Luận Văn Thạc Sĩ: Ứng Dụng Thiết Bị Tiêu Năng Phụ Cho Công Trình Tràn Xả Lũ Hồi Xuân

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu ứng dụng thiết bị tiêu năng phụ cho công trình tiêu năng đáy, áp dụng hiệu quả cho tràn xả lũ hồi Xuân.

• Tác giả: Nguyễn Như Viên
• Người hướng dẫn: PGS. Lê Văn Nghị
• Trường học: Đại học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Xây dựng Công trình thủy
• Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng thiết bị tiêu năng phụ cho công trình có hình thức tiêu năng đáy, ứng dụng cho tràn xả lũ Hồi Xuân
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NỐI TIẾP TIÊU NĂNG DÒNG CHẢY SAU CÔNG TRÌNH THÁO NƯỚC
• 1.1. Đặc điểm chế độ thủy lực nối tiếp thượng hạ lưu công trình tháo nước
• 1.2. Một số kết quả nghiên cứu ở nước ngoài
• 2. CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH LÝ THUYẾT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 3. CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH HÓA CÔNG TRÌNH THUỶ ĐIỆN HỒI XUÂN VÀ THIẾT BỊ ĐO ĐẠC THÍ NGHIỆM
• 4. CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THÍ NGHIỆM LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TIÊU NĂNG PHỤ CHO TRÀN XẢ LŨ HỒI XUÂN
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về công trình tràn xả lũ Hồi Xuân

Công trình tràn xả lũ Hồi Xuân là một trong những công trình thủy lợi quan trọng tại Việt Nam, nằm trên dòng sông Mã. Công trình này không chỉ có vai trò trong việc điều tiết dòng chảy mà còn ảnh hưởng đến an toàn khu vực hạ du. Việc nghiên cứu ứng dụng thiết bị tiêu năng phụ cho công trình này nhằm giảm thiểu năng lượng thừa của dòng chảy là rất cần thiết. Theo các nghiên cứu trước đây, việc áp dụng các giải pháp tiêu năng hiệu quả có thể giúp giảm xói lở và bảo vệ ổn định cho công trình. Đặc biệt, việc lựa chọn hình thức tiêu năng đáy là một trong những giải pháp phổ biến và hiệu quả nhất trong thiết kế công trình thủy lợi.

1.1. Tính cấp thiết của nghiên cứu

Nghiên cứu này được thực hiện nhằm giải quyết vấn đề tiêu năng cho dòng chảy qua công trình tràn xả lũ Hồi Xuân. Với đặc điểm dòng chảy mạnh mẽ từ thượng lưu, việc không có biện pháp tiêu năng hợp lý có thể dẫn đến xói lở nghiêm trọng và mất ổn định cho công trình. Do đó, việc áp dụng công nghệ tiêu năng hiện đại và hiệu quả là rất cần thiết để đảm bảo an toàn cho công trình và khu vực xung quanh.

II. Phân tích lý thuyết về tiêu năng

Lý thuyết về tiêu năng đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế và vận hành các công trình thủy lợi. Thiết bị tiêu năng phụ được nghiên cứu nhằm tối ưu hóa khả năng tiêu hao năng lượng của dòng chảy. Các phương pháp tính toán tiêu năng hiện có thường dựa trên các nguyên lý vật lý cơ bản, bao gồm động lực học và thủy lực. Việc áp dụng các phương pháp này giúp xác định được hiệu quả của các giải pháp tiêu năng khác nhau. Theo các nghiên cứu trước đây, việc sử dụng công trình thủy lợi với thiết bị tiêu năng phụ có thể giảm đáng kể vận tốc dòng chảy và năng lượng dư thừa, từ đó bảo vệ hạ lưu khỏi xói lở.

2.1. Các phương pháp tính toán tiêu năng

Các phương pháp tính toán tiêu năng bao gồm phương pháp lý thuyết và thực nghiệm. Phương pháp lý thuyết thường sử dụng các công thức tính toán dựa trên nguyên lý bảo toàn năng lượng và động lượng. Trong khi đó, phương pháp thực nghiệm thường được thực hiện trên mô hình thủy lực để kiểm tra và xác nhận các giả thuyết lý thuyết. Việc kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm sẽ giúp đưa ra những giải pháp tối ưu cho việc thiết kế và vận hành công trình tràn xả lũ Hồi Xuân.

III. Nghiên cứu ứng dụng thiết bị tiêu năng phụ

Nghiên cứu ứng dụng thiết bị tiêu năng phụ cho công trình tràn xả lũ Hồi Xuân đã chỉ ra rằng việc sử dụng các thiết bị này có thể cải thiện đáng kể hiệu quả tiêu năng. Các thí nghiệm trên mô hình thủy lực cho thấy rằng việc lắp đặt thiết bị tiêu năng phụ giúp giảm vận tốc dòng chảy và năng lượng dư thừa, từ đó giảm thiểu xói lở ở hạ lưu. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng các giải pháp tiêu năng hiện đại không chỉ mang lại hiệu quả về mặt kỹ thuật mà còn có ý nghĩa kinh tế lớn cho các công trình thủy lợi.

3.1. Kết quả thí nghiệm và đánh giá

Kết quả thí nghiệm cho thấy rằng các phương án thiết kế khác nhau của thiết bị tiêu năng phụ đều có tác động tích cực đến dòng chảy. Việc lựa chọn thiết bị phù hợp không chỉ giúp giảm năng lượng thừa mà còn bảo vệ công trình khỏi các tác động xấu từ dòng chảy. Đánh giá tổng thể cho thấy rằng việc áp dụng thiết bị tiêu năng phụ là một giải pháp khả thi và hiệu quả cho công trình tràn xả lũ Hồi Xuân.

IV. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu về ứng dụng thiết bị tiêu năng phụ cho công trình tràn xả lũ Hồi Xuân đã chỉ ra rằng việc áp dụng các giải pháp tiêu năng hiện đại là rất cần thiết. Kết quả nghiên cứu không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn mang lại những ứng dụng thực tiễn quan trọng trong thiết kế và vận hành các công trình thủy lợi. Để nâng cao hiệu quả của các giải pháp tiêu năng, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các công nghệ mới, đồng thời thực hiện các thí nghiệm thực tế để xác định tính khả thi của các giải pháp này.

4.1. Đề xuất nghiên cứu tiếp theo

Đề xuất nghiên cứu tiếp theo bao gồm việc mở rộng nghiên cứu sang các công trình khác có điều kiện tương tự, nhằm rút ra những kết luận chung cho các công trình thủy lợi tại Việt Nam. Ngoài ra, cần nghiên cứu sâu hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của thiết bị tiêu năng phụ để tối ưu hóa thiết kế và vận hành các công trình trong tương lai.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Công trình tháo nước, đặc biệt là đập tràn, đóng vai trò quan trọng trong hệ thống thủy lợi và thủy điện tại Việt Nam. Theo báo cáo ngành, lưu lượng tháo qua đập tràn có thể dao động từ khoảng 40 đến hơn 20.000 m³/s tùy quy mô công trình, như công trình thủy điện Hồi Xuân với lưu lượng xả lũ lên đến 12.368 m³/s. Vấn đề tiêu năng dòng chảy sau đập tràn là một thách thức lớn do động năng thừa của dòng chảy có thể gây xói lở, làm mất ổn định công trình và ảnh hưởng đến an toàn khu vực hạ lưu. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là ứng dụng thiết bị tiêu năng phụ nhằm tăng hiệu quả tiêu hao năng lượng thừa cho công trình có hình thức tiêu năng đáy, cụ thể là tràn xả lũ Hồi Xuân tại Thanh Hóa. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào phân tích chế độ thủy lực nối tiếp thượng hạ lưu, thí nghiệm mô hình thủy lực và đánh giá hiệu quả các thiết bị tiêu năng phụ trong khoảng thời gian từ 2011 đến 2013. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn cao, góp phần giảm thiểu xói lở hạ lưu, nâng cao độ bền và an toàn công trình, đồng thời tối ưu hóa chi phí đầu tư và vận hành.

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 cổ điển và hiện đại về nối tiếp tiêu năng dòng chảy sau công trình tháo nước. Hai lý thuyết chính được áp dụng gồm:

• Lý thuyết nước nhảy và nối tiếp chảy đáy: Dựa trên công thức tính chiều sâu liên hợp của nước nhảy phân giới (Bélanger, Bidone) và các dạng nối tiếp chảy đáy như nước nhảy ngập, nước nhảy phóng xa, dòng chảy xiết. Khái niệm hệ số Froude (Fr) được sử dụng để phân loại trạng thái dòng chảy và đánh giá hiệu quả tiêu năng.

• Lý thuyết tương tự mô hình thủy lực: Áp dụng các nguyên tắc tương tự hình học, tương tự động học và tương tự động lực học để thiết lập mô hình vật lý thu nhỏ công trình thực tế, đảm bảo tính chính xác trong thí nghiệm mô hình.

Các khái niệm chuyên ngành quan trọng bao gồm: độ sâu liên hợp nước nhảy (h_c''), hệ số ngập (σ), mạch động áp suất, mạch động lưu tốc, thiết bị tiêu năng phụ (ngưỡng, mố tiêu năng), và các hình thức tiêu năng đáy, tiêu năng mặt, tiêu năng phóng xa.

Phương pháp nghiên cứu

Luận văn kết hợp phương pháp nghiên cứu lý luận và thực nghiệm mô hình thủy lực. Nguồn dữ liệu chính là số liệu đo đạc thực nghiệm trên mô hình vật lý của công trình thủy điện Hồi Xuân với tỷ lệ mô hình phù hợp, được tiến hành tại phòng thí nghiệm trường Đại học Thủy lợi.

• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Mô hình thủy lực được thiết kế theo tỷ lệ hình học chuẩn, mô phỏng chính xác các thông số kỹ thuật của công trình thực tế. Các phương án thí nghiệm được lựa chọn dựa trên các cấp lưu lượng xả lũ tiêu biểu (3.816 m³/s, 5.983 m³/s, 7.592 m³/s, 12.368 m³/s).

• Phương pháp phân tích: Đo đạc các thông số thủy lực như đường mặt nước, lưu tốc trung bình và lưu tốc đáy, áp suất dòng chảy, mạch động lưu tốc, từ đó tính toán hiệu quả tiêu năng và đánh giá mức độ xói lở hạ lưu. So sánh kết quả giữa các phương án thiết bị tiêu năng phụ để lựa chọn giải pháp tối ưu.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện từ năm 2011 đến 2013, bao gồm giai đoạn thiết kế mô hình, tiến hành thí nghiệm, phân tích dữ liệu và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của thiết bị tiêu năng phụ đến vận tốc dòng chảy: Thí nghiệm cho thấy việc bố trí ngưỡng tiêu năng trên sân sau có thể giảm vận tốc đáy trung bình từ khoảng 7,5 m/s xuống còn khoảng 5,2 m/s, tương đương giảm 30%. Điều này góp phần giảm nguy cơ xói lở hạ lưu.

2. Hiệu quả tiêu năng qua các phương án thí nghiệm: Phương án có ngưỡng tiêu năng phụ đạt hiệu quả tiêu năng cao hơn khoảng 20-30% so với phương án không có thiết bị phụ, thể hiện qua giảm chiều sâu nước nhảy h_c'' và giảm mạch động lưu tốc σ_v.

3. Ảnh hưởng của trị số Froude (Fr): Khi Fr nằm trong khoảng 4,5 đến 9, nước nhảy ổn định và thiết bị tiêu năng phụ phát huy hiệu quả tốt. Với Fr > 10, tiêu năng dòng đáy không còn kinh tế, cần xem xét các hình thức tiêu năng khác.

4. Vị trí và hình dạng ngưỡng tiêu năng: Ngưỡng đặt ở chính giữa sân sau với góc nghiêng mái thượng lưu từ 60° đến 90° không ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu quả tiêu năng mà còn cải thiện trạng thái dòng chảy, giảm áp lực mạch động và tăng ma sát nội bộ dòng chảy.

Thảo luận kết quả

Kết quả thí nghiệm mô hình thủy lực phù hợp với các nghiên cứu trước đây về tiêu năng dòng đáy và nối tiếp chảy đáy, đồng thời khẳng định vai trò quan trọng của thiết bị tiêu năng phụ trong việc điều chỉnh phân bố vận tốc và giảm mạch động. Việc giảm vận tốc đáy và chiều sâu nước nhảy giúp hạn chế xói lở hạ lưu, tăng độ bền công trình và giảm chi phí gia cố.

So sánh với các công trình tương tự trong nước, như đập tràn Sông Hinh và đập tràn Nại, hiệu quả tiêu năng đạt được qua thiết bị phụ tại Hồi Xuân là tương đương hoặc cao hơn, nhờ thiết kế ngưỡng tiêu năng hợp lý và bố trí khoa học. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh vận tốc đáy trung bình và chiều sâu nước nhảy giữa các phương án, cũng như bảng tổng hợp hiệu quả tiêu năng theo cấp lưu lượng.

Tuy nhiên, cần lưu ý hiện tượng áp lực âm và khí thực có thể xảy ra quanh thiết bị tiêu năng phụ khi lưu tốc lớn, đòi hỏi thiết kế vật liệu và hình dạng ngưỡng phải được tối ưu để đảm bảo độ bền và an toàn lâu dài.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Thiết kế và bố trí ngưỡng tiêu năng phụ hợp lý: Đề xuất đặt ngưỡng tiêu năng ở vị trí trung tâm sân sau với góc nghiêng mái thượng lưu từ 60° đến 90°, chiều cao ngưỡng nên đạt khoảng 0,75 đến 1 lần chiều sâu nước nhảy h_c''. Chủ thể thực hiện: đơn vị thiết kế công trình thủy lợi, thời gian: trong giai đoạn thiết kế và cải tạo công trình.

2. Tăng cường thí nghiệm mô hình thủy lực cho các cấp lưu lượng khác nhau: Để đảm bảo hiệu quả tiêu năng trong mọi điều kiện vận hành, cần mở rộng thí nghiệm với các lưu lượng xả lũ khác nhau, đặc biệt lưu lượng cực đại và lưu lượng tính toán tiêu năng. Chủ thể: các viện nghiên cứu thủy lợi, thời gian: 1-2 năm.

3. Ứng dụng vật liệu chịu mài mòn và chống khí thực cho thiết bị tiêu năng phụ: Để giảm thiểu hư hỏng do áp lực âm và khí thực, khuyến nghị sử dụng bê tông cường độ cao hoặc vật liệu composite chịu mài mòn. Chủ thể: nhà thầu xây dựng, thời gian: trong quá trình thi công và bảo trì.

4. Xây dựng quy trình vận hành và bảo dưỡng thiết bị tiêu năng phụ: Đề xuất lập kế hoạch kiểm tra định kỳ, bảo dưỡng và sửa chữa thiết bị tiêu năng nhằm duy trì hiệu quả tiêu năng và an toàn công trình. Chủ thể: ban quản lý công trình thủy lợi, thời gian: liên tục trong quá trình vận hành.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư thiết kế công trình thủy lợi và thủy điện: Nắm bắt các giải pháp tiêu năng đáy và thiết bị tiêu năng phụ để áp dụng trong thiết kế công trình mới hoặc cải tạo công trình hiện có, giúp giảm chi phí và tăng độ bền.

2. Nhà quản lý và vận hành công trình thủy lợi: Hiểu rõ cơ chế tiêu năng và ảnh hưởng của thiết bị phụ để xây dựng quy trình vận hành an toàn, giảm thiểu rủi ro xói lở và sự cố công trình.

3. Nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành xây dựng công trình thủy: Tham khảo phương pháp nghiên cứu mô hình thủy lực, lý thuyết nối tiếp tiêu năng và các kết quả thực nghiệm để phát triển nghiên cứu sâu hơn hoặc ứng dụng trong các đề tài liên quan.

4. Chuyên gia tư vấn và nhà thầu xây dựng: Áp dụng kiến thức về thiết kế và thi công thiết bị tiêu năng phụ, lựa chọn vật liệu phù hợp nhằm đảm bảo chất lượng và hiệu quả công trình.

Câu hỏi thường gặp

1. Thiết bị tiêu năng phụ là gì và tại sao cần thiết?
   Thiết bị tiêu năng phụ như ngưỡng, mố tiêu năng được bố trí trên sân sau bể tiêu năng để tăng ma sát, giảm vận tốc dòng chảy và mạch động, từ đó tiêu hao năng lượng thừa hiệu quả hơn. Ví dụ, ngưỡng tiêu năng có thể giảm vận tốc đáy đến 30%, giúp hạn chế xói lở.

2. Làm thế nào để xác định vị trí đặt ngưỡng tiêu năng?
   Vị trí đặt ngưỡng thường ở chính giữa sân sau để cân bằng lực phản kích và đảm bảo nước nhảy ngập. Đặt quá gần chân đập hoặc quá xa đều làm giảm hiệu quả tiêu năng. Thí nghiệm mô hình giúp xác định vị trí tối ưu.

3. Trị số Froude ảnh hưởng thế nào đến hiệu quả tiêu năng?
   Khi Fr từ 4,5 đến 9, nước nhảy ổn định và thiết bị tiêu năng phụ hoạt động hiệu quả. Nếu Fr > 10, tiêu năng dòng đáy không còn kinh tế, cần xem xét hình thức tiêu năng khác như tiêu năng phóng xa.

4. Có những hình thức tiêu năng nào phổ biến ở hạ lưu đập tràn?
   Có bốn hình thức chính: tiêu năng bằng dòng đáy, tiêu năng bằng dòng mặt không ngập, tiêu năng bằng dòng mặt ngập và tiêu năng phóng xa. Tiêu năng đáy được sử dụng rộng rãi do hiệu quả và phù hợp với nhiều điều kiện địa chất.

5. Phương pháp nghiên cứu mô hình thủy lực có ưu điểm gì?
   Mô hình thủy lực giúp mô phỏng chính xác dòng chảy và tác động thủy lực trong điều kiện thực tế với kích thước thu nhỏ, cho phép đo đạc chi tiết các thông số như vận tốc, áp suất, mạch động. Đây là phương pháp hiệu quả để kiểm chứng và tối ưu thiết kế công trình.

Kết luận

• Nghiên cứu đã xác định được vai trò quan trọng của thiết bị tiêu năng phụ trong việc giảm vận tốc đáy và tiêu hao năng lượng thừa cho công trình tràn xả lũ Hồi Xuân.
• Thí nghiệm mô hình thủy lực cho thấy ngưỡng tiêu năng đặt ở vị trí trung tâm sân sau với góc nghiêng mái thượng lưu 60°-90° là giải pháp tối ưu.
• Trị số Froude và cột nước hạ lưu là các yếu tố quyết định trạng thái dòng chảy và hiệu quả tiêu năng.
• Kết quả nghiên cứu góp phần giảm xói lở hạ lưu, tăng độ bền và an toàn công trình, đồng thời giảm chi phí xây dựng và vận hành.
• Đề xuất tiếp theo là mở rộng thí nghiệm với các cấp lưu lượng khác và nghiên cứu vật liệu chịu mài mòn cho thiết bị tiêu năng phụ.

Mời các nhà nghiên cứu, kỹ sư thiết kế và quản lý công trình thủy lợi tham khảo và ứng dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao hiệu quả và an toàn công trình.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan về nối tiếp tiêu năng dòng chảy sau công trình tháo nước. Chương 2: Phân tích lý thuyết vấn đề nghiên cứu. Chương 3: Mô hình hóa công trình thủy điện Hồi Xuân và thiết bị đo đạc TN. Chương 4: Nghiên cứu thí nghiệm lựa chọn giải pháp tiêu năng phụ cho tràn xả lũ Hồi Xuân.

Kết luận và kiến nghị. Các tài liệu tham khảo. TỔNG QUAN VỀ NỐI TIẾP TIÊU NĂNG DÒNG CHẢY SAU CÔNG TRÌNH THÁO NƯỚC 1. Đặc điểm chế độ thủy lực nối tiếp thượng hạ lưu công trình thóa nước.

Khái quát chung: Đặc điểm nổi bật của công trình tháo nước là khi dòng chảy từ thượng lưu qua công trình về hạ lưu, nguồn năng lượng của dòng chảy khá lớn sẽ tạo ra chế độ thủy lực nối tiếp phức tạp, ảnh hưởng trực tiếp đến ổn định của công trình. Đặc tính thủy lực cơ bản của dòng chảy qua công trình tháo là êm ở thượng lưu (Fr<1); chảy xiết trên đoạn chuyển tiếp (Fr>1), và dần trở lại trạng thái tự nhiên sau khi chảy vào sông thiên nhiên. Động năng thừa của dòng chảy đổ từ thượng lưu qua công trình xuống hạ lưu là rất lớn, nên cần thiết phải giải quyết tiêu năng trước khi dòng chảy nối tiếp với hạ lưu. Nguyên tắc của các giải pháp nối tiếp tiêu năng là phải tìm được giải pháp tiêu hao được năng lượng thừa của dòng chảy tới mức tối đa, điều chỉnh lại sự phân bố vận tốc, làm giảm mạch động để cho dòng chảy trở về trạng thái tự nhiên của nó trên một đoạn ngắn nhất nhằm giảm khối lượng gia cố nhưng vẫn bảo vệ được cho công trình đầu mối, cho hai bờ, lòng dẫn hạ lưu và phải đảm bảo sự ổn định trong những điều kiện thủy 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 chọn hình thức kết cấu và xác định các thông số của giải pháp tiêu năng trên cơ sở tính toán và nghiên cứu mô hình thủy lực của công trình nối tiếp tiêu năng. Giải quyết đúng đắn nhiệm vụ này là vấn đề rất phức 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 dòng chảy với công trình lại phụ thuộc rất nhiều đến các yếu tố như: Điều kiện địa hình, địa chất tuyến công trình; độ chênh mực nước thượng hạ lưu; đặc điểm kết cấu công trình; trị số và sự phân bố lưu lượng đơn vị qua công trình… 6 1. Một số kết quả nghiên cứu ở nước ngoài: Bài toán về nối tiếp và tiêu năng dòng chảy qua công trình đã được các nhà khoa học trong nước và trên thế giới quan tâm nghiên cứu, đưa ra các lời giải trên các lĩnh vực và các khía cạnh rất khác nhau.

* Các vấn đề nối tiếp chảy đáy ở hạ lưu theo phương pháp lý thuyết có thể kể đến Bidone năm 1880, Belanger năm 1928 và gần 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 lượng 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 Bélanger 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-grốt-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, Pavơlốpxki, V.Saomian cũng đã có nhiều nghiên cứu về vấn đề nước nhảy; - Nghiên cứu về nhảy ngập trong bài toán phẳng có: T Bunsu, An Rakhơmanôp, N. Ragiatman… - Đối với những trường hợp 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 chỉnh dạng đối xứng. Các nhà khoa học như Linhxepxki, Guncô, Serenkop, B.

Emxep… đã chứng minh có nước nhảy xiên và đã tìm ra được hình dạng cũng như phân bố vận tốc của dòng xiên mở rộng. Cũng còn có thể kể đến các nghiên cứu nối tiếp dòng xiết và dòng êm ở hạ lưu công trình với điều kiện biên mở rộng của tác giả như: Q. Clatnhep; - Khi nhảy ngập trong điều kiện không gian với lòng dẫn mở rộng dần trong khu vực nối tiếp đã có nhiều tác giả như Ra-Khơ-ma-nốp, T. Prô-vô-rô-va.

* Trong trường hợp bậc thấp có đập thụt nối tiếp: có các kết quả nghiên cứu của Forter và Krinde, Moore và Morgan, Ventechow Yames và Sharp. 7 * Các vấn đề về nối tiếp chảy mặt ở hạ lưu công trình có thể kể đến: - Các nghiên cứu của A.A Xabanhep xuất phát từ quan điểm cho rằng áp suất ở bậc tuân theo quy luật thủy tĩnh để đi đến các hệ thức tính toán thủy lực ở sau bậc; - Ngoài ra, có thể kể đến các nghiên cứu của M. Makhlop về trạng thái nối tiếp chảy mặt; * Các vấn đề nối tiếp chảy mặt dạng dòng phun tự do ở hạ lưu công trình thực chất là việc tính toán chiều sâu hố xói với các nghiên cứu của T. Mirtxkhulava đối với nền đất không dính và của T.

Akhơ-me-đốp với nền đá rắn, các nghiên cứu của B. * Các nghiên cứu về thủy lực và biện pháp công trình trong đoạn chuyển tiếp còn có thể kể đến các tác giả như: - Về tiêu năng trong bể, các ảnh hưởng liên quan đến mực nước hạ lưu, ngưỡng, bể tiêu năng đầu hố xói đã được chỉ ra trong các nghiên cứu của: Tréc tou xốp, Smetana, Bas Kirova, UghinTrut, P. Novak… - Về xói hạ lưu có các tác giả như Ter-Arakelian, Chalumina, Vưxgo… - Cu min đã nghiên cứu rất kỹ sự phân bố lưu tốc trong vùng chuyển tiếp liên qua hệ số đặc trưng α; - Vấn đề mạch động trong và sau nước nhảy đã được chỉ ra trong các nghiên cứu của Lê Vi; - Về vấn đề xói: Grund đã tìm ra những cấu trúc đặc biệt bên trong nước nhảy liên quan đến bài toán xói bằng cách khái quát trường lưu tốc bằng 3 miền tương hỗ lẫn nhau; - Liên quan đến chiều sâu hố xói ổn định đã có các tác giả như Vưxgo, Schoklitsh, Vernonese, Jaeger, Pratresev, Eggenberger, Smolianinov. - Về hố xói sau bể tiêu năng thì có các nghiên cứu của Vưxgo, Novak trong đó có chỉ ra các yếu tố có liên quan đến sự phân bố lưu tốc liên qua hệ số α 1 và các R R vị trí tương ứng của ngưỡng, mố tiêu năng… -Về chiều dài xói ổn định có các nghiên cứu của Danamzin, Patrasev, Yuricki theo quan điểm chiều dài hố xói liên quan tới độ sâu lớn nhất của hố xói; 8 - Levi, Vuxgo … lại xác định chiều dài xói phụ thuộc vào các yếu tố dòng chảy và công trình như: dòng chảy, đất nền, dạng công trình… 1.

Mội số kết quả nghiên cứu ở Việt Nam: Ở Việt Nam, trong mấy thập kỉ gần đây, vấn đề nghiên cứu nối tiếp và giải quyết vấn đề tiêu năng chống xói ở hạ lưu các công trình thủy lợi nói chung đã thu hút được sự quan tâm đặc biệt của các nhà nghiên cứu, thiết kế và quản lý công trình thủy lợi. Đã có nhiều công trình nghiên cứu tại Viện khoa học Thủy lợi như: của tác giả: Trương Đình Dụ, Lưu Như Phú, Hàn Quốc Trinh, Nguyễn Ân Niên, Trần Như Hối, Tăng Đức Thắng , Trần Quốc Thưởng, Lê Văn Nghị…; Trường Đại học Thủy lợi có các tác giả: Hoàng Tư An, Nguyễn Văn Mạo, Phạm Ngọc Quý và nhiều nhà chuyên môn khác. Một số tác giả Việt Nam đã có cùng hướng nghiên cứu với các tác giả trên thế giới để có những kết luận riêng của mình nhưng cũng có các tác giả đi theo những hướng nghiên cứu riêng phù hợp với tình hình thực tiễn ở Việt Nam. Có thể tóm lược một số kết quả nghiên cứu sau: - Các nghiên cứu của giáo sư Hoàng Tư An sử dụng và phát triển lý thuyết dòng tia rối sử dụng tích phân Karman để tính toán các đặc trưng cở bản của các dạng nước nhảy khác nhau trong các điều kiện biên cụ thể; - Các nghiên cứu của Nguyễn Văn Đăng dùng lý thuyết lớp biên để thành lập phương trình về nước nhảy ổn định và đặc trưng phân bố lưu tốc trong nước nhảy; - Nghiên cứu của Lê Bá Sơn về các vấn đề nối tiếp theo dạng xả kết hợp ở hạ lưu công trình; - Nghiên cứu của Võ Xuân Minh về ảnh hưởng liên quan của mực nước hạ lưu, ngưỡng, bể tiêu năng đầu hố xói; - Nghiên cứu của Võ Xuân Minh, Hoàng Văn Quý về góc mở rộng β và một số biện pháp phân bố đều lưu lượng và từ đó tìm biện pháp công trình hợp lý để giải quyết bài toán tiêu năng khi có nhảy ngập trong điều kiện không gian với lòng dẫn mở rộng dần; 9 - Các nghiên cứu của Hoàng Tư An, Phạm Ngọc Quý, Lê Văn Nghị và một số người khác về xói và ổn định ở hạ lưu công trình tháo nước.

- Nghiên cứu của Lưu Như Phú cống ở hạ lưu mở dần với bậc thấp có đập thụt; - Nghiên cứu của Hàn Quốc Trinh về tiêu năng; phòng xói cống vùng triều. Một số vấn đề về công trình tháo nước và tiêu năng hạ lưu. Tình hình xây dựng đập tại Việt Nam: Trong đầu mối công trình thủy lợi, công trình tháo là một bộ phận quan trọng, nó có thể dùng để tháo phần lũ thừa trong thời gian hồ đầy đến mực nước tính toán hoặc kết hợp với tháo vật nổi về hạ lưu, có thể dùng 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 tháo đã xây dựng ở nước ta tương đối phong phú về thể loại và đa dạng về hình thức kết cấu.

Theo hình thức phân loại đập tràn là loại công trình kiểu hở và lưu lượng tháo qua đập tràn khoảng 40÷100 m3/s/m. Khi có điều kiện sử P P dụng thì đập tràn là một loại công trình tháo lũ rẻ nhất Khoảng 50 ÷ 60 năm trước đây, chỉ mới có đập tràn tháo lũ cao 50÷70m thì ngày nay đã có đập tràn cao trên 130m.