LI CM N Lun Thc s vi ti Nghiờn cu gii phỏp b trớ hp lý trn zớc zc tng kh nng phũng l cho h cha c hon thnh vi kt qu cũn nhiu hn ch, tỏc gi hy vng c nghiờn cu ti s c ỏp dng cho cỏc h cha nc va v ln ó v s c xõy dng nc ta nhm mc ớch m bo khai thỏc cú hiu qu h cha v h du Tỏc gi xin by t lũng bit n sõu sc ti Thy GS.TS Nguyn Chin ó tn tỡnh hng dn v ch bo tỏc gi sut quỏ trỡnh thc hin lun ny Tỏc gi xin chõn thnh cm n phũng o to H v SH, Khoa Cụng trỡnh, C s 2, Vin Khoa hc Thy li nam, cỏc Thy, Cụ giỏo ó tham gia ging dy trc tip Cao hc ca trng i hc Thy li ó tn tỡnh giỳp v truyn t kin thc sut thi gian hc chng trỡnh Cao hc cng nh quỏ trỡnh thc hin lun ny Cui cựng tỏc gi xin gi li cm n chõn thnh ti gia ỡnh, bn bố v cỏc ng nghip ó ng viờn, khớch l v to mi iu kin thun li tỏc gi hon thnh lun Tỏc gi rt mong nhn c nhng ý kin úng gúp ca cỏc Thy Cụ giỏo v cỏc bn ng nghip lun ny c hon thin hn Tỏc gi xin trõn trng cm n! H Ni, ngy 28 thỏng nm 2012 H Quang Tun BN CAM OAN Tờn ti lun vn: Nghiờn cu gii phỏp b trớ hp lý trn zớc zc tng kh nng phũng l cho h cha Tụi xin cam oan ti lun ca tụi hon ton l tụi lm Nhng kt qu nghiờn cu, thớ nghim khụng chộp t bt k ngun thụng tin no khỏc Nu vi phm tụi xin hon ton chu trỏch nhim, chu bt k cỏc hỡnh thc k lut no ca Nh trng Hc viờn H Quang Tun MC LC M U CHNG TNG QUAN V H CHA, NG TRN ZC ZC V VN CN NGHIấN CU .4 1.1 Tỡnh hỡnh xõy dng v khai thỏc h cha nc Vit Nam .4 1.2 Tng quan v cỏc cụng trỡnh Thỏo l h cha 1.3 Tng quan v trn zớc zc (trn Lybyrinth) 15 1.4 Phm vi nghiờn cu ca lun .25 CHNG NGHIấN CU CC VN THY LC CA NGNG TRN ZC ZC 26 2.1 Tớnh toỏn kh nng thỏo qua ngng 26 2.2 Gii phỏp m bo chy t qua ngng 30 2.3 Tớnh toỏn kh nng thỏo cú xột n chy ngp .39 2.4 Vn chõn khụng sau ngng v bin phỏp x lý 41 CHNG TNH TON P DNG CHO TRN SễNG MểNG .44 3.1 Gii thiu cụng trỡnh h sụng Múng 44 3.2 Gii phỏp trn zớc zc h sụng Múng v nhng tn ti 46 3.3 Thớ nghim v tớnh toỏn phng ỏn mi b trớ trn h sụng Múng 51 3.4 Túm tt kt qu nghiờn cu b sung trn sụng Múng 75 KT LUN V KIN NGH .77 TI LIU THAM KHO 79 DANH MC HèNH V Hỡnh 1-1: Cỏc i lng c trng ca p trn .7 Hỡnh 1-2: Mt ct ca trn thc dng Hỡnh 1-3: Mt ct ca trn nh rng .8 Hỡnh 1-4: Cỏc hỡnh dng ca trn Hỡnh 1-5: Cỏc dng tuyn p Hỡnh 1-6 : Cỏc hỡnh thc tiờu nng ỏy 13 Hỡnh 1-7: Cỏc hỡnh thc tiờu nng mt 14 Hỡnh 1-8: Cỏc hỡnh thc mi phun tiờu nng phúng xa 15 Hỡnh -9 Trn zớc zc - M (nhỡn t h lu) 15 Hỡnh 1-10: Cu to trn labyrinth 16 Hỡnh 1-11: Mt bng cỏc dng ngng trn c bit 18 Hỡnh 1-12: Cỏc dng nh trn .18 Hỡnh 1- 13: Dũng chy trờn trn Labyrinth 19 Hỡnh 1-14: Mụ hỡnh trn Sụng Múng (nhỡn t thng lu) 23 Hỡnh 1-15 : Mụ hỡnh ẵ trn Phc Hũa (nhỡn t thng lu) .24 Hỡnh 2-1: Dũng chy qua trn zớch zc kiu phớm n piano 26 Hỡnh 2.2: Quan h gúc m p labyrinth dng tam giỏc vi h s m rng (m) 31 Hỡnh 3: Hiu qu i vi p tam giỏc.[17] 32 Hỡnh 2.4: Minh nh hng ca s xỏo trn dũng chy .34 Hỡnh 2.5: V trớ v hng ca p trn labyrinth - Houston (1983) 35 Hỡnh 6: Sõn ph h lu (The performance of labyrinth weir-Taylor 1968) .36 Hỡnh 2.7: nh hng ca mt s loi sõn ph n lu lng.-Taylor (1968) The perfomance of labyrinth weis 37 Hỡnh 2.8: Cu trỳc p trn Labyrinth 38 Hỡnh 2-10: p trn zớchzc M 40 Hỡnh 2-11: p trn zớchzc TVA's Holston 41 Hỡnh 3.1: Mụ Hỡnh trn Sụng Múng (nhỡn t thng lu) 46 Hỡnh -2 Trn Sụng Múng nhỡn phớa h lu 47 Hỡnh 3-3 Ton cnh h Sụng Múng 47 Hỡnh 3-4 Quan h Zt Q cha phỏ chõn khụng 48 Hỡnh 5: Quan h kh nng thỏo gia labyrinth v trn thng 52 Hỡnh 3.6: Quan h gia h s lu lng Cd v Ho/P ng vi cỏc gúc khỏc 53 Hỡnh 3.7: Chi tit b trớ ng thụng khớ 56 Hỡnh 3-8 Quan h Zt Q sau phỏ chõn khụng 57 Hỡnh 3.9 : Mt bng tng th trn x l sụng Múng 57 Hỡnh 3.10 : Mt bng dc nc trn sụng Múng .58 Hỡnh 3.11 : ng mt nc trờn dc nc 61 Hỡnh 3.12 ng bao h xúi ng vi mi cp lu lng .75 DANH MC BNG BIU Bng 1-1: Mt s s v cụng thc tớnh toỏn lu lng qua trn 10 Bng 1-2 Thụng s c bn mt s p trn labyrinth ó xõy dng trờn th gii [15] 21 Bng 2.1: H s Ai cụng thc - 28 Bng 2.2: Bng tra h s trit gim lu lng ca trn xiờn (k) [2] 29 Bng 3- 1: Kh nng thỏo trờn kt qu mụ hỡnh .51 Bng 3.2 Cỏc giỏ tr ca ng mt nc trờn dc 61 Bng 3.3 Kt qu tớnh toỏn thy lc on dc nc, Q = 100 m3/s on 62 Bng 3.4: Kt qu tớnh toỏn thy lc on dc nc, Q = 100 m3/s on 63 Bng 3.5 Kt qu tớnh toỏn thy lc on dc nc, Q = 220 m3/s on 64 Bng 3.6: Kt qu tớnh toỏn thy lc on dc nc, Q = 220 m3/s on 65 Bng 3.7 Kt qu tớnh toỏn thy lc on dc nc, Q = 200 m3/s on 66 Bng 3.8: Kt qu tớnh toỏn thy lc on dc nc, Q = 200 m3/s on 67 Bng 3.9 Kt qu tớnh toỏn thy lc on dc nc, Q = 50 m3/s on 68 Bng 3.10: Kt qu tớnh toỏn thy lc on dc nc, Q = 50 m3/s on 69 Bng 3.11 Xỏc nh giỏ tr chiu sõu dũng u kờnh h lu 72 Bng 3.12: Kt qu tớnh chiu sõu h xúi theo Vzgo 73 Bng 3.13: Bng kt qu tớnh chiu di phun xa 74 M U I Tớnh cp thit ca ti Nhiu nm nc ta, nhng h cha nc ó úng vai trũ tớch cc vic tr nc ma, cp nc khụ nng núng, lm gim bt khú khn v thit hi hn hỏn gõy ra, ci thin mụi trng sng Thc t, cỏc h ó tr thnh mt phn khụng th thiu phỏt trin kinh t xó hi v cuc sng hng ngy ca ngi dõn a phng Theo s liu thng kờ ca B Nụng nghip v Phỏt trin Nụng thụn, n c nc cú khong 3.500 h cha nc cỏc loi Trong ú h cha va v ln cú khong 700 h vi dung tớch mi h hn triu m3, p cao hn 10m - chim 20%, ú cú khong 72 h cú dung tớch trờn 10 triu m3 - chim 2%, cũn li 80% l cỏc h cha cú quy mụ nh hn Sau nhiu nm hnh s dng, iu kin t nhiờn cú s thay i nhiu so vi thit k ban u, nh rng u ngun b khai thỏc ba bói dn n thm thc vt b thu hp 60-70%, khớ hu khu vc thay i, yờu cu dựng nc ngy cng tng , cú nhiu h ó bc l nhng h hng v tn ti cn gii quyt Theo kt qu kho sỏt mi nht v hin trng h p trờn c nc mi c Cc Thy li (B NN&PTNT) cụng b cho thy, cỏc h cha nc va v nh cha c quan tõm, sa cha, nõng cp nờn nhiu h ang tỡnh trng mt an ton cao C th, s 600 h cha va v nh, cú ti 30% thiu nng lc x l, 17% s h p b thm lu, xụ tt lp gia c mỏi thng lu, cỏc cng ly nc u b rũ r xung cp nghiờm trng.Vỡ khụng nng lc x l, nờn nhiu ni ngi dõn ó phi thỏo trn nc t h ra, ch gi li dung tớch cha cũn 30-40%, iu ny ó bin nhiu h thnh cỏc ao cha nc, khụng cũn tỏc dng tớch nc nh thit k Trong cm cụng trỡnh u mi h cha thng cú nhiu hng mc cụng trỡnh nh: p, trn x l, cng ly nc, dc nc, kờnh dn v.v.Trong ú ng trn l b phn khụng th thiu dựng x l, bo v an ton cho u mi h cha Trong thi gian gn õy, nhiu nguyờn nhõn khỏc nhau, ú cú s tn phỏ ca mụi trng v bin i khớ hu ton cu lm cho l n h cha cú nhng bin i bt thng, cha lng trc c Hin tng l vt thit k h cha cú th gõy nờn cỏc s c h cha nh: nc trn qua nh gõy h, hng p, lu lng thỏo quỏ ln lm h hng ng trn hay thit b tiờu nng Mt nhng bin phỏp m bo an ton cho h cha l m rng ng trn, lm trn s c, ú cú hỡnh thc ngng trn zớc zc, tc b trớ ngng trn dng gp khỳc tng b rng trn nc, gim ct nc trờn nh trn Tuy nhiờn, chỳng ta cha cú nhiu kinh nghim v thit k loi ngng trn zớc zc Mt s cn phi c tip tc nghiờn cu lm rừ nh: b trớ mt bng ng zớc zc cho hp lý nht, chy ngp qua ngng trn, x lý chõn khụng sau ngng trn Vỡ vy ti Nghiờn cu gii phỏp b trớ hp lý trn zớc zc tng kh nng phũng l cho h cha l cú tớnh cp thit, cú ý ngha khoa hc v thc tin II Mc ớch v nhim v nghiờn cu - Lm rừ phm vi v iu kin ỏp dng hỡnh thc trn zớc zc cho cỏc h cha nc - Xem xột kh nng chy ngp qua ngng trn zớc zc v gii phỏp b trớ ngng hn ch kh nng chy ngp, tng kh nng thỏo - nh hng ca hin tng chõn khụng sau ngng v gii phỏp loi tr chõn khụng III Cỏch tip cn v phng phỏp nghiờn cu 1- Cỏch tip cn - T yờu cu ca thc t m t nhim v nghiờn cu - T vic gii quyt cỏc v trng hp c th khỏi quỏt húa v xut gii phỏp hp lý v b trớ v tớnh toỏn 2- Phng phỏp nghiờn cu - Thu thp cỏc ti liu thc t v h cha nc v ng trn - Tng hp cỏc ti liu nghiờn cu ó cú - Phõn tớch v xut phng phỏp b trớ, tớnh toỏn - ng dng cho cụng trỡnh c th, i chiu vi cỏc ti liu ó cú phõn tớch, la chn IV- Kt qu d kin t c - Nghiờn cu tng quan v trn zớc zc, c im b trớ v phm vi ỏp dng; nhng cn tip tc nghiờn cu - Kh nng chy ngp qua ngng trn v gii phỏp hn ch chy ngp tng kh nng thỏo qua ngng trn - nh hng ca chõn khụng sau ngng v bin phỏp khc phc - ng dng tớnh toỏn cho h sụng Múng: xut gii phỏp b trớ trn zớc zc v cỏc tớnh toỏn tng ng V- Ni dung ca lun Chng Tng quan v h cha, ng trn zớc zc v cn nghiờn cu 1.1 Tỡnh hỡnh xõy dng v khai thỏc h cha nc Vit Nam 1.2 Tng quan v cỏc cụng trỡnh thỏo l h cha 1.3 Tng quan v trn zớc zc (trn Lybyrinth) 1.4 Gii hn cỏc nghiờn cu Chng Nghiờn cu cỏc thy lc ca ngng trn zớc zc 2.1 Tớnh toỏn kh nng thỏo qua ngng 2.2 Gii phỏp m bo chy t qua ngng 2.3 Tớnh toỏn kh nng thỏo cú xột n chy ngp 2.4 Vn chõn khụng sau ngng v bin phỏp x lý Chng Tớnh toỏn ỏp dng cho trn sụng Múng 3.1 Gii thiu cụng trỡnh h sụng Múng 3.2 Gii phỏp trn zớc zc h sụng Múng v nhng tn ti 3.3 Tớnh toỏn phng ỏn mi b trớ trn zớc zc h sụng Múng 3.4 Phõn tớch kt qu tớnh toỏn Chng Kt lun, kin ngh 4.1 Cỏc kt qu t c ca Lun 4.2 Mt s tn ti 4.3 Kin ngh TI LIU THAM KHO PH LC TNH TON CHNG TNG QUAN V H CHA, NG TRN ZC ZC V VN CN NGHIấN CU 1.1 Tỡnh hỡnh xõy dng v khai thỏc h cha nc Vit Nam Nhiu nm nc ta, nhng h cha nc ó úng vai trũ tớch cc vic tr nc ma, cp nc khụ nng núng, lm gim bt khú khn v thit hi hn hỏn gõy ra, ci thin mụi trng sng Thc t, cỏc h ó tr thnh mt phn khụng th thiu phỏt trin kinh t xó hi v cuc sng hng ngy ca ngi dõn a phng Theo s liu thng kờ ca B Nụng nghip v Phỏt trin Nụng thụn, n c nc cú khong 3.500 h cha nc cỏc loi Trong ú h cha va v ln cú khong 700 h vi dung tớch mi h hn triu m3, p cao hn 10m - chim 20%, ú cú khong 72 h cú dung tớch trờn 10 triu m3 - chim 2%, cũn li 80% l cỏc h cha cú quy mụ nh hn Sau nhiu nm hnh s dng, iu kin t nhiờn cú s thay i nhiu so vi thit k ban u, nh rng u ngun b khai thỏc ba bói dn n thm thc vt b thu hp 60-70%, khớ hu khu vc thay i, yờu cu dựng nc ngy cng tng , cú nhiu h ó bc l nhng h hng v tn ti cn gii quyt Theo kt qu kho sỏt mi nht v hin trng h p trờn c nc mi c Tng Cc Thy li (B NN&PTNT) cụng b cho thy, cỏc h cha nc va v nh cha c quan tõm, sa cha, nõng cp nờn nhiu h ang tỡnh trng mt an ton cao C th, s 600 h cha va v nh, cú ti 30% thiu nng lc x l, 17% s h p b thm lu, xụ tt lp gia c mỏi thng lu, cỏc cng ly nc u b rũ r xung cp nghiờm trng.Vỡ khụng nng lc x l, nờn nhiu ni ngi dõn ó phi thỏo trn nc t h ra, ch gi li dung tớch cha cũn 30-40%, iu ny ó bin nhiu h thnh cỏc ao cha nc, khụng cũn tỏc dng tớch nc nh thit k 66 L(m) J = v2/C2R 0.000 3.49 0.00 0.00 0.00 1.969 16.50 32.49 6.16 1.93 20.44 1.59 63.55 0.006 0.004 0.096 3.90 0.41 4.30 4.30 1.972 15.00 29.58 6.76 2.33 18.94 1.56 63.36 0.007 0.007 0.093 4.30 0.40 4.30 8.60 2.058 13.50 27.78 7.20 2.64 17.62 1.58 63.46 0.008 0.008 0.092 4.70 0.40 4.30 12.91 2.220 12.00 26.64 7.51 2.87 16.44 1.62 63.75 0.009 0.008 0.092 5.09 0.39 4.30 17.20 2.290 10.50 24.05 8.32 3.53 15.08 1.59 63.58 0.011 0.010 0.090 5.82 0.72 4.30 25.21 2.325 9.00 20.93 8.37 4.66 13.65 1.53 63.16 0.015 0.013 0.087 6.98 1.16 4.30 25.80 Kt qu tớnh toỏn c hc = 2,3253m, Vc = 9,56 m/s c : cui on L 0.000 E 0.003 E 22.65 1.85 65.16 id -Jtb 1.16 Jtb 41.87 4.78 C (m2) 18.00 R (m) b(m) 2.326 (m) h(m) 200.00 v(m/s) Q(m3/s) v2/2g(m) Bng 3.7 Kt qu tớnh toỏn thy lc on dc nc, Q = 200 m3/s on 67 L(m) 0.000 0.000 6.98 0.00 0.00 0.00 2.300 9.00 20.70 9.66 4.76 13.60 1.52 63.09 0.015 0.015 0.035 7.06 0.08 2.23 2.23 2.250 9.00 20.25 9.88 4.97 13.50 1.50 62.94 0.016 0.016 0.034 7.22 0.16 4.81 7.04 2.200 9.00 19.80 10.10 5.20 13.40 1.48 62.78 0.018 0.017 0.033 7.40 0.18 5.41 12.44 2.100 9.00 18.90 10.58 5.71 13.20 1.43 62.45 0.020 0.019 0.031 7.81 0.41 13.04 25.48 2.050 9.00 18.45 10.84 5.99 13.10 1.41 62.28 0.022 0.021 0.029 8.04 0.23 7.93 33.42 1.991 9.00 17.92 11.16 6.35 12.98 1.38 62.07 0.023 0.022 0.028 8.34 0.30 10.98 44.40 - Kt qu tớnh toỏn c hcd =1.991 m, Vcd = 11,16m/s cd: cui dc L 63.17 0.015 E id -Jtb 13.65 1.53 E Jtb J = v2/C2R 4.65 C 9.56 R (m) 9.00 20.93 (m) b(m) 2.325 v(m/s) h(m) 200.00 (m2) Q(m3/s) v2/2g(m) Bng 3.8: Kt qu tớnh toỏn thy lc on dc nc, Q = 200 m3/s on 68 L(m) J = v2/C2R 0.00 0.00 0.00 0.641 16.50 10.58 4.73 1.14 17.78 0.59 53.94 0.013 0.008 0.092 1.78 0.40 4.30 4.30 0.608 15.00 9.11 5.49 1.53 16.22 0.56 53.44 0.019 0.016 0.084 2.14 0.36 4.30 8.60 0.611 13.50 8.25 6.06 1.87 14.72 0.56 53.41 0.023 0.021 0.079 2.48 0.34 4.30 12.90 0.639 12.00 7.66 6.52 2.17 13.28 0.58 53.68 0.026 0.024 0.076 2.81 0.33 4.30 17.20 0.689 10.50 7.23 6.91 2.44 11.88 0.61 54.15 0.027 0.026 0.074 3.13 0.32 4.30 21.50 0.749 9.00 6.90 7.24 2.67 10.53 0.66 54.82 0.027 0.027 0.073 3.44 0.32 4.30 25.80 Kt qu tớnh toỏn c hc = 0,7493m, Vc = 7,24 m/s c : cui on L 0.000 1.38 E 0.000 E 19.85 0.84 57.11 0.003 id -Jtb 0.46 Jtb 16.61 3.01 C (m2) 18.00 R (m) b(m) 0.923 (m) h(m) 50.00 v(m/s) Q(m3/s) v2/2g(m) Bng 3.9 Kt qu tớnh toỏn thy lc on dc nc, Q = 50 m3/s on 69 L(m) 10.50 0.64 54.64 0.029 0.000 0.000 3.55 0.00 0.00 0.00 0.730 9.00 6.57 7.61 2.95 10.46 0.63 54.44 0.031 0.030 0.020 3.68 0.13 6.51 6.51 0.720 9.00 6.48 7.72 3.03 10.44 0.62 54.33 0.032 0.032 0.018 3.75 0.07 3.99 10.49 0.700 9.00 6.30 7.94 3.21 10.40 0.61 54.11 0.036 0.034 0.016 3.91 0.16 9.75 20.24 0.680 9.00 6.12 8.17 3.40 10.36 0.59 53.88 0.039 0.037 0.013 4.08 0.17 13.43 33.67 0.675 9.00 6.08 8.23 3.45 10.35 0.59 53.83 0.040 0.039 0.011 4.13 0.05 4.29 37.96 0.668 9.00 6.02 8.31 3.52 10.34 0.58 53.75 0.041 0.040 0.010 4.19 0.06 6.44 44.40 v(m/s) - Kt qu tớnh toỏn c hcd =0.668 m, Vcd = 8,31m/s cd: cui dc L 2.80 E id -Jtb 7.41 E Jtb J = v2/C2R 6.74 C 9.00 R (m) b(m) 0.749 (m) h(m) 50.00 (m2) Q(m3/s) v2/2g(m) Bng 3.10: Kt qu tớnh toỏn thy lc on dc nc, Q = 50 m3/s on 70 c Kim tra xõm thc b mt dc nc (do khớ thc) * Tiờu chun ỏp dng: 14TCN 198-2006 Cụng trỡnh thy li cỏc cụng trỡnh thỏo nc Hng dn tớnh toỏn khớ thc - Vt liu thõn dc: M200 Tớnh vi lu lng Q = 220 m /s - Mt ct cui dc cú VTB = 11,47 m/s; sõu h = 2,13 m, chiu rng B = m - Nhỏm u mt dc: = 0,5mm ( Chn theo 14TCN 198-2006 Cụng trỡnh thy li cỏc cụng trỡnh thỏo nc Hng dn tớnh toỏn khớ thc ) - G gh cc b ti khp ni: Zm = 10mm + Xỏc nh lu tc ngng xõm thc trờn dc Tra th hỡnh 1-1 ca 14TCN 198-2006 vi Rb = 20, S=0 c Vng = 9,3m/s ( Tra theo vt liu thõn dc) + Xỏc nh lu tc c trng ti v trớ cú g gh cc b: Vy = VTB v Trong đó: 1, phụ thuộc vào tỷ số / y/ nh hình 2.6 VTB - lu tốc trung bình mặt cắt, m/s; V - hệ số biểu thị quan hệ lu tốc trung bình lu tốc lớn dòng chảy chiều dày lớp biên dạng mặt cắt ngang dòng chảy cho Mt ct cui dc cú L = 44,4 m; L/ = 8,88x104 Tra th (hỡnh 2.6 ca tiờu chun 14TCN198-2006) c = 1710 = 1,71 m; = 10-3 y = Zm + = 10,5mm; y/ = 21; tra c = 290 B + 2h [ (ln + 2) ln 5] v = (h )( B ) + Bh ln + Thay s vo ta c v=0,925 71 Thay tt c vo (1) c Vy = 4,48 m/s + Kim tra: T kt qu tớnh toỏn trờn cho thy dũng chy cui dc cú Vy < Vng Do ú vt liu thõn dc l phự hp, m bo iu kin Vy < Vng Kt lun: Dc khụng b xõm thc 3.3.2.3 Tớnh toỏn tiờu nng mi phun Qỳa trỡnh thớ nghim ó b i tng phõn dũng ti mi phun, v thay i nhiu phng ỏn chiu cao rng h = 60 cm; 80 cm; 100 cm; 120 cm, vi ba cỏch b trớ rng nh sau: - Cỏc rng cỏch 60 cm, v cú chiu rng rng 60 cm Gm tng cng chic - Cỏc rng cỏch 80 cm, v cú chiu rng rng 80 cm Hai rng ngoi cựng cỏch tng bờn 90 cm Gm tng cng chic - Cỏc rng cỏch 100 cm, cú chiu rng rng 100 cm Gm tng cng chic Kt qu thớ nghim chn phng ỏn rng cú chiu cao rng h = 120 cm, b trớ cỏch 60 cm, v chiu rng rng b = 60 cm Vi loi rng ny cú bay xa ca tia nc l: L = 11.2 m Do thớ nghim c tin hnh trờn mụ hỡnh lũng cng nờn cỏc thng s h xúi sau mi phun cha xỏc nh c Vỡ vy cn thụng qua tớnh toỏn v ng bao h xúi v kim tra s lm vic an ton ca cụng trỡnh (phn mi phun v tr ) Vic tớnh toỏn tin hnh theo tiờu chun 14TCN 81-90 a Tớnh kờnh h lu Xột thy kờnh x h du x lu lng thit k, trng hp l ng vi mc nc gia cng Zt = +78.31, thớ nghim khụng yờu cu m rng thờm b rng kờnh x Tuy nhiờn, v mt xúi, kờnh x h du s b xúi mnh H xúi s m rng v xúi sõu Vỡ vy, quỏ trỡnh x l cn phi theo dừi Nu thy hi xúi phỏt trin n sõu cú cao trỡnh +56.5 ( 3.5 m), cn phi gia c bng r ỏ trỏnh hin tng xúi vo chõn cụng trỡnh 72 Trong quỏ trỡnh thớ nghim, ó to cỏc h xúi cú sõu khỏc nhau, v ó o c tc ỏy h xúi l nh sau: - Cao trỡnh ỏy h xúi +58, Vmax = 7.8 m/s ( cỏch chõn cụng trỡnh 8.0 m) - Cao trỡnh ỏy h xúi +56, Vmax = 3.5 m/s (cỏch chõn cụng trỡnh 8.0 m) - Cao trỡnh ỏy h xúi +54, Vmax = 2.0 m/s ( cỏch chõn cụng trỡnh 8.0 m) Nh vy xúi s cũn phỏt trin, t ú cho thy cn phi c bo v bng r ỏ h xúi t cao trỡnh +56.5 Vi cao trỡnh ny, nu xột theo mỏi h xúi m = cho phớa thng lu ( theo G.A Yuixki, s tay tớnh toỏn thy lc, trang 176), thỡ quỏ trỡnh xúi ó bt u phm vo chõn cụng trỡnh Xỏc nh chiu sõu dũng u ng vi tng giỏ tr lu lng Ta cú b rng kờnh b = 12m, dc kờnh i = 0,0005, h s m = 1, h s n = 0,030 Bng 3.11 Xỏc nh giỏ tr chiu sõu dũng u kờnh h lu Q(m3/s) 220.000 200.000 100.000 50.000 mo 1.828 1.828 1.828 1.828 0.001 0.001 0.002 0.003 Rln 4.001 3.861 2.977 2.296 b/Rln 2.999 3.108 4.031 5.227 h/Rln 1.608 1.582 1.386 1.217 hh 6.434 6.110 4.126 2.794 118.600 110.643 66.543 41.328 v(m/s) 1.855 1.808 1.503 1.210 F( R ln) = 4m i Q b Tớnh toỏn h xúi ng vi tng giỏ tr lu lng + Tớnh chiu sõu h xúi: *Tớnh theo Vzgo: v2 t = K.A q p + 2g Trong ú: t Chiu sõu t MNHL n ỏy h xúi 73 K h s xúi l (theo bng 7-12 s tay k thut thy li) K = 2,20 A- h s gim chiu sõu h xúi cú ngm khớ (theo bng 7-11 s tay k thut thy li), A = 0,66 p - chờnh cao gia mi phun v mc nc h lu Thay cỏc tr s vo tớnh c t , t ú dx= t - h h Bng 3.12: Kt qu tớnh chiu sõu h xúi theo Vzgo Q(m3/s) K A q(m3/s) P(m) V (m/s) t(m) dx(m) 220 2.2 0.66 24.444 2.36 11.48 12.46 6.03 200 2.2 0.66 22.222 2.36 11.16 11.76 5.65 100 2.2 0.66 11.111 2.36 9.47 7.85 3.72 50 2.2 0.66 5.556 2.36 8.32 5.33 2.54 Kt qu tớnh toỏn c chiu sõu h xúi dx c th hin trờn bng + Tớnh chiu di phun xa S tớnh toỏn thy lc: Tớnh toỏn vi giỏ tr lu lng khỏc Chiu di phun xa ca tia dũng ca mỏng phun cú gúc nghch xỏc nh theo cụng thc sau: l = (j.v2.sin.cos + v.cos.(v2sin2 + 2g (p+h))1/2)/g Trong ú: l - chiu di phun xa ca tia dũng nc phun tớnh n mt nc h lu - gúc nghch ca mi phun, =150 Sin = 0,259; Cos = 0,966 v,h - lu tc v chiu sõu dũng nc ti cui mi phun khụng cú hm khớ p - chờnh cao gia mi phun v mc nc h lu p = 65,45 63,09 = 2,36m j - h s ph thuc p, tra bng 3-10 trang 128 ti liu " Cụng trỡnh thỏo l h thng u mi thu li", j = 0,87 g - gia tc trng trng 74 Thiờn an ton, chn v, h bng lu tc v chiu sõu dũng nc ti chõn ngng trn Thay cỏc giỏ tr vo cụng thc, tớnh c l (m ) Bng 3.13: Bng kt qu tớnh chiu di phun xa Q(m3/s) V(m/s) 220,00 11,48 0,259 0,966 2,36 2,130 14,04 34.63 200,00 11,16 0,259 0,966 2,36 1.991 13,40 33.49 100,00 9.47 0,259 0,966 2,36 1.173 10,08 22.45 50,00 8,32 0,259 0,966 2,36 0,668 8,09 15,90 Sinb Cosb P(m) h(m) l(m) L1(m) L1 - chiu di t cui mi phun n tõm h xúi L1 = l + Trong ú tg = tg + t tg g (0.5.hm cos + P Vm2 cos h m : sõu nc trờn mi V m : lu tc trờn mi + Tớnh b rng ỏy h xúi - B rng ỏy: Theo 14TCN 81-90, bx = 2,5hk, ú hk l sõu phõn gii h lu - Vi lũng dn h lu cú b = 12m, Q = 220m3/s, ta cú q = 18,33m3/sm, i = 0,0005 m = 1, n = 0,030 t ú xỏc nh c hk = 3,248m tớnh c bx = 2,5 * 3,248 = 8,12m Q = 200 => hk = 3,048m => bx = 7,62m Q = 100 => hk = 1,92m => bx = 4,6m Q = 50 => hk = 1,21m => bx = 3,025m + Mỏi h xúi: xỏc nh theo 14TCN81-90: 75 - Mỏi thng lu: m1 = 2,2 - Mỏi h lu: m2 = 1,5 c V ng bao h xúi : Mc ớch: nhm kim tra xem h xúi cú lan n chõn cụng trỡnh hay khụng 38 Hỡnh 3.12 ng bao h xúi ng vi mi cp lu lng Nh vy h xúi khụng lan n chõn cụng trỡnh, mi phun vi tr m bo n nh 3.4 Túm tt kt qu nghiờn cu b sung trn sụng Múng 3.4.1 Kt cu phng ỏn chn theo kt qu thớ nghim Qua phõn tớch cỏc phng ỏn sa i trờn õy, cú th ngh phng ỏn chn l phng ỏn sa i cú mt s im ch yu nh sau: Ca vo, p trn: gi nguyờn nh phng ỏn thit k Tuy nhiờn cn thờm h thng phỏ chõn khụng ti ngng trn, nh trỡnh by trờn on chuyn tip gia trn v dc nc trc õy di 4.0 m, c thay bng on dc kộo t cao trỡnh +70.7 xung n cao trỡnh +68.11, tc l n ht phn thu hp ca dc nc, di 25.8 m Dc nc: gi nguyờn chiu di phn cũn li ca dc nc, nõng cao trỡnh tng bờn ca dc nc lờn thờm 0.5 m trờn ton dc nc k c phn mi phun 76 Ti mi phun, cn b trớ li h thng rng, theo nh ó trỡnh by mc 3.3.1.4, v b i tng phõn dũng trỏnh tỡnh trng cõy, g trụi v lm hng cụng trỡnh va chm 3.4.2 Cỏc kt qu tớnh toỏn thy lc b sung a Tớnh toỏn thụng khớ ngng trn: m bo ch chy n nh, trỏnh rung ng mnh ti ngng trn, cn b trớ thụng khớ ngng trn nh sau: - ng thụng khớ chớnh: ng trũn bng thộp D = 0,3m lun thõn ngng trn, cú ming vo u t tng bờn, thụng vi khớ tri (ti ming vo cú t li chn bo v) - ng khớ nhỏnh: ng trũn cú d = 0,1m, thụng t ng chớnh mt h lu ngng trn, ming l t cao hn mc nc max sau ngng b Tớnh toỏn thy lc dc nc: - V ng mt nc trờn dc ng vi lu lng thỏo qua trn - Kim tra iu kin xõm thc trờn dc cho thy vi vt liu lm dc l bờ tụng M200, dc nc m bo khụng b xõm thc nu khng ch cỏc g gh cc b Zm < 10mm c Tớnh toỏn tiờu nng mi phun ó v c ng bao h xúi v xỏc nhn rng h xúi khụng lan n chõn cụng trỡnh, mi phun vi tr m bo n nh 77 KT LUN V KIN NGH Kt lun Lun ny ginh cho vic nghiờn cu gii phỏp b trớ trn zớc zc cho cỏc h cha v ỏp dng cho h sụng Múng (tnh Bỡnh Thun) T kt qu su tm, nghiờn cu ti liu v tớnh toỏn c th, cú th rỳt cỏc kt lun sau õy: nc ta, hng ngn h cha nc ó c xõy dng phc v dõn sinh, kinh t, phỏt trin t nc Hn 90 0 s h cha ó xõy dng cú p c p bng vt liu a phng Khi ú cụng trỡnh thỏo l cú vai trũ quan trng vic thỏo lu lng l n h phi m bo an ton cho cỏc cụng trỡnh u mi v khu vc h du Khi b trớ ng trn thỏo l cho h cha cn gii quyt mõu thun gia yờu cu thỏo lu lng ln vi vic gim nh phm vi ngp lt thng lu Khi ú cn thit phi m rng phm vi trn nc (tng b rng trn B) Vic b trớ ngng trn theo hỡnh zớc zc (Lybyrinth) mt phm vi kờnh dn vo nht nh l mt gii phỏp k thut hp lý tha cỏc yờu cu ó nờu, cn c quan tõm nghiờn cu la chn Khi thit k trn zớc zc, ngoi cỏc thụng s b trớ ó c nghiờn cu k v khuyn cỏo la chn nh ó nờu chng ca lun thỡ cn quan tõm n cỏc yu t c thự riờng ca tng cụng trỡnh cú nh hng n s lm vic ca ng trn nh: Kh nng chy ngp qua ngng trn Ni tip ngng trn vi thng lu, h lu Cỏc hin tng thy lc trờn ng thỏo nc v tiờu nng Hin tng chy ngp lm gim rt nhanh kh nng thỏo nc qua ngng trn Vỡ vy, i vi cụng trỡnh c th, ngoi tớnh toỏn thụng thng cn phi tin hnh thớ nghim mụ hỡnh vt lý xỏc nh phm vi chy t v nh hng ca chy ngp n kh nng thỏo nc qua ngng trn 78 Ngng trn zớc zc thng lm dng thnh mng, ln nc khụng bỏm sỏt mt h lu ngng, s sinh chõn khụng x l, gõy mt n nh cho ngng trn Vỡ vy cn thit phi tớnh toỏn v b trớ h thng thụng khớ phỏ chõn khụng Phng phỏp tớnh toỏn nh trỡnh by mc 2.4 Ngoi cỏc cú th phõn tớch v kt lun t kt qu thớ nghim mụ hỡnh thớ cú nhng thụng s cn phi xỏc nh qua tớnh toỏn nh xõm thc b mt ng thỏo, d bỏo phm vi h xúi h lu Cỏc kt qu ny s cú tin cy cao hn s dng cỏc thụng s u vo theo kt qu thớ nghim (nh lu tc ln nht trờn dc nc, u mi phun, phõn b lu tc h lu) Kt qu ỏp dng cho cụng trỡnh trn ca h sụng Múng (tnh Bỡnh Thun) nh sau: Trờn c s thớ nghim mụ hỡnh ca Vin Khoa hc Thy li Nam, ó ngh mt s chnh sa so vi phng ỏn thit k ban u nh sa li bc ni tip t ngng trn xung dc nc, b tng phõn dũng v chnh sa li cỏc rng mi phun ó tớnh toỏn xỏc nh c kớch thc ng thụng khớ phỏ chõn khụng ngng trn; kim tra kh nng khớ thc trờn dc nc; v ng bao h xúi h lu trn xỏc nh kh nng n nh ca mi phun v tr trn lm vic Nh vy, kt hp gia kt qu thớ nghim v tớnh toỏn ó xỏc nh cỏc thụng s hp lý ca trn sụng Múng Phng ỏn ngh ó c duyt v tin hnh xõy dng Hng tip tc nghiờn cu Nh trờn ó nờu, vic ỏp dng ngng trn t ng kiu zớc zc h cha cú li th rt ln vic tng Bt, t ú tng c nng lc x l ca trn rt ln mc nc thng lu khụng tng nhiu Tuy nhiờn, nhng iu kin nht nh v mc nc h lu, ngng cú th chuyn sang ch chy ngp lm gim kh nng thỏo Ngoi iu kin chõn khụng sau ngng cng l mt yu t nh hng n n nh ca ngng Thc t lm vic ca trn, kh nng t s gia ct nc trờn trn (H) v chiu cao ngng trn (P) ln hn 0,9 cú th xy ra, ngh cú thờm kt qu nghiờn cu din bin dũng chy trờn trn v kh nng thỏo trng hp ny Vỡ vy tỏc gi Lun xỏc nh õy s l hng nghiờn cu tip theo ca ti 79 TI LIU THAM KHO [1] B Nụng nghip & PTNT (2002) Chng trỡnh bo m an ton cỏc h cha [2] B Thy li (1977) Quy phm tớnh toỏn thy lc p trn QPTL C876 [3] Nguyn Chin (2003) Tớnh toỏn khớ thc cỏc cụng trỡnh Thy li, NXB xõy dng, H Ni [4] Nguyn Vn Cung, Nguyn Xuõn ng, Ngụ Trớ Ving (2005) Cụng trỡnh thỏo l u mi H thng thy li Nh xut bn xõy dng, H Ni [5] P.G Kixờlep v mt s tỏc gi S tay tớnh toỏn thy lc (bn dch ting Vit) NXB MIR Matxcva [6] Phan S K (2000) S c mt s cụng trỡnh thy li Vit Nam v cỏc bin phỏp phũng trỏnh NXB Nụng nghip, H Ni [7] Phm Ngc Quý (2008) Trn s c u mi h cha nc, XNB Nụng nghip, H Ni [8] Phm Ngc Quý (5/2003) Nghiờn cu tng quan l vt thit k cỏc h cha nc & xut gii phỏp trn s c thớch hp cho an ton cụng trỡnh u mi - ti nghiờn cu khoa hc cụng ngh cp B [9] Tiờu chun Xõy dng Vit Nam Cỏc quy nh ch yu v thit k TCXDVN 285 2002 [10] Ngụ Trớ Ving, Nguyn Chin, Nguyn Vn Mo, Nguyn Vn Hnh, Nguyn Cnh Thỏi Trng i hc Thy li (2004) - Giỏo trỡnh Thy cụng I Nh xut bn xõy dng, H Ni [11] Vin Khoa hc Thy li nam (2/2003) Bỏo cỏo kt qu thớ nghim mụ hỡnh thy lc trn x l h cha nc Sụng Múng [12] B Nụng nghip & PTNT (2006) Cụng trỡnh thy li cỏc Cụng trỡnh thỏo nc- Hng dn tớnh toỏn khớ thc 14TCN 198-2006 [13] B Thy li (1992) Quy trỡnh tớnh toỏn thy lc cụng trỡnh x kiu h v xúi lũng dn bng ỏ dũng phun 14TCN 81-90.NXB Nụng nghip, H Ni 80 [14] Lux, F., (1993) Design methodologies for labyrinth weirs Proceedings Water Power 93, Nashville, Tenn [15] Henry T.Falvey (2003) Hydraulic design of Labyrinth weirs [16] Tullis, J.P., Nostratollah, A., and Waldron, D., (1995) Design of labyrinth spillways American Society of Civil Engineering, Journal of Hydraulic Engineering, 121(3), 247-255 [17] Hay, N., and Taylor, G., (1970) Performance and Design of labyrinth weirs American Society of Civil Engineering, Journal of Hydraulic Engineering, 96(11), 2337-2357 [...]... nghiệm tính hệ số lưu lượng cho tràn - Xem xét khả năng chảy ngập qua ngưỡng tràn zíc zắc và giải pháp bố trí ngưỡng để hạn chế khả năng chảy ngập, tăng khả năng tháo - Ảnh hưởng của hiện tượng chân khơng sau ngưỡng và giải pháp loại trừ chân khơng - Tính tốn ứng dụng cho cơng trình thực tế 26 4 CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU CÁC VẤN ĐỀ THỦY LỰC CỦA NGƯỠNG TRÀN ZÍC ZẮC 2.1 Tính tốn khả năng tháo qua ngưỡng 2.1.1... phẳng, do đó khó bố trí trên đỉnh đập trọng lực 1.4 Phạm vi nghiên cứu của luận văn Trong luận văn nay giới hạn nghiên cứu các vấn đề thủy lực của tràn zíc zắc cụ thể như sau: - Nghiên cứu khả năng tháo qua tràn: giới hạn nghiên cứu dòng chảy qua tràn ở chế độ chảy tự do - Khai thác các số liệu thí nghiệm đã có để xây dựng mối quan hệ giữa các yếu tố thủy lực với khả năng tháo qua tràn Xây dựng cơng... * Nhận xét: Ta thấy khả năng thốt của tràn labyrinth có thể gấp từ 2 đến 5 lần các tràn có ngưỡng thẳng do vậy có thể tăng mức độ an tồn hồ chứa hoặc nâng cao khả năng tích nước của hồ Tuy vậy các điều kiện ràng buộc về các yếu tố thuỷ lực cũng rất khắt khe, như là cột nước tràn thấp, dòng chảy sau tràn là dòng xiết, khả năng điều tiết hồ chứa v.v… đến các yếu tố về mặt cấu tạo tràn như là giới hạn... Tullit để tính phương án tràn zíc zắc cho hồ Liệt Sơn huyện Đức Phổ Thiết kế loại tràn zíc zắc kiểu hình thang: Qzz = 2 Cd Bz 3 2 g Hzz3/2 ; Cd – Hệ số lưu lượng của tràn thẳng cùng hình dạng ngưỡng tràn Hệ số lưu lượng của tràn zíc zắc: mz = 2 Cd 3 0,94 Cd = C1 C1 là hệ số lưu lượng Tullit theo kinh nghiệm C1 = ( 0,56 ÷ 0,6); Chọn C1 = 0,58; Cd = 0,617 có mz = 0,411; [16] 29 Bz : Khẩu độ tràn zíc zắc; ... Khái niệm: Tràn labyrinth là tràn tự do có mặt bằng hình gấp khúc (zíc zắc) nhằm kéo dài đường tràn nước dài hơn tràn thẳng có cùng khẩu độ 9 Hình 1 -9 Tràn zíc zắc - Mỹ (nhìn từ hạ lưu) Lâu nay, đập tràn zíc zắc truyền thống đã được áp dụng thành cơng tại rất nhiều nơi trên thế giới Tràn zíc zắc đầu tiên được xây dựng ở Australia vào năm 1941, có lưu lượng xả lớn nhất Q=1020m3/s, cột nước tràn H=1,36m,chiều... giản, an tồn, thích hợp với các cơng trình vừa và nhỏ, đặc biệt là các cơng trình cần nâng cấp tràn để đáp ứng nhu cầu dùng nước hoặc đảm bảo khả năng thốt lũ trong tình hình thời tiết hiện tại 1.2 Tổng quan về các cơng trình tháo lũ ở hồ chứa Trong cụm cơng trình đầu mối hồ chứa thường có nhiều hạng mục cơng trình như: đập, tràn xả lũ, cống lấy nước, kênh dẫn v.v….Trong đó tràn xả lũ là hạng mục quan... trình để ứng cứu khi có sự cố, nhiều hồ thiếu phương tiện thơng tin liên lạc phục vụ cơng tác quản lý và phòng chống lụt bão Bên cạnh đó, cơng tác quản lý các hồ (đặc biệt là các hồ nhỏ) đã bộc lộ nhiều bất cập Đó là, năng lực cán bộ kỹ thuật, cán bộ quản lý còn yếu Các khâu đào tạo, tập huấn những kiến thức tối thiểu về quản lý hồ chưa được ai chú trọng (nhất là các hồ do dân quản lý) Thiếu kinh phí cho. .. Việt Nam, đập tràn labyrinth bước đầu đang được nghiên cứu và áp dụng ở một số cơng trình như: Tràn xả lũ Sơng Móng - Bình Thuận (hình 1-14), Tràn xả lũ Phước Hòa 23 -Bình Phước (hình 1-15), tràn xả lũ Tuyền Lâm (Lâm Đồng)… Một số thơng số cơ bản của tràn như sau: * Tràn xả lũ Sơng Móng (Bình Thuận): - Lưu lượng xả: Qtk = 224,44 m3/s - Cột nước tràn max: H = 2,54 m - Chiều cao ngưỡng tràn: 5,1 m -... thành thấp nhưng khơng đảm bảo khả năng thốt lũ thiết kế (vì giảm mặt cắt thốt lũ) 2 - Làm tràn nhiều khoang có cửa van: Phương án này đảm bảo mục đích cơng trình đề ra nhưng kết cấu cơng trình phức tạp, giá thành cơng trình cao, vận hành khó khăn 3 – Mở rộng ngưỡng tràn để tăng khả năng thốt lũ: đây là giải pháp mới, đang được ứng dụng ở Việt Nam Phương án này có ưu điểm là tăng được lưu lượng xả, giảm... tường bên kề nhau sẽ tương tác với nhau làm giảm lưu lượng qua tràn Mức độ ảnh hưởng càng tăng khi chiều cao cột nước trên đỉnh tràn tăng đến một giá trị giới hạn thì lưu lượng chảy qua tràn zích zắc cũng chỉ tương tương với các loại tràn thẳng khác 15 Hình 2-1: Dòng chảy qua tràn zích zắc kiểu phím đàn piano 2.1.2 Tính tốn thuỷ lực đập tràn zíc zắc: 2.1.2.1 Cơng thức tính lưu lượng : - Cơng thức chung: ... Tên đề tài luận văn: Nghiên cứu giải pháp bố trí hợp lý tràn zíc zắc để tăng khả phòng lũ cho hồ chứa Tơi xin cam đoan đề tài luận văn tơi hồn tồn tơi làm Những kết nghiên cứu, thí nghiệm khơng... nhất, vấn đề chảy ngập qua ngưỡng tràn, xử lý chân khơng sau ngưỡng tràn Vì đề tài Nghiên cứu giải pháp bố trí hợp lý tràn zíc zắc để tăng khả phòng lũ cho hồ chứa có tính cấp thiết, có ý nghĩa... tháo lũ hồ chứa 1.3 Tổng quan tràn zíc zắc (tràn Lybyrinth) 1.4 Giới hạn vấn đề nghiên cứu Chương – Nghiên cứu vấn đề thủy lực ngưỡng tràn zíc zắc 2.1 Tính tốn khả tháo qua ngưỡng 2.2 Giải pháp