Luận văn thạc sĩ về chế độ thủy lực và bể tiêu năng cho tràn xả lũ Hạ Sê San 2

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu chế độ thủy lực và chọn bể tiêu năng cho tràn xả lũ tại hạ sê san 2, góp phần tối ưu hóa thiết kế công trình thủy.

• Tác giả: Hoàng Quốc Đạt
• Người hướng dẫn: PGS. TS Trần Quốc Thưởng
• Trường học: Trường Đại học Thủy lợi
• Chuyên ngành: Công trình thủy lợi
• Đề tài: Nghiên cứu chế độ thủy lực cho bể tiêu năng tràn xả lũ Hạ Sê San 2
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CÁM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TRÀN XẢ LŨ
• 1.1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH XÂY DỰNG TRÀN XẢ LŨ Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI
• 1.2. TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ TIÊU NĂNG
• 1.2.1. Khái quát chung
• 1.2.2. Một số kết quả nghiên cứu ở nước ngoài
• 1.2.3. Một số kết quả nghiên cứu ở Việt Nam
• 1.2.4. Các loại đập tràn và tiêu năng hạ lưu
• 1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN LÝ THUYẾT VỀ TIÊU NĂNG ĐÁY
• 1.3.1. Phương pháp lý luận
• 1.3.2. Phương pháp thực nghiệm mô hình
• 1.3.3. Phương pháp nghiên cứu trên nguyên hình
• 1.4. MỘT SỐ GIẢI PHÁP TIÊU NĂNG ĐÁY
• 1.4.1. Xác định lưu lượng tính toán tiêu năng
• 1.4.2. Xác định hình thức nối tiếp chảy đáy
• 1.5. NHẬN XÉT CHUNG
• 2. CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN BỂ TIÊU NĂNG TRÀN HẠ SÉ SAN 2
• 2.1. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TRÌNH HẠ SÉ SAN 2
• 2.2. Khái quát chung về công trình Hạ Sé San 2
• 2.3. Đập tràn nước
• 2.4. TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH BỂ TIÊU NĂNG
• 2.4.1. Các số liệu ban đầu
• 2.4.2. Năng lực xả của đập tràn
• 3. CHƯƠNG III: SO SÁNH KẾT QUẢ TÍNH TOÁN LÝ THUYẾT VÀ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM MÔ HÌNH THUỶ LỰC
• 3.1. LÝ THUYẾT TƯƠNG TỰ VÀ CÁC TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG
• 3.2. THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH
• 3.2.1. Thiết kế mô hình
• 3.2.2. Xây dựng mô hình
• 3.2.3. Bố trí thiết bị đo
• 3.2.4. Bố trí mặt cắt đo đạc trên mô hình
• 3.3. THÍ NGHIỆM MÔ HÌNH
• 3.3.1. Kết quả thí nghiệm phương án tính toán thiết kế
• 3.3.2. Kết quả thí nghiệm phương án sửa đổi
• 3.3.3. So sánh, đánh giá kết quả tính toán và kết quả thí nghiệm phương án thiết kế
• 3.3.4. So sánh, đánh giá kết quả tính toán và kết quả thí nghiệm phương án sửa đổi
• 3.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Giới thiệu chung về nghiên cứu

Nghiên cứu chế độ thủy lực cho bể tiêu năng tràn xả lũ Hạ Sê San 2 là một công trình quan trọng trong lĩnh vực công trình thủy lợi, nhằm đảm bảo an toàn và hiệu quả trong việc xả lũ. Công trình này không chỉ cần thiết cho việc quản lý nước mà còn góp phần bảo vệ khu vực hạ du khỏi các tác động xói lở và lũ lụt. Việc nghiên cứu và lựa chọn hình thức bể tiêu năng hợp lý sẽ giúp tối ưu hóa quy trình xả lũ, đồng thời giảm thiểu chi phí xây dựng và bảo trì. Trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng nghiêm trọng, việc áp dụng các giải pháp thiết kế hiệu quả cho công trình thủy lợi trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết. Nghiên cứu này không chỉ mang tính lý thuyết mà còn có tính thực tiễn cao, giúp các nhà thiết kế và quản lý công trình có thêm cơ sở để đưa ra các quyết định chính xác trong việc thiết kế và vận hành công trình.

II. Tình hình xây dựng tràn xả lũ ở Việt Nam

Trong những năm gần đây, Việt Nam đã chứng kiến sự phát triển nhanh chóng của các công trình thủy lợi, đặc biệt là các công trình xả lũ. Các công trình này có vai trò quan trọng trong việc quản lý nước, đảm bảo an toàn cho người dân và tài sản. Tình hình xây dựng tràn xả lũ ở Việt Nam khá đa dạng về hình thức và quy mô, từ những công trình nhỏ đến những đập lớn như Hạ Sê San 2. Các công trình này không chỉ giúp giảm thiểu thiệt hại do lũ lụt mà còn cung cấp nước cho sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức trong việc thiết kế và thi công các công trình này, đặc biệt là vấn đề tiêu năng và quản lý lũ. Việc nghiên cứu và áp dụng các giải pháp tiêu năng hiệu quả là cần thiết để đảm bảo an toàn cho các công trình trong mùa mưa bão.

III. Các phương pháp nghiên cứu và tính toán

Để thực hiện nghiên cứu này, các phương pháp tính toán thủy lực và thực nghiệm được áp dụng. Phương pháp lý thuyết bao gồm việc phân tích các kết quả nghiên cứu trước đó, từ đó đưa ra các thông số kỹ thuật cần thiết cho việc thiết kế bể tiêu năng. Ngoài ra, phương pháp thực nghiệm trên mô hình thủy lực cũng được thực hiện để xác định chính xác các thông số thủy lực trong điều kiện thực tế. Việc kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm giúp đảm bảo tính chính xác và khả thi của các giải pháp được đề xuất. Đặc biệt, việc lựa chọn hình thức bể tiêu năng phù hợp sẽ giúp tối ưu hóa quy trình xả lũ và giảm thiểu tác động xấu đến môi trường xung quanh.

IV. Đánh giá hiệu suất và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc áp dụng các giải pháp tiêu năng hợp lý không chỉ cải thiện hiệu suất của công trình mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Các thông số thu được từ nghiên cứu sẽ là cơ sở để các nhà thiết kế đưa ra quyết định trong việc xây dựng và vận hành các công trình thủy lợi khác. Hơn nữa, nghiên cứu này cũng cung cấp những kiến thức quý báu cho việc quản lý lũ và xói lở ở hạ lưu, từ đó đảm bảo an toàn cho cộng đồng. Việc áp dụng các giải pháp này trong thực tiễn sẽ giúp nâng cao khả năng chống chịu của các công trình trước những biến động của thời tiết, đồng thời giảm thiểu thiệt hại do thiên tai gây ra.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển nhanh chóng các công trình thủy lợi và thủy điện tại Việt Nam trong hai thập kỷ qua, việc nghiên cứu chế độ thủy lực và lựa chọn bể tiêu năng cho tràn xả lũ trở thành vấn đề cấp thiết. Công trình thủy điện Hạ Sê San 2, nằm trên lãnh thổ Campuchia gần biên giới Việt Nam, có lưu vực lên đến 49.200 km² với lưu lượng lũ thiết kế đạt khoảng 22.734 m³/s và lưu lượng kiểm tra lên đến 28.470 m³/s, là một ví dụ điển hình cho các công trình có quy mô lớn cần giải pháp tiêu năng hiệu quả.

Năng lượng dư thừa của dòng chảy sau đập tràn có thể gây ra hiện tượng xói lở nghiêm trọng, ảnh hưởng đến an toàn công trình và khu vực hạ lưu. Mục tiêu nghiên cứu là xác định chế độ thủy lực và lựa chọn hình thức bể tiêu năng phù hợp cho tràn xả lũ Hạ Sê San 2, nhằm giảm thiểu xói lở, đảm bảo an toàn và nâng cao hiệu quả vận hành công trình. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào phân tích lý thuyết, thí nghiệm mô hình thủy lực và so sánh kết quả để đề xuất giải pháp tiêu năng tối ưu. Nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn lớn trong việc áp dụng cho các công trình tương tự về quy mô và điều kiện địa hình, góp phần phát triển bền vững hệ thống thủy lợi và thủy điện khu vực.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình thủy lực cơ bản liên quan đến dòng chảy qua công trình tháo nước, bao gồm:

• Lý thuyết Froude (Fr): Được sử dụng để phân tích chế độ dòng chảy hở, xác định trạng thái chảy xiết, chảy êm và dòng chảy phóng xa tại hạ lưu đập tràn.
• Mô hình nước nhảy (Hydraulic Jump): Giúp xác định các dạng nối tiếp dòng chảy đáy, mặt và phóng xa, từ đó lựa chọn hình thức tiêu năng phù hợp.
• Khái niệm bể tiêu năng: Là công trình phụ trợ nhằm tiêu hao năng lượng dư thừa của dòng chảy, giảm thiểu xói lở và bảo vệ công trình hạ lưu.
• Các dạng tiêu năng: Tiêu năng bằng dòng đáy, dòng mặt không ngập, dòng mặt ngập và dòng phóng xa, mỗi dạng có đặc điểm và ứng dụng riêng tùy thuộc vào điều kiện địa hình, lưu lượng và mực nước hạ lưu.
• Phương pháp tính toán lý thuyết: Sử dụng các công thức Bernoulli, phương trình năng lượng và các hệ số hiệu chỉnh dựa trên thực nghiệm để xác định chiều sâu, chiều dài và kích thước bể tiêu năng.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu kết hợp giữa lý luận và thực nghiệm mô hình thủy lực nhằm đảm bảo độ chính xác và tính khả thi của giải pháp:

• Nguồn dữ liệu: Thu thập từ các tài liệu chuyên ngành, số liệu thực tế công trình Hạ Sê San 2, các tiêu chuẩn tính toán thủy lực và kết quả thí nghiệm mô hình.
• Phương pháp phân tích: Tính toán lý thuyết xác định lưu lượng tính toán tiêu năng, chiều sâu và chiều dài bể tiêu năng; xây dựng mô hình thủy lực tỷ lệ 1:100 để thí nghiệm và kiểm chứng các giả thiết.
• Thiết kế mô hình: Mô hình tổng thể tràn xả lũ được xây dựng với chiều dài 2000 m, chiều rộng 1400 m và chiều cao tương ứng, vật liệu mô hình đảm bảo độ nhám phù hợp với thực tế.
• Thiết bị đo đạc: Sử dụng đầu đo điện tử PEMS, ống đo áp suất, máy đo lưu lượng và thiết bị đo mực nước có độ chính xác cao để thu thập dữ liệu thủy lực trong quá trình thí nghiệm.
• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong năm 2013, bao gồm giai đoạn tổng hợp lý thuyết, tính toán lý thuyết, xây dựng và thí nghiệm mô hình, phân tích kết quả và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Lưu lượng tính toán tiêu năng: Qua phân tích các cấp lưu lượng, lưu lượng gây ra hiệu số chênh lệch mực nước lớn nhất (he" - hh) là khoảng 16.284 m³/s, được chọn làm lưu lượng tính toán tiêu năng cho công trình.
2. Kích thước bể tiêu năng: Chiều sâu đào bể tiêu năng được xác định là 4,30 m, chiều dài bể tiêu năng khoảng 80 m, đảm bảo tiêu hao năng lượng dư thừa hiệu quả.
3. Vận tốc dòng chảy trong bể: Vận tốc trung bình tại cuối bể tiêu năng là 4,5 m/s, thấp hơn vận tốc cho phép 25 m/s, cho thấy bể tiêu năng có khả năng bảo vệ nền đá hạ lưu hiệu quả.
4. So sánh kết quả lý thuyết và thực nghiệm: Kết quả thí nghiệm mô hình thủy lực tương đồng với tính toán lý thuyết, xác nhận tính chính xác của phương pháp và độ tin cậy của giải pháp thiết kế bể tiêu năng.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân của các phát hiện trên xuất phát từ việc lựa chọn lưu lượng tính toán tiêu năng dựa trên trường hợp nối tiếp bất lợi nhất, giúp đảm bảo bể tiêu năng hoạt động hiệu quả trong mọi điều kiện vận hành. So sánh với các nghiên cứu trong và ngoài nước, kết quả phù hợp với các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành và các công trình tương tự như Sê San 3, Plêikrông. Việc sử dụng mô hình thủy lực tỷ lệ 1:100 cho phép mô phỏng chính xác dòng chảy và các hiện tượng thủy lực phức tạp như mạch động áp suất, dòng xiên, giúp đánh giá toàn diện hiệu quả tiêu năng. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ phân bố vận tốc, bảng so sánh các thông số thủy lực giữa lý thuyết và thực nghiệm, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả của giải pháp.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Thiết kế bể tiêu năng theo kích thước đã xác định: Thực hiện đào sâu bể tiêu năng với chiều sâu 4,3 m và chiều dài 80 m để đảm bảo tiêu hao năng lượng hiệu quả, giảm thiểu xói lở hạ lưu. Chủ thể thực hiện: Ban quản lý dự án và nhà thầu xây dựng, thời gian hoàn thành trong giai đoạn thi công công trình.
2. Bố trí thiết bị tiêu năng phụ trợ: Lắp đặt các ngưỡng, mố tiêu năng trên sân sau để tăng cường ma sát nội bộ dòng chảy, giảm vận tốc và áp lực dòng chảy, nâng cao hiệu quả tiêu năng. Chủ thể: Trung tâm nghiên cứu thủy lực phối hợp với đơn vị thi công, tiến hành trong giai đoạn hoàn thiện công trình.
3. Theo dõi và kiểm tra định kỳ: Thiết lập hệ thống quan trắc mực nước, vận tốc và áp suất tại bể tiêu năng để phát hiện sớm các hiện tượng bất thường, đảm bảo an toàn vận hành. Chủ thể: Ban quản lý vận hành công trình, thực hiện liên tục trong suốt vòng đời công trình.
4. Nghiên cứu bổ sung về ảnh hưởng môi trường: Đánh giá tác động của dòng chảy phóng xa và xói lở hạ lưu để điều chỉnh thiết kế hoặc bổ sung các biện pháp bảo vệ bờ sông, đảm bảo phát triển bền vững khu vực. Chủ thể: Các viện nghiên cứu và cơ quan quản lý môi trường, tiến hành song song với vận hành công trình.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư thiết kế công trình thủy lợi và thủy điện: Luận văn cung cấp cơ sở khoa học và phương pháp tính toán chi tiết giúp lựa chọn giải pháp tiêu năng phù hợp, giảm thiểu rủi ro xói lở và tăng tuổi thọ công trình.
2. Nhà quản lý vận hành công trình: Thông tin về chế độ thủy lực và các chỉ số vận hành giúp xây dựng quy trình vận hành tối ưu, đảm bảo an toàn và hiệu quả khai thác.
3. Nhà nghiên cứu và giảng viên ngành thủy lợi: Tài liệu tham khảo quý giá về mô hình thủy lực, phương pháp thí nghiệm mô hình và phân tích kết quả, phục vụ cho nghiên cứu và giảng dạy chuyên sâu.
4. Cơ quan quản lý môi trường và quy hoạch: Hiểu rõ tác động thủy lực của công trình đến môi trường hạ lưu, từ đó đề xuất các biện pháp bảo vệ và phát triển bền vững khu vực lưu vực sông.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao phải chọn lưu lượng tính toán tiêu năng không phải là lưu lượng lớn nhất?
   Lưu lượng tính toán tiêu năng được chọn là lưu lượng gây ra hiệu số chênh lệch mực nước lớn nhất (he" - hh), tức trường hợp nối tiếp bất lợi nhất, nhằm đảm bảo bể tiêu năng hoạt động hiệu quả trong mọi điều kiện, không nhất thiết phải là lưu lượng lớn nhất.

2. Phương pháp thí nghiệm mô hình thủy lực có ưu điểm gì?
   Phương pháp này mô phỏng chính xác điều kiện thực tế, cho phép quan sát các hiện tượng phức tạp như mạch động áp suất, dòng xiên, từ đó kiểm chứng và hiệu chỉnh các công thức lý thuyết, nâng cao độ tin cậy của thiết kế.

3. Các dạng tiêu năng nào thường được áp dụng cho công trình thủy lợi?
   Ba dạng tiêu năng phổ biến là tiêu năng bằng dòng đáy, dòng mặt (không ngập hoặc ngập) và dòng phóng xa, mỗi dạng phù hợp với điều kiện địa hình, lưu lượng và mực nước hạ lưu khác nhau.

4. Làm thế nào để giảm thiểu xói lở hạ lưu công trình?
   Ngoài việc thiết kế bể tiêu năng hợp lý, có thể bố trí thêm các thiết bị tiêu năng phụ như ngưỡng, mố tiêu năng để tăng ma sát nội bộ dòng chảy, đồng thời theo dõi vận hành và bảo vệ bờ sông bằng các biện pháp kỹ thuật phù hợp.

5. Tỷ lệ mô hình thủy lực được lựa chọn như thế nào?
   Tỷ lệ mô hình tổng thể là 1:100, đảm bảo điều kiện tương tự Froude và Reynolds phù hợp, vật liệu mô hình có độ nhám tương ứng với thực tế, giúp mô phỏng chính xác dòng chảy và các hiện tượng thủy lực.

Kết luận

• Đã xác định được lưu lượng tính toán tiêu năng là khoảng 16.284 m³/s, phù hợp với điều kiện vận hành công trình Hạ Sê San 2.
• Kích thước bể tiêu năng được tính toán và thí nghiệm mô hình xác nhận gồm chiều sâu 4,3 m và chiều dài 80 m, đảm bảo tiêu hao năng lượng hiệu quả.
• Kết quả thí nghiệm mô hình thủy lực tương đồng với tính toán lý thuyết, chứng minh độ tin cậy của phương pháp nghiên cứu.
• Đề xuất các giải pháp thiết kế, bố trí thiết bị tiêu năng phụ và quy trình vận hành nhằm nâng cao hiệu quả và an toàn công trình.
• Nghiên cứu có thể áp dụng làm cơ sở cho các công trình tương tự, góp phần phát triển bền vững hệ thống thủy lợi và thủy điện khu vực.

Tiếp theo, cần triển khai xây dựng bể tiêu năng theo thiết kế, đồng thời thiết lập hệ thống quan trắc và bảo trì định kỳ để đảm bảo hiệu quả lâu dài. Đề nghị các đơn vị liên quan phối hợp chặt chẽ để thực hiện các khuyến nghị nhằm bảo vệ và phát huy giá trị công trình.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương I: — Tổng quan về tràn xả lũ Chương II: Tinh toán bể tiêu năng tran xả lũ Hạ Sẽ San 2 Chương II: So sánh kết quả tính toán lý thuyết và kết quả thí nghiệm mô hình thuỷ lực Chương IV: Kết luận và kiến nghị = Những kết quả đạt được của luận văn. = Những tổn tại của| ~ Kiến nghị. Các tài liệu tham khảo Phụ lục CHUONG I TONG QUAN VE TRAN XA LŨ 1,1. TONG QUAN TINH HÌNH XÂY DỰNG TRAN XA LŨ 'Ở VIỆT NAM VA TREN THE GIỚI "Trong đầu mối công trình thuỷ lợi, công trình thao là một bộ phận quan trọng, nó có thé dùng để tháo phần nước lũ thừa trong thời gian hồ đầy đến.

mực nước tính toán hoặc kết cấu tháo vật nôi về hạ lưu, có thể dùng dé tháo. hoàn toàn hoặc một phần hồ chứa để sửa chữa hoặc nạo vét và cấp nước cho hạ lưu công trình Các công trình thio đã xây dựng ở nước ta tương đối phong phú về thể loại và da dạng về hình thức kết cấu. Trong những năm gin đây, đặc biệt từ năm 2002, ở nước ta đã dang và sẽ triển khai thiết kế và xây dựng nhiều công trình thuỷ lợi, thuỷ điện, trong đó nhiều công trình có hỗ chứa và công trình xả lũ có quy mô lớn. Có thé nêu ra một số dự án như thuỷ điện S an 3, Na Hang (Tuyên Quang), Rao Quán (Quảng Tri), Plêikrông, Sẽ San 3A, Sẽ San 4, A Vương, Buôn Kướp, Đại Ninh, Sérép6k, Buôn Tua Sa, Bản Vẽ, Sông Ba Ha, An Khé-Ka Nac, Đồng Nai 3, Đồng Nai 4, Sông Tranh 2, Ban Chat, Huội.

Quảng, Son La, Cửa Đạt, Bắc Hà. Đây là những công trình có quy mô hỗ chứa có dung tích từ hàng triệu cho đến hàng chục ty m3 nước, khả năng tháo của công trình xa nước cũng từ hàng ngàn cho đến vài chục ngần m3/s. Có thể nói trong khoảng gin 20 năm trở lại đây, tốc độ xây dựng các đập cao, hồ chứa lớn phát triển nhanh. Chúng ta đã nhanh chóng áp dụng thành công những công nghệ thiết ké, thi công tiên tiễn của thể giới đẻ xây dựng các công.

trình đầu mỗi ở Việt Nam như đập đá đỗ bản mặt bê tông (CFRD), đập bê tông dim lăn (RCC), đập bê tông truyền thống (CVC) khối lớn cấp phối liên tục. Trong số đó có những đập đã được đưa vào vận hành an toàn, về đập đá đổ bản mặt có đập hồ chứa nước thuỷ lợithuỷ điện Quảng Tri, thuỷ điện Tuyên Quang; vẻ đập CVC có đập Sẽ San 3, Sê San 3A; Về đập RCC có đập. Trước đó, chúng ta cũng đã xây dựng mộtsố đập, lỗ chứa lớn như. Hoa Bình, Thác Ba, Trị An, Thác Mơ, laly, Sông Hinh, Vĩnh Sơn, Diu Tiếng, A Yun Ha, Phú Ninh.

Phủ hợp với di kiện địa hình, địa chất, thuỷ văn của từng công trình mà đã thiết kế nhiều dạng công trình tháo lũ khác nhau trong tổng thể bố trí công trình, bao gồm cả tràn xả mặt sông (Sẽ San 3, Sê San 3A, Sẽ San 4, Plêikrông, A Vương, Bản Chat, Huội Quảng, .), xả mặt kết hợp với xa sâu (Hoa Bình, Sơn La, Tuyên Quang), đường trin dọc (laly, Sông Hinh, Hàm Thuận-Đa Mi, Tuyên Quang, Rao Quán, Đại Ninh.) 'Về hình thức tiêu năng sau công trình tháo nước, thường có 3 dạng tiêu. năng được áp dụng: Tiêu năng đáy: Đặc điểm tiêu năng bằng dòng day là lợi dụng sức cản nội bộ của nước nhảy Có thể áp dụng kiểu bổ, hay tường + bể kết hợp. Biện pháp tiêu năng đáy thường được áp dụng cho các công trình vừa và nhỏ, mực nước hạ lưu tương đối lớn, địa chất nên công trình thường là đá yếu (Trị An, A Lưới,. Loại hình nay đảm bảo tiêu tán hết năng lượng dư nhưng đòi hỏi khối lượng xây lắp khá lớn, giá thành cao, đặc biệt đối với các công trình có.

quy mô lớn. Tiêu năng mit: Dang chảy hình thức tiêu năng này ở trạng thái chảy mặt, chỉ sau khi mở rộng hoàn toàn mới đạt đến đáy. Nhìn chung, với chế độ chảy mặt ở hạ lưu tạo thành sóng giảm dần làm xéi lỡ ở ving này. Thường động năng thửa phân tán trên một chiều dai lớn hơn so với chế độ chảy đáy.

chảy mặt có thé áp dụng trong trường hợp nên đá, khi không cần gia cổ hạ lưu. hay giảm chiều dai gia cố, mực nước ha lưu cao và thay đổi it. TONG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VE TIÊU NANG 1. Khai quát chung Đặc điểm nổi bật của công trình tháo nước là khi dòng chảy đổ tir thượng lưu qua công trình về hạ lưu, nguồn năng lượng của dòng chảy khá.

lớn sẽ tạo ra chế độ thuỷ lực nối tiếp phức tạp, ảnh hưởng trực tiếp đến ổn định của công trình, Đặc tính thuỷ lực cơ bản của ding chảy qua công trình tháo là êm ở thượng lưu (Fr < 1); chảy xiết trên đoạn chuyển tếp (Fr > 1) và dần trở lại trạng thái tự nhiên sau khi chảy vào sông thiên nhiên Động năng thừa của đồng chảy đỗ từ thượng lưu qua công trình xuống hạ lưu là rất lớn nên cần thiết phải giải quyết tiêu năng trước khi dòng chảy: nổi tiếp về hạ lưu. Nguyên tắc của các giải pháp nồi tiếp tiêu năng là phải tìm. được biện pháp tiêu hao được năng lượng thừa của dòng chảy tới mức tối da, điều chỉnh lại sự phân bộ vận tốc, làm giảm mạch động để cho dòng chảy trở vỀ trang thải tự nhiên của nó trên một đoạn ngắn nhất, giảm khối lượng gia cổ nhưng vẫn bảo vệ được cho công trình đầu mối, cho hai bờ, lòng dẫn hạ lưu. và phải đảm bảo sự ôn định trong những điều kiện thuỷ lực tương ứng với các cấp lưu lượng xả qua công trình.

Một trong những nhiệm vụ chính của thiết kế nối tiếp thượng hạ lưu là nghiên cứu chế độ thuỷ lực chọn kết cấu và xác định các thông số của giải pháp tiêu năng trên cơ sở tính toán và nghiên cứu mô hình thuỷ lực trình nối tiếp tiêu năng. Giải quyết đúng đắn nhiệm vụ nay là vấn để tạp vì nó liên quan đến ảnh hưởng của chế độ dòng chảy từ thượng lưu lan truyền xuống và ảnh hưởng đến hạ lưu bao gồm các vấn đề: dòng xiết, hàm. khí, mạch động áp suất và mạch động lưu tốc lớn. Đặc điểm của những chế độ.

nối tiếp và điều kiện phát sinh, tương tác giữa các dòng chảy với công trình. nổ sp và lòng dẫn. Mặt khác, về t hình thức và t cấu công trình lại phụ thuộc rất nhiễu đến các yếu tổ như: Điều kiện địa hình, địa chất tuyến công trình, độ chênh mực nước thượng hạ lưu, đặc điểm. và sự phân bồ lưu lượng đơn vị qua công trình.

Một số kết quả nghiên cứu ở nước ngoài Bai toán về nồi tiếp và tiêu năng dòng chảy qua công trình đã được các nhà khoa học trong nước và trên thể giới quan tâm nghiên cứu, đưa ra các lời giải trên các lĩnh vực và khía cạnh khác nhau. * Các vấn đề nối tiếp chảy đáy ở hạ lưu theo phương pháp. thể kể đến Bidone năm 1880, Belanger năm 1928 và gin đây là N. Ragiaratman với công thức tính chiều sâu liên hiệp của nước nhảy phân giới: * Theo phương pháp thực nghiệm, dựa trên phương trình năng lượng và động năng có nhiều tác giả đã tiến hành thí nghiệm để tìm ra các hệ thức tính toán nước nhảy và từ đó tính dạng nối tiếp giữa dòng xả và dòng chảy hạ lưu ~ Tréc tou xốp sử dụng hệ thức nước nhảy của Belanger và phương trình.

năng lượng để xác định độ sâu co hẹp tại chân đập và độ sâu liên hiệp của nó; ~ Giáo sư A-grỗt-Skin đã lập các phương trình tính toán nước nhảy theo dạng không thứ nguyên: - Ngoài ra có thể kể đến các tác giả như: Aivadian, Pavơlôpxki, V.Saomian có nhiều nghiên cứu về vấn dé nước nhảy; - Nghiên cứu về nhảy ngập trong bài toán phẳng có: T Bunsu, An Rakhomandp, N.v ~ Đối với những trường hợp nước nhảy không gian thì khi mở rộng đột ngột có nhiều nhà nghiên cứu như: Picalôp, Abơranôp đã đưa ra sơ đồ nước. nhảy hoàn chinh dang đối xứng. Các nhà khoa học như Linhxepxki, Guncô, Serenkôp, B. đã chứng minh có nước nhảy xiên và đã tìm ra dạng cũng như phân bồ vận tốc của dòng xiên mở rộng.

Cũng còn có thé ké đến các nghiên cứu nồi tiếp dòng xiết và dỏng êm ở hạ lưu công trình với điều kiến. biên mở của các tác giả như: Q. - Khi nhảy ngập trong điều kiện không gian với lòng dẫn mở rộng dẫn trong khu vực nối tiếp nhiều tác giả như: Ra-khơ-ma-nốp, T.Prô-v a, * Trong trường hợp bậc thấp có đập thut nối tiếp: có các kết quả nghiên cứu của Forter và Krinde, Moore và Morgan, Ventechow Yames và Sharp. * Các nói tiếp chảy mặt ở hạ lưu công trình có thé ké đền: ~ Các nghiên cứu của A.

Xabanhep xuất phát từ quan điểm cho rằng áp suất ở bậc tuân theo quy luật thuỷ tinh để di đến các hệ thức tính toán thuỷ lực ở sau bậc. - Ngoài ra có thé kế đến các nghiên cứu của M. Makhlop về trang thái nối tiếp chảy mặt. * Các vin dé nối tiếp chảy mặt dang dòng phun tự do ở hạ lưu công trình thực chất là việc tính toán chiều sâu hỗ xói với các nghiên cứu của TE.

Mirtxkhulava đối với nén dat không dính và của T. Akhơ-me-đốp với nên đã rắn, các nghiên cứu của BM Sievascvili về nối tiếp với sự hợp nhau của hai đồng phun tự do. * Các vấn đề nói tiếp theo dạng xả kết hợp ở hạ lưu công trình có thể kế đến các nghiên cứu của B. * Các nghiên cứu về thuỷ lực và bi pháp công trình trong đoạn chuyển tiếp còn có thể kể đến các tác giả như: - Về lêu năng trong bé, các ảnh hướng liên quan của mực nước hạ lưu, ngưỡng, bé tiêu năng đầu hồ xói đã được chi ra trong các nghiên cứu của: Tréc tou xốp, Smetana, Bá Kirova, Ughin trut, P.

10 ~ Vé xói hạ lưu có các tác giả như: Ter-Arakelian, Chalumina, Vuzgo. ~ Cu min đã nghiên cứu rit ky sự phân bổ lưu tốc trong vùng chuyển tiếp thông số đặc trưng œ = Vấn đề mạch động trong và sau nước nhảy đã được chỉ ra trong các nghiên cứu của Lê Vi. ~ Vấn dé xói: Grund đã ra những cấu trúc đặc biệt bên trong nước nhảy liên qua đến bài toán xói bằng cách khái quát trường lưu tốc bằng ba miền tương. hỗ lẫn nhau.

- Liên quan đến chiều sâu xói én định đã có các tác gid như: VuZgo, Schoklitsch, Vernonese, Jaeger, Patre ev, Eggenberger, Smolianninov.