Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khả năng tháo của đập tràn xả lũ tại bản Mòng, tỉnh Sơn La

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật phân tích xây dựng công trình thủy nghiên cứu thực nghiệm xác định khả năng tháo của đập tràn xả lũ bản mòng, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề

• Tác giả: Phạm Thanh Bình
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Ngọc Nam
• Trường học: Đại học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Công trình
• Đề tài: Nghiên Cứu Khả Năng Tháo Của Đập Tràn Xả Lũ Tại Bản Mòng, Sơn La
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE KHẢ NĂNG THÁO CUA DAP TRAN THỰC DỤNG
• 1.1. Tổng quan về nghiên cứu phát triển đập tràn thực dụng ở nước ngoài
• 1.2. Đập tràn có mặt cắt thực dụng
• 1.3. Kết quả nghiên cứu về đập tràn thực dụng ở nước ngoài và khả năng tháo của nó
• 1.4. Tổng quan về khả năng tháo của đập tràn thực dụng ở trong nước và kết quả nghiên cứu
• 1.5. Đánh giá bình luận các kết quả nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG THÁO CỦA ĐẬP TRÀN XẢ LŨ BẢN MÔNG - TỈNH SƠN LA. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM MÔ HÌNH THỦY LỰC
• 2.1. Giới thiệu về công trình Bản Mông
• 2.2. Điều kiện địa hình, địa chất công trình
• 2.3. Điều kiện khí tượng và thủy văn công trình
• 2.4. Những thông số kỹ thuật cơ bản của công trình
• 2.5. Phân tích hình dạng cửa vào đập tràn xả lũ Bản Mông ảnh hưởng đến khả năng tháo
• 2.6. Ảnh hưởng của dạng biên cửa vào tràn đến khả năng tháo
• 2.7. Điểm đặt rãnh van cung và rãnh khe phải trên mặt đập tràn
• 2.8. Kích thước bề dày và hình dạng đầu trụ pin
• 2.9. Loại và hình dạng cửa van
• 2.10. Bề rộng mỗi khoang tràn và cột nước tràn
• 2.11. Áp dụng lý thuyết đường cong elíp để xác định biên đoạn chuyền tiếp cửa vào phía bờ phải tràn xả lũ Bản Mông
• 2.12. Phân tích nghiên cứu thay đổi bề rộng tràn phù hợp cho tràn xả lũ Bản Mông
• 2.13. Khái quát về mô hình thí nghiệm thủy lực
• 2.14. Lý thuyết tương tự
• 2.15. Lập phương trình quan hệ giữa các yếu tố xác định khả năng tháo của tràn Bản Mông theo định lý hàm tỉ (phương pháp Buckingham)
• 2.16. Thiết kế mô hình đập tràn xả lũ Bản Mông
• 2.17. Giới thiệu phương pháp thí nghiệm và các trường hợp thí nghiệm tràn xả lũ Bản Mông
• 2.18. Kết quả thí nghiệm về khả năng tháo của tràn
• 2.19. Tổng kết chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
• 3.1. Đặt vấn đề chung
• 3.2. Đánh giá sai số đối với kết quả đo từ công thức tính và thiết bị đo
• 3.3. Đánh giá định lượng kết quả nghiên cứu
• 3.4. Phương pháp tổng bình phương nhỏ nhất với mô hình xấp xỉ tuyến tính, ứng dụng tìm các hệ số chưa biết của một đa thức bằng số liệu thực nghiệm
• 3.5. Trường hợp mở hoàn toàn
• 3.6. Trường hợp mở cửa van với độ mở a
• 3.7. Kết chương
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU

Tóm tắt

I. Tổng quan về khả năng tháo của đập tràn

Đập tràn là một bộ phận thiết yếu trong các công trình thủy lợi, có vai trò quan trọng trong việc xả lũ và điều tiết nước. Nghiên cứu khả năng tháo của đập tràn không chỉ giúp cải thiện hiệu quả hoạt động của công trình mà còn giảm thiểu các nguy cơ liên quan đến lũ lụt. Tại bản Mòng, tỉnh Sơn La, việc nghiên cứu khả năng tháo của đập tràn xả lũ trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết, khi mà khu vực này thường xuyên chịu tác động của biến đổi khí hậu và tình hình thời tiết cực đoan. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, khả năng tháo của đập tràn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như hình dạng mặt cắt, vị trí đặt đập, và điều kiện thủy văn địa phương. Việc áp dụng các kỹ thuật xây dựng hiện đại và các phương pháp tính toán tiên tiến sẽ giúp nâng cao khả năng tháo lũ của đập tràn tại khu vực này.

1.1. Khái niệm và vai trò của đập tràn

Đập tràn là cấu trúc được thiết kế để cho phép nước chảy qua một cách kiểm soát, nhằm bảo vệ an toàn cho các công trình hạ tầng và khu vực hạ lưu. Khả năng tháo của đập tràn được xác định bởi lưu lượng nước có thể xả ra trong một khoảng thời gian nhất định. Theo các nghiên cứu, việc tối ưu hóa thiết kế đập tràn sẽ giúp tăng cường khả năng xả lũ, đồng thời giảm thiểu rủi ro cho các công trình khác trong khu vực. Đặc biệt, trong bối cảnh biến đổi khí hậu, việc nghiên cứu khả năng tháo của đập tràn tại bản Mòng càng trở nên quan trọng, nhằm đảm bảo an toàn cho người dân và các hoạt động kinh tế trong khu vực.

II. Nghiên cứu thực nghiệm khả năng tháo của đập tràn

Nghiên cứu này tập trung vào việc xác định khả năng tháo của đập tràn xả lũ tại bản Mòng thông qua các thí nghiệm mô hình thủy lực. Các yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến khả năng tháo như hình dạng mặt cắt, chiều rộng của khoang tràn, và cột nước tác dụng sẽ được phân tích chi tiết. Kết quả từ các thí nghiệm thực nghiệm sẽ cung cấp cơ sở dữ liệu cần thiết để xây dựng mô hình tính toán chính xác hơn. Việc áp dụng lý thuyết và thực nghiệm sẽ giúp đưa ra các giải pháp tối ưu cho thiết kế đập tràn, nhằm nâng cao khả năng tháo và đảm bảo an toàn cho hệ thống thủy lợi trong khu vực. Các kết quả này không chỉ có giá trị về mặt lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn cao trong việc cải tiến thiết kế và quản lý đập tràn trong tương lai.

2.1. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong đề tài bao gồm thu thập dữ liệu, phân tích và tổng hợp thông tin liên quan đến đập tràn xả lũ. Các mô hình thủy lực sẽ được thiết kế để thực hiện các thí nghiệm, từ đó đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tháo của đập tràn. Kết quả từ các thí nghiệm sẽ được so sánh với các phương pháp tính toán lý thuyết để xác định độ chính xác và tính khả thi của các mô hình đã xây dựng. Việc áp dụng phương pháp này không chỉ giúp tối ưu hóa thiết kế đập tràn mà còn góp phần nâng cao hiệu quả quản lý nguồn nước tại bản Mòng, tỉnh Sơn La.

III. Đánh giá kết quả thí nghiệm và ứng dụng thực tiễn

Kết quả từ các thí nghiệm cho thấy rằng khả năng tháo của đập tràn tại bản Mòng có sự thay đổi đáng kể tùy thuộc vào các yếu tố thiết kế và điều kiện tự nhiên. Các số liệu thu thập được sẽ được phân tích để đưa ra các phương án cải tiến thiết kế, nhằm nâng cao hiệu quả xả lũ và đảm bảo an toàn cho các công trình hạ tầng. Việc đánh giá các kết quả thí nghiệm không chỉ giúp hoàn thiện lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn trong việc quản lý và vận hành đập tràn. Những đề xuất cải tiến từ nghiên cứu sẽ có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các công trình thủy lợi tại Sơn La, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững cho khu vực.

3.1. Ứng dụng kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng để cải tiến thiết kế đập tràn tại bản Mòng, từ đó nâng cao khả năng tháo và giảm thiểu rủi ro lũ lụt. Các thông số kỹ thuật được xác định từ thí nghiệm sẽ là cơ sở để thực hiện các điều chỉnh cần thiết trong quá trình xây dựng và vận hành đập tràn. Ngoài ra, nghiên cứu cũng sẽ cung cấp thông tin hữu ích cho các nhà quản lý trong việc lập kế hoạch và triển khai các dự án thủy lợi khác trong khu vực, đảm bảo an toàn cho cộng đồng và phát triển kinh tế địa phương.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Khả năng tháo lũ của đập tràn xả lũ là một trong những yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả vận hành và an toàn của các công trình thủy lợi, thủy điện. Theo ước tính, chi phí xây dựng công trình tháo lũ, đặc biệt là đập tràn xả lũ, chiếm tỷ lệ khá lớn trong tổng giá thành công trình. Đập tràn không chỉ đảm bảo khả năng thoát lũ mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến vùng hạ du, nơi tập trung các hoạt động sinh sống, kinh tế và quốc phòng. Nghiên cứu thực nghiệm xác định khả năng tháo của đập tràn xả lũ Bản Mòng, tỉnh Sơn La, được thực hiện nhằm mục tiêu khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tháo lũ, từ đó đề xuất kích thước và hình dạng cửa tràn phù hợp, đảm bảo hiệu quả vận hành và an toàn công trình trong giai đoạn từ năm 2010 đến 2016.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào công trình đập tràn Bản Mòng, một công trình thủy lợi và thủy điện quan trọng tại tỉnh Sơn La, với các điều kiện địa hình, địa chất và thủy văn đặc thù. Nghiên cứu có ý nghĩa thiết thực trong việc hoàn thiện cơ sở lý luận và thực tiễn cho thiết kế, xây dựng và vận hành các đập tràn thực dụng tại Việt Nam, góp phần nâng cao hiệu quả khai thác nguồn nước và giảm thiểu rủi ro thiên tai.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình thủy lực về đập tràn thực dụng, trong đó có hai loại mặt cắt phổ biến là Ophixérép và WES. Mặt cắt Ophixérép có hai dạng: chân không và không chân không, với hệ số lưu lượng dao động từ 0,42 đến 0,47 tùy thuộc vào hình dạng và điều kiện vận hành. Mặt cắt WES có hệ số lưu lượng thường cao hơn, khoảng 0,44 đến 0,49, nhờ vào thiết kế mặt cong thuận dòng chảy. Các khái niệm chính bao gồm:

• Hệ số lưu lượng (m): Thể hiện khả năng tháo lũ qua đập tràn, tỷ lệ thuận với cột nước trên đỉnh tràn.
• Cột nước tác dụng (H): Chiều cao nước trên đỉnh đập tràn, ảnh hưởng trực tiếp đến lưu lượng xả.
• Co hẹp bên: Hiện tượng giảm lưu lượng do sự thu hẹp dòng chảy tại các trụ pin hoặc cửa van.
• Đường cong mặt tràn: Hình dạng cong phía thượng lưu của đập tràn ảnh hưởng đến hệ số lưu lượng và áp suất trên mặt tràn.

Ngoài ra, các mô hình toán học như phương pháp Buckingham và lý thuyết đường cong elip được áp dụng để xác định quan hệ giữa các yếu tố thủy lực và khả năng tháo lũ.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp tổng hợp kết hợp giữa lý thuyết tính toán và thực nghiệm mô hình thủy lực. Nguồn dữ liệu chính bao gồm số liệu khí tượng, thủy văn, địa chất công trình Bản Mòng và kết quả thí nghiệm mô hình vật lý tại Trung tâm nghiên cứu Thủy lực – Phòng thí nghiệm trọng điểm Quốc gia về động lực học sông biển.

Cỡ mẫu thí nghiệm mô hình được thiết kế tương ứng với tỷ lệ hình học phù hợp, đảm bảo tính tương đồng thủy lực với công trình thực tế. Phương pháp chọn mẫu là mô hình vật lý thu nhỏ, cho phép quan sát và đo đạc các thông số lưu lượng, áp suất, và phân bố dòng chảy. Phân tích số liệu sử dụng phương pháp thống kê và kỹ thuật hồi quy đa biến để xây dựng các phương trình mô tả quan hệ giữa các yếu tố ảnh hưởng.

Timeline nghiên cứu kéo dài trong khoảng 2 năm, từ thu thập dữ liệu, thiết kế mô hình, tiến hành thí nghiệm đến phân tích kết quả và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của hình dạng mặt cắt đập tràn: Hệ số lưu lượng m của đập tràn dạng WES cao hơn khoảng 7-10% so với dạng Ophixérép không chân không, dao động trong khoảng 0,44 đến 0,49. Ví dụ, đập tràn thủy điện Tuyên Quang (dạng Ophixérép) có m = 0,44, trong khi đập tràn Nước Trong (dạng WES) đạt m = 0,45 đến 0,47.

2. Tác động của kích thước khoang tràn: Chiều rộng khoang tràn Bản Mòng hiện tại là 5,7 m, tỷ lệ chiều rộng trên chiều cao cột nước khoảng 0,35, được đánh giá là nhỏ, gây hiện tượng co hẹp bên lớn, làm giảm khả năng tháo lũ. Khi tăng chiều rộng khoang lên 8 m, khả năng tháo lũ được cải thiện rõ rệt, đồng thời giảm số lượng trụ pin, tiết kiệm chi phí xây dựng.

3. Ảnh hưởng của vị trí và hình dạng trụ pin: Trụ pin giữa có chiều dày 2 m, trụ pin bên 1 m, với đầu trụ pin được lượn cong bán kính 0,5 m sau khi sửa đổi giúp giảm sức cản dòng chảy, tăng hệ số lưu lượng. Trụ pin có hình dạng đầu tròn hoặc elip thuận dòng giúp giảm hiện tượng co hẹp bên và áp suất âm tại chân trụ.

4. Ảnh hưởng của cửa van và khe van: Cửa van cung đặt phía sau đỉnh tràn không ảnh hưởng đáng kể đến khả năng tháo lũ khi mở hoàn toàn. Tuy nhiên, khe van và rãnh khe phai tạo ra xoáy nước, làm giảm hệ số lưu lượng khoảng 2-3%. Việc điều chỉnh độ mở cửa van ảnh hưởng trực tiếp đến lưu lượng xả, với các trường hợp mở khác nhau cho thấy sự biến đổi lưu lượng từ 60% đến 100% công suất thiết kế.

Thảo luận kết quả

Kết quả thí nghiệm mô hình cho thấy sự phù hợp cao giữa số liệu thực nghiệm và tính toán lý thuyết, với sai số mực nước hồ trong khoảng 5-30 cm, chấp nhận được trong thiết kế công trình thủy lực. Việc tăng chiều rộng khoang tràn và cải tiến hình dạng trụ pin đã được chứng minh là các giải pháp hiệu quả để nâng cao khả năng tháo lũ, phù hợp với các nghiên cứu trước đây tại các công trình thủy điện Sơn La, Ban Chat và Huội Quảng.

Biểu đồ so sánh hệ số lưu lượng giữa các loại mặt cắt đập tràn (Ophixérép và WES) minh họa rõ sự khác biệt về hiệu suất tháo lũ. Bảng số liệu phân tích lưu lượng xả qua các trạng thái vận hành cửa van cung cấp cơ sở để tối ưu hóa quy trình vận hành linh hoạt, giảm thiểu rủi ro ngập lụt hạ du.

Các kết quả cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của thiết kế đường cong mặt tràn phía thượng lưu, ảnh hưởng trực tiếp đến áp suất và hệ số lưu lượng, đồng thời khuyến cáo không nên thiết kế đoạn nằm ngang dài trên đỉnh tràn gây giảm hiệu quả tháo lũ.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng chiều rộng khoang tràn: Đề xuất tăng chiều rộng khoang tràn từ 5,7 m lên khoảng 8 m nhằm giảm hiện tượng co hẹp bên, tăng khả năng tháo lũ lên ít nhất 10%, thực hiện trong vòng 2 năm, do Ban Quản lý dự án và đơn vị thiết kế công trình chịu trách nhiệm.

2. Cải tiến hình dạng trụ pin: Sửa đổi đầu trụ pin thành dạng cong elip với bán kính cong khoảng 0,5 m để giảm sức cản dòng chảy, nâng cao hệ số lưu lượng, hoàn thành trong 1 năm, do nhà thầu xây dựng và tư vấn kỹ thuật phối hợp thực hiện.

3. Tối ưu vị trí và thiết kế cửa van: Đặt cửa van và khe van sao cho không ảnh hưởng đến dòng chảy chính, đồng thời nghiên cứu điều chỉnh độ mở cửa van phù hợp với lưu lượng lũ thực tế nhằm vận hành linh hoạt, giảm thiểu rủi ro ngập lụt, áp dụng ngay trong giai đoạn vận hành.

4. Thiết kế đường cong mặt tràn phía thượng lưu: Áp dụng thiết kế đường cong mặt tràn phù hợp với loại đập tràn, tránh đoạn nằm ngang dài trên đỉnh tràn để duy trì áp suất ổn định và hệ số lưu lượng cao, hoàn thiện trong các dự án thiết kế mới và sửa đổi công trình hiện hữu.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư thiết kế công trình thủy lợi, thủy điện: Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và thực nghiệm để tối ưu thiết kế đập tràn, nâng cao hiệu quả tháo lũ và an toàn công trình.

2. Nhà quản lý dự án và vận hành công trình thủy lợi: Tham khảo các giải pháp vận hành linh hoạt cửa van và bố trí cấu trúc đập nhằm giảm thiểu rủi ro ngập lụt và đảm bảo an toàn vùng hạ du.

3. Chuyên gia nghiên cứu thủy lực và môi trường: Tài liệu cung cấp dữ liệu thực nghiệm và mô hình phân tích thủy lực, phục vụ cho các nghiên cứu nâng cao về dòng chảy và tác động môi trường.

4. Sinh viên và học viên cao học ngành thủy lợi, thủy điện: Luận văn là nguồn tài liệu tham khảo quý giá về phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, phân tích số liệu và ứng dụng lý thuyết thủy lực trong thực tế.

Câu hỏi thường gặp

1. Khả năng tháo lũ của đập tràn Bản Mòng được xác định như thế nào?
   Khả năng tháo lũ được xác định thông qua thí nghiệm mô hình thủy lực, kết hợp với phân tích số liệu khí tượng, thủy văn và địa chất công trình. Hệ số lưu lượng m dao động từ 0,42 đến 0,47 tùy thuộc vào hình dạng mặt cắt và điều kiện vận hành.

2. Tại sao cần tăng chiều rộng khoang tràn?
   Chiều rộng khoang tràn nhỏ gây hiện tượng co hẹp bên, làm giảm lưu lượng xả lũ. Tăng chiều rộng khoang tràn giúp giảm sức cản dòng chảy, nâng cao hiệu quả tháo lũ và giảm áp lực lên các trụ pin.

3. Ảnh hưởng của cửa van đến khả năng tháo lũ như thế nào?
   Cửa van cung đặt phía sau đỉnh tràn không ảnh hưởng nhiều khi mở hoàn toàn, nhưng khe van và rãnh khe phai tạo xoáy nước làm giảm hệ số lưu lượng khoảng 2-3%. Việc điều chỉnh độ mở cửa van giúp kiểm soát lưu lượng xả linh hoạt.

4. Làm thế nào để giảm áp suất âm trên mặt tràn?
   Thiết kế đường cong mặt tràn phía thượng lưu hợp lý, tránh góc nhọn và đoạn nằm ngang dài trên đỉnh tràn giúp giảm áp suất âm, ngăn ngừa hiện tượng khí thực gây xâm thực bê tông.

5. Phương pháp nghiên cứu mô hình thủy lực có ưu điểm gì?
   Mô hình thủy lực thu nhỏ cho phép quan sát trực tiếp dòng chảy, đo đạc chính xác các thông số thủy lực, từ đó đánh giá hiệu quả thiết kế và đề xuất các giải pháp cải tiến phù hợp với điều kiện thực tế.

Kết luận

• Đập tràn Bản Mòng thuộc loại đập tràn thực dụng dạng mặt cắt Ophixérép không chân không, với hệ số lưu lượng m dao động từ 0,42 đến 0,47, phù hợp với các công trình tương tự trong nước và quốc tế.
• Chiều rộng khoang tràn hiện tại còn nhỏ, gây hiện tượng co hẹp bên, đề xuất tăng lên khoảng 8 m để nâng cao khả năng tháo lũ.
• Hình dạng và vị trí trụ pin, cửa van ảnh hưởng đáng kể đến lưu lượng xả, cần được thiết kế và vận hành tối ưu để giảm tổn thất thủy lực.
• Thiết kế đường cong mặt tràn phía thượng lưu là yếu tố then chốt ảnh hưởng đến áp suất và hệ số lưu lượng, cần tuân thủ các quy chuẩn kỹ thuật.
• Nghiên cứu thực nghiệm mô hình thủy lực là công cụ hiệu quả để kiểm tra và hoàn thiện thiết kế đập tràn, góp phần đảm bảo an toàn và hiệu quả khai thác công trình.

Next steps: Triển khai các đề xuất cải tiến thiết kế và vận hành trong vòng 1-2 năm, đồng thời mở rộng nghiên cứu áp dụng cho các công trình đập tràn khác tại Việt Nam.

Các đơn vị thiết kế, quản lý và vận hành công trình thủy lợi, thủy điện nên áp dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao hiệu quả và an toàn công trình, đồng thời tiếp tục nghiên cứu phát triển các giải pháp kỹ thuật mới.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE KHẢ NANG THÁO CUA DAP TRAN THYC DỤNG. Tổng quan về nghiên cứu phát triển đập tran thực dụng ở nước ngoài dang mặt cất đập trin đã trải qua một thời gian dai: từ nghiên cứu đập trin thành mỏng sắc cạnh din dẫn sửa đổi 48 hình thành mặt cắt đập tràn (hực dụng ngày nay. ‘Theo chiều day định đập trin dé phân loại thì đập tràn chia làm ba loại là 1. Đập trần thành mỏng.

Khi chiéu day của định đập 8 < 0,67H, lin nước tran ngay sau khi qua mép thượng lưu. cca định đập thi tách rời khỏi dinh đập; không chạm vào toàn bộ mặt định đập, do đó bình dạng và chiều dây của đập không ảnh hướng dén lần nước rn và lưu lượng trn. Khi định đập nằm ngang và có một chiều diy tương đổi lớn (2-+3)H < ö < (8-+10)H, trên định đập hình thành một đoạn đồng chảy có tính chất thay đổi dẫn. Nếu chigu day định đập quá lớn 6 > (8 + 10)H thì không thé coi là đập tràn nữa mà coi như một đoạn.

—=ĂẰ ora CALL LULL) _—. 2 Dap trần định rộng 1. Đập trần có mặt cắt thực dụng. Đập trần có mặt cất thục dung là loại đạp trăn thường ding trong các công trinh thio lũ trên sông, có năng lực tháo nước lớn, tháo các vật nỗi trôi lẫn trong nước một cách.

dễ ding, hình dang cũng dễ thi công, ding vật liệu tại chỗ nên mặt cắt đập có thé là dạng hình thang hoặc hình cong. 3 Đập trin mặt cắt thực dụng a. Đập trân dang hình thang: Chiều dy định tong phạm vis 67H < ð < Œ-+3)H Mãi đốc thượng và hạ lưu có các trị số khác nhau được xây dựng bằng bê tông, đá xây, hay gỗ. nhưng nhược điểm của loại đập này là hệ số lưu lượng nhỏ so với dạng mặt sắt hình cong, hệ số m thường là 041 = 0.

Hình 1, 4 Đập tràn dang hình thang, 4. Đập trân dang mặt cắt cong: Cé profil và mái hạ lưu hình cong, lượn theo làn nước trên mặt trin, nên dòng chảy trên mặt tràn thuận, hệ số lưu lượng lớn, nhưng thi công phức tạp hơn đập hình thang, Hệ số lưu lượng thường là 0,48 + 0449, 12. Két quả nghiên cứu vé đập tràn thực dung ở nước ngoài và và khả năng thio của nó 1. Kết quả nghiên cứu.

lap tran thực dụng dạng mặt cắt Cørigiơ- Oph “Các nhà thủy lực Liên Xô đã nghiên cứu hai dang: Dang đập trân thực dụng mặt cắt có chân không (như hình 1. 5 Mặt cắt đập tran chân không và dạng đập tràn thực dụng mặt cắt không chân không (như hình 1. 6 Mặt cắt đập trin không chân không Đối với loại mặt cắt đập tran thực dung phi chân không ding chảy trên mặt đập có áp suit đọc theo mặt đập thường là đương. Côn mit cắt đập tin thực dụng có chân không 5 thi trên đinh mặt đập thường có ấp suất chân không, khi chân không lớn có th sinh rà hiện tượng khí thực nên bê tông mặt đập bị xâm thực.

Hệ số lưu lượng của dang mặt cắt đập trần có chân không lớn hơn mặt cắt đập trin không chân không khoảng 7 - 10%, Để dim bảo an toàn cho công trình, tránh hiện tượng khí thực người ta không cho phép trị số áp suất chân không trên mặt tràn quá lớn, thường nhỏ hơn ấp suit âm cho phép. Theo quy phạm Thiết kể đập trần của nước ngoài thì phạm vi cột nước chân không là: (-6,0. Về phương pháp thểt ké mặt cắt tràn dang Ophixérép đã được chỉ dẫn rõ trong cuốn “Công trình thảo lũ trong đầu mỗi hệ thẳng thì lợi” 1]. Khi vẽ được đường cong mặt hạ lưu đập tràn Ophixérép, để nồi tiếp với bể tiêu năng hoặc mũi hit cuối tràn: bán kính cong nỗi tiếp R khi cột nước trên đình tràn lớn th: R=(0.

Khi cột nước trên đỉnh tran nhỏ (nhỏ hơn Sm) thi R= (0,25 *0,5)\(Hu + Zeus) q9) Trong đó: Zoux - Độ chênh cột nước lớn nhất giữa thượng và hạ lưu của đập tràn (m). Ha - Cột nước thiết kế định hình trên định đập tran (m), Còn vỀ mặt tần phía thượng lưu có thể thẳng đứng, là mái xiên hoặc có đầu nhỏ. “hông thường mái đặp hạ lưu của dang mặt cắt Ophixérdp đều chọn m= 0,75 +080 1. Về xác định lưu tá dong chảy trên mặt tràn: Lưu tốc trên mặt đập tràn được xác định theo biểu thite:V, = øj2gZ,_ (12) Trong đó: ọ: Hệ số lun tbc.

Z¡ Độc cột nước tính tir mực nước TL đến mặt cắt tính toán. Sơ đồ tính toán như hình 1. Về khả năng xé cửa loại đập tràn Corigia - Ôphiyễrễp: Đã được các nhà thy lực Liên Xô cũ nghiền cứu chơ kết quả như sa đối với ai dag mặt cit A và B (hình 1.8) D x A x Mat eat A La} marci m=049 m=048 y Hình 1.8 Hai dang mặt cắt đầu trin Corigio - Ophixérdp Với hai dang mặt cắt đập tràn nêu trên A và B các tác giả Liên xô cũ đã đưa ra công thức tính khả năng xa dap tràn thực dụng mặt cong như sau: “Trong thực tế các loại đập hình cong thường được chia thành nhiều khoang bởi các mỗ trụ, dong chảy tran bị co hẹp bên; nên công thức tính lưu lượng là Ø=g,emS)J3gH”) (3) Pe z⁄⁄⁄ ?22022//2/27/77/2//277. 9 Đập tran chảy ty do, co hẹp bên ? Khi đập làm việc trong chế độ chiy không ngập thi công thức tinh lưu lượng On) [BgHẺ a4 ‘Theo quy định néu thỏa mãn điều kiện sau diy thi lưu ốc tiến gần là đã nhỏ có thé bo qua cột nước lưu tốc a mà lấy Hy =H: 9, >4$ 6H.

7 “Trường hop tràn xã nước đưới cửa van (chit qua 18) thi lu lượng s = em pa eH, =za) as Hình 1. 10 Đập tràn xa nước dưới cửa van “Trong đỏ ou: Hệ số ngập (chảy tự do ơ=1) ố co hẹp bên. b: Chiều rộng của một khoang đập 0, :Dign ích mặt cắt ding chảy thượng lưu đập Eb: Chiều rộng tran nước toàn đập (m), He: Cột nước trên định đập tràn xét tới = (m) 2 a: Hệ số co hẹp đứng. a: Độ mé của cứa van (m).

1 Tham số đường cong mặt trăn Độ đốc mặt v Km | & K | b tượng lưu 1 30 200 | 1850 | 05H, | 0. Đập trần mi cắt dụng WES. Xúc định dang mặt cắt WES: ‘Theo WES thi đường cong trên mặt đập tràn chia thảnh 2 phan: Đường cong phía thượng lưu đỉnh trần, chính dạng đường cong đầu tràn phía thượng Tư là phần ảnh hưởng tối khả năng tháo của đập trân (thể hiện qua hệ số lưu lượng) Đường cong phía hạ lưu đỉnh trin không ảnh hưởng tới khả năng tháo nhưng ảnh hưởng tới khối lượng xây đựng và phân b áp sud trên mặt đập trân. Dưới đây xin tôm tắt trình bảy các kết quá mà các nhà thuỷ lực Mỹ cũng như Trung Quốc đã đạt được.

Muốn vẽ đường cong mặt trin thực dung dang WES phía hạ lưu ta dựa theo công thức: y 1.6) Trong đó: Hi Cột nước thiết kế định hình đường cong mặt đập tràn phia hạ lu, Khi chiều cao đập phía thượng lưu P > 1,33H: th là lại đặp cao. Quy định nên lấy sits Hàn (0750/95). Khi chi cao đập phía thượng lưu P < 1,33Hthi lả loại đập thấp, nên lấy giá tị: Hà = (0,65 +0,85)Hinax Hue: Cột nước trên trần ứng với lưu lượng của thn suất lã kiểm tra X, y: Tog độ các điểm cong trên mặt tràn phía hạ lưu rn: Chỉ số có liên quan đến độ đốc của mái thượng lưu xem bảng 1. kW 2 10 iy Kt bing LÍ Khí Ps 10 tiy tì sổ K=2022 1.

Khả năng thảo của đập tran dang WES. (Hiện nay thường tính theo hai công thức) ‘Ong thức của Mỹ: Qá=C Là Bế? (feeteee) ay "Trong đó: Le: Chiều rộng tràn nước hữu dụng (feet) C:Hệ số lưu lượng: C ,3274+-0,40h1 H 18) q8) Ha: Cột nước tác dụng trên đình đập tràn (fect) P : Chiều cao đập phía thượng lưu (feet) “heo Rouse,côngthức tên đối với C vốn đồng cho =5, có thể mở rộng dén (ein đúng) Khi “ois đập trở thành ngưỡng thấp và khi đó lưu lượng sẽ được xác định qua mặt cất phân giới ở ngay trước ngưỡng (độ sâu phân giới h.* H+P) 10 C=5,6814 5) Hộ as) “Trường hợp là đập thấp thì cột nước H tác dụng trên đỉnh đập cần xét thêm cột nước Ho: là cột nước làm việc thực tẾ của đập còn có thể bỏ qua hy khi P > 1,33Ha tức là đập đủ cao. Khi P > 1,33Hy, Hạ = Hạ thi C= Cụ Đối với dp thấp 77 < 133) thi ei tinh đến ảnh hưởng h, và tính theo công thúc su [= FG). Noi chung = ptt), Nói chung: tôi €=399/ He = Công thức của Trung Quốc: (Qua qui tinh nghiên cứu ứng dụng đập trin dang WES các nhà thuỷ lực Trung Quốc đã đồ nghệ 0, =C mee, BS HỲ! d0) Khi ding công thức của Trung Quốc thì hệ thống đơn vị tính theo hệ đơn vị quốc tế (không dùng hệ đơn vị Anh - Mỹ) Trong đó: Qui: Lưu lượng qua tràn (mÖ5ec) B: Chiều rộng tràn (m) Cột nước tác dụng (m).

Đối với đập cao dạng WES thi đặc tỉnh thuỷ lực của nó là hệ số lưu lượng m chỉ có canh với ngôn tôn ảnh ôn củ n Nhận xết Qua phần trình bày ở trên, để nâng cao khả năng xã của đập tràn thực dụng có mặt cắt cong dù là ứng dụng dang mặt cắt đập tràn Corigio = Ôphixêrốp hay WES; cin chỉ ra ing khi thiết kế đường cong mặt tràn cin đặc biệt chú ý việc thiết kể đoạn cong phía thượng lưu định tràn phải phù hợp với loại đập trần, tức là + Logi đập thắp mái thượng lưu cần thiết kế mặt xiên, đ nâng cao hệ số C. + Loại đập cao mặt hing nước phía thượng lưu thẳng đứng, đoạn cong phía thượng lưu đình dip trin cin ding 2 hoặc 3 bản kính cong để nỗi tiếp, không nên thiết kế thành một đường vat tiếp giáp với đình tràn tạo ra một góc ot thiết kế như vậy sẽ tạo ra áp suắt âm phía đầu tràn khỉ He> Hr, đồng thời im giảm hệ số lưu lượng m 1. Tổng quan vé khả năng tháo của đập trần thực dung ở trong nước và kết quả nghiên cứu. Tính toán khả năng tháo đã được nghiên cứu và tìm ra công thức chung nhất, nó được áp dung để tính toán thiết kế công tình thio li, Với các công trinh quan trong đều được đối chiếu lại với số liệu của thí nghiệm mô hình.