của loại tràn này khỏ lớn nờn cú thể tận dụng nõng cao cao trỡnh ngưỡng tràn để tăng dung tớch hữu ớch cho hồ chứa. Cho nờn đó đưa vào tớnh toỏn thờm hai phương ỏn cho tràn zớch zắc là:
- Phương ỏn I-1a: lũ PMF: ứng với mực nước lũ tối đa cú thể trong hồ thỡ MNDBT là bao nhiờu?
- Phương ỏn I-1b: lũ cú tần suất P = 0,1%: ứng với mực nước lũ tối đa cú thể trong hồ thỡ MNDBT là bao nhiờu?
I. Phương ỏn I-1a: Xỏc định mực nước lũ tối đa cú thể trong hồứng với lũ PMF
1. Dữ kiện tớnh toỏn:
- Tần suất tớnh toỏn: PMF
- Khẩu độ tràn zớch zắc: Bz =143 m
2. Tớnh toỏn thủy lực tràn:
Tớnh theo cụng thức thực nghiệm của Tullis:
3 / 2 zz d z z 2 q .C .B . 2g.H 3 = ; đặt z 2 d m C 3 = nờn: qzz =m .B . 2g.Hz z 3 / 2z Cd: Hệ số lưu lượng của đường trà d t 0,94C =C
t
C : Hệ số lưu lượng Tullis, theo kinh nghiệm:Ct =0,56 ữ 0,6; chọn
t
C = 0,58 nờn Cd = 0,617 và từđú cú mz= 0,411. Kết quả tớnh được trỡnh bày trong bảng 6-11.
Bảng 6-11 Bz (m) ∇ngưỡng tràn (m) MNDBT (m) MNL lnhất (m) ớn Vhứng v(10ới MNDBT=39,00 m6 m3) Vhứng với MNDBT=40,20 m (106 m3) 143 40,20 +40,20 +42,65 25,72 26,36
3. Tớnh toỏn tiờu năng: qua tớnh toỏn tiờu năng cụ thể thấy vẫn đảm bảo.
II. Phương ỏn I-1b
Lũ cú tần suất P = 0,1%: ứng với mực nước lũ tối đa cú thể trong hồ thỡ MNDBT là bao nhiờu? 1. Dữ kiện tớnh toỏn: - Tần suất tớnh toỏn: P = 0,1% - Khẩu độ tràn zớch zắc: Bz = 143 m. 2. Tớnh toỏn thủy lực tràn:
Tớnh theo cụng thức thực nghiệm của Tullis:
3 / 2 zz d z z 2 q .C .B . 2g.H 3 = ; đặt z 2 d m C 3 = nờn: qzz =m .B . 2g.Hz z 3 / 2z
Cd: Hệ số lưu lượng của đường tràn thẳng cú cựng hỡnh dạng ngưỡng:
d t
0,94C =C
t
C : Hệ số lưu lượng Tullis, theo kinh nghiệm: Ct = 0,56 ữ 0,6; chọn Ct = 0,58 nờn Cd = 0,617 và từđú cú mz= 0,411.
Kết quả tớnh được trỡnh bày trong bảng 6-12. Bảng 6-12 Bz (m) ∇ngưỡng tràn (m) MNDBT (m) MNL lớn nhất (m) Vh(ứng với MNDBT=39,00m) (106 m3) Vh (ứng với MNDBT=42,00 m) (106 m3) 143 +42,00 +42,00 +42,89 25,72 30,85
3. Tớnh toỏn tiờu năng: tiờu năng sau tràn bằng mũi phun kết hợp bể tiờu năng. Qua tớnh toỏn vẫn thấy đảm bảo ổn định.
III. Nhận xột chung
- Với tần suất lũ P = 0,1%: Nếu cao trỡnh ngưỡng tràn là +42,00 m, MNDBT = +42,00 m thỡ dung tớch hồ chứa ứng với MNDBT = +42,00 m là 30,85ì106 m3 tăng 5,13ì106 m3 so với phương ỏn MNDBT = +39,00 m hiện nay và tiờu năng sau tràn vẫn
đảm bảo ổn định.
- Với lũ PMF: Nếu cao trỡnh ngưởng tràn là +40,20 m, MNDBT = +40,20 m thỡ dung tớch hữu ớch ứng với MNDBT = +40,20 m là 26,36ì106 m3 tăng 0,64ì106 m3 so với phương ỏn MNDBT = +39,00 m, mặt khỏc tiờu năng sau tràn vẫn đảm bảo ổn định.
- Tuy nhiờn, với 2 phương ỏn trờn thỡ MNDBT cao hơn so với hiện trạng do đú diện tớch ngập lụt ở thượng lưu cũng mở rộng. Vỡ vậy cần phải tớnh toỏn hết sức kỹ lưỡng nếu việc nõng cao dung tớch hồ là thực sự cần thiết.
Túm lại
Hồ chứa nước Liệt Sơn được thiết kế ngay sau khi miền Nam hoàn toàn giải phúng.
Tại thời điểm đú, tài liệu quan trắc mưa trạm Liệt Sơn mới được 8 năm nờn cỏc yếu tố khớ hậu phải dựng số liệu quan trắc của trạm Quảng Ngói; việc xỏc định dũng chảy phải xột tương quan với cỏc sụng Giang (tỉnh Quảng Ngói) và sụng Tam Kỳ (Quảng Nam).
Tài liệu địa hỡnh, địa chất chủ yếu là nghiờn cứu tài liệu của Nhật và Phỏp để lại nhưng với tỷ lệ quỏ nhỏ nờn độ chớnh xỏc khụng cao.
Trong quỏ trỡnh khai thỏc, sử dụng hồ Liệt Sơn đó cú dấu hiệu xuống cấp nghiờm trọng. Năm 2002, một số hạng mục đầu mối đó được sửa chữa theo dự ỏn “Sửa chữa, nõng cấp hồ chứa nước Liệt Sơn”. Hiện tại, hồ vẫn hoạt động bỡnh thường và đảm bảo phũng chống lũ kiểm tra theo TCXDVN 285-2002, mặc dự tràn xả lũ chưa được cải tạo, nõng cấp.
Tuy nhiờn, với những diễn biến bất thường của khớ hậu, nếu xảy ra lũ lớn nhất thỡ khả năng hồ mất an toàn và hậu quả thật khú lường. Xột về lõu dài, việc xõy dựng tràn sự
cố cho hồ Liệt Sơn là hoàn toàn đỳng đắn.
Với cỏc phương ỏn làm tràn sự cốđó tớnh toỏn ở phần trờn, cho thấy phương ỏn cải tạo tràn xả lũ hiện trạng thành tràn zớch zắc là hợp lý nhất. Tuy nhiờn, để vận dụng hiệu quả vào thực tế thỡ nguồn tài liệu địa hỡnh, địa chất và cỏc yếu tố xó hội khỏc cần phải
Phương ỏn chọn như hỡnh 6-5.
LỜI KẾT
Tràn sự cố là một cụng trỡnh trong đầu mối cụng trỡnh hồ chứa nước phục vụ
nhiệm vụ của thủy lợi, thủy điện, mụi trường phũng lũ và cỏc yờu cầu khỏc của sử dụng tổng hợp nguồn nước. Từ thực tếđũi hỏi, yờu cầu phỏt triển của ngành, tỏc giảđó mạnh dạn viết tỏc phẩm chuyờn về tràn sự cố. Tỏc phẩm đó phản ỏnh những kết quả nghiờn cứu trong nước, ngoài nước và của tỏc giả cựng đồng nghiệp.
Cỏc kết quảđiều tra, đỏnh giỏ hiện trạng tràn sự cốở Việt Nam được đề cập đầu tiờn của tỏc phẩm. Qua điều tra thu thập 134 hồ chứa ở khắp cỏc vựng miền; Lập bảng tổng hợp cỏc thụng số cơ bản; Phõn tớch đỏnh giỏ theo 12 tiờu chớ với những số liệu thống kờ khỏch quan, từđú đưa ra những nhận xột đỏnh giỏ về cỏc hồđó xõy dựng.
Với 25 hồ (trong số 134 hồđó điều ra) cú tràn sự cố, tiến hành phõn loại tràn sự cố đó xõy dựng ở Việt Nam theo 5 tiờu chớ (thời điểm xõy dựng, hỡnh thức tràn, vị trớ tương
đối so với đập chắn, hỡnh thức kết cấu theo sự so sỏnh cao trỡnh ngưỡng tràn với cỏc mực nước đặc trưng của hồ); Bước đầu đỏnh giỏ rỳt ra những đặc điểm của tràn sự cốở Việt Nam và khẳng định đõy là sự phỏt triển của quỏ trỡnh xõy dựng cỏc hồ chứa; vai trũ của tràn sự cốđối với sự làm việc an toàn hiệu quả của cụm cụng trỡnh đầu mối ở hồ chứa thủy lợi thủy điện; Giới thiệu một số hư hỏng của tràn sự cốđó xảy ra trong thực tế do chưa cú nhận thức đỳng hoặc ứng xử chưa khỏch quan.
Giới thiệu 4 dạng loại tràn sự cốđó xõy dựng ở Việt Nam (kiểu tràn tự do, kiểu nước tràn qua đỉnh đập đất gõy vỡ, kiểu nổ mỡn gõy vỡđập đất tạm trờn ngưỡng tràn, kiểu cú cửa van).
Giới thiệu tổng quan những kết quả về tràn sự cốở trong và ngoài nước.Đú là: - Hồ chứa và an toàn hồ chứa là một tất yếu của thực tế quản lý và sử dụng nguồn nước đa mục tiờu; là mối quan tõm của mọi ngành mọi lĩnh vực.
- Tràn sự cố là một giải phỏp đảm bảo an toàn hồ chứa khi lũ vượt thiết kếđó được thế giới nghiờn cứu và ứng dụng từ cỏch đõy 70 năm và đó cú nhiều kết quả.
- Ở Việt Nam mới bắt đầu xõy dựng tràn sự cố. Những nghiờn cứu sõu, rộng về
tràn sự cố chưa cú. Mới chủ yếu tỡm hiểu và nghiờn cứu vận dụng cho một số hồ chứa cụ
thể.
Xõy dựng cơ sở lý luận về tràn sự cố là một nội dung quan trọng của tỏc phẩm. Đú là:
- Chọn tiờu chuẩn lũ tớnh toỏn thiết kế tràn xả lũ sự cố;
- Đưa ra sự phõn biệt giống và khỏc nhau giữa tràn chớnh và tràn sự cố;
- Phõn loại tràn sự cốtheo cỏc quan điểm khỏc nhau và chọn cỏch phõn loại theo
đặc điểm làm việc để cú sự thống nhất mỗi khi nhắc đến phõn loại tràn sự cốở cỏc nghiờn cứu tiếp theo.
- Xõy dựng cơ sở lý luận tớnh toỏn tràn sự cố gồm: Bảy bước thiết kế tràn sự cố, Bảy khả năng cần cú tràn sự cố, Chọn vị trớ xõy dựng tràn sự cố, Chọn loại tràn sự cố trờn cơ sở phõn tớch ưu nhược điểm của cỏc loại tràn sự cố thường gặp, Cỏch xỏc định kớch thước cơ bản, Bài toỏn tớnh toỏn thấm và ổn định đập trờn ngưỡng tràn, Chọn cấu tạo chi tiết, Phục hồi tràn sự cố sau xả lũ, Vấn đề kinh tế trong xõy dựng tràn sự cố, Quản lý, bảo dưỡng tràn sự cố.
- Nờu ra cỏc bài toỏn tổ hợp giữa tràn chớnh và tràn sự cố: trong xỏc định quy mụ tràn sự cố.
- Giới thiệu, đưa ra phõn tớch và tổng hợp của 11 hỡnh thức kết cấu tràn sự cố. Tớnh toỏn ỏp dụng chotràn sự cốở hồ Liệt Sơn (Quảng Ngói), chọn được hỡnh thức hợp lý là nội dung cuối cựng của tỏc phẩm.
Những kết quả cú được về tràn sự cố nờu trờn cú thể vận dụng vào việc nõng dung tớch hữu ớch của hồ chứa mà khụng nõng cao đập; hoặc phối hợp cựng tràn chớnh xả lũ với những tần suất khỏc nhau nhằm nõng cao hiệu quả kinh tế của hồ.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Phụ lục hồ sơđề tài: 134 phiếu điều tra về lũ vượt thiết kế và tràn sự cốởđầu mối hồ chứa nước.
[2] Nguyễn Bỏ Cường - Nghiờn cứu thực nghiệm tràn sự cố kiểu tràn đập tự vỡ hồ
thủy điện Sụng Hinh - Luận văn thạc sĩ.
[3] Phan Sỹ Kỳ: Sự cố một số cụng trỡnh thủy lợi ở Việt Nam và cỏc biện phỏp phũng trỏnh - Nhà xuất bản Nụng nghiệp, 2000.
[4] Phạm Ngọc Quý, Phạm Văn Quốc "Nghiờn cứu tổng quan lũ vượt thiết kếở
cỏc hồ chứa nước và đề suất giải phỏp tràn sự cố thớch hợp cho an toàn cụng trỡnh đầu mối". Bỏo cỏo khoa học đề tài cấp bộ 2003.
[5] Phạm Ngọc Quý, Đỗ Tất Tỳc, Phạm Văn Quốc, Đỗ Cao Đàm, Trần Thị Hồng Huệ "Nghiờn cứu cụng nghệ cảnh bỏo, dự bỏo lũ và tớnh toỏn lũ vượt thiết kếở cỏc hồ
chứa vừa và nhỏ - giải phỏp tràn sự cố ". Bỏo cỏo khoa học đề tài cấp bộ 2005.
[6] Nguyễn văn Tuyển - Đỏnh giỏ hiện trạng lũ vượt thiết kế và kiến nghị giải phỏp tràn sự cố cho cỏc hồ chứa. Luận văn thạc sĩ năm 2001.
[7] Nguyễn Đỡnh Trọng: Hiện trạng và một số vấn đề KHKT của hồ chứa nước Việt Nam (TT chuyờn đề KHCN Thủy lợi số 7/1998).
[8] Lưu Di Trụ, Nhũ Hiệu Vũ: Những hư hỏng của số cụng trỡnh thủy cụng- Nhà xuất bản Nụng nghiệp, 1977.
[9] Bỏo cỏo kết quả nghiờn cứu tràn sự cố Sụng Hinh - Viện Năng lượng, Hà Nội 3 - 2001.
[10] Bộ Thủy lợi - Điện lực - Nước Cộng hũa Nhõn dõn Trung Hoa: Quy phạm thiết kếđường tràn xả lũ - SDJ 341 - 89 quyển II - Thuyết minh biờn soạn.
[11] Cục Quản lý nước và cụng trỡnh thủy lợi - Tỡnh hỡnh đảm bảo an toàn cỏc hồ
chứa của cỏc tỉnh từ Quảng Bỡnh đến Bỡnh Định - Tạp chớ Thủy lợi số 331 thỏng 12 năm 1999.
[12] Hướng dẫn tớnh lũ thiết kế - Vụ Khoa học cụng nghệ và chất lượng sản phẩm - Bộ Nụng nghiệp và Phỏt triển nụng thụn - Hà Nội 1997.
[13] Hồ sơ thiết kế tràn sự cố hồ chứa nước Easoup thượng, hồ Truồi, hồ Thanh Lanh, hồ Kẻ Gỗ, Nỳi Cốc - Cụng ty Tư vấn Xõy dựng Thủy lợi 1.
[14] Hồ sơ thiết kế tràn sự cố Sụng Hinh - Cụng ty Tư vấn Xõy dựng điện I. [15] Hồ sơ thiết kế tràn sự cố hồ An Mó, hồ Phỳ Hũa - Cụng ty Tư vấn Xõy dựng Thủy lợi Quảng Bỡnh.
[16] Hồ sơ: “Sửa chữa nõng cấp hồ chứa nước Liệt Sơn” - Viện Khoa học Thủy lợi; thỏng 2 năm 2002.
[17] Quy phạm về tạm thời cụng trỡnh thủy lợi QP.160.QĐTL.
[18] Quy phạm chung về thiết kế cụng trỡnh thủy lợi QPVN 08-76, Hà Nội 1976. [19] Tiờu chuẩn Việt Nam - Cụng trỡnh thủy lợi - cỏc quy định chủ yếu về thiết kế
TCVN 5060-90, Hà Nội 1990.
[20] Tiờu chuẩn Việt Nam - Cụng trỡnh thủy lợi - cỏc quy định chung về thiết kế
TCXDVN 285 - 2002, Hà Nội 2002.
[21] Bỏo cỏo kết quả nghiờn cứu mụ hỡnh thủy lực cụng trỡnh thủy điện YALY - Viện Năng lượng - 1994.
[22] Bỏo cỏo kết quả nghiờn cứu tràn sự cố Sụng Hinh - Viện Năng lượng - 2000. [23] The report of the world Commission on Dams: Dams and development A new framework for decision making, 10-2000.
[24] Sổ tay kỹ thuật thủy lợi Trung Quốc - năm 2003.
[25] The Design Flood Guideliner International Commission on Large Dams - 12/1990.
[26] Henry T.Falvey, Member, ASCE and Philippe Treille, "Cỏc vấn đề thủy lực và thiết kế cửa sự cố", Tạp chớ "Sourrnal of hydraulic engineering 7 - 1995”.
Nhà xuất bản Nụng Nghiệp
167/6 - Phương Mai - Đống Đa - Hà Nội
ĐT: 8524506 - 8523887 Fax: (04) 5760748 Email: NXB.Nongnghiep.BT3@gmail.com
Chi nhỏnh NXB Nụng Nghiệp
58 Nguyễn Bỉnh Khiờm - Q.1, TP. Hồ Chớ Minh 829 1 8299 21 (08) 9101036 TRÀN SỰ CỐ TRONG ĐẦU MỐI HỒ CHỨA NƯỚC
Chịu trỏch nhiệm xuất bản: NGUYỄN CAO DOANH
Phụ trỏch bản thảo: PHẠM KHễI – NAM BèNH Trỡnh bày bỡa: NGỌC NAM Mó số: − − − − 63 630 507 08 21 NN 2008
In 520 bản khổ 17 ì 25 cm tại Xưởng in NXB. Nụng nghiệp. Giấy chấp nhận đăng ký kế
hoạch xuất bản số 229-2007/CXB/507-21/NN do Cục Xuất bản cấp ngày 17/3/2008. In xong và nộp lưu chiểu quý IV/2008.