CHƯƠNG I: TONG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH THÁO LŨ KIỂU GIENG VÀ CÁC VAN ĐÈ THỦY LỰC TRONG GIENG THÁO LŨ 1. TONG QUAN VE XÂY DỰNG HO CHỨA NƯỚC Ở VIỆT NAM Hỗ chứa nước ở Việt Nam là biện pháp công trình chủ yếu dé chồng lũ cho các vùng ha du, cấp nước tưới ruộng, công nghiệp, sinh hoạt, phát điện, phát triển du lich, cải tạo môi trường nuôi trồng thủy sin, phát triển giao thông, thé thao, văn hóa. ‘Da phản là hồ chứa vừa và nhỏ (cắp IV chiếm 62%; hồ có lưu vực F < 10 km? chiếm 65,6 %4, hồ chứa nước tưới không quá 500 ha chiếm 82%, hồ có dung tích không vượt qua 10 triệu (m) chiếm 26,07%, số hỗ có dung tích lớn hơn chiếm tỷ lệ nhỏ. Hỗ có dung tích từ 20 triệu (m”) trở lên có 51 hồ (trong.
đó có 10 hồ do nghành thủy điện quản lý). Những hỗ nhỏ nằm nằm rải rác khắp nơi tạo nên những thế mạnh nhất định (vốn ít, sớm đưa vào phục vụ, phù. hợp với nền sản xuất nông nghiệp chiếm ty trọng lớn, đi đến từng thôn ban phục vụ đắc lực cho phát triển nông nghiệp va nông thôn). Hồ lớn tuy ít về số lượng, nhưng có vai trò quyết định tạo đà phát triển trong công nghiệp hóa, hiện đại hóa; phòng chống lũ, phát điện, khả năng 'ượt tải cao nên chống hạn tốt.
Hé chứa nước chỉ có thể xây dựng ở những vùng có địa hình, địa chất phd hợp. Xây dựng hồ chứa cần chú ý tới các vùng miền. Ở những ving có ít hồ (ví dụ như ở Nam Trung Bộ và Tây Nguyên), đặc biệt ở vùng thiếu quá nhiều. hồ lớn (như ở Tây Nguyên) thì việc chống la, chống hạn, cải tạo môi trường sinh thái, cung cấp nước sạch còn gặp rất nhiều khó khăn.
Theo thời gian, trước năm 1964 việc xây dựng hỗ chứa diễn ra chậm, có it hồ chứa được xây dựng trong giai đoạn nảy. Sau năm 1964, đặc biệt từ khi nước nhà thống nhất thi việc xây dựng hỗ chứa phát triển mạnh. đến nay số hồ chứa mới xây dựng chiếm 67%. Không những tốc độ phát triển nhanh, mà cả về quy mô công trình cũng lớn lên không ngừng.
Hiện nay, đã bất đầu xây dựng hé lớn, đập cao ở những nơi có điều kiện tự nhiên phức tạp. Hình thức kết và kỹ thuật xây dựng từng loại công trình ở hé chứa nước còn đơn điệu, có đổi mới, đa dạng hóa. Việc áp dụng vật liệu mới, công nghệ mới hiện dang được quan tâm [6 12. DAC DIEM HO CHUA VA DIEU KIỆN UNG DỤNG CONG TRINH THAO LU KIEU GIENG 1.
Bố tri công trình tháo lũ ở hồ chứa. Nhiệm vụ công trình tháo lũ Trong đầu mồi công trình thay lợi hồ chứa nước, ngoài một số công trình như đập dâng, công trình lay nước, công trình chuyên môn, còn phải làm các công trình để tháo nước lũ thừa không thể chứa được trong hỗ, có lúc đặt ở độ sâu để đảm nhận thêm việc tháo cạn một phn hay toàn bộ hồ chứa khi cin thiết phải kiểm tra sữa chữa hoặc tháo bùn cát trong hd. Có công trình tháo lũ. thì hồ mới kim việc được bình thường va an toàn [3].
Các hình thức bồ trí công trình tháo lũ 1. Công trình tháo lũ trong thân đập a) Đập tràn Đập tràn vừa làm nhiệm vụ chin ding nước và tháo nước. Loại nay sử dụng khi đập ding nước làm bằng bê tông hoặc đá xây. Chiều dài đoạn tràn nước có thể bằng chỉ 1 dài toàn dip ding hoặc nhỏ hơn (xác định bằng cách so sách các phương án B,).
Đ tăng khả năng tháo nước, trên đập trần cũng có thể bố trí kết hợp lỗ xả sâu (như ở đập Hòa Bình, Sơn La, Lai Châu), hoặc đặt 16 xa sâu ở phần đập không tràn (vi dụ đập Tân Giang, Lông, Dinh Binh) [1] Hình 1-1. Đập tràn Định Bình [1] b) Xi phông thai io Xi phông tháo lũ thường sử dung với đập bị tông, nhưng cũng có thể dùng với đập dat, đập đá. Xi phông là loại công trình tháo nước kiểu kín, làm việc tự động tháo lũ nhanh do sử dụng chân không để hút nước làm đầy ống. Khi công trình sử dung một bộ phận gồm nhiều ống xi phông (như ở hỗ Xuân Hương — Đà Lạt) cần bé trí ống thông khí của các xi phông có cao độ.
lệch nhau để tránh việc tắt cả các xi phông cùng mở máy đồng thời gây rung động, mắt ôn định cho đập, phông sử dụng thích hợp với hồ trung nhanh, hay khi địa hình phúc tạp, bổ trí đường tràn hở sẽ không kinh tế [1].a) Xi phông tháo lũ trong đập bê tông;b) Xi phông trong đập đắt [1] 1. Dinh ngưỡng tràn;2. Lỗ thông khí; 3. Tắm che; 4, Cửa vào; 5.
Lưỡi gà hắt nước;6. Bé tiêu năng. Công trình tháo lũ ngoài thân đập. a) Đường trần dọc Đường tran đọc là loại đường trần hở có hướng nước vào ngưỡng trùng với hướng của đường tháo sau ngường.
Thành phần của một đường trần doe bao gồm có: kênh dẫn vào, ngưỡng tràn, đường tháo và bộ phận nối tiếp ha lưu. Ngưỡng tran là loại đập tràn đỉnh rộng hay thực dụng, tủy theo chiều cao tương đối của ngưỡng so với day kênh dẫn vào. Đường tháo hở có thé chọn dạng dốc nước hay bậc nước. Bộ phận nối tiếp hạ lưu bao gồm thiết bị tiêu năng và kênh dẫn ra sông hạ lưu Mặt bằng tổng thé; b) mặt cắt đọc; c) mặt cắt ngang.
‘Thiét bị tiêu năng cuối đốc có thé bố trí hình thức đáy (bẻ tiêu năng hoặc. bể-tường kết hợp), hay hình thức phóng xa (mũi phun thẳng, mũi phun. Cửa của kênh hạ lưu dẫn nước xả ra sông cần bé trí xa chân đập va xa các công trình khác trong đầu mối (âu thuyền, nha máy thủy điện.) dé tránh ảnh hưởng đến chúng, Đường trần dọc là loại công trình tháo nước được ứng dụng rộng rãi nhất ở nước ta hiện nay, Loại này sử dụng hợp lý khi địa hình khu đầu mồi tương. Có thể bé trí đường tràn dọc theo núi, ở một đầu đập, hoặc thậm chi cả hai đầu đập (1 b) Đường tràn ngang Đường tràn ngang cũng là một loại đường trần hở, có hướng nước vào ngường gần vuông góc với hướng của đường tháo sau ngưỡng.
Đây là đặc điểm để phân biệt đường trin dọc và đường tran ngang, ‘Thanh phần của đường tràn ngang gồm: Kênh dẫn vào (có thé là rất ngắn. hoặc không có) ngường, máng bên đặt trực tiếp sau ngưỡng và đường tháo nối tiếp sau máng bên (hình 1-4). Do đổi hưởng dòng chảy từ ngường sang máng bên, ding chảy trong máng có chế độ chảy phức tạp (dòng biển lượng chảy xoắn ốc). toán thủy lực đường tràn ngang, cần xác định đường mực nước trong máng để kiểm tra trạng thái chảy qua ngưỡng.
Dé đảm bảo an toàn, thường khống chế trạng thải chảy qua ngưỡng là tự do. Đường tràn ngang [1] 1. công trình nối ti kênh dẫn; 5. ngưỡng tràn.
Giếng tháo lũ là công trình tháo nước kiểu kín. Thành phần công trình gồm: miệng vào, giế ng đứng, đường him tháo nước và bộ phận nổi tiếp hạ lưu Hình 1-5. Giếng tháo lũ [1] a)Mặt bằng; b) cắt ngang tuyến đập; c) mặt cắt dọc giếng. "Trên mặt bằng, miệng vào có thé là một vòng tròn hay chỉ một cung tròn (phần còn lại tựa vào bờ).
Để tăng diện tích tràn nước vào có thé bố trí theo. kiểu hoa hồng nhiễu cánh. Bộ phận giếng thường có trục thẳng đứng, mặt cắt không đổi hoặc thu hep din theo chiều dòng chảy dé tránh chân không. Đường thảo nước nằm ngang thường được kết hợp tháo lũ thi công.
Chế độ thủy lực trong him tháo nước có thể không áp hoặc có áp. Giéng tháo lũ được sử dụng khi tại khu đầu mỗi không có vị trí thích hợp để bố trí đường tran hở [1]. Miệng vào giếng tháo lũ theo kiểu hoa hồng nhiều cánh. Giếng tháo lũ Pontezi (Ý) [3] 202i! =— đ) Tháo lũ kiểu g Đây là công trình tháo lũ kiểu kin, có thé đặt ở bờ sông hay thân đập.
bộ phận của công trình này gồm: Ngưỡng tran, các ống tháo và thiết bị tiêu năng hạ lưu (hình 1-10), Ngưỡng tràn ba phía có dang mặt cắt thực dụng hoặc mặt inh thang. Qua ngưỡng tran, nước chảy vào gáo rồi được tháo theo các ống xuống hạ lưu. Cao trình đỉnh ngưỡng tràn bằng mực nước dâng bình thường. Cột nước trên đỉnh tran thường tir 1 + 1,5m nên chiều dài ngưỡng tràn tương.
Đường tran kiểu gáo [7] 1. tường hướng dòng;5. ngưỡng trin; 6, lớp bảo vệ; 7. 'Ngưỡng tràn ở mặt chính diện phải đủ đài để có thể bố tri miệng vào của các ống tháo nước.
Miệng vào của các ống tháo nước được mở rộng din dé dòng chảy vào thuận. Mặt cắt các ông tháo có dạng tròn hoặc vuông. Các ống, này thường làm bằng bê tông cốt thép. Tại cửa ra của ống, bố trí các thiết bị tiêu năng [7] Việc lựa chọn hình thức công trình tháo lũ can phải thõa mãn các điều kiện an toàn và kính tế.
ở Việt Nam, các công trình tháo lũ kiểu hở như đập tràn, tràn dọc được áp dụng phổ biến. Tuy nhiên khi điều kiện địa hình địa chất không thuận lợi để bé trí tràn hở (chẳng hạn khi địa hình chật hẹp, bo đốc, núi đá) thì cần nghiên cứu bổ trí các hình thức công trình tháo lũ khác. “Tháo lũ kiểu giểng là một hình thức công trình hợp lý, loại công trình này cho khả năng tháo nước lớn trong khi chỉ chiếm một phạm vi nhỏ trong mặt bằng tổng thé công trình. Tuy nhiên, chế độ thủy lực trong giếng khá phức tạp, đỏi hỏi cần có nghiên cứu để vừa đảm bảo khả năng tháo nước, vừa đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành.
Do vậy việc nghiên cứu chế độ thủy lực trong công trình tháo lũ kiểu giếng và áp dụng cho một phương án thiết kế hồ Cửa Đạt là cần thiết có ý' nghĩa khoa học và thực tiễn. Đồng thời đề tài cũng giúp cho các cơ quan chức năng trên địa ban tỉnh có cơ sở khoa học trong thiết kế mới hoặc sữa chữa, nâng cấp các hồ chứa nước sau này. Đặc điểm bố trí làm việc của công trình tháo lũ kiểu giếng 1. Bồ trí các bộ phận của giếng tháo lũ.
Giếng tháo lũ bao gồm các thành phần sau đây (hình 1-11), - Miệng tràn: Trên mặt bang, miệng tran có dạng hình tròn đồng tâm với giếng đứng. Trong một số trường hợp, do địa hình hạn chế, phải bố trí lệch. Lúc bờ rất dốc, miệng tràn có thể hình dạng bầu dục hoặc là một phần của hình tròn. Miệng hình loa, là đập tran tuyến tròn kiểu thực dung hoặc đỉnh rộng.