2. Đối với hệ thống tiêu lớn
9.6.2. Trình tự thiết kế kênh tiêu
Trình tự thiết kế kênh tiêu cũng nh− thiết kế kênh t−ới. Thiết kế mặt cắt dọc và mặt cắt ngang đồng thời với nhau để điều chỉnh các chỉ tiêu của kênh nh− i, b, h thỏa mãn các yêu cầu đã nêu. Thiết kế kênh tiêu đ−ợc tiến hành qua các b−ớc sau:
1. Dựa vào tài liệu địa hình vẽ mặt cắt dọc mặt đất tự nhiên mà tuyến kênh đi qua, trên đó ghi vị trí của tất cả các công trình trên tuyến kênh nh− cửa tiêu vào của kênh cấp d−ới, công trình v−ợt ch−ớng ngại vật...;
2. Xác định các cao trình yêu cầu tiêu tự chảy ở đầu kênh cấp d−ới là các kênh tập trung n−ớc tiêu vào kênh đ−ợc thiết kế, ghi các cao trình yêu cầu tiêu tự chảy vào đúng vị trí của chúng trên kênh;
3. Dựa vào chất đất, l−u l−ợng chảy trong kênh xác định độ dốc kênh i; 4. Vẽ đ−ờng mặt n−ớc thiết kế kênh.
Dựa vào đ−ờng mặt đất tự nhiên nơi tuyến kênh đi qua, các cao trình yêu cầu tiêu tự chảy của các kênh cấp d−ới, sơ bộ vẽ đ−ờng mặt n−ớc thiết kế của kênh thỏa mãn các yêu cầu:
- Nằm d−ới cao trình yêu cầu tiêu tự chảy;
- T−ơng đối phù hợp với mặt đất tự nhiên để khối l−ợng đào đắp ít; - Có độ dốc mặt n−ớc nh− độ dốc đã chọn.
Xác định đ−ờng mực n−ớc yêu cầu hay đ−ờng mặt n−ớc thiết kế của kênh là một b−ớc vô cùng quan trọng vì vị trí của đ−ờng mặt n−ớc thiết kế quyết định diện tích khống chế tiêu tự chảy của kênh, quyết định đến cao trình đáy kênh sau này, cũng có nghĩa là ảnh h−ởng tới khối l−ợng đào đắp của kênh. Vì vậy, cần phải nghiên cứu, phân tích, so sánh thật kỹ giữa khả năng phục vụ tiêu tự chảy của kênh và khối l−ợng đào đắp kênh m−ơng, để xác định đ−ợc vị trí của đ−ờng mực n−ớc thiết kế thoả mãn các điều kiện kinh tế kỹ thuật.
5. Dựa vào QTK,i, m, n tiến hành tính toán thủy lực xác định kích th−ớc mặt cắt ngang của kênh: bTK, hTK.
Chúng ta có thể sử dụng các ph−ơng trình cơ bản trong dòng chảy đều để giải các bài toán cụ thể. Trong tính toán th−ờng dùng ph−ơng pháp so sánh với mặt cắt lợi nhất về mặt thủy lực để tính toán mặt cắt ngang của kênh. Thông th−ờng bài toán tính mặt cắt ngang
kênh bao giờ cũng có hai ẩn là bK, hK. Chúng ta phải dựa vào kinh nghiệm hay dựa vào một số điều kiện mà kênh m−ơng phải thỏa mãn để sơ bộ xác định một số đặc tr−ng của mặt cắt nh− bK, β, [V]K để xác định các đặc tr−ng khác nh− hK, bK... Với kênh tiêu th−ờng đ−ợc bố trí ở các rạch trũng hoặc lợi dụng các kênh lạch tự nhiên, vì vậy th−ờng chọn hệ số hình dạng β của kênh rồi tính toán các kích th−ớc khác của kênh nh− hK, bK.
Sau khi tính toán chúng ta tiến hành kiểm tra lại tốc độ chảy trong kênh hay các yêu cầu khác mà kênh phải thỏa mãn nh− giao thông thuỷ…
6. Tính cao trình đáy kênh:
∇ĐK =∇yc− hTK 7. Tính cao trình bờ kênh:
∇BK =∇ĐK + hmax + δ' ∇BK =∇ĐK + hTK + δ
trong đó: δ , δ’ là độ v−ợt cao an toàn ứng với tr−ờng hợp thiết kế và tr−ờng hợp kiểm tra đ−ợc lấy trong quy phạm thiết kế kênh.
8. Kiểm tra điều kiện khống chế tiêu tự chảy ứng với Qmax: ∇max = ∇ĐK + hmax
So sánh với cao trình yêu cầu tiêu của kênh cấp d−ới. 9. Vẽ mặt cắt dọc, mặt cắt ngang kênh m−ơng. 10. Tính toán khối l−ợng và giá thành kênh m−ơng.
11. Thống kê vị trí, hình thức và kích th−ớc cơ bản của các công trình trên kênh.
Chú ý: Kênh tiêu th−ờng nhận n−ớc tiêu dọc theo chiều dài chuyển n−ớc vì thế mực n−ớc và l−u l−ợng kênh tiêu th−ờng thay đổi dọc theo chiều dài kênh, nếu ảnh h−ởng nhiều thì chúng ta phải tính toán theo trạng thái chảy không đều, hoặc chảy không ổn định trong kênh. Để tính toán kích th−ớc cơ bản của kênh trong tr−ờng hợp này th−ờng phải giả thiết kích th−ớc của kênh, sau đó tính toán thuỷ lực để kết luận về tính hợp lý của các kích th−ớc kênh đã giả thiết.
C - kênh xây vμ kênh bê tông
9.7. Một số vấn đề trong thiết kế kênh xây và kênh bê tông
Kênh xây và kênh bê tông đang ngày càng đ−ợc áp dụng rộng rãi trong thực tế và đ−ợc xây dựng ở mọi cấp kênh trong hệ thống. Kênh xây và kênh bê tông có những −u điểm nổi bật sau đây:
- Phù hợp với nhiều loại địa hình, địa chất khác nhau nh− địa hình có độ dốc lớn, địa hình s−ờn dốc, vùng có địa chất xấu có hệ số thấm lớn, hay bị sạt lở vì thế đ−ợc áp dụng ở cả đồng bằng và miền núi.
- Giảm đ−ợc đáng kể l−ợng n−ớc tổn thất trên kênh vì thế đ−ợc sử dụng ở những vùng khan hiếm n−ớc hoặc phải chuyển n−ớc đi xa.
- Giảm đ−ợc diện tích chiếm đất canh tác.
- Kênh làm việc ổn định không bị bồi lắng xói lở, thời gian phục vụ của kênh đ−ợc kéo dài, giảm đáng kể công tu sửa bảo d−ỡng hàng năm.
Mặt cắt ngang của kênh xây và kênh bê tông có thể là hình thang, hình chữ nhật, thậm chí hình bán nguyệt hoặc parabol tuỳ vào điều kiện cụ thể của từng vùng.
Gạch xây vữa M75: Đ−ợc áp dụng cho kênh có mặt cắt chữ nhật hoặc hình thang. Đá xây vữa M100: Đ−ợc áp dụng cho kênh có mặt cắt chữ nhật hoặc hình thang. Bê tông cốt thép có thể áp dụng cho kênh có mặt cắt chữ nhật, hình thang hoặc mặt cắt bán nguyệt, mặt cắt parabol. Kênh có thể đ−ợc đúc tại chỗ hoặc đ−ợc lắp ghép bởi các tấm bê tông cốt thép M150 đúc sẵn.