Công trình trên hệ thống thuỷ lợi - Đại học Thuỷ lợi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
Bộ MƠN THỦY CĨNG
GS.TS. NGUYỀN CHIẾN (Chủ biên);
PGS. TS. NGUYỄN QUANG HÙNG (Đồng chủ biên);
GS. TS. PHẠM NGỌC QUÝ; PGS. TS. HÒ SỸ TÂM; PGS. TS LÊ XUÂN KHÂM;
PGS.TS. LÊ THANH HÙNG; TS. NGUYỄN THÉ ĐIỆN;

TS. LÊ VẦN THỊNH; TS. NGUYỄN PHƯƠNG DUNG

CƠNG TRÌNH
TRÊN HỆ THỐNG THỦY LỢI

NHÀ XUẤT BẢN BÁCH KHOA HÀ NỘI



LỜI GIỚI THIỆU
“Cơng trình trên hệ thong thủy ỉọ'i là một học phần của môn học Thủy công - môn
học chính trong chương trình đào tạo kỹ sư chun ngành Cơng trình thủy lợỉ. Học
phần này cung cấp cảc kiến thức cơ bản về hệ thống thủy lợi và các cơng trình trên hệ
thống thủy lợi: các khái niệm, ngun tắc bố trí, tính tốn thủy lực, tính tốn thấm, on
định, kết cấu cơng trình và các cấu tạo chỉ tiết.

Sảch “Cơng trình trên hệ thống thủy lợi ” được viết đê làm tài liệu giảng dạy và học
tập chính thức cho học phần cùng tên trong chương trình đào tạo đại học, chun
ngành Cơng trình thủy lợi và một số chuyên ngành khác. Tuy nhiên do kiến thức về hệ
thống thủy lợi và cơng trình trên hệ thống thủy lợi là rất rộng và thường xuyên được
nghiên cứu phát triến nên trong quả trình sử dụng sách cần cỏ ỷ thức tham khảo các tài
liệu chuyên môn phù hợp và cập nhật các tiêu chuân kỹ thuật có liên quan.

Sách được viêt trên cơ sở tập “Bài giảng công trình trên hệ thơng thủy lợi ” (NXB

Khoa học tự nhiên và cơng nghệ, 2012) và Giảo trình Thủy cơng tập II (NXB Xây dựng,
2005), cùng với sự cập nhật kiên thức vê một sơ hình thức cơng trình mới, các thành tựu
ứng dụng khoa học công nghệ vào kỹ thuật cơng trình thủy trong thời gian gân đây, các
quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật có liên quan đến thiết cơng trình trên hệ thống thủy lợi.
Vì vậy sách khơng chỉ là tài liệu giảng dạy, học tập mà còn là tài liệu tham khảo có ích
cho các kỹ sư thiêt kê cơng trình thủy và những người làm cơng tác nghiên cứu, phát
trỉến cơng trình thủy lợi.

Trong khn khố thời lượng của môn học đã quy định, nội dung sách được trình bày
trong 8 chương và chỉ bao gồm kiến thức về cảc loại cơng trình thiết yếu, được sử dụng
nhiều nhất trong các hệ thống thủy lợi được xây dựng ở Việt Nam hiện nay. Kiến thức
về cảc loại cơng trình thủy ít phố biến hơn xỉn được tham khảo ở các sách và tài liệu

chuyên môn khác.
Chương 1 nêu ra các khải niệm chung về cơng trình thủy lọi, hệ thống thủy lợi và các
cơng trình trên đó, giới thiệu một số hệ thống thủy lợi đỉến hình ở Việt Nam và đưa ra
những nguyên tắc chung về thiết kế mới cũng như sửa chữa, nâng cấp hệ thống thủy lợi.
Chương 2 trình bày các khải niệm, phân loại, ngun tắc bố trí các loại cơng trình lấy
nước khơng đập, có đập, cảc hướng dân về bố trí và tính toản thiết kế đập dâng trên sơng,
cống lấy nước, cơng trình điều khiển bùn cát, chỉnh trị đoạn sơng có cơng trình ỉắy nước.

Chương 3 dành cho việc giới thiệu và hướng dân thiêt kê các công lộ thiên dạng
truyền thống được sử dụng trên hệ thống tưới, tiêu, phân lũ, ngăn mặn... Các nội dung

3


được đề cập gồm bố trí chung, tỉnh tốn thủy lực, tỉnh toán thắm, ổn định và kết cấu các

hạng mục cơng trình.

Chương 4 giới thiệu ve các cơng trình ngăn sông vùng đồng bằng được phát trỉến
trong thời gian gần đây, phù họp với nhu cầu xây dựng các hệ thống thủy lợi vùng đồng
bằng ven biên kết hợp tưới, tiêu, ngăn mặn, đối phó với biến đối khỉ hậu và nước biên
dâng. Hai loại cơng trình được giới thiệu khả chỉ tiết là đập trụ đỡ và đập xà lan với
công nghệ xây dựng mới so với các cống truyền thống.
Chương 5 trình bày các nội dung cơ bản vê bơ trí và tính tốn thiêt kê cơng ngâm dưới
đê, đập, trong đó phân biệt rơ các cống lấy nước bằng bê tông cốt thép dưới đập vật liệu
địa phương, cống lấy nước bằng ống thép bọc bê tơng cốt thép có van cơng tác đặt ở cửa
ra, và các cống ngầm qua đê có chức năng lấy nước hoặc tiêu nước hay kết hợp.

Chương 6 nói vê bơ trí, thiêt kê hệ thơng kênh và các cơng trình trên kênh. Các nội
dung vê thiêt kê câu mảng, xỉ phơng ngược, cơng trình giao căt kênh với đường giao
thông, bậc nước trên kênh đã được giới thiệu. Kiến thức về bố trí và tính tốn các cống
lấy nước tự động vào kênh cấp dưới cũng đã được cập nhật.

Chương 7 dân ra các sơ đồ bố trỉ và tỉnh tốn thiết kế cửa van của cơng trình thủy
lợi, bao gồm cảc loại van phăng, van cung, van đóng mở bang sức nước và cảc loại van
đặt dưới sâu. Một số loại van của cơng trình ngăn song lớn được nghiên cứu áp dụng
trong thời gian gần đây cũng đã được cập nhật và giới thiệu.
Chương 8 trình bày các đặc đỉêm cơ bản và nguyên tắc bố trí đường thủy nội địa,
thiết kế âu thuyền, cơng trình nâng tàu và bố trí các cảng nội địa.

Tham gia biên soạn sách là một tập thể các giảng viên của bộ môn Thủy công,
trường đại học Thủy lợi. GS.TS. Nguyễn Chiến là chủ biên và viết Chương 1; PGS. TS.
Nguyễn Quang Hùng là đồng chủ biên và viết Chương 6; Chương 2 và 3 do GS.TS.

Phạm Ngọc Quỷ và TS. Lê Văn Thịnh viềt; Chương 4 do PGS. TS Lê Xuân Khâm và
GS.TS. Nguyễn Chiến viết; Chương 5 do PGS.TS. Hồ Sỹ Tâm viết; PGS.TS. Lê Thanh
Hùng và TS. Nguyễn Thế Điện viết Chương 7; TS. Nguyễn Phương Dung viết chương 8
và phụ trách chê bản, trình bày sách.

Mặc dù cảc tảc giả đã có rât nhiêu cơ găng trong việc sưu tâm, biên tập tài liệu, cập
nhật cảc kiến thức và thực tiên thiết kế, xây dựng các công trình thủy lợi theo cơng nghệ
mới, nhưng do hạn chế về thời gian và điều kiện công tác nên không thê tránh khỏi
thiếu sót. Vì vậy các tác giả mong nhận được ỷ kiến đóng góp của đồng nghiệp và bạn
đọc gân xa đê tỉêp tục nâng cao chât lượng của sách. Mọi ỷ kiên đỏng góp xin gửi vê:
Bộ môn Thủy công, Trường Đại học Thủy lợi, so 175 Tầy Sơn, Đống Đa, Hà Nội.
Xin chân thành cảm ơn!

Bộ môn Thủy công

4


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU

A - diện tích mặt cắt; hệ số khi tính chiều rộng lịng sơng chỉnh trị.
a - độ vượt cao an toàn; độ mở cửa cống; khoảng cách.

ac - chiều rộng bộ phận khít nước cửa van.

B - bề rộng cống; bề rộng dầm.
Bđ - bề rộng dòng đáy.
Bk - bề rộng cửa lấy nước.
Bm - bề rộng dòng mặt.
b - bề rộng của tấm; bề rộng máng; khoảng cách các thanh.
bc - bề rộng mặt cắt cống.
bk - bề rộng đáy kênh.

bkp - bề rộng khe phai.

bkv - bề rộng khe van.

c - lực dính đơn vị; hệ số Sêzi; lượng rò rỉ nước trên 1 đơn vị chiều dài vật chắn.
D, d - đường kính ống; chiều dài trụ; chiều dài đà sóng.

db - chiều sâu bể.

Eo - năng lượng tồn phần của dịng chảy.
E - tỷ năng mặt cắt; modun đàn hồi.
e - chiều rộng thiết bị chắn nước.

F - diện tích mặt cắt; lực tác dụng; hàm số.
Fa - diện tích cốt thép.
Fb - diện tích bêtơng.

f, fc - hệ số ma sát trượt.
fi - hệ số ma sát lăn.

G - trọng lượng; độ bão hòa nước của đất.
g - gia tốc trọng trường.

H - cột nước trên đập tràn.
h - độ sâu nước.

5


Hs - chiều cao sóng.
hb - độ sâu nuớc trong bê.
hc - độ sâu co hẹp.

hh - độ sâu nuớc hạ luu.
hk - chiều sâu phân giới.
h0 - chiều sâu dòng đều.
hr - chiều sâu tại cửa ra.
hv - chiều sâu vận tải thủy.
hw - cột nước tổn thất.
i - độ dốc đáy.

J - độ dốc thúy lực; mômen quán tính.
K, Kt - hệ số thấm;

K1? K2, K3, ...: các hệ số.
L, l - chiều dài;
Lb - chiều dài bể;

Ln - chiều dài nước nhảy.
Ls - chiều dài sóng; chiều dài sân.
M - mồmen uốn.
m - hệ số lưu lượng; hệ số mái dốc.
n - hệ số nhám.

N - số ngày làm việc trong năm.
p - lực tập trung; chiều cao ngưỡng (bậc); năng lực vận tải.
p - lực phân bố; áp suất.

Q - lực cắt không cân bằng; lực tập trung; lưu lượng.
q - lực phân bố; luư lượng đon vị.

r - bán kính cong.

R - bán kính thủy lực; phản lực; bán kính cong.
s - diện tích mặt cắt; chiều dày thanh lưới.

Sc - mômen tĩnh.
t - chiều dày bản đáy; chiều dày thanh lưới; thời gian.

T - chu kỳ; chiều dày tầng thấm; lực đế thắng ma sát.
6


u - lưu tốc cục bộ.

V - lưu tốc trung bình; thế tích.

w - thể tích; độ thơ thủy lực; độ ẩm.
X - hoành độ.
y - tung độ.

z - cao độ; mực nước; chênh lệch mực nước.
a - hệ số sửa chữa động năng; góc; hệ số co hẹp đứng,
p - góc tới của sóng; hệ số.

Ỵ - trọng lượng riêng.

8 - chiều cao an toàn.

A - chiều cao an toàn; độ nhám tuyệt đối; số gia.
£ - hệ số co hẹp.
ơ - ứng suất.

ơn - hệ số nhảy ngập.
p - khối lượng riêng; mật độ.

co, Q - diện tích mặt cắt ướt.

cp - góc ma sát trong; hệ số lưu tốc.

(pg - hệ số co hẹp bên.

X - hệ số tỷ lệ; hệ số uốn dọc.
X - chu vi ướt.
p - hệ số lưu lượng.

T - ứng suất tiếp.

Tc - độ sâu co hẹp tương đối.
ẹ, - hệ số tổn thất cột nước.
71 - thông số động năng; số Pi.

7


8


MỤC LỤC
Trang

Lời nói đầu.................................................................................................................. 3
Danh mục viết tắt........................................................................................................ 5

CHƯƠNG 1. HỆ THỐNG THỦY LỢI VÀ CÁC CƠNG TRÌNH
TRÊN HỆ THỐNG THỦY LỢI................................................................ 15

1.1. CÁC KHÁI NIỆM CHUNG............................................................................... 15
1.1.1. Cơng trình thủy lợi....................................................................................... 15
1.1.2. Hệ thống thủy lợi........................................................................................ 17
1.2. PHÂN LOẠI CÁC HỆ THỐNG THỦY LỢI..................................................... 20
1.2.1. Phân loại hệ thống thủy lợi theo nhiệm vụ.................................................. 20
1.2.2. Phân loại hệ thống thủy lọi theo đặc điểm phân bố.................................... 21
1.2.3. Phân loại hệ thống thủy lợi theo quy mô..................................................... 22
1.3. CÁC CỒNG TRÌNH TRÊN HỆ THỐNG THỦY LỢI...................................... 22
1.3.1. Các cống lấy nước, cống điều tiết................................................................ 22
1.3.2. Các cơng trình chuyến nước........................................................................ 24
1.3.3. Các cơng trình nối tiếp................................................................................. 25
1.3.4. Cơng trình đo nước..................................................................................... 25
1.3.5. Các cơng trình bảo vệ kênh.......................................................................... 25
1.3.6. Bẻ lắng cát................................................................................................... 26
1.3.7. Cơng trình vận tải thủy trên kênh................................................................ 26
1.3.8. Cầu giao thơng qua kênh.............................................................................. 26
1.4. MỘT SỐ VÍ DỤ VỀ CÁC HỆ THỐNG THỦY LỢI Ở VIỆT NAM................ 27
1.4.1. Hệ thống thủy lợi Bắc-Hưng-Hải................................................................. 27
1.4.2. Hệ thống thủy lợi sông Chu......................................................................... 28
1.4.3. Hệ thống thùy lọi Thạch Nham.................................................................... 28
1.4.4. Hệ thống thủy lợi Dầu Tiếng - Phước Hòa.................................................. 29
1.4.5. Hệ thống thủy lọi Tứ giác Long Xuyên....................................................... 30
1.5. CÁC NGUN TẮC CHUNG VỀ THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH
TRÊN HỆ THỐNG THỦY LỢI......................................................................... 30
1.5.1. Cấp thiết kế của cơng trình.......................................................................... 30
1.5.2. Các chỉ tiêu thiết kế chính............................................................................ 32
1.5.3. Những yêu cầu chủ yếu về thiết kế cơng trình trên hệ thống thủy lợi......... 33

9


CÂU HỎI ỒN TẬP CHƯƠNG 1.............................................................................. 35
CHƯƠNG 2. CƠNG TRÌNH LẤY NƯỚC...................................................................... 36
2.1. KHÁI QT VỀ CƠNG TRÌNH LẤY NƯỚC................................................. 36

2.1.1. Mục đích xây dựng cơng trình lấy nước...................................................... 36
2.1.2. u cầu........................................................................................................36
2.1.3. Phân loại cơng trình lấy nước....................................................................... 37
2.2. CỒNG TRÌNH LẤY NƯỚC KHƠNG ĐẬP...................................................... 38

2.2.1. Khái niệm.....................................................................................................38
2.2.2. Điều kiện làm việc của cơng trình lấy nước khơng đập............................... 38
2.2.3. Các hình thức bố trí cơng trình lấy nước khơng đập...................................43
2.2.4. Một số ví dụ về hệ thống cơng trình lấy nước dọc sơng Hồng.................... 48
2.3. CỒNG TRÌNH LẤY NƯỚC CÓ ĐẬP............................................................... 51
2.3.1. Khái niệm và điều kiện sử dụng................................................................... 51
2.3.2. Diễn biến lịng sơng sau khi xây dựng đập................................................... 52
2.3.3. Các hình thức bố trí cơng trình lấy nước có đập......................................... 54
2.3.4. Một số ví dụ về cơng trình lấy nước có đập................................................ 62
2.4. THIỂT KỂ CÁC HẠNG MỤC CỦA CƠNG TRÌNH LẤY NƯỚC.................. 65
2.4.1. Đập ngăn sơng.............................................................................................. 65
2.4.2. Cống lấy nước............................................................................................... 70
2.4.3. Bể lắng cát....................................................................................................72
2.5. CHỈNH TRỊ ĐOẠN SỒNG CĨ CƠNG TRÌNH LẤY NƯỚC.......................... 73
2.5.1. Chỉnh trị đoạn sơng có cơng trình lấy nước khơng đập................................ 73
2.5.2. Chỉnh trị đoạn sơng có cơng trình lấy nước có đập...................................... 76
CÂU HỎI ỒN TẬP CHƯƠNG 2.............................................................................. 78

CHƯƠNG 3. CỐNG LỘ THIÊN....................................................................................... 79
3.1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI.......................................................................... 79
3.1.1. Khái niệm......................................................................................................79
3.1.2. Phân loại.......................................................................................................79
3.1.3. Các bộ phận của cống................................................................................. 86
3.2. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CỐNG................................................................... 91
3.2.1. Xác định mực nước thiết kế thượng hạ lưu cống.......................................... 91
3.2.2. Xác định lưu lượng đơn vị và lựa chọn kiểu ngưỡng cống.......................... 93
3.2.3. Xác định cao trình đỉnh cống........................................................................ 95
3.2.4. Xác định kích thước lỗ cống......................................................................... 95
3.3. THIẾT KẾ TIÊU NÀNG PHỊNG XĨI........................................................... 100

10


3.3.1. Đặc điểm dòng chảy qua cống.................................................................... 100
3.3.2. Nguyên lý tính tốn tiêu năng sau cống lộ thiên......................................... 101
3.3.3. Thiết bị tiêu năng phụ................................................................................. 105
3.3.4. Nước nhảy sóng, tác hại và biện pháp khắc phục....................................... 108
3.3.5. Dòng chảy ngoằn ngoèo và biện pháp khắc phục....................................... 110
3.4. TÍNH TỐN THẤM VÀ ỐN ĐỊNH............................................................... 111
3.5. TÍNH TỐN KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CỐNG...........................................111
3.5.1. Tính tốn bản đáy cống.............................................................................. 111
3.5.2. Tính tốn tường ngực.................................................................................. 127
3.5.3. Tính tốn mố cống...................................................................................... 129
3.6. XỬ LÝ NỀN MÓNG VÀ CHỐNG THẤM CHO CỐNG................................149
3.6.1. Biện pháp xử lý nền đất yếu....................................................................... 149
3.6.2. Biện pháp xử lý nền cống...........................................................................150
3.6.3. Xử lý chống thấm cho cống....................................................................... 152
3.7. CẤU TẠO CÁC Bộ PHẬN CỦA CỐNG....................................................... 156

3.7.1. Tường cánh thượng lưu............................................................................... 156
3.7.2. Tường cánh hạ lưu...................................................................................... 158
3.7.3. Bản đáy thân cống....................................................................................... 158
3.7.4. Mố cống...................................................................................................... 159
3.7.5. Bẻ tiêu năng................................................................................................ 161
3.7.6. Sân sau thứ hai............................................................................................ 161
3.7.7. Hố xói dự phịng......................................................................................... 162
3.7.8. Cầu cơng tác................................................................................................ 163
3.7.9. Cầu giao thông............................................................................................ 163
3.7.10. Van............................................................................................................ 163
3.7.11. Phai, cầu thả phai và nơi đế phai.............................................................. 165
CÂU HỎI ỒN TẬP CHƯƠNG 3............................................................................ 165
CHƯƠNG 4. CỒNG TRÌNH NGĂN SƠNG VÙNG CHỊU ẢNH HƯỞNG

CỦA THỦY TRIỀU................................................................................... 166

4.1. GIỚI THIỆU CHUNG...................................................................................... 166
4.1.1. Khái niệm....................................................................................................... 166
4.1.2. Các hình thức cơng trình ngăn sơng vùng chịu ảnh hưởng
của thủy triều............................................................................................ 166
4.1.3. Tình hình xây dựng cơng trình ngăn sơng vùng chịu ảnh hưởng
thủy triều................................................................................................... 169

11


4.2. ĐẬP TRỤ ĐỠ..................................................................................................170
4.2.1. Bố trí chung...............................................................................................170
4.2.2. Cấu tạo của đập trụ đỡ................................................................................ 172

4.2.3. Tính tốn thủy lực đập trụ đõ..................................................................... 179
4.2.4. Tính tốn thấm, ổn định............................................................................. 184
4.2.5. Tính tốn kết cấu các bộ phận cơng trình................................................... 188
4.2.6. Cơng nghệ xây dựng đập trụ đỡ................................................................. 190
4.3. ĐẬP XÀ LAN.................................................................................................. 192
4.3.1. Bố trí chung đập xà lan............................................................................... 192
4.3.2. Cấu tạo của đập xà lan................................................................................ 193
4.3.3. Tính tốn thủy lực đập xà lan..................................................................... 203
4.3.4. Tính tốn thấm, ổn định đập xà lan............................................................ 204
4.3.5. Tính tốn kết cấu đập xà lan....................................................................... 207
4.3.6. Cơng nghệ xây dựng đập xà lan................................................................. 207
CÂU HỎI ÓN TẬP CHƯƠNG 4............................................................................ 213
CHƯƠNG 5. CỐNG NGẦM DƯỚI ĐÊ, ĐẬP.............................................................. 214
5.1. TỐNG QUAN VỀCỐNG NGẦM.................................................................... 214
5.1.1. Khái niệm...................................................................................................214
5.1.2. Phân loại.....................................................................................................214
5.2. TÍNH TỐN THỦY Lực CỐNG NGẦM...................................................... 218
5.2.1. Cống có cửa van điều tiết ở hạ luu............................................................ 218
5.2.2. Cống ngầm lấy nước kiếu tháp (cống ngầm khơng áp).............................. 229
5.3. TÍNH TỐN KẾT CẤU THÂN CỐNG NGẦM............................................. 242
5.3.1. Đậc điểm chịu lực của thân cống............................................................... 242
5.3.2. u cầu tính tốn kết cấu........................................................................... 243
5.3.3. So đồ tính tốn kết cấu theo phưong ngang............................................... 243
5.4. CẤU TẠO CÁC Bộ PHẬN CỐNG NGẦM.................................................... 250
5.4.1. Bộ phận cửa vào, cửa ra............................................................................. 250
5.4.2. Bộ phận thân cống...................................................................................... 251
5.4.3. Bộ phận tháp cống...................................................................................... 253
5.4.4. Chống thấm dọc thân cống......................................................................... 254
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 5............................................................................ 254
CHƯƠNG 6. KÊNH VÀ CƠNG TRÌNH TRÊN KÊNH............................................ 255

6.1. KÊNH........................................................................................................... 255
6.1.1. Hình dạng mặt cắt kênh........................................................................... 255

12


6.1.2. Thấm và biện pháp chống thấm cho kênh đất............................................ 255
6.1.3. Bảo vệ mái kênh........................................................................................ 259
6.1.4. Chọn tuyến kênh........................................................................................ 260
6.1.5. Một số biện pháp cơng trình bảo vệ kênh................................................... 261
6.2. CẦU MÁNG.................................................................................................... 264
6.2.1. Khái niệm...................................................................................................264
6.2.2. Tính tốn thủy lực cầu máng...................................................................... 266
6.2.3. Cấu tạo cầu máng....................................................................................... 270
6.3. XI PHỒNG NGƯỢC........................................................................................ 275
6.3.1. Bố trí xi phơng ngược................................................................................. 275
6.3.2. Tính tốn thủy lực xi phông ngược............................................................ 276
6.3.3. Cấu tạo xi phồng ngược............................................................................. 280
6.4. CỒNG TRÌNH NỐI TIẾP KHI KÊNH CẮT ĐƯỜNG GIAO THỒNG......... 281
6.4.1. Giới thiệu chung......................................................................................... 281
6.4.2. Cống qua đường.........................................................................................282
6.4.3. Cầu qua kênh..............................................................................................287
6.5. BẬC NƯỚC..................................................................................................... 292
6.5.1. Giới thiệu....................................................................................................292
6.5.2. Các dạng kết cấu bậc nước......................................................................... 293
6.5.3. Đập tràn dốc................................................................................................297
6.5.4. Tràn kiểu ống..............................................................................................298
6.5.5. Tràn nội đồng.............................................................................................. 299
6.6. THIẾT KỂ HỆ THỐNG KÊNH VÀ CỒNG TRÌNH TRÊN KÊNH............... 300
CÂU HỎI ỒN TẬP CHƯƠNG 6............................................................................ 302

CHƯƠNG 7. CỬA VAN.................................................................................................... 303
7.1. KHÁI QUÁT....................................................................................................303
7.1.1. Khái niệm................................................................................................... 303
7.1.2. Phân loại cửa van........................................................................................ 303
7.2. CỬA VAN PHẲNG......................................................................................... 306
7.2.1. Đặc điểm chung.......................................................................................... 306
7.2.2. Xác định lực đóng mở cửa van phăng........................................................ 308
7.2.3. Kết cấu các loại cửa van phẳng.................................................................. 314
7.3. CỬA VAN HÌNH CƯNG................................................................................ 325
7.3.1. Đặc điểm chung......................................................................................... 325
7.3.2. Xác định lực tác dụng lên van cung............................................................ 326

13


1.3.3. Ket cấu các bộ phận cửa van cung............................................................ 332
7.4. MỘT SỐ LOẠI VAN ĐÓNG MỞ BẰNG sức NƯỚC................................. 337
7.4.1. Cửa van quạt............................................................................................... 337
7.4.2. Cửa van mái nhà......................................................................................... 339
7.4.3. Cửa van tụ lật.............................................................................................. 341
7.5. MỘT SỐ LOẠI VAN DƯỚI SÂU................................................................... 343
7.5.1. Van khố..................................................................................................... 343
7.5.2. Cửa van đĩa................................................................................................. 344
7.5.3. Van cơn (van nút chai)................................................................................ 345
7.5.4. Van kim...................................................................................................... 346
7.6. MỘT SỐ CỬA VAN Ở CƠNG TRÌNH NGÀN SƠNG LỚN......................... 347
7.6.1. Khái qt....................................................................................................347
7.6.2. Các hình thức cửa van ở cơng trình ngăn sơng lớn.................................... 349
CÂU HỎI ỒN TẬP CHƯƠNG 7........................................................................... 353
CHƯƠNG 8. CÁC CỒNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG THỦY NỘI ĐỊA................... 354

8.1. KHÁI QUÁT VÈ GIAO THỒNG THỦY NỘI ĐỊA........................................ 354
8.1.1. Tổng quan................................................................................................... 354
8.1.2. Phân loại, phân cấp đường thủy nội địa..................................................... 357
8.1.3. Đường thủy sử dụng đa mục đích.............................................................. 359
8.2. ĐƯỜNG THỦY NỘI ĐỊA............................................................................... 361
8.2.1. Vận tải trên đường thủy nội địa.................................................................. 361
8.2.2. Kênh hóa các sơng và kênh giao thơng nội địa.......................................... 363
8.2.3. Lực cản tầu................................................................................................. 366
8.2.4. Tác động của sóng tầu vào bờ.................................................................... 366
8.3. ÂU THUYỀN................................................................................................... 367
8.3.1. Khái niệm................................................................................................... 367
8.3.2. Phân loại..................................................................................................... 369
8.3.3. Kích thước cơ bản của âu thuyền............................................................... 373
8.3.4. Quá trình và khả năng vận tải qua âu thuyền............................................. 377
8.3.5. Đường dẫn của âu thuyền........................................................................... 385
8.4. CỒNG TRÌNH CHUYÊN TẦU, THUYỀN..................................................... 387

8.5. CẢNG NỘI ĐỊA.............................................................................................. 389
CÂU HỎI ỒN TẬP CHƯƠNG 8............................................................................ 391
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................. 393

14


Chương 1

HỆ THỐNG THỦY LỢI VÀ CÁC CƠNG TRÌNH
TRÊN HỆ THỐNG THỦY LỢI

1.1. CÁC KHÁI NIỆM CHƯNG

1.1.1. Cơng trình thủy lọi
Cồng trình thủy lợi là những cơng trình được xây dựng cho các mục đích sử dụng
nguồn nước, phịng chống thủy tai. Đặc điểm để phân biệt cồng trình thủy lợi với
các cơng trình xây dựng khác là chịu sự tác động trực tiếp của nước dưới các hình
thức khác nhau (tác động cơ học và các tác động hoá, lý, sinh vật học).
Cồng trình thủy lợi rất đa dạng nên cũng có nhiều cách phân loại khác nhau. Theo
chức năng nhiệm vụ, theo vật liệu xây dựng, phương pháp thi cơng, thời hạn phục
vụ, vai trị của cơng trình trong hệ thống...

Theo chức năng của cơng trình có thể phân biệt:

1.1.1.1. Cơng trình ngăn nưởc

Loại cơng trình này dùng để chắn, ngăn nước, làm cho nước được dâng cao ở một
phía của nó (gọi là phía thượng lưu) để thoả mãn yêu cầu trữ nước vào hồ, lấy nước
vào kênh mương hay tạo đầu nước cho phát điện. Cũng có trường hợp ngăn chắn
nước là để bảo vệ phía mực nước thấp (gọi là phía hạ lưu) như đối với các đê sông,
đê biển để ngăn nước, các cống ngăn lũ, ngăn triều...
Đặc điếm của các cồng trình ngăn nước là tạo ra sự chênh lệch mực nước giữa
thượng lưu và hạ lưu đập. Hiệu số cao độ mực nước thượng lưu và hạ lưu đập được
gọi là cột nước cơng tác:

H = MNTL - MNHL
trong đó: H - cột nước công tác;
MNTL - mực nước thượng lưu;
MNHL - mực nước hạ lưu.

Tác dụng của cột nước công tác lên cơng trình thế hiện ở các mặt sau:
- Gây ra lực đẩy ngang từ thượng lưu về hạ lưu làm cho cơng trình có thể bị mất

on định về trượt, lật.
15


- Tạo ra dịng thấm qua cơng trình hay luồn dưới đáy và hai bên vai cồng trình.
Dịng thấm trong mơi trường có lỗ rỗng (đất, đá nứt nẻ...) ở thân cơng trình hay nền
và hai vai cơng trình có thế gây ra các tác động bất lợi như: làm mất nước hồ (khi
phía thượng lưu là hồ chứa); gây ra áp lực thấm làm giảm ổn định của công trình.
Dịng thấm cũng có thể gây ra các biến hình thấm cục bộ hay tổng thể, làm hư hỏng
cơng trình, trong trường họp này người ta gọi là cồng trình bị mất ổn định về thấm.
Trong một số trường hợp, nước thấm ra hạ lưu có thế gây ra lầy hố một khu vực
rộng lớn, có thế gây sạt lở bờ ở hạ lưu và phá vỡ chế độ khai thác đất bình thường ở
khu vực này.

Dạng phố biến của cơng trình ngăn nước là các loại đập (đập đất, đập đá, đập bê
tồng và các loại đập khác). Với các cống lấy nước hay điều tiết nước, khi van đóng
cũng tạo ra cột nước chênh lệch thượng hạ lưu và như vậy cơng trình này cũng làm
việc như đập.
1.1.1.2. Cơng trình điều chỉnh dịng chảy

Loại cơng trình này, như tên gọi của nó, có chức năng điều chỉnh dịng chảy trong
sơng, làm thay đối hướng chảy, trạng thái dịng chảy theo hướng có lợi cho việc lấy
nước, giao thơng thủy, hoặc bảo vệ lịng sơng, bờ sơng khỏi xói lở.
Thuộc loại cơng trình điều chỉnh dịng chảy bao gồm các loại đê, đập mỏ hàn, kè
bảo vệ bờ, tường chắn cát ở đáy và các cồng trình lái dịng đặc biệt. Trong đó có
những cơng trình chỉ có tác dụng bảo vệ bờ mà khơng có tác dụng lái dịng chảy,
như các kè bảo vệ mái dốc...
Các cơng trình điều chỉnh dịng chảy thường khơng làm dâng cao mực nước,
không tạo ra cột nước chênh lệch. Tác dụng của nước lên cơng trình thường chỉ là
tác dụng của dịng chảy gây ra hiện tượng xói và sóng làm cuốn trơi, hư hỏng các

lớp bảo vệ bề mặt. Ngồi ra đối với các kè bảo vệ bờ, khi nước sông rút nhanh, áp
lực nước thấm từ bờ ra cũng có thể gây mất ổn định thân kè.

1.1.1.3. Các cơng trình dan nước
Các cơng trình này có chức năng dẫn nước nhằm thoả mãn các yêu cầu khác nhau
như tưới, cấp nước cho các hộ dân dụng và cồng nghiệp, dẫn nước phát điện, tiêu
thoát nước thừa và nước thải...

Thuộc loại này bao gồm các hệ thống kênh, máng hở và hệ thống đường ống (kín).

Kênh hở là một loại cơng trình dẫn nước phố biến nhất với năng lực dẫn nước đến
hàng nghìn m3/s. Kênh có thể đào trong đất, đá, có thể có các đoạn đục xuyên qua
núi (đường hầm), có đoạn được gia cố bằng vật liệu kiên cố như bê tông cốt thép, xi
măng lưới thép (kênh máng).
16


Trên hệ thống kênh hở thường có các cơng trình đi kèm để bảo vệ kênh, điều tiết
nước trong kênh và chuyến tiếp nước khi kênh gặp các vật chướng ngại như sông
suối, đường giao thông, kênh khác.
Đường ống là loại cơng trình dẫn nước có mặt cắt kín. Đường ống có thể bố trí lộ
thiên hoặc ngầm dưới đất. Vật liệu làm ống có thế là thép, bê tơng cốt thép, nhựa
tổng hợp...
So với kênh hở thì đường ống có lưu lượng dẫn nước hạn chế hơn (do mặt cắt bị
giới hạn). Tuy nhiên dẫn nước bằng đường ống có lợi thế là giảm bớt được các cơng
trình trên hệ thống. Trường hợp ống đặt ngầm thì giảm được rất đáng kế diện tích
chiếm đất, đây cũng là một yếu tố quan trọng cần xem xét khi lựa chọn hình thức

cơng trình dẫn nước.
Trong hệ thống thủy lợi thường dùng cả hai loại kênh chảy bàng trọng lực và

động lực. Điều kiện để dẫn nước trong hệ thống kênh hay ống chảy bằng trọng lực
(tự chảy) là phải có chênh lệch cột nước giữa hai đầu kênh hay ống. Cột nước này
được tạo ra do chênh lệch cao độ địa hình giữa hai đầu kênh hay ống. Đối với hệ
thống ống thì cột nước cũng có thể tạo được nhờ động lực (máy bơm).
1,1,1,4, Các cơng trình chun mơn

Ngồi các cồng trình phố biến đã nêu ở trên thì cũng có những cồng trình có đặc
điếm riêng, được xây dựng cho những mục đích nhất định, được liệt vào loại cồng
trình chun mơn như:

- Cơng trình trạm thủy điện: nhà máy thủy điện, bể áp lực, tháp điều áp, kênh xả...
- Cơng trình giao thơng thủy: âu thuyền, cơng trình nâng tàu, đường chuyến gỗ,
bến cảng.
- Cơng trình thủy nơng: hệ thống tưới, tiêu, thốt nước trên đồng ruộng...
- Cơng trình cấp, thốt nước: cơng trình lấy nước, xử lý nước, trạm bơm, hệ thống
đường dẫn và tháo nước...
- Cồng trình thủy sản: hồ nuồi cá, đường chuyến cá...
- Cơng trình đồng muối: hệ thống điều tiết, cấp thốt nước mặn...

1.1.2. Hệ thống thủy lợi

Hệ thống thủy lợi là một tập họp nhiều cơng trình trong một khơng gian nhất định
và phục vụ cho một số nhiệm vụ thủy lợi xác định.
Như vậy một hệ thống thủy lợi phải được mơ tả theo nhiệm vụ, khơng gian bố trí
và thành phần các cơng trình trên đó.

17


1.1.2.1. về nhiệm vụ

Nhiệm vụ của hệ thống thủy lợi rất đa dạng: thủy nồng (tưới, tiêu, cải tạo đất), thủy
điện, phịng chống lũ, giao thơng thủy, cấp thốt nước, thủy sản... Các hệ thống thủy
lợi lớn thường là đa mục tiêu, đảm bảo lợi dụng tổng họp nguồn nước, phịng chống
thủy tai và bảo vệ mơi trường. Ví dụ các hệ thống thủy lợi Bắc-Hưng-Hải, cầu Sơn,
Bái Thượng, Đô Lương, Ngàn Trươi - cẩm Trang, Thạch Nham, Đồng Cam... đều có
nhiệm vụ kết họp tưới, tiêu, cấp nước; các hệ thống thủy lợi Quản Lộ - Phụng Hiệp,
Tứ giác Long Xuyên, Đồng Tháp Mười... có nhiệm vụ tưới, tiêu, cải tạo đất (thau
chua, rửa mặn, ngọt hóa đồng ruộng), kết họp với giao thông thủy...
1.1.2.2. về không gian bo trí

Tùy theo nhiệm vụ được giao, hệ thống thủy lợi có thế được bố trí ở các khu vực
có các đặc điếm địa hình khác nhau: vùng núi, trung du, đồng bằng hay ven biển.
Địa bàn phục vụ của một hệ thống thủy lợi có thể từ hàng chục hecta đến hàng
trăm ngàn hecta, có thể trải rộng trên nhiều tỉnh, như hệ thống thủy lợi Bắc-HưngHải ở đồng bằng Bắc Bộ, hệ thống thủy lợi Dầu Tiếng - Phước Hịa ở Đơng Nam
Bộ, hệ thống Quản Lộ - Phụng Hiệp, Tứ giác Long Xuyên ở miền Tây Nam Bộ...

1.1.2.3. về thành phần cơng trình

Thành phần của hệ thống thủy lợi bao gồm cơng trình đầu mối, hệ thống chuyển
nước (hở hay kín) và các cơng trình trên đó. Riêng hệ thống đê điều phịng chống lũ
thì khơng bao gồm các thành phần nêu trên và sẽ được xem xét kỹ ở mơn học “Thiết
kế đê và cơng trình bảo vệ bờ sồng”.
1. Cơng trình đầu mối

Đầu mối của một hệ thống có thê là nơi tạo nguồn nước (hồ chứa, đập dâng, trạm
bơm, cống lấy nước), hoặc chỉ là cống điều tiết ở cuối kênh tiêu đố ra sồng, biến.

Ví dụ đập dâng cầu Sơn trên sơng Thương là cơng trình đầu mối của hệ thống
thủy lợi Cầu Sơn (tỉnh Bắc Giang); cống Xuân Quan dưới đê sồng Hồng là cơng

trình đầu mối của hệ thống thủy lợi Bắc-Hưng-Hải; đập Bái Thượng là đầu mối của
hệ thống thủy lợi Sơng Chu (Thanh Hóa), hồ chứa nước Dầu Tiếng (Tây Ninh) và
hồ Phước Hịa (Bình Dương) là các cơng trình đầu mối của hệ thống thủy lợi Dầu
Tiếng - Phước Hòa; các cống điều tiết ở cuối các kênh tiêu đổ ra biển là những cồng
trình đầu mối của hệ thống tiêu như cống Lân (Thái Bình), cống Phát Diệm (Ninh
Bình), các cống thốt lũ ở đồng bằng sơng Cửu Long...

18


Hình 1-1. Cống Liên Mạc - đầu mối của hệ thơng thủy lợi (HTTL) Sơng Nhuệ.

Hình 1-2. Đập dâng cầu Sơn - đầu mối của HTTL cầu Sơn.

Hình 1-3. Hổ Dâu Tiêng - đâu môi của HTTL Dâu Tiêng - Phước Hòa
19


2. Cơng trình chuyển nước

Cơng trình chuyển nước của hệ thống thủy lợi là bộ phận quan trọng để vận chuyển
nước từ nguồn (đầu mối) đến các hộ sử dụng nước (đối với hệ thống cấp nước), hoặc
chuyển nước từ khu vực tiêu đến cống đầu mối tiêu thoát nước ra sơng, biển. Đường
chuyển nước có thể bố trí theo kiểu hở (kênh, máng) hay kín (đường ống), hoặc kết
hợp cả hai, tuỳ theo điều kiện địa hình, địa vật, địa chất trên từng đoạn. Đối với các hệ
thống thủy lợi phục vụ tưới tiêu, giao thơng thủy thì hình thức chuyến nước bằng kênh
hở là chủ đạo. Các hệ thống cấp nước dân dụng và cơng nghiệp thường có đường dẫn
kín (ngầm hoặc lộ thiên) để đảm bảo chất lượng nước. Hệ thống dẫn nước đến các
trạm thủy điện kiểu đường dẫn có thế làm theo hình thức kín hoặc hở, tuỳ thuộc vào
kết quả so sánh kinh tế - kỳ thuật các phương án. Nói chung, khi địa hình phức tạp,

sườn núi dốc, dễ sạt lở... thì hình thức đường dẫn kín là thích họp hơn.
Một hệ thống dẫn nước phục vụ tưới, tiêu, cấp nước thường gồm kênh (ống) chính
và các kênh (ống) nhánh. Đối với hệ thống kênh tưới, sơ đồ bố trí thường theo hình
mạng lưới bao gồm kênh chính, các kênh nhánh cấp 1 lấy nước từ kênh chính, các
kênh nhánh cấp 2 lấy nước từ kênh cấp 1... Sơ đồ đánh số các kênh như ở hình 1-4.

g
Đầu mối

ù.

Kẻiìli chính

N2-1

ự

N2-2

N2-1-1-2

s

N2-1-1-1

Hình 1-4. Sơ đơ bơ trí hệ thơng kênh tưới [9]

1.2. PHÂN LOẠI CÁC HỆ THỐNG THỦY LỢI
Phân loại là ghép các hệ thống thủy lợi vào các nhóm có các đặc điểm cơ bản phù
hợp với nhau để đưa ra các quy định thống nhất trong công tác khảo sát thiết kế, thi

công xây dựng, quản lý khai thác, nghiên cứu và trao đổi thơng tin. Trên thực tế có
nhiều cách phân loại hệ thống thủy lợi khác nhau. Sau đây là một số cách phân loại
thông dụng.

1.2.1. Phân loại hệ thống thủy lọi theo nhiệm vụ
Theo nhiệm vụ được giao, các hệ thống thủy lợi được phân thành;
20


- Hệ thống tưới: cung cấp nước tưới phục vụ sản xuất nông nghiệp (tưới lúa, hoa
màu, cây công nghiệp...);
- Hệ thống tiêu: thu gom và tiêu thoát nước phục vụ chống úng ngập cho các khu
vực sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, khu dân cư hay các cơ sở khác;
- Hệ thống cấp nước: cung cấp nước cho các khu dân cư, nước cho sản xuất công
nghiệp, phục vụ du lịch, bảo vệ mơi trường;
- Hệ thống phịng chống lũ: đê và các cơng trình qua đê, các kè bảo vệ bờ sơng,
các mỏ hàn đế điều chỉnh dịng chảy và bùn cát trong sông;
- Hệ thống giao thồng thủy: phục vụ vận tải thủy nội địa, bao gồm việc cải tạo
(kênh hóa) các sơng thiên nhiên cho phù họp với yêu cầu vận tải thủy, đào các kênh
nối và xây dựng các cơng trình để đưa tàu thuyền vượt qua các vị trí có chênh lệch
mực nước lớn.
- Hệ thống thủy sản: bao gồm hệ thống ao nuôi trồng thủy sản và các kênh cấp,
thoát nước tương ứng, các đường cá đi, cống cá...
- Hệ thống đa mục đích: hệ thống kết họp một số nhiệm vụ khác nhau như tưới và
tiêu (ví dụ, hệ thống Bắc-Hưng-Hải), tiêu và ngăn mặn, giao thông thủy (các hệ
thống thủy lợi ven biển đồng bằng Bắc Bộ, đồng bằng sông Cửu Long...), kết họp
nhiệm vụ thủy lợi, thủy điện với phục vụ du lịch (hệ thống hồ Núi Cốc, Thác Bà,
Cấm Sơn, Sông Mực...).

Theo nguyên lý lợi dụng tổng hợp nguồn nước, các hệ thống thủy lợi lớn đều là

loại đa mục đích đê khai thác được nhiều nhất mặt lợi của nguồn nước. Tuy nhiên,
đi kèm với nó là phải tính tốn, quy hoạch sử dụng nguồn nước một cách khoa học
và hợp lý để điều hòa mâu thuẫn giữa các ngành dùng nước, cũng như bảo vệ nguồn
nước khỏi bị ồ nhiễm hay cạn kiệt.

1.2.2. Phân loại hệ thống thủy lọi theo đặc điểm phân bố
Theo đặc điếm phân bố, thường phân biệt hệ thống thủy lợi ở trung du và miền
núi với hệ thống thủy lợi ở đồng bằng, ven biến.
1.2.2.1. Hệ thong thủy lợi ở trung du và miền núi

Các hệ thống thủy lợi ở trung du và miền núi thường có đầu mối là hồ chứa hoặc
đập dâng nước. Hệ thống dẫn nước được bố trí ở khu vực có độ dốc địa hình lớn,
đường dẫn nước cắt qua nhiều khe suối, chướng ngại vật nên số lượng cơng trình
trên kênh (cống tiêu, cống luồn, cầu máng, tràn băng, cống qua đường...) nhiều. Khi
kênh chạy trên sườn đồi hay dưới chân dốc thì cần có các hình thức cơng trình bảo
vệ kênh và cơng trình trên kênh khỏi bị phá hoại do nước lũ tập trung từ sườn dốc.

21


1.2.2.2. Hệ thắng thủy lợi ở đồng bằng và ven biển
Với các hệ thống này, đầu mối cấp nước có thể là hồ chứa, đập dâng, trạm bơm hay
cống lấy nước ven sơng; đầu mối tiêu thốt nước (đặt cuối hệ thống) là các cống tiêu
ra sơng, biển có các chức năng ngăn lũ hay triều, có cửa van điều tiết, làm việc hai
chiều. Hệ thống kênh đi qua vùng địa hình có độ dốc nhỏ, kênh thường có mặt cắt lớn,
kết hợp các nhiêm vụ tưới, tiêu, giao thông thủy... Với kênh đi qua khu dân cư thì
thường có nhiều cầu dân sinh, bến rửa... làm ảnh hưởng đến khả năng chuyển nước.
Các hệ thống thủy lợi ở vùng thấp ven sồng, biển cũng cần tính đến khả năng
ngập úng dài ngày do mưa lũ, triều cường để có biện pháp chủ động trong vận hành
hệ thống đảm bảo an toàn.

1.2.3. Phân loại hệ thống thủy lợi theo quy mô
Theo quy mô, hệ thống thủy lợi được phân biệt theo cấp của nó. cấp của hệ thống
thủy lợi là thơng số nói lên mức độ quan trọng của hệ thống đối với nền kinh tế quốc
dân. Theo quy định hiện hành (QCVN 04-05:2012) [8], hệ thống thủy lợi được phân
thành 5 cấp từ cao xuống thấp gồm cấp đặc biệt, cap I, II, III và IV. Tiêu chí đế phân
cấp của hệ thống thủy lợi phụ thuộc vào đặc điếm và nhiệm vụ của nó (xem bảng 1-1).

- Đối với hệ thống tưới tiêu: cấp được xác định theo diện tích được tưới hoặc diện
tích tự nhiên khu tiêu (ha).
- Đối với hệ thống cấp nguồn nước chưa xử lý cho các ngành sử dụng nước khác,
cấp cùa hệ thống được xác định theo lưu lượng cấp nước (m3/s).

1.3. CÁC CƠNG TRÌNH TRÊN HỆ THĨNG THỦY LỢI
Một hệ thống chuyển nước thường bố trí trên diện rộng, có địa hình phức tạp do
mặt đất lồi lõm và tồn tại nhiều cơng trình trên đó (nhà cửa, cơng trình cơng cộng,
đường giao thơng, kênh máng...). Vì vậy, đế chuyển nước được thơng suốt thì bắt
buộc phải bố trí các cơng trình trên hệ thống. Đối với các hệ thống thủy lợi lớn, địa
hình phức tạp thì số lượng các cơng trình trên hệ thống có thể là rất nhiều.
Một số loại cơng trình phổ biến trên hệ thống kênh như sau:

1.3.1. Các cống lấy nước, cống điều tiết
1.3.1.1. Cong lấy nước

Cống lấy nước được bố trí đầu các kênh nhánh để lấy nước từ kênh cấp trên
xuống kênh cấp dưới, cống thường có cửa van đế điều tiết lưu lượng lấy nước; tuy
nhiên cũng có trường hợp các cống nhỏ được bố trí theo sơ đồ tự điều tiết mà không
cần cửa van.
22

1.3.1.2. Cống điều tiết

Cống điều tiết được bố trí trên các kênh chính hoặc kênh nhánh cấp trên đê điều
tiết, làm dâng cao mực nước trước cống, tạo điều kiện thuận lọi cho việc lấy nước
vào các kênh nhánh cấp dưới.

Hình 1-5. Kênh chỉnh hệ thống thủy lợi (HTTL) Phước Hịa - Dầu Tiếng.

Hình 1-6. Bố trí các cống lấy nước và cống điều tiết trên kênh.

23


1.3.2. Các cơng trình chuyển nước
Khi kênh gặp phải các chướng ngại như sơng suối, đường giao thơng, kênh khác
thì phải làm cơng trình để chuyển nước qua các chướng ngại đó. Các loại cơng trình
chun nước thường gặp như sau:
13.2.1. Cầu máng
Cầu máng dùng để chuyển nước vượt qua sông, kênh hoặc đường giao thông khi
mực nước cao nhất trong kênh chướng ngại, hay trần lưu không cho phép ở đường
giao thơng là thấp hơn cao trình đáy kênh chuyến nước. Chế độ chảy trong cầu máng
là chảy không áp. Tổn thất cột nước qua cầu máng thường là nhỏ. Vật liệu thông
dụng đế làm cầu máng là bê tồng cốt thép hoặc xi măng lưới thép. Các vật liệu gỗ
hay gạch đá xây cũng có thể sử dụng cho cầu máng nhỏ, nhưng khơng phổ biến.

Hình 1-7. Cầu mảng kiêm cầu giao thông trên HTTL Thạch Nham (Quảng Ngãi)

Hình 1-8. Xi phơng Sơng Vệ trên HTTL Thạch Nham (đang thỉ cơng hạ chìm)

24


1.3.2.2. Xi phông ngược (cống luồn)

Xi phông ngược được sử dụng để chuyển nước vượt qua sồng, kênh, hoặc đường
giao thông khi mực nước cao nhất trong sông, kênh chướng ngại hay trần lưu không
cho phép ở đường giao thông vượt q cao trình đáy kênh chuyển nước. Dịng chảy
trong xi phơng là dịng có áp; tốn thất cột nước trong xi phông thường lớn hơn so
với cầu máng. Vật liệu làm xi phông thường là bê tông cốt thép, ống thép hay nhựa
tổng họp.

1.3.3. Các cơng trình nối tiếp
Khi cần hạ thấp nhanh cao trình đáy kênh chuyển nước, dùng các hình thức sau:
- Bậc nước: khi độ dốc địa hình lớn. Trường hợp chênh lệch cao độ lớn thì có thể
làm bậc nước nhiều cấp.
- Dốc nước: khi độ dốc địa hình tương đối lớn thì thường làm dốc nước để
chuyển tiếp, cuối dốc có bể tiêu năng để phịng xói cho kênh phía sau.

Vật liệu làm dốc nước, bậc nước thường là bê tông cốt thép hoặc gạch, đá xây.

1.3.4. Cơng trình đo nước
Cơng trình đo nước được đặt ở đầu kênh chính, hay đầu các kênh nhánh đế đo
mực nước và lưu lượng, phục vụ cho cơng tác quản lý, phân phối nước trên hệ
thống. Ngồi ra, tại những vị trí cần thiết, có thể bố trí các cơng trình chun dùng
đế đo các thơng số về vận tải thủy, mức độ bồi xói của lịng dẫn...
Trên một hệ thống, có thế tận dụng các cồng trình thủy cơng đế đo nước. Muốn
vậy, khi thiết kế phải bố trí các bộ phận có chức năng thích họp. Tốn thất cột nước
qua cơng trình đo nước phải được kể đến trong tổng tổn thất cột nước của hệ thống.

1.3.5. Các cơng trình bảo vệ kênh
Các cơng trình này có chức năng bảo vệ bờ kênh khỏi bị xói lở khi nước trong
kênh tràn bờ ra ngồi, hoặc nước từ ngoài tràn vào trong kênh, đặc biệt là khi kênh
chạy bên sườn đồi hay dưới chân dốc. Thuộc loại này gồm có:

1.3.5.1. Tràn bên

Tràn bên được bố trí ở bờ kênh để giữ cho nước trong kênh không tràn bờ gây xói
lở bờ. Cao trình ngưỡng tràn bên lấy bằng cao trình mực nước thiết kế trong kênh.
Lịng dẫn của tràn bên và bộ phận tiêu năng phía sau cần được gia cố để chống xói.
1.3.5.2. Cong tháo cuối kênh

Cống tháo được bố trí ở cuối kênh đế giữ cho nước trong kênh khồng tràn bờ, hay
để tháo cạn nước trong kênh khi cần sửa chữa kênh và các cơng trình trên đó.

25