Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu xác định kích thước bể tiêu năng cho công trình đá hàn Hà Tĩnh

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu kích thước bể tiêu năng cho công trình đá hàn Hà Tĩnh, tối ưu hóa hiệu quả và tiết kiệm chi phí xây dựng.

• Tác giả: Trần Doãn Hùng My
• Người hướng dẫn: PGS.TS Lê Văn Nghị
• Trường học: Viện Khoa Học Thủy Lợi Việt Nam
• Chuyên ngành: Thạc sĩ Kỹ thuật
• Đề tài: Nghiên Cứu Kích Thước Bể Tiêu Năng Cho Công Trình Đá Hàn Hà Tĩnh
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2010
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về tình hình xây dựng đập tràn và tiêu năng sau tràn trong các công trình thủy lợi, thủy điện ở Việt Nam
• 1.2. Tổng quan tiêu năng đáy sau tràn thực dụng và cuối dốc nước. Ảnh hưởng của chiều sâu, chiều dài bể đến hiệu quả tiêu năng. Các hình thức tiêu năng dòng đáy
• 1.3. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VỀ BỂ TIÊU NĂNG SAU TRÀN VẬN HÀNH
• 2.1. Lý thuyết tương tự để thiết lập mô hình nghiên cứu
• 2.2. Nghiên cứu lý thuyết về nối tiếp và tiêu năng sau tràn
• 2.3. Tính toán bể tiêu năng sau tràn
• 2.4. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THÍ NGHIỆM MÔ HÌNH THỦY LỰC TRÀN VẬN HÀNH ĐÁ HÀN HÀ TĨNH
• 3.1. Giới thiệu chung về công trình Đá Hàn
• 3.2. Nhiệm vụ thí nghiệm mô hình
• 3.3. Xây dựng mô hình
• 3.4. Kết quả thí nghiệm phương án thiết kế
• 3.5. Kết quả thí nghiệm phương án hoàn thiện
• 3.6. Kết luận chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: SO SÁNH KẾT QUẢ TÍNH TOÁN LÝ THUYẾT VÀ THÍ NGHIỆM MÔ HÌNH
• 4.1. Số liệu ban đầu
• 4.2. Kết quả tính toán
• 4.3. Nhận xét kết quả tính toán và kết quả thí nghiệm mô hình
• KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Ý nghĩa thực tiễn khoa học của luận văn

Việt Nam có điều kiện địa hình đa dạng, từ núi cao đến đồng bằng ven biển, tạo ra nhiều tiềm năng cho việc xây dựng các công trình thủy điện và thủy lợi. Việc xây dựng các đập ngăn, đập tràn trên các sông, suối không chỉ điều hòa dòng chảy mùa lũ mà còn giảm thiểu nguy cơ cho vùng hạ du. Tuy nhiên, sự cố liên quan đến tràn xả lũ là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến hư hỏng công trình. Theo thống kê, nhiều hồ chứa hiện nay gặp phải sự cố lớn do hư hỏng tràn, chiếm tỷ lệ đáng kể trong tổng số hồ chứa. Do đó, việc nghiên cứu và thiết kế các bể tiêu năng là rất cần thiết nhằm đảm bảo an toàn cho công trình và hiệu quả làm việc của hệ thống. Bể tiêu năng không chỉ giúp giảm thiểu xói lở mà còn bảo vệ các hạng mục khác trong dự án. Việc lựa chọn hình thức tiêu năng phù hợp là yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả làm việc của công trình, đặc biệt là trong điều kiện địa chất yếu hoặc cột nước thấp.

II. Mục tiêu phương pháp và phạm vi nghiên cứu

Mục tiêu chính của nghiên cứu này là xác định kích thước hợp lý của bể tiêu năng cho công trình Đá Hàn, tỉnh Hà Tĩnh. Nghiên cứu sẽ đánh giá khả năng tiêu năng của bể và so sánh kết quả tính toán lý thuyết với kết quả thí nghiệm mô hình. Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm, nhằm đưa ra các so sánh và kết luận có giá trị cho việc thiết kế bể tiêu năng. Phạm vi nghiên cứu sẽ tập trung vào việc xác định các thông số của bể tiêu năng cho tràn vận hành Đá Hàn, từ đó đưa ra các kiến nghị áp dụng cho các công trình tương tự. Kết quả dự kiến sẽ cung cấp thông tin hữu ích cho việc thiết kế và vận hành các công trình thủy lợi trong tương lai.

III. Tổng quan về tình hình xây dựng tràn xả lũ và tiêu năng sau tràn

Trong những năm qua, nhiều công trình thủy lợi và thủy điện đã được xây dựng tại Việt Nam, với vai trò quan trọng trong việc điều tiết nước và bảo vệ an toàn cho các khu vực hạ du. Tràn xả lũ là một phần không thể thiếu trong hệ thống hồ chứa, giúp kiểm soát lưu lượng nước trong mùa mưa lũ. Việc lựa chọn hình thức và kích thước của bể tiêu năng sau tràn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như địa hình, địa chất và điều kiện thủy văn. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng việc sử dụng bể tiêu năng phù hợp có thể giúp giảm thiểu xói lở và đảm bảo an toàn cho công trình. Do đó, việc nghiên cứu và cải tiến thiết kế bể tiêu năng là rất cần thiết trong bối cảnh hiện nay.

IV. Nghiên cứu lý thuyết về bể tiêu năng sau tràn

Lý thuyết về bể tiêu năng sau tràn liên quan đến việc tính toán chiều sâu và chiều dài bể để đảm bảo hiệu quả tiêu hao năng lượng của dòng chảy. Các mô hình lý thuyết hiện có chủ yếu dựa trên các công thức tính toán chung, tuy nhiên, mỗi công trình có những đặc điểm riêng về địa hình và thủy văn. Việc áp dụng các phương pháp lý thuyết kết hợp với thí nghiệm mô hình sẽ giúp đưa ra những đánh giá chính xác hơn về kích thước và hiệu quả của bể tiêu năng. Qua đó, nghiên cứu này sẽ cung cấp những kiến thức bổ ích cho việc thiết kế và vận hành các công trình thủy lợi trong tương lai.

V. Nghiên cứu thí nghiệm mô hình thủy lực tràn vận hành Đá Hàn

Nghiên cứu thí nghiệm mô hình tại công trình Đá Hàn đã được thực hiện nhằm xác định kích thước và hiệu quả của bể tiêu năng. Mô hình thí nghiệm giúp kiểm chứng các kết quả tính toán lý thuyết và phát hiện những hiện tượng không thể lường trước được trong thực tế. Kết quả thí nghiệm cho thấy rằng chiều sâu và chiều dài của bể tiêu năng có ảnh hưởng lớn đến khả năng tiêu hao năng lượng và chế độ nước nhảy sau bể. Điều này cho thấy tầm quan trọng của việc thiết kế bể tiêu năng phù hợp với từng công trình cụ thể, nhằm đảm bảo hiệu quả và an toàn trong quá trình vận hành.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam có hệ thống sông suối dày đặc với hơn 650 hồ chứa lớn và vừa, cùng trên 35.000 hồ chứa nhỏ, trong đó hơn 500 hồ có dung tích từ 1 triệu m³ trở lên. Các công trình thủy lợi, thủy điện đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế, đảm bảo an ninh lương thực và quốc phòng. Tuy nhiên, sự cố đập tràn chiếm tỷ lệ cao trong các sự cố hồ chứa, với khoảng 25,39% sự cố liên quan đến hư hỏng đập tràn, đặc biệt là do xói lở và tiêu năng không hợp lý. Việc bố trí và thiết kế bể tiêu năng hợp lý sau tràn xả lũ là yếu tố then chốt để đảm bảo an toàn công trình, giảm xói lở hạ lưu và nâng cao hiệu quả vận hành.

Mục tiêu nghiên cứu là xác định kích thước bể tiêu năng hợp lý cho công trình tràn vận hành Đá Hàn, tỉnh Hà Tĩnh, thông qua phân tích kết quả thí nghiệm mô hình thủy lực và so sánh với tính toán lý thuyết. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào bể tiêu năng của tràn vận hành Đá Hàn với các điều kiện thủy lực và địa chất đặc thù. Nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn lớn trong việc nâng cao độ tin cậy và hiệu quả kinh tế kỹ thuật của các công trình thủy lợi, thủy điện tương tự trên cả nước.

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 sau:

• Lý thuyết tương tự: Áp dụng tiêu chuẩn tương tự Froude để thiết lập mô hình thủy lực, đảm bảo tương đồng về hình học, động học và động lực học giữa mô hình và thực tế. Tỷ lệ mô hình được chọn là 1:50, đảm bảo điều kiện dòng chảy rối và các thông số thủy lực được tái hiện chính xác.

• Lý thuyết nối tiếp và tiêu năng dòng chảy: Phân loại các dạng nước nhảy (nước nhảy hoàn chỉnh, nước nhảy phóng xa, nước nhảy ngập) và các dạng nối tiếp dòng chảy ở hạ lưu (nối tiếp chảy đáy, nối tiếp chảy mặt, nối tiếp phóng xa). Lý thuyết này giúp phân tích hiện tượng thủy lực phức tạp sau tràn và thiết kế bể tiêu năng phù hợp.

• Mô hình bể tiêu năng dòng đáy: Bao gồm các hình thức bể tiêu năng, tường tiêu năng và bể tường kết hợp, phù hợp với điều kiện địa chất nền yếu và cột nước thấp. Các công thức tính toán chiều sâu, chiều dài bể tiêu năng dựa trên các phương pháp thực nghiệm và lý thuyết như Novak, Pavlôpsk, Smetana.

• Biện pháp tiêu năng phụ trợ: Sử dụng các thiết bị như mồ nhám, mé, ngưỡng để tăng hiệu quả tiêu hao năng lượng, giảm xói lở hạ lưu và cải thiện ổn định dòng chảy.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu thực nghiệm mô hình thủy lực tràn vận hành Đá Hàn tại Phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia về động lực học sông biển – Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, kết hợp với tài liệu tham khảo và tính toán lý thuyết.

• Phương pháp phân tích: So sánh, đối chứng kết quả thí nghiệm mô hình với các kết quả tính toán lý thuyết để đánh giá độ tin cậy và hiệu quả của các phương án thiết kế bể tiêu năng.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong quá trình học tập cao học, với các giai đoạn xây dựng mô hình, thí nghiệm, phân tích số liệu và đề xuất giải pháp kỹ thuật.

• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Mô hình thủy lực tỷ lệ 1:50 được xây dựng mô phỏng chi tiết phần hạ lưu tràn xả lũ, bể tiêu năng và kênh xả, đảm bảo tái hiện chính xác điều kiện thực tế.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Kích thước bể tiêu năng hợp lý: Thí nghiệm mô hình xác định chiều sâu bể tiêu năng khoảng 3,5 m và chiều dài bể tiêu năng 50 m là phù hợp với lưu lượng thiết kế Q = 1742 m³/s và lưu lượng kiểm tra Q = 2038 m³/s. Kích thước này đảm bảo nước nhảy ngập, tiêu hao năng lượng hiệu quả, giảm xói lở hạ lưu.

2. Hiệu quả tiêu năng của phương án hoàn thiện: So sánh hai phương án thiết kế và hoàn thiện cho thấy phương án hoàn thiện có khả năng tiêu hao năng lượng cao hơn khoảng 10-15%, giảm áp lực dòng chảy và mạch động lưu tốc ở đáy lòng dẫn.

3. Ảnh hưởng của chiều dài và chiều sâu bể tiêu năng: Chiều sâu bể tiêu năng phải lớn hơn chiều sâu liên hợp thứ hai của nước nhảy (hy > h2) để đảm bảo nước nhảy ngập. Chiều dài bể tiêu năng đủ để gói gọn nước nhảy, tránh hiện tượng nước nhảy phóng xa gây xói lở. Nếu bể quá dài sẽ không kinh tế, quá ngắn sẽ giảm hiệu quả tiêu năng.

4. Tác động của thiết bị tiêu năng phụ trợ: Bố trí mồ nhám và ngưỡng trên sân sau bể tiêu năng làm tăng hiệu quả tiêu hao năng lượng, giảm chiều dài sân sau cần gia cố, tiết kiệm chi phí xây dựng. Khoảng cách giữa hai hàng mồ nhám được xác định tối ưu là 2-3 lần chiều sâu bể.

Thảo luận kết quả

Kết quả thí nghiệm mô hình và tính toán lý thuyết tương đối tương đồng, chứng tỏ phương pháp nghiên cứu và mô hình hóa thủy lực được áp dụng hiệu quả. Sự khác biệt nhỏ trong các thông số thủy lực có thể do điều kiện biên và sai số chế tạo mô hình. Việc lựa chọn bể tiêu năng dòng đáy phù hợp với điều kiện địa chất nền yếu tại công trình Đá Hàn là hợp lý, tránh được các nguy cơ xói lở và hư hỏng công trình.

So với các nghiên cứu trước đây, luận văn đã bổ sung phân tích chi tiết về ảnh hưởng của các thông số kích thước bể tiêu năng và thiết bị tiêu năng phụ trợ, đồng thời cung cấp số liệu thực nghiệm cụ thể cho công trình Đá Hàn. Kết quả này có thể áp dụng cho các công trình tương tự có điều kiện địa hình và thủy lực gần giống, góp phần nâng cao độ an toàn và hiệu quả kinh tế kỹ thuật.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ quan hệ lưu lượng – mực nước, biểu đồ phân bố lưu tốc và áp suất trong bể tiêu năng, bảng so sánh hiệu quả tiêu năng giữa các phương án thiết kế.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tối ưu kích thước bể tiêu năng: Thiết kế bể tiêu năng với chiều sâu khoảng 3,5 m và chiều dài 50 m để đảm bảo nước nhảy ngập và tiêu hao năng lượng hiệu quả, giảm nguy cơ xói lở hạ lưu. Thời gian thực hiện trong giai đoạn thiết kế công trình, chủ thể là đơn vị tư vấn thiết kế và chủ đầu tư.

2. Bố trí thiết bị tiêu năng phụ trợ: Lắp đặt mồ nhám và ngưỡng trên sân sau bể tiêu năng với khoảng cách tối ưu 2-3 lần chiều sâu bể để tăng hiệu quả tiêu năng và giảm chiều dài sân sau cần gia cố. Chủ thể thực hiện là nhà thầu thi công và đơn vị giám sát kỹ thuật.

3. Kiểm tra và giám sát vận hành tràn xả lũ: Thường xuyên theo dõi mực nước, lưu lượng và hiện tượng thủy lực tại bể tiêu năng để phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường, đảm bảo vận hành an toàn. Chủ thể là ban quản lý công trình và cơ quan quản lý thủy lợi.

4. Nghiên cứu bổ sung cho các công trình tương tự: Áp dụng phương pháp kết hợp tính toán lý thuyết và thí nghiệm mô hình thủy lực cho các công trình có điều kiện địa chất và thủy lực tương tự để xác định kích thước bể tiêu năng phù hợp, nâng cao độ tin cậy thiết kế. Chủ thể là các viện nghiên cứu và trường đại học chuyên ngành thủy lợi.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư thiết kế công trình thủy lợi, thủy điện: Sử dụng kết quả nghiên cứu để lựa chọn và tối ưu kích thước bể tiêu năng, thiết kế các biện pháp tiêu năng phù hợp với điều kiện địa chất và thủy lực cụ thể.

2. Chuyên gia vận hành và quản lý hồ chứa: Áp dụng kiến thức về hiện tượng nối tiếp dòng chảy và tiêu năng để giám sát, vận hành tràn xả lũ an toàn, giảm thiểu rủi ro sự cố.

3. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành thủy lợi, thủy điện: Tham khảo phương pháp nghiên cứu kết hợp lý thuyết và thực nghiệm mô hình thủy lực, cũng như các công thức tính toán tiêu năng và nối tiếp dòng chảy.

4. Cơ quan quản lý nhà nước về thủy lợi và phòng chống thiên tai: Dùng làm tài liệu tham khảo trong việc đánh giá an toàn công trình, xây dựng quy chuẩn kỹ thuật và hướng dẫn thiết kế tràn xả lũ.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao phải thiết kế bể tiêu năng sau tràn xả lũ?
   Bể tiêu năng giúp tiêu hao năng lượng dư thừa của dòng chảy sau tràn, giảm xói lở hạ lưu và đảm bảo an toàn cho công trình. Nếu không có bể tiêu năng, dòng chảy có thể gây phá hủy lòng dẫn và hạ lưu công trình.

2. Lý thuyết tương tự Froude được áp dụng như thế nào trong mô hình thủy lực?
   Tiêu chuẩn Froude đảm bảo tương tự về lực trọng trường và chuyển động dòng chảy giữa mô hình và thực tế, giúp mô hình tái hiện chính xác hiện tượng thủy lực như nước nhảy và phân bố lưu tốc.

3. Chiều sâu và chiều dài bể tiêu năng ảnh hưởng ra sao đến hiệu quả tiêu năng?
   Chiều sâu bể phải lớn hơn chiều sâu liên hợp thứ hai của nước nhảy để tạo nước nhảy ngập, còn chiều dài bể phải đủ để gói gọn nước nhảy, tránh nước nhảy phóng xa gây xói lở. Kích thước không hợp lý sẽ giảm hiệu quả tiêu năng hoặc gây lãng phí kinh tế.

4. Các thiết bị tiêu năng phụ trợ có tác dụng gì?
   Mồ nhám, ngưỡng và các thiết bị tiêu năng phụ trợ làm tăng ma sát và xung kích nội bộ dòng chảy, giúp tiêu hao thêm năng lượng, giảm chiều dài sân sau cần gia cố và tăng độ ổn định dòng chảy.

5. Làm thế nào để áp dụng kết quả nghiên cứu cho các công trình khác?
   Cần phân tích điều kiện địa hình, địa chất và thủy lực cụ thể của từng công trình, sau đó áp dụng phương pháp kết hợp tính toán lý thuyết và thí nghiệm mô hình để xác định kích thước bể tiêu năng phù hợp, đảm bảo an toàn và hiệu quả kinh tế.

Kết luận

• Đã xác định được kích thước bể tiêu năng hợp lý cho tràn vận hành Đá Hàn với chiều sâu 3,5 m và chiều dài 50 m, phù hợp với lưu lượng thiết kế và kiểm tra.
• Phương án hoàn thiện bể tiêu năng có hiệu quả tiêu hao năng lượng cao hơn 10-15% so với phương án thiết kế ban đầu.
• Việc bố trí thiết bị tiêu năng phụ trợ như mồ nhám giúp tăng hiệu quả tiêu năng và giảm chi phí gia cố hạ lưu.
• Kết quả thí nghiệm mô hình tương đồng với tính toán lý thuyết, khẳng định tính chính xác và tin cậy của phương pháp nghiên cứu.
• Đề xuất áp dụng phương pháp nghiên cứu này cho các công trình thủy lợi, thủy điện có điều kiện tương tự nhằm nâng cao độ an toàn và hiệu quả kinh tế kỹ thuật.

Next steps: Triển khai áp dụng kết quả nghiên cứu vào thiết kế và vận hành công trình Đá Hàn, đồng thời mở rộng nghiên cứu cho các công trình tương tự trên toàn quốc. Các đơn vị thiết kế, thi công và quản lý công trình cần phối hợp chặt chẽ để đảm bảo thực hiện đúng các khuyến nghị.

Call to action: Các chuyên gia và nhà quản lý trong lĩnh vực thủy lợi, thủy điện nên nghiên cứu và áp dụng các kết quả này để nâng cao hiệu quả và an toàn công trình, đồng thời tiếp tục phát triển nghiên cứu trong lĩnh vực tiêu năng và thủy lực công trình.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TONG QUAN Tận văn thạc sĩ kỳ thuật in Tổng quan về tình hình xây dựng tràn xã lñ và u năng sau tràn trong các công trình thủy lợi, thủy điện & lệt Nam, [13]. Ở nước ta hiện nay có rất nhiều hồ chứa nước đã và đang được xây dựng. Các công trình này chủ yếu được xây dựng ở trung du và miền núi. công trình này đóng góp một phần không nhỏ cho sự phát triển của nhiều ngành kinh tế, góp phần én định xã hội, an ninh, quốc phòng.

‘Trin xả lũ là một phần không thể thiểu trong hệ thống đầu mối công trình hồ chứa, chiếm một tỷ trọng khá lớn trong tổng vốn đầu tư xây dựng công trình. Vì vậy việc tinh toán, lựa chọn phương án tràn xả lũ và tiêu năng, sau trần có ý nghĩa rất quan trọng. Việc lựa chọn hình thức, bổ trí tràn xã lũ và tiêu năng sau tràn tủy thuộc vào điều kiện địa hình, địa chất, giải pháp bổ tri tổng thé công trình, điều kiện quan lý vận hành. Với công trình train xa lũ việc tiêu hao năng lượng của dòng chảy là vô cùng quan trọng.

Chính vi vậy việc lựa chọn hình thức tiêu năng có ý nghĩa quan trọng với công trình trần xa lũ và với cả hệ thống công trình. Với những công trình có địa chất nền yếu, cột nước thấp thì sử dụng biện pháp tiêu năng đáy là thích hợp. Trong thực tế ở nước ta cũng rất nhiều công trình sử dụng, biện pháp tiêu năng đáy, Bang 1. Bảng thống ké một số hỗ đập, đập tràn xây dựng ở Việt Nam sử dụng biện pháp tiêu năng đáy.

Năm Chiêu Qxa Loại “TT Tén công trình xy | oy cao | Hình thức trin | max lập dựng Hons (mì) Hỗ chứa nước Suỗi | 1958- |_ Đập 1 „ | 29 | Trintrdo | 80 Hai 1964 | ait Hỗ chứa nurse | 1969- | Đập Trin có của, 2 lụa „| 20 90 Đồng Mô-Ngãi Sơn | 1974 | đất tiêu năng đáy Tận văn thạc sĩ kỳ thuật 12 Nam Chiều Qxả Loại “TT Tên công trình Xây | gy | cao | Hìhthúctần | max lập dựng Hoax (mì) Hỗ chứa nước Đại |1959-| Đập 3 „| 12,5 | Trần đỉnh rộng | 4746 Lãi 1961 | đất R Trần Hồ chứa nước An Đập ¬- - ¿| 27.5 | Ôphixêrốp, ko 4 Mã đất cà. chân không R Tran thực dụng, Hồ chứa nước Cam te dụng 1996 23.21 539 s [manh THO chứa nước Đạ | 1986-| Đập 6 213 618 Teh 1996 | đất Ĩ Ngưỡng tràn Hồ chứa nước |1982-| Đập đỉnh rộng, nối R hà - 500 Tuyển Lâm 1987 | đất tiếp đốc nước, 7 bậc nước Tran có cửa/. 2006- |_ Đập Hồ Jamo 32 | Thyedung+ | 654 8 2010 | đất. Dốc nước Có cửa/ Dốc 2006- |_ Đập Hồ Sông Ray 35 nước +Tiêu | 2400 9 2010 | đất năng diy Be 2006- Cửa van + TN Hồ Nước Trong.

tông | 72 l 10 200 ii day Tuận văn thạc sĩ kỹ thuật 13 Nam Chiều Qxả Loại “TT Tên công trình Xây | gy | cao | Hìhthúctần | max lập dựng Hoax (mì) Tin. 2006- | Đập Cửa van £ TN 1) Hé Tả Trịch 56 2010 |_ đất day Br Cửa van dt + Thủy điện Thác bà trọng ø be TN day 1984- |Dip 13, Thủy điện Trị An „| 40 1991 | đất Đập ân h l4 TD Sroc-phumieng |2002| 45° | 31 | Tiêunăngđây 2006- | Đập C6 cửa van. 1s | Thủy lợi Phước hòa 28 2010 “Tiêu năng diy TDP. “ S0 | Trin bên tự d 16 2001 w ami Tản bên tự do Bê 2004- | tông C6 cửa van + TD Avương kì l 2008 | đầm Đốc nước u Jan Đá đồ 2002- | +BT Cé cửa van, TN ‘TD Tuyên quang 92,2 2007 | bản đầy 18 mặt 19 | Sông Ba hạ 2005-| Bê 50 | Có cửa van.

TN Tuận văn thạc sĩ kỹ thuật 4 Nam Chiều Qxả Loại “TT Tên công trình Xây |g, | cao | HinhtRứC Hân | max lập dựng Hows (mì) 2010 | tông đây đảm lần 1. Tổng quan tiêu năng day sau tràn thực dụng và cuối đốc nước, [6], hình xây dựng công trình tran tiêu năng đáy. ‘Theo thống kê Việt nam có khoảng trên 650 hồ, đập chứa cỡ lớn và vừa, trên 35.000 hd, đập chứa cỡ nhỏ. Tính đến nay, chúng ta đã xây dựng va đưa vào khai thác trên 500 hồ chứa nước có dung tích từ 1 triệu mét khối trở lên, trừ một số hd có mục đích chính là phát điện còn lại chủ yếu là trữ nước.

để tưới và cấp nước sinh hoạt Trong việc bé trí tông thé một dự án thủy lợi, thủy điện, công trình tran xả nước và vấn để tiêu năng sau tràn nhằm đảm bảo nồi tiếp dòng chảy hạ lưu. chiếm một vị trí quan trọng. Hình thức tiêu năng phòng xói được lựa chọn dựa trên điều kiện địa hình, địa chất, điều kiện dòng xả, phương thức vận. hành, chiều sâu nước hạ lưu.

"Đặc điểm tiêu năng dòng đáy là lợi dụng sức cản nội bộ của nước nhảy, đó là hình thức thường dùng nhất. Điều kiện cơ bản của hình thức tiêu năng, này là chiều sâu nước ở hạ lưu phải lớn hơn chiều sau liên hợp thứ hai của nước nhảy hy > h,” để đảm bảo sinh nước nhảy ngập vả tiêu năng tập trung. Trong tiêu năng đáy, lưu tốc ở đáy rat lớn, mạch động mãnh liệt, có khả năng xói lở, vì thé trong khu vực nước nhảy (sân sau) phải bảo vệ bằng bê. Tận văn thạc sĩ kỳ thuật tông.

Khi nền đá xấu, đoạn nối tiếp theo sau sân sau (sân sau thứ hai) cần. được bảo vệ thích đáng. Muốn tăng hiệu quả tiêu năng thì thường trên sân sau xây thêm các thiết bị tiêu năng phụ như mé, nguéng, v.để cho sự xung kích nội bộ đòng chảy cảng mãnh liệt và ma sát giữa dong chảy với các thiết bị đó cũng có thể tiêu hao một phần năng lượng. Biện pháp nay có hiệu quả tốt và được ứng dụng rộng rãi.

Tiêu năng dòng đáy thường được dùng với cột nước thấp, dia chat nền tương đối kém. Khi cột nước cao, h._ rất lớn, yêu cầu. chiều sâu nước ở hạ lưu lớn, như vậy phải đảo sâu sân sau và cần được bảo vệ kiên cố hơn. Lúc đó, hình thức tiêu năng day thường không kinh tế.

Trong những năm gần đây, các công trình thủy điện, thủy điện kết hợp thủy lợi lớn được phát triển xây dựng nhanh, trong lúc kinh nghiệm thiết kế, nghiên cứu của ta còn hạn chế. Nhiều nghiên cứu của nước ngoài chưa được. cập nhật hướng dẫn sử dụng trong nước. Hiện nay có rất nhiều công thúc và đưa đến những kết quả cũng rất khác nhau.

Do đó việc áp dụng công thức tính toán như thế nào để kết quả tính toán là chỉ tiêu kỹ thuật tin cậy, an toàn và kinh tế cho công trình là một bài toán cho mỗi công trình cụ thé. Để giải quyết vấn đề này, việc kết hợp phân tích, đối chứng, so sánh giữa tính toán lý thuyết và kết quả nghiên cứu thực nghiệm mô hình đang là hướng dĩ hợp lý và ngày càng phổ biến. Tình hình vận hành thực tế ở một số hồ chứa và công trình xã lũ. Các hồ chứa ở nước ta hiện nay thường gặp những sự có chủ yếu sau: Sat mái thượng lưu (25,84%); Hỏng đập trần xa lũ (25,39%); Cổng bị hỏng (17.3%); Đập bị thấm (15,06%); Đinh đập thấp (9,00%); Cửa van bị hỏng.

(,60%) Nhu vậy sự cổ hỗ chứa do sự cố đập tràn gây ra chiếm tỷ lệ rất cao. Sự cổ đập tràn thường do các nguyên nhân: Lũ vượt qua đỉnh đập tràn; Thắm qua Tận văn thạc sĩ kỳ thuật 16 nền; Tham qua thân đập; Đập bị trôi hoặc bi gay; Xói tiêu năng; Xói lở hạ lưu; Gây, kẹt cửa van; Hong thiết bị đóng mở. “Trong đó xói tiêu năng thường do các nguyên nhân sau: Đánh giá sai địa chất nên; Xác định sai mức nước hạ lưu đập, Biện pháp tiêu năng không hợp lý; Thi công phần tiêu năng không đảm bảo chất lượng; Vận hành tràn sai quy tình. Ảnh hưởng của chiều sâu, chiều dài bể đến hiệu quả tiêu năng.

Các kích thước chiều sâu, chiều dai bé có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu {qua tiêu năng, phòng xói ở hạ lưu công trình Chiểu sâu bé phải đảm bảo điều kiện cơ bản của hình thức tiêu năng day là chiều sâu nước ở hạ lưu phải lớn hơn chiều sâu liên hợp thứ hai của nước nhảy hy > h„ dé đảm bảo sinh nước nhảy ngập. Nhưng nếu chiều sâu bể. quá lớn sẽ dẫn đến nước nhảy quá ngập, lúc này ding nước lại chảy luồn ở day và dẫn đến phá hủy lòng dẫn 6 day công trình. Chiểu dài bể cũng có ảnh hưởng rit lớn đến hiệu quả kinh tế kỹ thuật của công trình.

Nếu ta làm bể quá dài thì đảm bảo tiêu năng tập trung trong bể (bể gói gọn nước nhảy) nhưng không kinh tế và ngược lại nếu bể ngắn thi chúng ta không gói được nước nhảy trong bể. Vi vậy ngoài kết quả tính toán lý thuyết, cần tiến hành thí nghiệm mô. hình với mỗi công trình cụ thé, trong điều kiện biên tương đồng với thực tế để. xác định kích thước bể tiêu năng hợp lý, đảm bảo tiêu hao năng lượng thừa của đông chảy đạt hiệu quả cao nhất đối với công trình đó.

Các hình thức kết cấu tiêu năng dòng đáy, [16]. Tận văn thạc sĩ kỳ thuật 17 Kết cấu tiêu năng dòng đáy gồm có các hình thức sau: Đảo bể tiêu năng, Xây tường tiêu năng, Bé tường kết hợp. Bễ tiêu năng: Hình 1. Bé tiêu năng Đây là hình thức được áp dung phd biến ở các công trình tiêu năng dòng đáy, đặc biệt là ở những công trình có dia chất nền yếu, có tầng đá gốc sâu.

Hình thức này thường tạo ra chế độ chảy ngập khi qua ngường bé nên chỉ cn tiêu năng một lần. Tường tiêu năng Nếu điều kiện kết cấu và thi công, khi làm bể tiêu năng không thích hợp thì nên dùng tường tiêu năng. Tường tiêu năng làm iệc như một đập tràn và chúng ta phải kiểm tra trạng thái chảy qua tường: Tuận văn thạc sĩ kỹ thuật 18 Hình 1. Tưởng tiêu năng Trường hợp này chảy qua tường là chảy gập nên ta không phải tính toán tiêu năng cho tưởng = Chay không ngập nếu h, <0; Trường hợp này ta phải kiểm tra chế độ chảy sau tường.

Nếu dòng chảy sau tường là dong chảy xiết thi ta phải tiêu năng cho tường, 1. Bé tường kết hợp: Trong thực tế, có nhiều trường hợp nếu làm bể tiêu năng chỉ bing cách hạ thấp đáy kênh hạ lưu hoặc chỉ bằng cách xây tường thì không hợp lý.