Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu thực nghiệm chọn kết cấu mũi phun 2 tầng cho tràn xả lũ có dốc nước

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.14 MB, 144 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

TÔ VĨNH CƯỜNG

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM

CHON KET CẤU MUI PHUN 2 TANG CHO

TRAN XA LU CO DOC NUOC

LUẬN VAN THẠC SĨ KY THUẬT

Hà Nội, 2011

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM

CHON KET CẤU MUI PHUN 2 TANG CHO TRAN XA LU CO DOC NƯỚC

Chuyên ngành: _ Xây dựng cơng trình thủy

Mã số: 60-58-40

LUẬN VAN THẠC SĨ KỸ THUAT

Người hướng dẫn khoa học:

PGS.TS. Trần Quốc Thưởng.

Hà Nội, 2011

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

“Nghiên cứu thực nghiệm chọn kế: mũi phun 2 ting cho tràn xã lit có đc nước” được hồn thành với sự có gắng nỗ lực của bản thân cùng với sự

giấp đỡ nhiệt tình của Phịng dio tạo đại học & sau đại học, khoa Cơng trình,

các thầy cơ giáo trường Đại học Thủy lợi. Ban lãnh đạo Trung tâm nghiên

cứu thủy lực và các phịng ban khác của Phịng thí nghiệm trọng điểm Quốc

lộng lực học Sông bién ~ Viện khoa học Thủy lợi Việt Nam đã tao

và động viên giúp đỡ về mọi mặt. Tác giả xin chân thành cảm on

các cơ quan đơn vị và cả nhân nói trên.

Đặc biệt tác giả xin bày tỏ lòng biết on sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn PGS.TS. Tran Quốc Thưởng đã trực tiếp hướng dẫn chỉ bảo tận tinh trong suốt quá trình thực hiện luận văn.

“Tác gid xin chân thành cảm ơn Trung tâm Nghiên cứu Thủy lực ~ Phong

thí nghiệm trọng điểm Quốc gia về động lực học Sông biển (noi rác gid làm.

việc) đã động viện, tạo mọi điều kiện thuận lợi trong q trình học tập, cơng

tác và hoàn thành phan nghiên cứu thực nghiệm của luận văn.

Xin cảm ơn nhóm nghiên cứu đề tài: “Chon kết cầu mũi phun hợp lý cho

tràn xd lũ có đốc nước” đã tạo điều kiện giúp đỡ, góp các ý

việc hồn thành luận văn

ién q báu cho

Sau cùng tơi xin cảm ơn những người thân, gia đỉnh, bạn bè và đồng,nghiệp đã giúp đỡ cổ vũ động viên, khích lệ tơi trong q trình làm luận văn.

Trong khn khổ luận văn thạc sĩ, do

không thể tránh khỏi những khiếm khuyết, rắt mong được sự giúp đỡ chân

thành của các thầy cô giáo, các anh chị và bạn bé đồng nghiệp.

Xin chân thành cảm ơn !

kiện luận văn có hạn nê

Hà nội, ngày 30 tháng 9 năm 2011

TÁC Gì

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

IL MỤC DICH CUA DE TÀI:

Il. CÁCH TIẾP CAN VA PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CUU: IV. KET QUA DỰ KIEN DAT ĐƯỢC:

CHUONG 1: TONG QUAN VE TRAN XA LŨ... : TONG QUAN VE TRAN XA LŨ CO HINH THUC TIỂU NANG PHONG

XA 4

MỘT SỐ TRAN XA LŨ CÓ DOC NƯỚC 10

1.2.1. Cơng trình thu điện Kanak ~ Gia Lai 10

1.2.2. Cơng trình Cửa Dat - Thanh Hố. 1I

1.23. Cơng tinh thuỷ điện Tun Quang 21.2.8 Cơng trình thu điện Sơn La 212.5. Cơng trình Krơng ich Thượng. B

CAC THONG SỐ THỦY LỰC CƠ BAN VE MOI PHUN. 13

1.3.1. Chiêu dit dng phun 4132. Góc nghiêng 0 181.3.3. Vận ti inh quân của dỏng chảy tại mũi phun. 191.3.4 Bán kính cong của đoạn cong ngược 21

1.3.5. Độ sâu của hd xói. 21 LỰA CHON CAC THONG SO MUI PHUN DANG 2 TANG. 26

1.4.1, Các dang mũi phun 2 tang. 26

1.42. Một số ác hình thức mai hit đã được ứng đụng 29

1.4.3. Thông số cơ bản của các dạng mũi phun 2 tang. 32 CAC KET QUA NGHIÊN CUU TRONG VA NGOÀI NƯỚC VE TRAN XA LŨ DANG MUI PHUN 2 TANG. 34

cửu trong nước 34

cửu trên thé giới 35 CHUONG 2: MƠ HÌNH HĨA VÀ XÂY DỰNG MƠ HÌNH..

2.1. LÝ THUYẾT TƯƠNG TỰ VÀ CÁC TIEU CHUAN ÁP DUNG. 2.11. Lý thuyết tương tự

2.1.2, Cíc tiêu chuẳn tương tự

2.1.3. Phương trình quỹ dao chuyển động liên hệ giữa các yếu tổ nghiên

cứu 38

2.2. THIẾT KE VÀ XÂY DỰNG MO HÌNH 40 2.2.1, Thiết kế mơ hình. 40

2.2.2. Xây dựng mơ hình. 42

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

3.1.1. Sơ đỗ tinh toán.

3.1.2. Xác định dang đường mặt nước trên đốc 3.1.4, Tinh toán và vẽ đường mặt nước trên thân đốc

3.1.4. Tinh toán xie định đường mặt nước trên mũi phun3.15, Tinh chiều đãi đồng phun xa

3.2. KET QUA THỰC NGHIỆM.

32.1. Vận tốc đồng chảy3⁄22. Dong phun xa3.2.3. Ap suất ding chảy:

3.2.4. Xói ở ha lưu cơng trình:

3.25. Lựa chọn mỗi phun dang 3:

33. DANH GIÁ KET QUA THÍ NGHIỆM 1 DANH GIÁ KET QUA NGHIÊN CUU Tl TON TẠI VA KIEN NGHỊ

1. Tén tại và hạn chế.

2. Kiến nghị

II NHONG VAN ĐỀ CAN NGHIÊN CUU TIẾP.

TÀI LIỆU THAM KHAO,PHY LUC

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

MỞ DẦU

1 TINH CAP THIET CUA DE TÀI:

“Trong cơng trình thủy lợi, thủy điện lớn, cơng tình làm việc với c

nước cao thì ding chảy qua thân tràn, đốc nước, mũi phun thường là dòngchảy rồi, lưu tốc đồng chảy cao và năng lượng dong chảy lớn v.v... để tăngcường hiệu quả tiêu hao năng lượng thừa, chúng ta thường sử dụng biện phápcơng trình như sử dụng các thiết bị tiêu năng phụ và một trong những loại đó

là mũi phun. Tuy nhiên như đã để cập do dòng chảy thường là dòng lưu tốc.

cao nên trong khi tính tốn thiết kế cần phải chú ý đến các hiện tượng xâm thực do khí thực, hoặc mai mòn xây ra xung quanh các thiết bị tiêu năng phy,

hơn nữa khi tinh tốn các thơng số thiết bị tiêu năng chỉ dựa vao các công. thức thực nghiệm. Chính vi thé cần phải thơng qua thí nghiệm mơ hình dé tạo. ra hình đáng, kích thước và bồ trí cho hợp lý.

Mỗi loại vật liệu dùng để xây dựng tran có thé chịu được tác dụng giới

hạn nào đó của vận tốc, gọi là vận tốc cho phép [V.„]. Ching hạn như vận tốc.

chống xói cho phép [Vp] ứng với từng vật liệu. Nếu vận tốc qua tràn lớn hon

vận tốc chống xói cho phép của vat liệu xây dựng tràn thi tràn sẽ bị phá hoại. khi đó mũi phun cũng sẽ bị phá hoại. Như vậy, dé đảm bảo tran không bị phá

hoại hay mũi phun khơng bị phá hoại thì phải xác định vận tốc trên mặt mũi

phun ứng với các cấp lưu lượng khác nhau là việc làm cần thiết dé tir đó xác. định kết cấu tiêu năng hợp lý cho tràn xả lũ.

Quy phạm tính tốn thuỷ lực mới nêu vẺ tinh tốn mặt cắt tran, cịn tinh,

tốn mũi phun chưa đề cập đến. Vi vậy khi tính tốn tham khảo các tải liệu là

chính. Do đó có nhiều phương pháp và cách tính khác nhau.

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

Tuy nhiên trong khi tính tốn có nhiều yếu tố khơng thể xác định được. bằng lý thuyết, nên việc tính tốn thường phải kết hợp với thí nghiệm mơ hình.

thuỷ lực nhằm hiệu chỉnh một số thông số thuỷ lực.

I, MỤC DICH CUA BE TAL

O nước ta, cũng như nhiều nước trên thé gi các cơng trình thủy lợi,

thủy điện có trin xã lũ mà nối tiếp sau thân tran theo nhiều hình thức khác nhau, trong đó dạng thân tràn kết hợp với đốc nước chiếm một tỷ lệ lớn, dùng. inh thức tiêu năng dòng phun là chủ yếu, dựa vào sự khuyếch tin của các

phần tử nước với nhau và với khơng khí làm tiêu hao bớt năng lượng thừa, Do

hầu hết dòng chảy trên dốc nước và nhất là đầu đốc nước là dịng xiết có lưu.

tốc lớn, khi chảy xuống hạ lưu có thé gây ra xói lở lịng dẫn nếu như hạ lưu. khơng được gia cổ đảm bảo, từ đồ gây ra mắt ôn định đến cơng trình. Nghiên cứu chế độ thủy lực nối tiếp hạ lưu nhằm nắm rõ tình hình làm việc bản thân. để hạn chế tối đa ảnh hưởng của dịng xiết đó là một vấn để khoa học mang ý

nghĩa thực tiễn cao. Bai toán đặt ra ở đây là phải làm sao để năng lượng thừa sau khi ra khỏi mai phun được chuyên đến hạ lưu là nhỏ nhất, chúng ta đã dựa

vào đặc trưng của dòng phun về sự khuyếch tán để làm tiêu hao bớt năng lượng thừa bằng các thiết bị tiêu năng phụ.

Qua thực nghiệm mơ hình xác định được mũi phun hợp lý cho tran xả lũ

nối tiếp sau tràn là dốc nước có độ đốc (i = 20% + 30%). UL. CÁCH TIẾP CAN VA PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

© Nghiên cứu lý thuyết

Tổng quan và phân tích các kết quả nghiên cứu về các dạng mũi phun, tính tốn theo các công thức xác định chiều sâu và vận tốc dòng chảy trên

mũi phun.

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

+ Nghiên cứu thí nghiệm mơ hình thủy lực

~ Kiểm tra các kết quả tính tốn;

- Nghiên cứu kiểm tra về áp suất, mach động áp suất tại mai phun 2 ting;

~ Nghiên cứu bố trí kích thước kết cấu mũi phun 2 tầng để tối ưu hiệu

quả tiêu năng

IV. KET QUA DỰ KIÊN ĐẠT ĐƯỢC:

Mũi phun hai ting là bộ phận nối tiếp cuối đốc nước. Đối với các dốc. nước mà dịng chảy trên đó có lưu tốc lớn, độ xiết cao thì một trong những.

giải pháp nối tiếp, tiêu năng hợp lý là bổ trí mũi phun bai ting ở cuối dinước, đồng chảy trên mũi phun hai ting được phân thành hai dịng: ở trên

đình và ở đưới khe, cho phép dòng chảy khuếch tán nhiễu hon theo phương

thing đứng, đồng thời có sự va chạm giữa các dịng tia, trộn khí tốt hơn, mău haosát với khơng khí nhiều hơn... nên năng lượng của dòng phun được.

nhỉ |, giảm khả năng xói lở ở hạ lưu, giảm chiều sâu hồ xói.

Qua phân tích tính tốn lý thuyết va so sánh với thực nghiệm một số các

thông số thủy lực như vận tốc, vận tốc mạch động, áp suất, áp suất mạch

động, chiều dai phun xa... để lựa chọn đưa ra được dạng mũi phun hai ting hợp lý cho tràn xa lũ có dốc nước (i = 20% + 30%).

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE TRAN XÃ LŨ

1.1, TONG QUAN VE TRAN XA LU CÓ HiNH THUC TIÊU NANG PHONG XA.

Cơng trình xa lũ là một bộ phận quan tong không thể thiếu được tong đầu mo thuỷ lợi - thuỷ điện của hồ chứa nước. Nó có nhiệm vụ xa lưu lượng,nhu cầu ở hạ lưu và xả cạnthửa trong mùa lũ, xả lưu lượng cần dùng cho.

hồ chứa khi cần thiết hay để kết hợp xa bùn cát đáy nl nâng cao tuổi thọ của hỗ chứa, xả nước khi thi công... Các nhiệm vụ đó có thé do một hay

loại cơng trình xả cùng thực hiện, nhưng nói chung cơng trình xả nước.ln là thành phẫn quan trọng đảm bảo an tồn cho tồn bộ cơng trìnhmỗi cũng như đối với hạ du.

Tuy theo đặc điểm địa hình, địa chất của khu vực tuyến cơng trình, bé trí

:ó thể bố trí tổng thể cơng trình đầu mỗi và nhiệm vụ của cơng trình xả nước,

theo nhiễu hình thức khác nhau, như cơng trình xả nước trên mặt: tràn đọc,

tràn ngang, tháo nước kiểu xi phơng, kiểu giếng.... và cơng trình tháo nước

dưới sâu: cổng ngầm, đường hầm. Trong đó, hình thức cơng trình xả mặt chiếm đa số ở nước ta.

Trong những năm gần day, đặc biệt từ năm 2002khai thiế

ở nước ta đang triểnà xây dựng nhiều cơng trình thuỷ lợi, thuỷ điện, trong đó nhiều

cơng trình có hỗ chứa và cơng trình xả lũ có quy mơ lớn. Có thé nêu ra một số

dự án như thuỷ điện Sẽ San 3, Na Hang (Tuyên Quang), Rao Quán (Quảng,Tri), Plêikrông, Sẽ San 3A, Sẽ San 4, A Vương, Buôn Kướp, Đại Ninh,Sêrêpôk, Buôn Tua Sa, Bản Vẽ, Sông Ba Hạ, An Khê-Ka Nac, Đồng Nai 3,

Đồng Nai 4, Sông Tranh 2, Bản Chát, Huội Quảng, Sơn La, Cửa Đạt, Bắc

Hà,... Đây là những cơng trình có quy mơ hỗ chứa có dung tích từ hàng triệu

cho đến hàng chục tỷ m’ nước, khả năng tháo của cơng trình xả nước cũng tir

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

hàng ngàn cho đến vải chục ngàn mỶ/s. Có thé nói trong khoảng 5+6 năm trở. lại đây, tốc độ xây dựng các đập cao, hỏ chứa lớn phát triển nhanh. Chúng ta

4a nhanh chóng áp dụng thành công những công nghệ thiết kế, thi công tiên

tiến của thé giới để xây dựng các cơng trình đầu méi ở Việt Nam như đập đá. đồ bản mặt bê tông (CERD), đập bê tông dim lăn (RCC), đập bê tông truyền thống (CVC) khối lớn cấp phối liên tục. Trong số đó có những đập đã được. đưa vào vận hành an toàn, về đập đá dé bản mặt có đập hỗ chứa nước thuỷ lgi-thuy điện Quảng Trị, thuỷ điện Tuyên Quang; về đập CVC có đập Sẽ San

3, Sẽ San 3A; Về đập RCC có đập Plêikrơng. Trước đó, chúng ta cũng đã xây

dựng một số đập, hồ chứa lớn như Hồ Bình, Thác Ba, Trị An, Thác Mơ, laly,

Sông Hinh, Vĩnh Sơn, Dau Tiếng, A Yun Hạ, Phú Ninh,... Phủ hợp với điều

kiện địa hình, địa chất, thuỷ văn của từng cơng trình mà đã thiết kế nhiều. dang cơng trình tháo lũ khác nhau trong tổng thể bé trí cơng trình, bao gồm cả.

trần xả mặt sông (Sẽ San 3, Sẽ San 3A, Sẽ San 4, Plêikrông, A Vương, BảnChat, Huội Quảng, ...), xả mặt kết hợp với xả sâu (Hod Binh, Sơn La, TuyênQuang), đường tràn dọc (aly, Sông Hinh, Hàm Thuận-Đa Mi, Tuyên Quang,

Rao Quán, Đại Ninh,...).

Vé hình thức tiêu năng sau cơng trình tháo nước, thường có 3 dang tiêu

năng được ap dụng

- Tiêu năng đáy: Đặc diém tiêu năng bằng đồng day là lợi dung site cân

nội bộ của nước nhảy. Có thé áp dụng kiểu bổ, hay tường + bể kết hợp. Biệnpháp tiêu năng đáy thường được áp dụng cho.ie cơng tình vừa và nhỏ, mựcnước hạ lưu tương đối lớn, địa chất nền cơng trình thường là đá yếu (Trị An,A Lưới,...). Loại hình này dim bảo tiêu tắn hết năng lượng dư nhưng đồi hỏi

khối lượng xây lắp khá lớn, giá thành cao, đặc biệt đổi với các cơng trình có.

quy mơ lớn.

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

- Tiêu năng mat: Dịng chảy hình thức tiêu năng này ở trạng thái chảy

mặt, chi sau khi mở rộng hồn tồn mới đạt đến day. Nhìn chung, với chế độ

chảy mặt ở hạ lưu tạo thành sóng giảm din làm xói lở ở vùng nảy, Thường

động năng thửa phân tán trên một chiéu dài lớn hơn so với chế độ chảy đáy. Chế độ chảy mặt có thé áp dụng trong trường hợp nén đá, khi không cần gia cố hạ lưu hay giảm chiều dai gia cố, mực nước hạ lưu cao va thay đổi ít

- Tiêu năng bằng dàng phun xa: Tiêu năng phông xa được lợi dung mũi

phun ở chân đập hoặc cuối dốc nước để ding chảy có lưu tốc lớn phóng xa

khỏi chan đập, Đây là hình thức tiêu năng được dùng khá phổ biển, đặc biệt

trong các cơng trình xả có cột nước cao. Tiêu năng dòng phun xa được chia

làm hai loại cơ bản theo đặc điểm kết cầu mũi phun:

+ Mai phun liên tục: đặc điểm dòng phun là 1 đồng chảy khơng có sự va

đập với nhau trong q trình bay trong khơng khí, dịng đồ xuống hạ lưu do

năng lượng tiêu hao ít nên gây ra vận tốc và sóng lớn ở hạ lưu. Mặt khác,dịng phun là dịng chảy tập trung ít trộn khí nên trong trường hợp cột nướccao, tỷ lưu lớn sẽ làm cho chiều sâu x6i lớn.

+ Mai phun không liên tục (hay mỗi phun 2 ting): là loại mai phun tạo.

nên các đông phun va đập vào nhau trong quá trình bay trong khơng khí, dong

đặc tập trung được phân tán thành nhiều dòng rơi xuống mặt nước hạ lưu. Nang lượng dòng chảy được tiêu hao nhiều nên vận tốc và sóng ở hạ lưu nhỏ, do đó giảm chiều sâu xói và khối lượng gia cố ở hạ lưu.

Đối với hình thúc tiêu năng bằng dòng phun ởlân đập đã được thiết kếở một loạt các cơng trình có đập bê tông (CVC và RCC) như Sé San 3,

Plêikrông, Sẽ San 3A, A Vương, Bản Vẽ, Ban Chat, Huội Quảng, Đồng Nai 3, Đồng Nai 4,... Hình thức tiêu năng bằng mũi phun cuối đốc nước cũng.

được ấp dụng cho một loạt các cơng trình xa cột nude cao, lưu lượng lớn như:aly, Hàm Thuận-Đa Mi, Tuyên Quang, Sơn La, Cửa Đạt...(bảng 1.1)

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

Bang 1.1 - Thống kê một số cơng trình xả nước có quy mơ lớn ở Việt Nam

Ten cơn Hình thúc | Hoin | Brin | Qua

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

Tân cơn Hình thức | Hoin | Brin | Qus

7r Š pia điểm Qu) 9

trình tiêu năng | (m) | (my | (mss) | (ms)

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

Ona Đặc trưng của đốc nước

1.2. MỘT SO TRAN XA LŨ CĨ DOC NƯỚC.

Nước ta có một số cơng trình thuỷ lợi, thuỷ điện có tràn xã lũ

inh, Kanak, IALY, Cửa Dat,

bằng mai phun ở cuối đốc nước, như: Hồ

Krơng pach Thuong.

1.2.1. Cơng trình thuỷ điện Kanak - Gia Lai

Cơng trình thuỷ điện Kanak ~ Gia Lai có cơng suất lắp máy là SMW,

điện lượng trung bình hang năm là 58.5 triệu kwh, nhằm bé sung nguồn điện vào lưới điện quốc gia cắp cho các tỉnh miền Trung và miền Nam. Đồng thời còn bé sung nguồn nước tưới cho vùng đồng bằng hạ lưu sông Cơn phía Nam

tỉnh Binh Định, đảm bảo nguồn nước mơi trường hạ lưu sông Ba.

Đập dang bằng đá dé bản mặt bê tơng cao 68.0m, chiều đài tồn đập là

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

849.0m. Đập tràn xả lũ vận hành bố trí bên bờ phải kién thực dụng gồm 3

khoang có kích thước: nxbxh=3x12x13m; kết cầu bê tơng Gu năng

theo dạng dốc nước mũi phun và hồ xói: Dốc nước đài 215.15m đoạn đầu dài

135.&§m với độ đốc 1=10%, đoạn sau dai 58.65m độ dốc i=19.8%, giữa hai

50m, sau đoạn dốc. đoạn đốc có đoạn chuyển tiếp với bán kính cong lỗi

thứ hai là đoạn mũi phun dai 20.64m, đoạn nay có bán kính cong ngược.

0". Tuyển năng lượng kiểu đường dẫn bồ trí R=30m; mũi hat có góc độ 0

bên bờ trái bao gồm cửa lấy nước 2 khoang bằng bê tơng cốt thép có lưu. lượng thiết kế là Q;› = 40.8m’/s; đường him dẫn nước dai gần 462.0m,

đường kính trong D=4.0m, có áo bọc bằng bê tơng dày 0.40m; nhà máy thuỷ

điện với 2 tổ máy tude bin cánh quay trục đứng Nị„=2*6.SMAw; kênh xả đài

1II.5m, day rộng 8.0m; tram phân phối điện có kích thước dài rộng =

1.2.2. Cơng trình Cữa Đạt ~ Thanh Hố

Cơng trình đầu mồi thuỷ lợi hồ chứa nước Cửa Dat là một cơng trình cấp.

I theo tiêu chuẩn TCXDVN 285-2002, có tính elkỹ thuật phúc tạp. Hệ

thống cơng trình gồm:

- Đập chính

mối đập phụ Dốc Cay. mối Cửa Đạt,

Dau mối đập phụ Hịn Can. Trong đó cụm đầu mỗi Cửa Dat là lớn và phức. tạp nhất. Cụm cơng trình này bao gồm các hạng mục:

~ Đập chính là đập đá dé chống thấm bằng bê tông bản mặt.

~ Đập tràn xã lũ gồm 5 khoang mỗi khoang rộng 11.0m; ngưỡng tran ở cao

trình 97m, day kênh dẫn thượng lưu ở cao trình 85m; giữa các khoang trin có

trụ pin giữa dày 3.0m trên đỉnh tràn có lắp các cửa van cung; khơng có tưởng.

ngực. Tran xã lũ có dang xa mặt.

~ Ni với đập tràn là đốc nước dài 240m; ¡=20% tiêu năng bằng mũi phun liên tục với góc hat a=30".

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

1.2.3. Cơng trình thuỷ điện Tun Quang

Cơng trình thuỷ điện Tun Quang có dung tích hồ chứa tồn bộ lớn hơn

2ÿ m3, cơng suất phát điện lớn hơn 300MW, theo tiêu chuẩn Việt Nam 4, chiều rộng mỗi khoang b,=15m, do

Creager-Oficerov, với cột nước thiết kế mặt cit Hy

tran là 104.85m). Số khoang trần n

đó chiều rộng tran nước tổng cộng là b~60m. Trụ đập dày d=3.5m, đầu trụphía thượng lưu lượn trịn (trên bình diện) với bán kính cơng r~1.75m. Mặt

tran kết thúc ở cao độ 86.7m với bán kính cong (16m) 18.5m, các trụ đập kéo

dài hơn mặt tran về phía hạ lưu.

- Xa sâu: Số lỗ xả sâu nz=8; lỗ có tiết diện chữ nhật với kích thước rộng*cao=4.5*6m, cao độ đáy lỗ 79m, cao độ trần lỗ 85m, tran cửa vào có.

dang cong clip. Trụ phân cách giữa các lỗ có 2 loại, dày 6m va 3.5m, đầu vào cong tròn với bán kính 1.75m. Dốc nước tiếp sau các lỗ xa sâu có độ dốc day

i=0.13, dài 85m, mũi phun dang liên tục với góc hat a:

được đóng bằng cửa van cung.

1.2.4. Cơng trình thuỷ điện Sơn La

Cơng trình thuỷ điện Sơn La với công suất lắp máy 2400Mw sẽ đưa vào hệ thống điện quốc gia sản lượng điện một năm 8.71 tỷ kwh cộng với điều tiết

dong chảy, cho phép nhận sản lượng điện bổ sung tại các tổ máy của nhà máy

thuỷ điện Hồ Bình 719 triệu kwh và tăng công suất đảm bảo lên 107Mw

Đốc nước tràn xả 10 dài 285m, bề rộng (đầu là 111.50m, cudi là 171.âm), mũi phun liên tục với góc hắt ø~22”

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

Cơng trình Krơng Pách Thượng

Đập tràn được nối với dốc nước, chiều rộng đáy dốc là 25.0m; cao độ ngưỡng tràn là V489.50m, độ dốc của đốc nước i=7%, chiều dài dốc nước là

135.0m. Mũi phun không liên tục liên tục (mũi phun 2 tang).

~ Kết cầu mũi phun:

+ Hàng mồ gồm 3 mồ nguyên và 2 mồ nửa, cao trình đỉnh mồ V478.44m,

(góc mồ phun khoảng 30.

+ Mũi phun liên tục, cao trình định mai phun V478,84m (góc mai phun

khoảng 24°),

1.3. CAC THONG SO THUY LỰC CƠ BAN VE MUI PHUN.

Ta đã biết hình thức tiêu năng bằng mũi phun là hình thức.

bản và khá phổ biển ở hầu hết các cơng trình thủy lợi. Điều kiện để thực hiện

được hình thức nảy là chiểu cao cột nước đủ lớn để tạo ra dịng phóng xa

khơng gây ảnh hưởng xấu đến cơng trình kết hợp với dịng chảy ở hạ lưu.

cũng phải có một lớp nước đệm đủ lớn để đảm bảo độ sâu của bố xói khơngq lớn ảnh hưởng đến móng của cơng trình.

Vi vậy theo kinh nghiệm xây dựng ở nhiều nước thì hình thức này đã

được áp dụng nhiều đổi với các hé chứa có cột nước cao và trung bình.

Khi áp dụng loại hình thức mũi phun do vận tốc ở cuối mũi phun lớn, do

chênh lệch cột nước lớn nên thưởng có một các tồn tại thường xảy ra như:

~ Hồ xói lam biến dang lịng sơng, lim cho mức nước hạ lưu trạm thủy điện thay đổi ảnh hưởng đến khả năng phát điện.

- Xung kích của dịng phun tạo thành dịng cuộn chảy ngược hoặc sóng

vỗ vào mái đập.

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

~ Mũi phun thường hay xảy ra xâm thực

~ Dòng phun tạo ra sương mù ảnh hưởng đến giao thông và các

điện ở khu vực xung quanh.

1.3.1. Chiều đài dòng phun

Nhân tổ quan trọng nhất và ảnh hưởng lớn nhất đến hệ thống cơng trình 1a chiều dai của dong phun xa vì chiều dai của nó phải đảm bảo để khơng làm. ảnh hưởng đến hoạt động của các cơng trình khác và đảm bảo an tồn hoạt động của tồn hệ thống, khơng gây xói 16 và mắt én định chính vì vậy ma

trong q trình tính tốn lựa chọn các thơng số thủy lực của mũi phun làm saochiều dai dòng phun là hợp lý nhất

Khi dòng chảy ở mũi phun, ding chảy men theo đường biên, ma sit đường biên làm mức độ rối của dịng chảy tăng lên, khơng khí trộn vào dòng nước càng nhiều, năng lượng dòng chảy được tiêu hao thêm một phan năng. lượng nữa. Dòng chảy sau khi nhắn chìm vào trong mặt nước phía sau và phía

trước, dịng chính được cuộn thành hai cuộn nước. Trong vùng cuộn được

inh thành dòng rối mãnh liệt, các dòng này va đập và xáo trộn lẫn nhau, ma

sát tương đối với nhau từ đầy tiêu hao đi một năng lượng đáng kẻ, Đệm nước

cảng sâu khả năng mở rộng của lưỡi nước cảng nhiều thi khả năng tiêu hao

của lượng nước cảng lớn. Nếu hồ xói đạt đến một mức độ sâu nhất định thì mới có hiệu quả tiêu năng. Khi lịng sơng rắn chắc cơng trình it bị rung động.

“Xác định chiều dai dịng phun bằng cách coi dịng phun có dạng Parabol

Can cứ vào công thức lý luận tink được khoảng cách theo phương ngang của

dong phun L=f(@,0,v,z), trong tính tốn có sai khác với thực tế ngun nhân

= Trong tính tốn các giá trị 0, v, ọ chỉ là các giá tr gần đúng.

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

- Trong các công thức đều chưa dé cập đến bán kính R của đoạn cong

- Trong tính tốn chưa đề cập đến khoảng cách từ điểm thấp nhất của

đoạn cong tới định mũi phun.

- Chưa xét đến mức độ mở rộng, hiện tượng trộn khí, sức cản của khơng

~ Khi dịng phun nhấn ol vào trong mực nước thi tình hình diễn biến rit phức tạp, hiện nay chưa có vấn để nào đề cập đến van dé này.

Dưới đây giới thiệu cơng thức tính chiều dai phun xa. Chiều đài phun xa

thông thường dựa vào lý thuyết chuyển động ném xiên. Nếu như lưỡi nước đi

vào lớp nước đệm vẫn chuyển động theo quỹ đạo Parabol đi thì khoảng cách. nằm ngang từ cuối mũi phun đến điểm xói sâu nhất L được diễn ta lả:

9 - góc hat của mũi phun (°)

Z.- độ chênh cao từ mặt nước thượng lưu đến đỉnh mũi phun (m)

T - chiều sâu xói lớn nhất (m)

Thực tế chứng minh giá trị tính chiéu dai dịng phun theo lý thuyết so với

giá trị thực đo có một số sai khác nhất định. Để cho việc tính tốn cảng phủ

hợp thực tế ở các nước nhiều tác giả bắt tay từ phương pháp thực nghiệm dựa. trên cơ sở lý thuyết va kinh nghiệm, đưa ra một số công thức tính tốn theo.

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

Trong đó:

B - góc hat của mũi phun

v - lưu tốc tai mũi phun.

h- độ sâu trên mũi phun

p - chênh lệch từ mũi phun đến mặt nước hạ lưu.

Ở Trung Quốc cũng có nhiều đơn vị và cá nhân nghiên cứu đề xuất công,

thức thực nghiệm tinh chiều dai phun xa, như: Viện nghiên cứu Thủy lợi Tây Bac, Viện nghiên cứu Khoa học Thủy lợi tỉnh An Huy..

Một số công thức thực nghiệm được thống kê trong bảng .

Bảng 1.3 - Tính chiều dài dong phun

T | Tác giá Biểu thức tính tốn L Ghi chú

9 - góc mũi hit (°)

093500240 2. Z, - đầu nước tính từ mặt Viện 0/007 035 nước thượng lưu đến cuối

thiết kế mũi hat (m)

nước v tiền gin)

R 0 - góc mũi hat (rad)

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

TT) Tác giả “Biểu thức tính tốn L Ghi chú

Ghi chit trong của lưỡi nước (m)

P; - cao độ của đập trần (m) | R= ban kinh cong của mũi

5 hất (m)4q- lưu lượng đơn vị (mÙS.m)

cot nude ten định tr Z'- chênh cao từ định đập

- cột nước tì " :

he cột nước trên định trân (M) 2. an mg hột (m)

T- chiều sâu xói lớn nhất

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

TT | Tác giả “Biểu thức tính toán L Ghi chúk - hệ số hiệu chỉnh

sin cos + vccos fn] P chốnh lệch độ cao từ

Lek mũi phun đến mặt nước hạ

ưu (m)

k=L thực do/L lý thuyết # - gia tốc trọng trường

1. Khi đồng 2 pha thik =0,92 | (4

2. Khi dng phun khuếch tán ở |Z chênh lệch mực nước _ cửa ra máng tháo nước | thong ha hw (m)

t0 vo - vận tốc trung bình Khoa i

.. cuỗi mũi hat (m/s)

Thủy lợi I ; Hy - cột nước trên mũi hất

Trong tính tốn góc nghiêng 0 chỉnh là góc nghiêng của mũi phóng.

Hiện nay đã có nhiều nghiên cứu nhằm chính xác vấn đề này nhưng vẫn chưa.

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

đạt được độ chính xác dé ứng dung, lựa chọn góc 0 có ảnh hưởng đến chiều dài phóng xa L rit lớn. Theo đường Parabol tim được góc 0 như sau

Ogu, =cotag|1+—bạ, = COLA IT +

Trong đó:

P- là chiều cao từ đỉnh mũi phun đến mực nước hạ lưu (m) 'T- là chiều sâu lớp nước tác dung vào đoạn mũi phun (m)

Khi P= 0 thì 6„..= 45° có khoảng cách phóng xa nhất và tác dụng của

dịng chảy xuống ha lưu cũng mạnh mẽ nhất. Tuy nhiên trong thực tế bao giờ

cũng có P>0 tương ứng với 0<45°

Trong thực tế thường dùng góc <45°, Khi mũi phun đặt ở vị trí đoạn cong thân đập trên cao nên đừng 0=15°- 25”, Các trường hợp khác góc 0=25"-30". 35”, bậc thấp.

(035° 40” thì lúc này cự ly phóng lớn nhất. Khi bổ trí mũi phun ở trên cao ở

30°. Các mũi phun có bậc cao thấp khác nhau, bậc cao 0=

gan với đỉnh đập tràn thi góc phóng nên chọn nhỏ đẻ tránh rung động. 1.3.3. Vận tốc bình quân của dịng chảy tại mũi phun.

"Tốc độ bình qn của dịng chảy tại mũi phun được xác định theo cơng thức: v=g/2gh

Các nhân tổ ảnh hưởng đến v chủ yếu là: chiều cao cột nước tác dung đến mũi, các tổn hao của ding chảy ở cửa vào, cửa ra, theo đường biên cơng

trình. Tồn bộ các tổn thất này được phản ảnh qua hệ số lưu tốc @. Trong thực

tế tinh tốn khó có thé phân tích lý luận để xác định giá trị g. Chỉ có thé thơngqua mơ hình hoặc tài liệu quan sát ngun hình các nhân tổ chủ yếu, tìm ra

cơng thức kinh nghiệm. Hiện nay tồn tại nhiều cơng thức dé tính @ của nhiều.

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

tác giả cho kết quả tính tốn khác nhau.

= Cơng thức của Sở thủy lợi Đơng Bắc Trung Quốc: ø'

"Trong đó S’=( Z’)*+(B'Y' chiều dai dng chảy trên mặt đập. Z’ là khoảng,

cách từ đỉnh đập đến đến đỉnh mũi phun. B’ là khoảng cách trên mặt phương.

ngàng từ định đập đến đỉnh bậc nhảy.

. any

= Cơng thức của Trần Xn Đinh: a |

'Trong đó: q là lưu lượng đơn vi ở đỉnh tran (m'/s/m)

H là chiéu cao cột nước (m) tính từ thượng lưu đến điềm thắp. nhất của đoạn cong.

- Công thức của Viện thủy lợi Nam Kinh: ø=083”° +0,65

Trong đó: họ là cột nước tràn; Z° là khoảng cách từ đỉnh đập đến đếnđình mũi phun.

- Theo cơng thức của Liên Xơ cũ: y =1~0/015

"Trong đó: S'=(Z ))+(B`)Ẻ chiều dai dịng chảy trên mặt đập. Z là khoảng,

cách từ đỉnh đập đến đến đỉnh mũi phun. B` là khoảng cách trên mặt phương

ngàng từ định đập đến đỉnh bậc nhảy; họ là cột nước tràn.

Tit các cơng thức tính tốn ọ ở trên ta thấy rằng hệ số lưu tốc chịu ảnh.

hưởng của hai yếu tố cơ bản đó là lưu lượng qua tràn q và chiều dai của dòng.

chảy S"

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

Ban kính cong của đoạn cong ngược

“Trong thực tế ta thấy rằng độ dài và bán kính cong của đoạn cong ngược.

có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả làm việc của mũi phun. Khi chiều dai và bán

kinh cong của đoạn cong thích hợp thi góc phóng gần với góc tiếp tuyến của.

đoạn cong.

Đã có nhiều nghiên cứu nhằm xác định góc phóng 0 hợp lý, khi các giá trị khác không thay đổi, R tăng thi chiều dài phóng xa cũng tăng. Khi R đã vượt quá một trị số giới hạn thì chiều phóng xa cũng giảm nhỏ.

Khi R khơng biến đổi, q tăng chiều dài phóng xa cũng tăng, khi q ting đến một trị số nhất định thì chiều dài phóng xa cũng giảm.

“Theo kinh nghiệm thiết kế hiện nay, ở Mỹ đối với bán kính ở c¿

chọn R= 10, đối với bậc thắp R=8b trong đó b la chênh I hh giữa cao độ điểm

thấp nhất của đoạn cong và đỉnh mỗi phóng

Trung Quốc khi thi

dong nước ở điểm thấp nhất của đoạn cong.

lùng cơng thức R=(6:8)h, trong đó h là độ sâu

1.3.5. Độ sâu của hồ xói

t các phương pháp là đều bắt nguồn từ một dil

Đã có rit nhiều nghiên cứu về độ sâu của hỗ xói sau dong phun nhưng nhìn chung hau kiện cụ thể,đưa vào các điều kiện nghiên cứu trong phịng thí nghiệm hoặc lý thuyết cân

bằng thứ ngun đưa ra được cơng thức tính độ sâu hồ xói (cơng thức chỉ chứa các tham số chủ yếu cỏn lại là các

Các công thức đều căn cứ vào lý thuyết khuyếch tán của ding tia ngập,

kết hợp lý thuyết cơ học đá và thơng qua thí nghiệm cũng như các số liệu.

quan trắc ở cơng trình thực tế xây dựng được các cơng thức tinh tốn. Phần

lớn các cơng thức có dang chung: T= Kq”H”,

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

Trong đó: T là chiều sâu hồ xói tinh từ mực nước ha lưu. (m) q là lưu lượng đơn vị (m*/s/m)

H là chênh lệch mực nước thượng hạ lưu (m)

K là hệ số phản ảnh tỉnh hình địa chất nén gọi là hệ số hé xói. Nhiều tác gi đã thành công trong việc nghiên cứu tim ra các số mũ mn và hệ số K, dưới đây nêu một số cơng thức.

Bảng 1.4- Tính tốn chiều sâu xói

TTỊ Tie gia “Cổng thức Ghi chí

ts cột nước hồ xói (m),

k,~ hệ số chồng xói của đá

tinh lồng sơng,

5 p= hệ số góc vào của dong

¡ | Từ Thường x, = Heo phun,

Thiện ø - độ tan rộng của dong phun

“Trương Phúc khí nền của đá (trang thai bão

hồ), đơn vị (T/mÌ) hay

</div>Trang 28<div class="page_container" data-page="28">

6 độ thơ thủy lực của đá, .4- lưu lượng đơn vị (mÌ⁄..m),

B.F Maston T=1549

Z - chênh lệch cột nước

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

TTỊ Tie gia “Cổng thức Ghi chú

thượng hạ lưu tràn (mm),

ds - độ sâu xói cuối cùng (m), .Z - chénh cao từ mũi hat đến

lịng sơng (m),

dd - kích thước bình qn của.5 | VaidyaMP. vật liệu xói ở lồng sông (m),

tụ" | Cle gwar hid oe

6 | Asehoktich| Tra” ch "

phan trên,

—— Các ký hiệu như đã ghi ở các

H A.Veronese T Ach ae A ` „

oF nên

fn!) | Các ký hiệu như đã ghi ở các

8 | ChiJaxger T=6n92S,03[ _ „

(at) dn ren

9y - chiều sâu hồ xói (m),

9 |WeBggenberger) T=t, + hy =2288 hụ - chiều sâu nước hạ lưu,h- cột nước trên đình tràn

Các ký hiệu như đã ghi ở các

10 | WHartung phần trên

hụ=I.84””

</div>Trang 30<div class="page_container" data-page="30">

TTỊ Tae gia “Công thức Ghi chú

12 | Tiêu Văn Sinh | T=062—9 Y9 ——

ad 0s =D vo - lưu tốc dng phun đổ vào

</div>Trang 31<div class="page_container" data-page="31">

TT] Tie gid Cũng tức Ghi chi

ar nghĩa như hình bên

| Í Các ky hiệu như đã ghi ở các

1⁄4. LỰA CHỌN CÁC THONG SO MUI PHUN DẠNG 2 1.4.1. Các dạng mũi phun 2 ting

Như chúng ta đã biết hình thức tiêu dịng phun là hình thức thức tiêu

năng khá phổ biến ở các cơngnước phóng ra xa chân công

inh thủy lợi, thông qua mũi hat dé day luôngvita không làm ảnh hưởng đến én định của

</div>Trang 32<div class="page_container" data-page="32">

cơng trình và khơng gây xói lở nghiêm trọng ở hạ lưu. Hình thức của tiêu hao

này là dựa vào ma sát của đường biên và sự khếch tán của dịng nước vào

khơng khí mà làm giảm bớt năng lượng thừa do chênh lệch cột nước sinh ra

khi chuyển tải về hạ lưu. Vì vậy mà mũi phun đóng vai trị quan trọng trong. việc tiêu tan năng lượng, chính vi vậy ma ta cần phải lựa chọn tính tốn các

thơngmũi phun.

"Trong thực tế chúng ta đã nghiên cứu tính tốn và áp dụng một số các,

dang mũi hắt cơ bản như mũi hắt liên tục, mũi hắt so le (mũi hat 2 tang).

Khi tính tốn lựa chọn mũi hắt tùy vào điều kiện cụ thể để ta lựa chọn

hình thức mai hắt hợp lý nhất để phát huy được hiệu quả tiêu năng của dong

</div>Trang 33<div class="page_container" data-page="33">

Tường phần dong Mố phóng Hình 1.1 - Một số hình thức mũ

Qua thực tế thường bố trí kết cấu tiêu năng cuối doc nước theo kinh

nghiệm như sau:

- Lâm góc loe cuối máng phun 8 +12° (hình 1.1)

- Làm tường phân dịng cuối máng phun (hình 1.1) giữa các cặp tưởng, gần nhau lấy loe rộng ở trung tâm là 15 +18° và ở bên cạnh 5 +8”, do đồ làm

tăng góc loe chung

- Làm các mồ phóng ở cuối máng (hình 1.1); khi lưu tốc 8 *l5m/s thi

chiều cao của mồ phóng khoảng (1,2 +2,0)h; chiều rộng khe hở khoảng 1,5 + 2,0 lin chiều rộng mé phóng . Các tia dịng phóng ra từ mé phóng sẽ ngậm

</div>Trang 34<div class="page_container" data-page="34">

khí nhiều hơn và bị khơng khí làm khuếch tán nhanh. Mé phóng có dang hình.

cung với góc phóng ra B=30+60”.

Mũi phun khơng liên tục (hay so le) có nhiều ưu điểm vì đồng chảy qua

mũi phun va đập trong khơng khí, xáo trộn mạnh khi dé xuống hạ lưu do đó

giảm vận tốc và sóng ở hạ lưu, nên giảm khối lượng gia cổ bảo vệ hạ lưu cơng trình. Tuy nhiên do chưa có tai liệu hướng dẫn tinh tốn xác định kế

phun khơng liên tục, thưởng chỉ qua thí nghiệm cho cơng trình cụ thé ma

xác định.

1.4.2. Một số các hình thức mũi hắt đã được ứng dung

Hiện nay các cơng trình ở nước ta cũng như nhiều nước trên thé giới

dang sử dung dang mũi hit tạo dịng phun, có thé phân thành 7 dạng sau:(1) Dạng tiêu năng dòng phun có mũi hat liên tục và so le

(2) Mũi phun 2 bên có dạng đường trượt tuyết, đường xa lũ va dap.

(3) Tiêu năng dong phun va đập trên dudi bởi ngưỡng, cao và thấp.

(4) Cuối đường xã lũ hoặc trên đập vịm có trụ phân dịng tiêu năng theoluỗng phóng

(5) Đi trụ rộng tạo dạng khe hẹp hướng dọc khuếch tán tiêu năng.

đồng phun.

(6) Mũi hat khuếch tán, mai hắt uốn cong, mũi phun xoắn hoặc mũi hat

xiên tiêu năng dòng phun.

(7) Dòng đồ tự do xuống lớp nước đệm bể tiêu năng.

Mũi hat liên tục và so le loại (1) được dùng phổ biến ở hẳu hết các cơng,

trình thủy lợi tiêu năng phóng xa, năng lượng tiêu hao trên mặt đập và trongkhông gian đều tương đổi ít, do đó năng lượng tiêu hao trong lớp nước đệm

chiếm ty lệ lớn, thêm vào luồng dòng chảy đặc tập trung nên trong trường hợp. đầu nước cao, tỷ lưu lớn chiều sâu xói tắt nhiên sẽ sâu, vì vậy cần nghiên cứu

giải pháp tăng thêm năng lượng tiêu hao trong khơng gian.

</div>Trang 35<div class="page_container" data-page="35">

Ding hình thức dịng phun va đập trong khơng gian để có thể tăng hiệuquả tiêu hao năng lượng như dạng (2) va (3) và (4), nghĩa là làm cho dòng đặc

tập trung được phân tán thành nhiều dòng rơi xuống mặt nước hạ lưu, nhằm

giảm nhẹ độ sâu xói lịng sơng. Hình thức tiêu năng của dap vòm Lưu Khê

như Hink 1.2, làm cho lưu tốc dong rơi từ 30m/s giảm xuống 20m/s, giảm nhẹ xói lịng sơng, chiều sâu hỗ xói nơng hơn. Hay như đập vịm Phong Mãn ở ‘Trung Quốc dùng 6 khoang có mũi hất cao và 7 khe có mũi hat thấp (so với mũi hat cao thấp hơn 27,96m) đều tạo dịng phun vào trong khơng gian để

luồng trên và luồng dưới va đập với nhau. Từ kết quả thí nghiệm cho thấy rằng dịng phun trong không gian sau khi va đập khuếch tin được trộn khí nên

dong roi xói lịng sơng tương đối nơng, như đập T.Hbr.Sky ở Tiệp Khắc có

mũi hất cao và thấp sau khi thí nghiệm dịng phun va đập với nhau kết quả là „ Đập Lakhwar Án Độ lại bố trí ở dịng rơi cho hệ số lưu tốc giảm đi gần 40%

mũi hit thêm các mé phân đòng cao lên 8m tạo thành 2 dòng phun cao thấp. va đập lẫn nhau đã đạt được hiệu quả tiêu năng tốt.

Hình 1.2- Đập vịm Lưu Khê

(cơng trình tiêu năng ngưỡng cao thấp)

Hình thức tiêu năng như dạng (5) có khe hẹp là một loại thích hợp với

lịng sơng hẹp, đây là loại hình thức mới. Đặc điểm của nó là thu hẹp cửa ra của mũi hat khiến cho dòng chảy theo hướng dọc được khuếch tán day đủ,

</div>Trang 36<div class="page_container" data-page="36">

kéo din khoảng cách bién trên và biên dưới của ding phun và tăng thêm mặt

tiếp xúc của dịng phun với khơng khí, khiến cho lượng trộn khí lớn, tăng

thêm tỷ lệ % năng lượng tiêu hao, so với mũi hat dang hình thang có mặt tiếp

xúc dòng rơi với lớp nước đệm hạ lưu rộng hơn nhiều, có tác dụng rõ rệt giảm.

chỉsâu xói lịng sơng hạ lưu.

Vi dụ, ở Tây Ban Nha năm 1970 xây dựng đập vịm Almendra, bên trái

bố trí 2 khoang xả mặt, phía sau nối tiếp hai máng thác, chiều rộng khoang là

15m, cao là 12,5m, trên chiều đài 190m có chiều rộng thu hẹp lại Sm, sau đó.trên 10m chiều dai lại thu hẹp thêm chiều rộng vào 2,5m, tỷ lưu lượng ở mũi

phóng dat tới 620m /s.m, lưu tốc đạt tới 40m/s. Ở Tây Ban Nha đập vòm kiểu

trọng lực Aldeadavila ty lưu của mũi phóng 833m”⁄s.m, hiệu quả tiêu năng. tốt, đây là một dang tiêu năng rất có xu hướng phát triển.

Ding trụ pin có đi rộng ra là để thu hẹp lỗ cửa van, khiến cho dòng,

chảy qua cửa van bị thu hep nhưng đến phin dưới mặt đập lại nhanh chóngmỡ rộng là một dạng tiêu năng có hiệu quả tương đối tốt. Loại tiêu năng này

lần đầu áp dụng ở đập tràn Đan Giang Khẩu, Trung Quốc.

Hình thức tiêu năng (6) có tác dung là làm cho dịng phun phóng xuống

hạ lưu phun vào lịng sơng một cách tốt hơn và khiến cho dịng phun sinh ra. khuếch tán nhất định; ví dụ mũi phun xoắn của đập Toriniti; cơng trình thủy.

điện Lưu Gia Hiệp trin xã lũ bên bờ trái sử dụng đường cong mũi hắt xiên

dem dịng phun đỗ vào trong sơng, khiến cho mái bờ khơng bị xói 16; mũi

phun phát tin của trạm thủy điện Cơnđơpơj

Có một số đập vịm dùng biện pháp tiêu năng theo dang mục (7), dong

chảy từ đỉnh đập đơ xuống bể tiêu năng có lớp nước đệm. Năm 1968 Moxiloker ở Mỹ xây đập vòm cao 185m, lưu lượng tháo lũ 7800m's, tỷ lưu lượng 170m'/s.m. Đặc điểm bố trí là mũi hat đỉnh đập ngắn, chiều dai dịng. phun tương đối nhỏ, góc đổ vào mặt nước lớn, vị trí hỗ xói gần chân đập cho.

</div>Trang 37<div class="page_container" data-page="37">

nên dạng bố trí này thi ving chân đập cần có lớp nước đệm đủ sâu và điều kiện địa chất tương đối tốt.

Qua các dang mũi hắt trên ta thấy rằng việc chọn hình dang mũi hắt phải kết hợp với dang đập tràn, bồ trí cơng trình đầu mối, địa hình lịng sơng, nẻn.

dé và điều kiện dòng chảy để chon cho hợp lý.

1.4.3, Thông số cơ bản của các dang mũi phun 2 ting

Đưới đây tác giả xin nêu 3 dạng mũi phun 2 ting. Nghiên cứu bài tốn khơng gian trên mơ hình tổng thé Trin xả lũ có dốc nước rộng B= 58m, dài

79m. Tiền hành thí nghiệm với 3 cấp lưu lượng Q= 4000; 5000 vả 6000mŸ/s

18.97; 86.21; 103.45 m'/s/m), với các độ đốc i thay đôi(hi lượng don vig

1.4.3.1. Mai phun dang 1

Mũi hắt dang 1: N6i tiếp với đốc nước là đoạn mũi phun dài 25m chỗ tiếp nối với đốc nước được đặt nằm ngang, cao trình tại vị í nối tiếp thay đổi

theo độ đốc ¡, do được đặt nằm ngang nên góc của mũi hắt khơng thay đổi

0", 25°, Rị=

25m góc hắt va bán kính ngược của mũi phun, chỉ tiết xem Hinh 1.3. 0= 15m góc hat và bản kính ngược của khe (ränh); 0;

Cit dạc ~ mũi phun dạng 1 Mặt bằng mai phun dang | Hình 1.3— Chỉ tiết mũi phun dạng 1

</div>Trang 38<div class="page_container" data-page="38">

1.4.3.2. Mãi phun dang 2

“Mũi hắt dang 2: Gần tương tự như mũi phun dạng 1, chỉ khác về hình

dang mé , do được đặt nằm ngang nên góc của mũi hắt khơng thay đổi 0, Rị¡= 0 m góc hat và ban kinh ngược của khe (rănh) được đặt nằm ngang bằng.

= 25m góc hi

với cao trình của cuối đốc; 0; Ềvà bán kính ngược của

Cit đọc ~ mũi phun dang 2 Mặt bằng — mũi phun dạng 2

Hình 1.4 — Chỉ tiết mũi phun dạng 2

1.4.3.3. Mai phun dang 3

Mai it dang 3: Khác với mũi phun dang | va mũi phun dang 2, mũi

đốc theo d dé

iii hắt cũng thay đổi theo độ đốc i.

phun dang 3 thì đoạn cuối đốc nước đầu mũi phun được

chính vì vậy mà góc của mí

Trong giới hạn của luận văn, tác giả xin tập trung nghiên cứu mũi phun dạng 3 đã được nghiên cứu là tốt hơn so với dạng 1 và dạng 2:

4) Góc của khe (rãnh)

~ Với độ dốc đốc nước i=20%, góc của khe (rãnh) 0,<16°' = Với độ dốc đốc nước i=25%, góc của khe (rãnh) 8,<13°

= Với độ dốc đốc nước i=30%, góc của khe (rănh) 9,<]0°

</div>Trang 39<div class="page_container" data-page="39">

4) Góc của mo phun

= Với độ dốc đốc nu 10%, góc của mồ phun 6;<26°

~ Với độ dốc đốc nước i=25%, góc của mé phun 8;<23" = Với độ dốc đốc nước i=30% „ góc của mồ phun 03520"

Bán kính cong ngược khơng thay đổi khi độ đốc ¡ thay đổi R,

eee ea eT

‘Cit dọc ~ mũi phun dang 2. Mặt bằng. Hình 1.5 ~ Chỉ tiét mãi phun dạng 3

mũi phun dạng 2

1.8. CÁC KET QUÁ NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC VE

TRAN XA LŨ DẠNG MUI PHUN 2 TANG.

1.5.1, Kết quả nghiên cứu trong nude:

- Công trình thuỷ điện Hồ Bình tuy đã có thí nghiệm mơ hình, nhưng,chưa nghiên cứu kỹ; nên sau 15 năm vận hành và khai thác đã xảy ra hiệntượng xâm thực bêtơng mũi phóng cuối đốc nước và x6i lở ở hạ lưu trần.

- M6 phân ding (xẻ rãnh) đã áp dụng cho các tràn xả lũ: hồ Núi Cốc,

Kẻ Gỗ.

- Từ năm 2007 đến 2010 Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam đã thực hiện

</div>Trang 40<div class="page_container" data-page="40">

đề tài nghiên cứu với 3 dạng mũi phun; 6 độ dốc của dốc nước khác nhau i =

12%, 15%, 18925% và 30% (độ đốc i < 30%). Đề lựa chọn mũi phun

hợp lý thông qua 4 thông số thủy lực chính: vận tốc dịng chảy vùng mũi

phun, áp st âm vùng mai phun, chiều dai phóng xa của đồng phun va chiều sâu xói ở hạ lưu tràn. Kết quả nghiên cứu đã xác định được góc hat mồ phun ứng với các độ dốc của đốc nước i = 12%, 15%, 18%, 20%, 25% và 30%, khoảng cách các mồ phun...

1.5.2. Kết quả nghiên cứu trên thể gi

- Khoa Thuỷ lợi của Trường đại học Thiên Tân (Trung Quốc) đã nghiên

cứu trên mơ hình va rút ra kết luận: dạng mé so le hình thang so với mồ so le

dang chữ nhật có độ sâu xói giảm 20-30%; mái bên của mé hình thang

m= 0,50 khơng sinh ra dp suất âm hoặc nếu có cũng nhỏ.

- Kết quả thí nghiệm Chastang của Pháp: khi ding mé răng hình thang

với lưu lượng thích hợp, chim ding phun bay xa hình thành dang móng ngựa;

diện tích dịng phun khuếch tán nhiều lần, một mặt có thể giảm nhỏ năng.

lượng tác dụng trên đơn vị diện tích ở hạ lưu, mặt khác dịng phun tăng thêm

diện tích tiếp xúc với khơng khí nên thuận lợi cho luỗng phun của nước trộn

bọt khí dé tan. Hai bên mồ của hình thang là một mặt nghiêng nên dịng chảy. qua mũi hat ít có khả năng phát sinh áp suất âm, đây là một ưu điểm của dạng.

mũi phun này.

</div>