CHƯƠNG 1 TONG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VE CÔNG TRÌNH LAY NƯỚC TREN SONG 1.1 Các nghiên cứu trên thé LỞ nước ta cũng như một số nước trên thể giới đã xây đựng nhiều CTLN trên sông. Các nước di đầu tong công cuộc xây dụng các hệ thingCTLN phải ké đến như: Nga, Hà Lan, Trung Q + Nhật Bản. Trang Quốc có trên 55 t i, trạm bơm lớn nhỏ dam nhận việc tưới tiêu cho hơn 6 triệu ha đất nông nghiệp.Cáctrạm bơm lớn phải kể én như: Jiangdu, Yingquan, Tao Dam Niyaz Yingshang, Yingshang Three Mil trong những năm gần đây hiệu quả hoạt động của các tram bom, cổng lấy nước không cao gây hạn han và lang phí điện. Nga, Mỹ, Nhật cũng là những nước có nhiều.
hệ thông lấy nước dang hoạt động phục vụ cho nông nghiệp và sinh host. CTLN được xây dựng để lấy nước từ sông, hồ chứa vào các hệ thống công trình thủy lợi kênh, mmươngphục vụ các yêu cầu phát tiễn kinh tế xã hội như: tưới, phát điền, cung cắp nước sinh hoạt, công nghiệp, du lich, cải tạo môi trường cảnh quan, Tay thuộc vào từng điều. kiện thực tế về địa hình lưu vục, hình dạng của sông cũng như ye âu lấy nước dé thiết kế các CTLN khác nhau, “Có rất nhiều các nghiên cứu về các công trình lấy nước trên thé giới như Ramamurthy, AS. (1993); Alireza Masjedi and Amir Taeedi (2011), Averty (1989), Cho (1985), Lindnet (1952), Neary (1995), Karami (2009), Yang (2009), Karami (2010), Hamsanpour (2006), Neary (1999), Barkdral (1999), BHRH (1989), Bourard (1992), Shafai (1999), 'Omidbeigi (2009), Cụ thé các nội dung nghiên cứu của các nhả khoa học này tập trung vào các vấn đề sau LLL.
Vềnghiên cứu phân loi các CTLN Avery, P(1989)[1] đã phân loại các CTLN như sau: CTLN bên cạnh là các CTLN có. phương của dang chảy vào CTLN hợp với phương của dòng chảy trong sông chính một _g6¢ xấp xi 90"; CTLN chính điện là CTLN có phương của dòng chảy vio công trình lầy nước gin như song song với phương của dòng chảy trong sông chính: CTLN có đập; CTLN không đập; CTLN cố cửa điều tiết, CTLN không có cửa điều tết 'GTZ(1989) [21 phân loại cửa lấy nước theo cửa lấy nước ở bên (Lateral Intake) có hod không có đập dâng: cửa lấy dang Chỉ Rôn/ở đầy (Tyrolean/Bottom Intake) và chỉ ra các yêu cầu đối với CTLN: Lay đủ nước theo biểu đỏ đã định (số lượng); Đảm bảo chất lượng nước lấy vào kênh (ngăn bùn cát có thô, vật nỗi |: Kiểm sot được ảnh hưởng đến môi trường chung; Các yêu cầu chung khác: ôn định, thuận tiện thi công, quan lý tao cảnh quan hai hòa, giữ gin bảo vệ môi rưởng, phát tiễn du lịch, sử dụng tổng hợp nguồn nước, có kết cấu đơn giản và giá thành hợp ý Abbasi(2003)|4phân lại cia léy nước theo cửa ấy nước bao gm cửa lấy nước có đập dâng; của lấy nước ở đáy. Cửa lấy nước có đập dng thường bao gồm 2 bộ phân chính. đập dâng và cửa lay nước, trong đó đập dâng có nhiệm vụ dâng mực nước đảm báo một mực nước tối thiểu ở thương hưu đập dâng và cho phép.
một lượng nước Q, từ sông trong bit kỳ thời kỳ nào. Cửa lấy nước ở day chỉ thích hợp cho những sông ở ving đổi ni ;ó độ di cáo từ 1% đến 10%, Tại những đọan sông niy, tbe độ dng chiy lớn dẫn đến bùn cát đấy tương đối thô nén các hạt không thể lọt qua các khe chin ác ở của lấy nước. Cửa lấy nước loại này thưởng được thiết kể cắt ngang qua sông và được bao phủ. bởi một tắm sing hoặc tim phẳng được đục lỗ.
Các tim sing thường được thiết kế có khả năng tự lọc, tuy nhiên trên thực tế thường khó đảm bảo như thiết kế 112 Về nghiên cứu diễn biễn bồi lắng đoạn sông cửu vào CTLN: (Qua phân tích các nghiên cứu rên thể giới cho thẤy, hiện nay để nghiên cứu đánh giá diễn biển lòng dẫn nói chung và khu vực cửa lay nước nói riêng thường thực hiện theo 4 phương pháp như sau ~ (1) Phương pháp đo đạc, thu thập, phân tích các tải liệu thực do: Sử dụng các tài liệu. v6 dia hình, các ti liệu không ảnh, viễn thám, các số iệu có được trong nhiễu năm tiễn hành phân tch vĩ , quy mồ, ốc độ xi, bồi tiến mặt bằng, trên mặt cắt dọc, mặt cất ngang, tim ra quy luật thống kê và xuthé phát triển của đoạn sông nghiên cứu. Đối với phương pháp này cin có những thiết bị do đạc hiện đại, nhanh chống chính sác. Xác inh được trường vận tốc dòng chảy ở các độ sâu khác nhau, xác định được độ sâu lòng dẫn theo fc tọa độ địa lý mong muốn tuy nhiên đòi hỏi đầu tư về thời gian, kinh phi thực hiện = (2) Phương pháp công thức kinh nghiệm: Từ những số iệu thực tế đo đạc hiện trường và trong phòng thí nghiệm thiết lập các công thức kinh nghiệm và bán kinh nghiệm để sử dụng các công thức kinh nghiệm để tính toán diễn biển lòng dẫn.
Phương pháp này. đơn giản nhưng áp dụng cho từng trường hợp cụ th. ~ 3) Phương pháp mô hình vật lý: Mô phỏng thu nhỏ đoạn sông nghiên cứu lại trong một khu vực có trang thiết bị thí nghiệm, ái diễn dng chảy rong sông thiên nhiên theo các định luật tương tự để quan sắt, do đạc và từ các số iệu đo đạc tim ra quy luật diễn biển của đoạn sông. Phương pháp mô hình vật lý có hạn chế là rất khó thỏa mãn các diều kiện trơng tự, nhất li các đi kiện tương tự về bản cát nên cổ thé có những sai lệch nhất định giữa mô hình vi nguyên hình, đặc biệt trong điều kiện nước ta các nghiên.
cứu mới dùng ở mức mô phòng xu thé diễn biến, chưa lượng hóa được diễn biển vin chuyên và bồi lắng bùn cát đặc biệt khu vực của lấy nước như thé nào. Mặt khác chi phí xây dung mô hình vật lý rit lớn, kh6 đáp ứng trong điều kiện của Việt Nam, đặc biệt "rong nghiên cứu thực hiện luận án. ~ (4) Phương pháp mô hình toán: Dựa vào các hệ phương trình toán mô tả quy luật của dng chấy và bin cit i đoạn sông nghiễn cứu, xác din các điều i biên, điều kiện ban đầu hợp lý, tìm các lời giải giải tích, lời giải số trị cho các vấn đẻ nghiên cứu. pháp „ với sự gip đỡ của máy tính điệ tử đã cho phép mô i những gỉ xây ma trong quá khứ, những gì xây ra trong tương li với những diều kiện thay đổi theo các kịch bản khắc nhau, nhưng phương php này chỉ có độ tin cậy khi số liệu đầu vào phải có đủ độ tin cậy Bosman D.E, và nnk (2002)|5] đã nghiên cứu điều tra thực địa, đánh giá bat lắng bùn cit tai các kênh dẫn nước vào các trạm bơm lấy nước ven sông ở ving South Arica, nơi việc lấy nước từ sông gặp nhiều trở ngại do vấn dé bồi lắng, do các kênh dẫn nước 10 thường nhỏ hơn sông rất nhiề lẫn, Việc đưa ra các giải pháp giảm thiểu bat ing tại cửa hút cho các trạm bơm là edn thiết Mehdi Karami Moghadam(2010)[6] đã nghiên cứu chế d thủy động lực va vận chuyển bin cát của sông Ohio ảnh hưởng đến cổng lấy nước trên cơ sở sử đụng mô hình vật lý “Trong nghiên cứu nảy, kênh lấy nước hợp với kênh chính một góc 30° sẽ cho kết quả tốt nhất về việc lấy nước với lưu lượng lớn nhất và hàm lượng bùn cát là nhỏ nhất.
Tuy nhiên nghiên cứu hạn chế cho tính toán với dồng chảy có hệ số Froude từ 0,35 đến 04. và không tinh toán cho dòng chảy kiệt Neary V.S và nnk(1999)(7] đã sử dụng mô hình số trị 3D để mô phỏng dòng chây đoạn. ngay cửa vào cổng lấy nước. Sử dụng phương trình Navier-Stokes trong đó xem xét hệ số Reynolds trung bình với mô hình rối của Wileox, trong đỏ xem xét ding chảy tại kênh ho chữ T Moussa (2010) [8láp dụng mô hình 2-D (CCHE2 và giải quyết vẫn để bồi lắng tại của lấy nước của trạm bơm Rowd El-Earag.
Nghiên cứu đã chỉ ra rằng có sự. thay đối về mặt hình thái theothời gian do lượng bin cát bị bỗi lắng tại khu vực cửa lấy nước vào trạm bơm.Goudarzizadeh (2010) [9Jđã sử dụng phương pháp thể tích — khối lượng mô phỏng ba. chiều dong chảy tại của vào kênh dẫn CTLN bằng cách gi phương trình Navier-Stokes và mô hình rồi £-(RNG). Phương trình được giải theo phương pháp phin từ hữu hạn Cc kết quả cho thấy giá tị lưu lượng vio kênh dẫn CTLN phụ thuộc vào chiều di và chiều rộng của kênh dẫn ly nước Ashraf.
Elmoustafa (2011) [10Jđã sử dung mô hình thủy lực 2-D (RMA2) đề đánh, giá vị trí lấy nước thích hợp bên bờ Tây sông Nile ở Assuit. Tuy nhiên, mô hình mô phòng theo lưới chữ nhật với độ phân giải thô 20x20m, vi vậy không mô phỏng chỉ tiết được công trình lấy nước như nào trong mô hình Noor F.N, Shabidanvà nnk (2012)[11] đã nghiên cứu ứng dựng mô hình HEC-RAS va mô hình CCHE2D đ mô phòng dòng chảy và di biến lòng dẫn khu vực cia lấy nước Tjok trên sông ljok của Malaysia. Kết quả từ mô hình HEC-RAS đã được sử dụng như là đầu vio cho mô hình CCHE2D.Két quả cho thấy lưu lượng đồng chảy ảnh hưởng đến phân phối và sự ích tụ trim tích khu vục nghiên cứu, Vận tốc dòng chảy ở phía rước cửa cửa ấy nước nhỏ có thé gp phần ích tụ bin cát và gây nôn những bãi bỗi trước cửa lấy nước, làm giảm khả năng lấy nước của kênh dẫn Adel A.Asharivà nnk(2015)[12] đã tính toán phân bổ vận tốc tại cửa lấy nước theo phương pháp khối lượng hữu han, kết quả so sinh với thi nghiệm là khá hợp lý. Dòng “chảy được mô phỏng trong kênh hình chữ nhật và phương trình Navier-Stokes được giải bằng phương pháp khối lượng hữu bạn (EM) Các tinh toán ding chấy đã được thục hiện trong mô hình ba chigu bằng cách sử đụng K-e-RNG và các mô hình rồi K- chuẩn.
Martin (2015) đã xây dưng m hình thầy động lực học 2D tính ton chế độ ding chảy tại khu vực của vào cửa lẤy nước ở British Columbia. Các kết quả của nghiên cứu mô hình số 2D này cho thấy néu bổ sung một cửa cổng thứ hai ở phia cuối của đập dẫn dòng, số thể tang vận tốc ở vị tí cửa vào cổng lẾy nước, ting cường sự vận chuyển bin cát ở khu vực đó. Khi cả hai phía bắc và phía nam cống được mở, vận tốc ở khu vực phía nam. của của lầy nước ăn lênnhiề so với mô hình hiện tạng Margriet M.