TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPỒ CHÍ MINH THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN KHOA KỸ THUẬT DỰNG Chương 6: Cơng trình lấy XÂY nước & dẫn nước BỘ MƠN KỸ THUẬT TÀI NGUN NƯỚC PGS TS NGUYỄN THỐNG Email: nguyenthong@hcmut.edu.vn or nthong56@yahoo.fr Web: //www4.hcmut.edu.vn/~nguyenthong (08) PGS TS NguyễnTél Thống 38 640 979 - 098 99 66 719 THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước Chương : Tổng quan Chương : Tài ngun nước quy hoạch khai thác Chương : Các phương pháp khai thác lượng nước Chương : Điều tiết hồ chứa thuỷ điện Chương : Đập dâng & cơng trình tháo lũ Chương : Cơng trình lấy nước dẫn nước Chương : Tháp (giếng) điều áp Chương : Đường ống áp lực & tượng nước va Chương : Nhà máy Thuỷ điện PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước CƠNG TRÌNH LẤY NƯỚC, DẪN NƯỚC TỔNG QT Tổng qt Lấy nước từ sơng Lấy nước từ hồ chứa Cơng trình dẫn nước  Lấy nước từ sơng hồ chứa với lưu lượng u cầu nhằm cung cấp cho tuabin  Loại bỏ hạt lơ lửng (kích thước >= 0.1 mm) PGS TS Nguyễn Thống PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước Van xã cát LẤY NƯỚC TỪ SƠNG - Cửa lấy nước, - Cửa van điều tiết lưu lượng, mực nước, - Cơng trình lắng  Cửa lấy nước nên đặt vị trí có lợi mặt thuỷ lực (có chú ý mặt điạ chất) BỐ TRÍ CỬA LẤY NƯỚC Cơng trình nâng mực nước Bể lắng cát Lưới chắn rác “thơ” PGS TS Nguyễn Thống Lưới chắn rác “tinh” PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước BỂ LẮNG CÁT PGS TS Nguyễn Thống PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước BỂ LẮNG CÁT Lưới chắn rác “mịn” Bùn cát lắng đọng PGS TS Nguyễn Thống Vị trí nạo vét bùn cát lắng đọng Kè hướng dòng (tạo dòng chủ lưu) LẤY NƯỚC Ở ĐOẠN SƠNG THẲNG 10 PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước CƠNG TRÌNH NÂNG MỰC NƯỚC Chủ yếu sử dụng đập dâng để tạo mực nước cần thiết cho phép lấy nước LẤY NƯỚC TỪ HỒ CHỨA CƠNG TRÌNH LẮNG CÁT Nhằm mục đích loại hạt (vật) lơ lửng (0.05 1.5mm) bùn cát đáy khỏi nước 11 PGS TS Nguyễn Thống Khi xây dựng đập tạo hồ chứa:  Tạo tượng lắng đọng bùn cát hồ cuối hồ di chuyển phía đập  Hạt lớn lắng đọng trước hạt bé theo sau  Bùn cát lơ lửng sau lắng đọng nén chặt theo thời gian  Dung tích chết 12 PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước LẤY NƯỚC TỪ HỒ CHỨA MNDBT “Lưởi” bùn cát MNC Cát, sỏi thơ Cao trình cửa lấy nước Dung tích chết 13 PGS TS Nguyễn Thống LẤY NƯỚC TỪ HỒ CHỨA  Thường dòng chảy có áp qua cửa lấy nước DƯỚI SÂU (mực nước hồ dao động nhiều)  Cao trình ngưỡng cửa lấy nước phụ thuộc vào DUNG TÍCH CHẾT  Cao trình trần cửa nằm ĐỦ SÂU để khơng xảy tượng khơng khí bị lơi vào cửa lấy nước (hồ ở MNC)  a=(35)V2/2g 14 PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước CỬA LẤY NƯỚC TỪ HỒ CỬA LẤY NƯỚC TỪ HỒ MNC a>(3-5)V2/2g Lưới chắn rác Q, V Lưới chắn rác PGS TS Nguyễn Thống Cao trình max bùn cát lắng đọng 15 16 PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước Khe van RM (MNC) Lưới chắn rác (bê tơng cốt thép) Ống thép D=5.75m 18 17 PGS TS Nguyễn Thống PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước CƠNG TRÌNH DẪN NƯỚC  Kênh dẫn (chảy khơng áp) Dùng mực nước hồ dao động bé Địa hình đường dẫn qua tương đối phẳng  Đường hầm (chảy có áp) Dùng mực nước hồ dao động lớn Mục đích: Đưa nước từ cửa lấy nước đến bể áp lực (kênh dẫn) giếng điều áp (đường hầm với dòng chảy có áp)  vào NMTĐ 19 PGS TS Nguyễn Thống KÊNH DẪN NƯỚC  Hình dạng kênh phụ thuộc vào điều kiện đòa chất, đòa hình kênh qua  Thông thường có dạng hình thang cân m=ctg() h m  b 20 PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước KÊNH DẪN KÊNH ĐẮP KÊNH ĐÀO 21 PGS TS Nguyễn Thống 22 PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước Cơng thức Manning: V  C RJ  C Ri (chảy  J=i) C Kênh Đường ống áp lực V R / 3i / n V: vận tốc TB, J : độ dốc thuỷ lực R: bán kính thuỷ lực, i: độ dốc đáy kênh n: hệ số nhám BỂ ĐIỀU ÁP PGS TS Nguyễn Thống 1/ R n 23 24 PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước VẼ ĐƯỜNG MẶT NƯỚC CHẢY ỔN ĐỊNH KHƠNG ĐỀU i=0,0061 D=3,5m, L=9065m Phương pháp cộng trực tiếp (TL Ch.1): l   Đường hầm dẫn nước  Q voi  h  iJ 2g2  Năng lượng riêng đơn vị mặt cắt 25 PGS TS Nguyễn Thống 26 PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước ĐƯỜNG HẦM DẪN NƯỚC CƠNG TRÌNH DẪN NƯỚC CÓ ÁP Đường hầm vừa thi cơng thơ Đường hầm đã xử lý đáy Đường hầm dẫn nước 27 PGS TS Nguyễn Thống 28 PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước ĐƯỜNG HẦM DẪN NƯỚC TIẾT DIỆN ĐƯỜNG HẦM HOÀN CHỈNH LOẠI BÊ TƠNG CỐT THÉP Mặt cắt dạng móng ngựa Mặt cắt dạng tròn Thu nước thấm 29 PGS TS Nguyễn Thống PGS TS Nguyễn Thống Đường hầm kiểm tra 30 THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước TRẮC DỌC ĐƯỜNG HẦM ĐƯỜNG KÍNH KINH TẾ DOP Gia cố bê tơng cốt thép Ngách thi cơng PGS TS Nguyễn Thống Ngách thi cơng Gia cố thép 31 Giả thiết đường hầm đã xác định L lưu lượng qua Q:  Thiết kế D  lớn  chi phí xây dựng hầm LỚN & TỔN THẤT lượng  BÉ  TIẾT KIỆM lượng ma sát dòng chảy hầm  TĂNG thu tiền điện  Thiết kế D  bé  chi phí xây dựng hầm BÉ & TỔN THẤT lượng  LỚN  MẤT lượng ma sát dòng chảy hầm  GIẢM thu tiền điện 32 PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước KHÁI NIỆM VỀ MẶT CẮT KINH TẾ Kích thước đường hầm xác định theo quan điểm kinh tế: C: chi phí xây (e+C) F($) dựng e=f(D) e: chi phí (e+C) C=f(D) ma D(m) sát nước thành D 33 TRÌNH TỰ XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG KÍNH KINH TẾ DOP PGS TS Nguyễn Thống op  Bắt đầu với giả thiết DMIN theo u cầu thi cơng ă  Giả thiết D1  tính đầu tư đường hầm tính lượng phát NM  tiền thu từ điện  Giả thiết D2 =D1+d  Tính gia số đầu tư cho đường hầm (Ij với j=1,k ) 34 PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước  Tính lượng điện  Tính gia số tiền thu từ điện (Bj, j=k,N)  Tính chỉ tiêu tài dòng tiền I & B (ví dụ chỉ tiêu IRR), xem đồ thị sau  Nếu IRR đáng giá (>=MARR)  chọn D2 tiếp tục tính với gia số D3 =D2+d  trở lại bước CH̃I DÒNG TIỀN GIA SỐ ĐẦU TƯ ĐƯỜNG HẦM & GIA SỐ LỢI NḤN THU TỪ TIẾT KIỆN ĐIỆN Bk+1 I1 Ik BN T Gia số lợi nhuận Gia số đầu từ đường hầm 35 PGS TS Nguyễn Thống Bj 36 PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước XÁC ĐỊNH MỰC NƯỚC SAU NM ĐƯỜNG DẪN SAU NM Dùng xác định lượng nước Đường quan hệ q=f(Z) thiết lập p/p thuỷ lực (chảy đều, khơng đều,…) Từ lưu lượng qua NM, tra quan hệ Q & Z để xác định Z Trong trường hợp dòng khơng  vẽ đường mực nước từ biên HL NM 37 PGS TS Nguyễn Thống 38 PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước XÁC ĐỊNH MỰC NƯỚC SAU NM Z(m) z1 Z=f(Q) Q1 Q(m3/s) ĐƯỢC THIẾT LẬP TRONG NGHIÊN CỨU THỦY VĂN 40 39 PGS TS Nguyễn Thống PGS TS Nguyễn Thống ...THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước BỂ LẮNG CÁT PGS TS Nguyễn Thống PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY... Lưới chắn rác PGS TS Nguyễn Thống Cao trình max bùn cát lắng đọng 15 16 PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước Chương 6: Cơng trình... thép) Ống thép D=5.75m 18 17 PGS TS Nguyễn Thống PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước Chương 6: Cơng trình lấy nước & dẫn nước