Giáo trình thủy công Tập 1 - Chương 7 docx

Chơng 7 Công trình tháo lũ ngoài thân đập
ò.1 Khái niệm chung
Khi xây dựng đầu mối công trình hồ chứa nớc, ngoài đập, công trình lấy nớc và
một số công trình phục vụ cho mục đích chuyên môn. Cần phải xây dựng công trình
để tháo phần nớc lũ thừa không thể chứa trong hồ chứa (có lúc có thể đặt dới sâu để
đảm nhận thêm việc tháo cạn một phần hay toàn bộ hồ chứa khi cần thiết kiểm tra
hoặc sửa chữa). Có công trình tháo lũ thì hồ chứa mới làm việc bình thờng và an
toàn.
















H
ình 7.1 : Tràn xả lũ Ayunhạ - Gia Lai
Thực tế có hai nhóm công trình tháo lũ : Tháo lũ qua thân đập và tháo lũ ngoài thân
đập. Trong chơng này ta chỉ nghiên cứu nhóm công trình tháo lũ ngoài thân đập.
Công trình tháo lũ ngoài thân đập đợc xây dựng trong các điều kiện sau:
1. Khi đập dâng làm bằng vật liệu địa phơng, đập bản chống không thể bố trí
tràn hoặc công trình tháo sâu đi qua ngang thân đập.

2. Khi tuyến dâng nớc hẹp không đủ bố trí tràn trong đập bê tông trọng lực và
bê tông cốt thép.
3. Khi công trình tháo lũ thi công là đờng hầm, ngời ta nối tiếp đờng hầm
dẫn dòng với công trình tháo lũ tạo nên công trình tháo lũ trong thời gian
khai thác.

125
Công trình tháo lũ ngoài thân đập có mấy hình thức sau:
1. Đờng tràn dọc
2. Máng tràn ngang
3. Giếng đứng
4. Xi phông tháo lũ
5. Đờng hầm
Công trình tháo lũ có thể có cửa van khống chế cũng có thể không. Với hệ thống
lớn, dung tích phòng lũ lớn, khu vực ngập lụt ở thợng lu rộng thì thờng dùng loại
đờng tràn có cửa. Đối với hệ thống công trình nhỏ, tổn thất ngập lụt không lớn,
thờng dùng đờng tràn không có cửa.
Công trình tháo lũ giữ một vị trí rất quan trọng trong hệ thống công trình đầu
mối. Vốn đầu t để xây dựng công trình tháo lũ cũng chiếm một tỷ lệ khá lớn trong
tổng vốn đầu t để xây dựng hệ thống. Vì vậy, cần đặc biệt chú ý từ việc chọn tuyến,
loại công trình, tính toán thuỷ văn, thuỷ lực cho đến kết cấu khi thiết kế công trình
tháo lũ.
ò2. Tính toán điều tiết lũ, Xác định các thông số thiết
kế tràn x lũ
Nhiệm vụ của tính toán điều tiết lũ là thông qua tính toán để xác định đờng quá
trình lu lợng xả lũ, dung tích phòng lũ, mực nớc gia cờng và lu lợng tháo lũ lớn
nhất qua công trình.
I.Tài liệu cần thiết cho tính toán điều tiết lũ
- Đờng quan hệ giữa mực nớc trong kho nớc và lu lợng xả lũ. Nó phụ thuộc
chủ yếu vào hình dạng (tràn tự do, cống xả sâu,), kích thớc của công trình xả.

- Đờng đặc tính dung tích kho nớc : quan hệ mực nớc trong kho (Z) và diện tích
mặt hồ (); quan hệ giữa mực nớc trong kho (Z) và dung tích kho nớc (W).
- Đờng quá trình nớc lũ thiết kế theo tiêu chuẩn phòng lũ cho hạ lu hoặc theo tiêu
chuẩn thiết kế của công trình. Theo tiêu chuẩn thiết kế của công trình, tần suất lũ thiết
kế đợc lấy theo bảng 7.1 (TCXD-VN 285: 2002).
Bảng 7.1 :
Cấp công trình I II III IV V
Tần suất thiết kế (%)
0,1ữ0,2
0,50 1,00 1,50 2,00
Lu ý : Tần suất nhỏ áp dụng cho những công trình có dạng lũ phức tạp thờng
xuất hiện ở miền núi, trung du. Tần suất lớn áp dụng cho các công trình có dạng
lũ ổn định thờng xuất hiện ở vùng đồng bằng.

II. Nguyên lý cơ bản tính toán điều tiết lũ và các dạng đờng quá trình xả lũ
1.Nguyên lý cơ bản tính điều tiết lũ

126
Nguyên lý cơ bản của các công thức tính toán điều tiết lũ là cân bằng lợng nớc
đến và lợng nớc xả của kho nớc. Xét một thời đoạn t phơng trình cân bằng nớc
có dạng :
1
2
.(Q
1
+ Q
2
) t -
1
2

(q
1
+ q
2
) t = W
2
- W
1
Q
1
, Q
2
: lu lợng chảy vào kho ở đầu và cuối thời đoạn t.
q
1
, q
2
: lu lợng chảy ra từ kho (xả lũ) ở đầu và cuối thời đoạn t.
W
1
, W
2
: dung tích kho nớc ở đầu và cuối thời đoạn t.
2.Các dạng đờng quá trình xả lũ
Khi tính toán điều tiết lũ, vấn đề chủ yếu là sau khi đã biết đờng quá trình lũ đến
(Q~t), tiến hành nghiên cứu lợng nớc chứa trong kho V
m
và đờng quá trình xả lũ
(q~t) với lu lợng xả lớn nhất là q
m

(hình 7.2 và 7.3).
a.Tràn tự do (không cửa)
Khi lũ mới đến đầu nớc trên đỉnh đập tràn còn thấp (h 0) nên lu lợng xả lũ
nhỏ hơn lu lợng nớc đến (q<Q) phần thừa (Q
tb
q
tb
).t đợc chứa trong kho làm
tăng dung tích kho và mực nớc trong kho. Vì dung tích kho tăng nên mực nớc trên
đỉnh đập cũng tăng, lu lợng xả q cũng tăng dần. Sau khi nớc lũ đạt đến trị số lớn
nhất Q
m
đờng quá trình lũ hạ thấp nhng Q vẫn lớn hơn q nên dung tích kho nớc
vẫn tăng kéo theo q tăng nhng mức độ tăng chậm. Đến thời điểm t
A
hai đờng quá
trình gặp nhau (Q= q) và lu lợng xả đạt cực đại (q=q
m
). Qua điểm A, Q vẫn tiếp tục
giảm nhng lợng nớc trong kho vẫn còn cao để xả hết lợng nớc đó q phải lớn hơn
Q, mực nớc trong kho giảm dần nên lu lợng xả q cũng giảm dần (hình 7.2).
q ~ t
t
Qm
q
m
Q ~ t
Q
q
m

V
A
t
A














H
ình 7.2
b.Tràn có cửa van
Đối với tràn có cửa van, tuỳ theo tình hình dự báo lũ, yêu cầu phòng lũ cho hạ lu
và công trình, quá trình đóng mở cửa van để xả lũ có sự khác nhau. Sau đây ta xét
dạng một số trờng hợp thờng gặp.

127
1. Khi lũ đến mở van xã một lu lợng q=Q đến. Thời điểm t
1
, do Qđến tăng nhanh
nên Q>q lúc đó ta mở hẳn cửa. Từ t

1
trở đi dạng đờng quá trình xã q~t giống nh
trờng hợp không có cửa (hình 7.3a).
2. Khi gặp lũ lớn, nếu sau thời gian t
2
cửa vẫn mở tự do thì lu lợng nớc xả vợt
quá lu lợng xả lũ cho phép không đảm bảo an toàn cho vùng hạ lu đợc phòng
lũ, nên sau t
2
đóng bớt cửa để khống chế lu lợng xả (hình 7.3b).
3. Khi vùng hạ lu cần phòng lũ nằm ở xa công trình, từ thời điểm t
2
phải đóng bớt
cửa để lu lợng xả lũ cộng lu lợng khu giữa không đợc lớn hơn lu lợng an
toàn của vùng đợc phòng lũ (hình 7.3c).
4. Khi có dự báo lũ trớc thì ngay trớc khi lũ đến mở cửa xã trớc với q >Q, làm
cho mực nớc trong kho bị hạ thấp dần dẫn đến q giảm và trong thời gian đó Q
tăng cho đến thời điểm t
1
thì Q = q. Sau t
1
thì Q > q và dạng đờng quá trình sẽ
giống nh tràn không có cửa. (hình 7.3d)

at
q
q ~ t
Q
q
Qm
Q
q ~ t
q
m
Qm
q
Q ~ t
t
t
q ~ t
Q ~ t
t
q
Q

Qm
t
q ~ t
Q ~ t
at
q
Q
q
Qm
t1 t2 t1 t2 t3
t1 t2 t3 t1 t2
Q ~ t
Vm
Vm
Vm
Vm
H
ình 7.3
d)c)
b)a)
ò3. Đờng tràn dọc
I.Điều kiện sử dụng và bố trí đờng tràn dọc
1.Điều kiện sử dụng
Đờng tràn dọc tháo lũ ven bờ hoặc eo núi là loại công trình tháo lũ kiểu mặt và
thờng gặp nhất, khi không đợc phép hoặc không có điều kiện tháo qua thân đập.
Đặc điểm chủ yếu của nó phần tràn là một đập tràn bình thờng.
Loại công trình có những u điểm sau :
1. Thi công và quản lý đơn giản vì nó là công trình kiểu hở.
2. Xây dựng đợc trong nhiều điều kiện địa hình khác nhau, có thể bố trí ở đầu
đập, sát ven bờ hoặc ở vùng eo núi khác trong lu vực cách xa thân đập.

128
3. Yêu cầu về địa chất không cao, có thể xây dựng đợc cả trên nền đất và nền
đá xấu.
4. Có thể tháo đợc với lu lợng lớn, chiều dài diện tràn rộng.
5. Việc vận hành và nâng cao khả năng tháo không phức tạp nh công trình
ngầm, độ an toàn về phòng lũ lớn, do đó nó là loại công trình tháo lũ an toàn.
2. Bố trí đờng tràn tháo lũ
Khi bố trí phải căn cứ vào địa hình, địa chất, khả năng thi công, nhng cần lu ý
các vấn đề sau :
- Đờng tràn tách khỏi đập dâng nớc để sự nối tiếp giữa công trình bê tông (của
đờng tràn) và đập dâng nớc bằng vật liệu địa phơng đỡ phức tạp và giảm
đợc khối lợng tờng chắn đất. Tuy nhiên không nên bố trí quá xa hoặc sâu
vào bờ, vì khối lợng đào sẽ tăng.
- Khi bố trí kênh dẫn vào ngỡng tràn và kênh tháo sau ngỡng tràn, cần chú ý
điều kiện thủy lực, tránh cho mái đập ở thợng lu khỏi bị xói lở do dòng chảy
từ hồ vào ngỡng tràn, phần cửa ra cách chân đập hạ lu ít nhất 60m và bảo vệ
cho hạ lu công trình, đồng thời khối lợng công trình phải nhỏ nhất.
Trong thực tế xây dựng có thể gặp các trờng hợp bố trí sau đây :

H
ình 7.4 : B
ố
trí đờng tràn
qua eo núi
- Đờng tràn qua eo núi, eo đồi (hình 7.4). Nếu cao trình eo núi, eo đồi băng
hoặc xấp xỉ cao trình ngỡng tràn, sẽ rất thuận lợi cho việc bố trí ngỡng tràn,
lợi dụng khe núi phía sau để bố trí kênh tháo đa nớc xuống hạ lu sông cũ.
Việc bố trí đờng tràn nh vậy giảm đ
ợc khối lợng đào của kênh dẫn và kênh

tháo, đồng thời giảm đợc khối lợng bê tông của ngỡng tràn.















- Đờng tràn cạnh đập dâng (hình 7.5) : Khi không có eo núi, eo đồi thích hợp,
hai bờ thoải và có bãi tơng đối rộng ta bố trí đờng tràn tách rời cạnh đập
dâng. Trong trờng hợp yêu cầu tháo lũ lớn, bố trí một đờng tràn không thuận
lợi ta cũng có thể làm hai đờng tràn hai bên bờ.


129

H
ình 7.5 : Bố trí đờn
g
tràn cạnh đập dâng
II.Các bộ phận của đờng tràn dọc
Toàn bộ đờng tràn dọc có thể có các bộ phận : kênh dẫn thợng lu, ngỡng tràn,
kênh tháo hạ lu, bộ phận tiêu năng.
1. Kênh dẫn phía thợng lu
- Kênh dẫn có nhiệm vụ hớng dòng chảy thuận dòng vào ngỡng tràn. Tùy vị trí
ngỡng tràn mà phía thợng lu đờng tràn có kênh dẫn dài hoặc ngắn hoặc không có
kênh dẫn nhng cần có tờng cánh hớng dòng. Trên mặt bằng kênh dẫn có thể là
đờng thẳng hoặc đờng cong. Đờng viền hai bên bờ kênh ảnh hởng đến chế độ làm
việc của kênh dẫn, cho nên khi thiết kế cần chọn hình dạng hợp lý, kênh dẫn vào
ngỡng tràn nên có đờng viền hai bờ dạng cong hay dạng đờng dòng.
- Đáy kênh có độ dốc i=0 hoặc i<0 theo chiều dòng chảy.
- Mặt cắt ngang của kênh có thể hình chữ nhật (nền đá) hoặc hình thang (nền đất).
Mặt cắt kênh tơng đối lớn và thu hẹp dần về phía ngỡng tràn đảm bảo tháo đợc
lợng lợng với lu tốc không lớn lắm để không sinh xói lở đồng thời giảm đợc tổn
thất cột nớc ở đầu vào. Đoạn gần ngỡng tràn lu tốc tăng dó đó cần bảo vệ đáy kênh
và bờ kênh bằng đá lát hoặc tấm bêtông

H
ình 7.
6
: Kênh dẫn thợng lu
1. ngỡng tràn; 2. kênh dẫn; 3. bờ kênh; 4. tờng
cánh hớng dòng



130
2. Ngỡng tràn
- Ngỡng tràn có thể là đập tràn thực dụng hoặc đập tràn đỉnh rộng, trên đỉnh tràn có
hoặc không có cửa van. Trên nền đất, thờng ngỡng thấp nên theo hình thức đỉnh
rộng. Trên nền đá để tăng thêm khả năng tháo nớc làm giảm chiều rộng đờng tràn
có thể dùng đập tràn thực dụng.
- Tuyến tràn nớc thờng bố trí theo đờng thẳng. Nếu địa hình hẹp thì phải bố trí
theo đờng cong thậm chí là đờng gãy khúc để tăng diện tràn nớc.
- Cao trình ngỡng: Phụ thuộc vào yêu cầu phòng lũ, dung tích hiểu ích cảu kho
nớc, loại tràn có cửa van hay không có cửa van
+ Với tràn tự do không có cửa van: cao trình ngỡng bằng cao trình mực nớc
dâng bình thờng.

+ Với tràn có cửa van: cao trình ngỡng nhỏ hơn cao trình mực nớc dâng bình
thờng. Do đó có thể tạo đợc một dung tích phòng lũ trong hồ trớc khi có lũ
đến chống lũ có hiệu quả hơn. Tuy nhiên giá thành có thể đắt hơn, vì vậy để
quyết định phơng án có cửa hay không có cửa phải thông qua so sánh kinh tế
kỹ thuật.
- Khả năng tháo của ngỡng tràn : phụ thuộc hình thức ngỡng tràn, cấu tạo tràn, chế
độ chảy qua tràn (tham khảo giáo trình Thủy lực công trình, Quy phạm tính toán thủy
lực đập tràn QP.TL C8-76)
- Để sơ bộ xác định các thông số cơ bản của tràn, có thể tính theo các bớc sau:
a. Dựa vào yêu cầu phòng lũ, trên cơ sở mực nớc bình thờng và các yêu cầu dùng
nớc xác định đợc mực nớc cao nhất ở trong hồ (MNGC)
b. Xác đinh cao trình ngỡng tràn:
Cao trình ngỡng = cao trình mực n
ớc max H
Trong đó : H là cột nớc lớn nhất trên đỉnh tràn
H = (
q
m.
2g
)
2/3
m : hệ số lu lợng phụ thuộc vào dạng ngỡng
q : lu lợng riêng căn cứ vào điều kiện địa chất để chọn :
nền cát : q 25 ữ 40m
3
/s m
nền sét : q 50m
3
/s m
nền đá : q 50 ữ 80m

3
/s m
Nếu tràn là tràn tự do cao trình ngỡng lấy = mực nớc bình thờng
c. Sơ bộ xác định chiều cao cửa van a :
a=MNDBT - ngỡng + a
Với a: độ cao an toàn của cửa van
d. Xác định chiều dài tràn nớc

131
B =
Q - Q
tđ
-Q
k
q

Trong đó: Q : lu lợng tháo lũ thiết kế xác định sơ bộ dựa vào yêu cầu phòng
lũ cho hạ lu và dựa vào quá trình lũ đến.
Q
Tđ
: Lu lợng tháo qua nhà máy thuỷ điện (lấy bằng 2/3 tổ máy hoạt
động)
Q
K
: Lu lợng tháo qua các công trình khác nh cống
Sau khi có B, chia ra một số khoang tràn - với chiều rộng một khoang là b=(1.5ữ2)a
Từ đó xác định đợc tổng chiều dài tràn kể cả trụ van là:
B
o
= nb + (n-1) d

n : Số khoang tràn (nên lấy số lẻ)
d : Chiều dày trụ van
Những kích thớc vừa xác định chỉ mới sơ bộ. Để có kích thớc cuối cùng, ta
dựa vào đờng quá trình lũ đến (với p% thiết kế) và các số liệu đã có, tiến hành
tímh toán điều tiết lũ. Sau khi điều tiết lũ nếu MN max bằng MN chống lũ đã quy
định và q xã max< Q yêu cầu phòng lũ hạ lu thì các số liệu xác định sơ bộ trên là
hợp lý.
- Ta cũng có thể xác định kích thớc tràn theo cách sau : Đa các phơng án có
chiều rộng khác nhau, tiến hành điều tiết lũ, sau đó chọn phơng án tràn tối u trong
các phơng án đa ra, kiểm tra lại khả năng tháo qua tràn một cách tiết.
2. Kênh tháo sau ngỡng tràn
Giữ nhiệm vụ tháo nớc từ chân đập tràn xuống hạ lu một cách an toàn.
a. Kênh tháo kiều dốc nớc
- Dốc nớc là đọa kênh hở có độ dốc lớn (i>i
pg
). Trong trờng hợp xây dựng trên nền
đất hoặc nền đá xấu độ dốc thờng khoảng 3ữ8%, trên nền đá độ dốc có thể đạt tới
50% và có thể thay đổi thích ứng với điều kiện địa hình, địa chất.
Khi thiết kế cần so sánh độ dốc i
d
ứng với lu tốc lớn nhất cho phép của vật liệu với
độ dốc địa hình tự nhiên i
o
.
i
d
=
[v]
2
R.C

2

[v] : lu tốc cho phép của vật liệu làm dốc nớc.
R : bán kính thủy lực mặt cắt của dốc nớc.
C : hệ số sêdi.
+ Khi i
o
i
d
có thể thiết kế độ dốc của dốc nớc thay đối từ i
o
đến i
d
.
+ Nếu i
o
> i
d
, muốn thiết kế dốc nớc với độ dốc lớn hơn i
d
thì phải có biện pháp
tăng độ nhám của dốc hoặc làm hai dốc nối tiếp có độ dốc khác nhau.
- Mặt cắt ngang của dốc trên nền đất có dạng hình thang hoặc hình chử nhật. Bờ và
đáy dốc nớc thờng làm bằng bêtông, bêtông cốt thép, đá xây (hình 7.8). Bản bê tông
dày 0.15ữ0.50m, bản bê tông cốt thép dày 0.15ữ0.30m. Chiều dày bản đáy trên nền
đất hay nền đá xấu có thể sơ bộ lấy theo công thức Dobrobski :

132
t = (0.030 ữ0.035).v. h
v : vận tốc bình quân dòng chảy

h : chiều sâu dòng chảy
: hệ số phụ thuộc chất đất (nền sét =0.8ữ1.0; nền á cát và cát =1.5ữ1.0)






Cq-cqxcq csaCSAca



Cừe









H
ình 7.7 : Dốc nớc sau trànở tràn xả nớc thừa đầu kênh công trình ayunhạ-Gia Lai

H
ình 7.8 :Mặt cắt ngang dốc nớc


133
Các bản và tờng đều có khe lún đặt cách nhau (4ữ15)m, chiều rộng khe khoảng
1cm và có khớp nối dẽo. Trên nền đất cũng nh trên nền đá cần làm các lỗ thoát nớc
để giảm áp lực thấm và đẩy nổi.
Trên nền đá mặt cắt ngang dốc nớc có dạng chũ nhật hoặc hình thang mái rất dốc.
Nền là đá tốt thì chỉ cần cấu tạo giảm độ nhám, không cần đỏ bê tông. Trong trờng
hợp các bản đáy cần đỏ bê tông và nếu độ dốc lớn thì cần giữ cho ổn định bằng cách
néo các tấm bê tông vào đá bằng các néo cốt thép 20 đặt cách nhau 1ữ2m, một đầu
chôn sâu vào đá 1m, còn đầu kia gắn chặt vào bản bê tông.
- Nối tiếp dốc nớc với ngỡng tràn thờng gặp các trờng hợp sau :
+ Nếu ngỡng tràn là đập thấp, động năng ở chân đập nhỏ, tiêu năng sẽ tập trung ở
cuối dốc (hình 7.9a)
+ Nếu ngỡng tràn là đập cao, ở chân đập cần có hố tiêu năng, sau đó với nối tiếp
với dốc nớc và tiêu năng ở cuối dốc (hình 7.9b)
+ Trên nền đá tốt, tuy ngỡng cao, dòng chảy xiết lớn nhng có thể nối tiếp theo
dốc nớc và tập trung tiêu năng ở cuối dốc thông thờng kiểu mũi phun (hình 7.10)

Hình 7.10 : Đờng tràn ngỡng cao có dốc nớc trên nền đá, tiêu năng mũi phun
Tràn xả lũ thủy điện IALY Gia Lai




134

H
ình 7.9: Nối tiếp dốc nớc với ngỡng tràn
b) a)
- Trên mặt bằng dốc nớc có thể thẳng hoặc cong. Chiều rộng dốc nớc có thể là
không đổi từ đầu đến cuối dốc, và bằng chiều dài tràn nớc. Trong trờng hợp để tiết
kiệm khối lợng công trình ở đầu dốc làm đoạn thu hẹp (hình 7.7) hoặc dốc nớc thu
hẹp dần, nhng phải đảm bảo trị số lu lợnh riêng cuối dốc nhỏ hoen trị số cho phép
đối với nền.
- Tính toán thủy lực dốc nớc : Khi tính toán thủy lực dốc nớc ta cần giải quyết các
vấn đề sau :
+ Tính đờng mặt nớc trong dốc nớc :
Dòng chảy trong dốc nớc là dòng chảy xiết. Tùy theo chiều sâu dòng chảy tại
đầu dốc nớc, đờng mặt nớc trong dốc nớc là đờng nớc đổ b
II
hoặc đờng
nớc dâng C
II
trong vùng xiết. Ta có thể vẽ đờng mặt nớc theo phơng pháp
cộng trực tiếp.

H
ình 7.11: S
ơ
đồ tính đoạn

thu hẹp đầu
dốc, 1. kênh
dẫn; 2. ngỡn
g
tràn; 3. đoạn
thu hẹp; 4. dốc
nớc
Tính toán đoạn thu hẹp đầu dốc nớc : Dốc nớc có đoạn thay đổi dần tuy tiết
kiệm đợc khối lợng công trình, nhng thi công trên tuyến dài phức tạp, nên
thờng thiết kế đờng tràn tháo lũ có đoạn thu hẹp sau ngỡng tràn, trớc khi
đi vào dốc nớc (hình 7.7).
Theo kinh nghiệm góc thu hẹp lấy bằng 22
0
, vì với trị số này dòng
chảy không bị co hẹp đột ngột. Chiều dài đoạn thu hẹp từ B
T
đến B
d
không
nên lấy quá lớn, và do đó có thể giả thiết tổn thất thủy lực trong đoạn này
không đáng kể.
Biết rằng chiều sâu dòng chảy tại cuối ngỡng tràn và tại đầu dốc nớc
(cuối đoạn thu hẹp) đều bằng chiều sâu phân giới, nên có thể thiết kế đoạn
thu hẹp thế nào để cho chiều sâu dòng chảy trong cả đoạn thu hẹp bằng
chiều sâu phân giới.

135
Tỷ năng trong các mặt cắt tại đọan thu hẹp :
=
v
2
2g
+ h
pg
h
pg
=
3
q
2
g
hay h
pg
3
=
q
2
g
=

.h
pg
2
.v
2
g


v
2
2g
=
h
pg
2

=
v
2
2g
+ h
pg
=
3
2
h
pg

Nếu ta lấy đờng mực nớc trong hồ làm chuẩn thì :
* Cao trình mặt nớc trong mỗi mặt cắt bằng -

v
2
2g
= -
h
pg
2
, tức là thấp
hơn mực nớc trong hồ một đoạn bằng
h
pg
2
.
* Cao trình đáy đoạn thu hẹp trong mỗi mặt cắt bằng -
3
2
h
pg
, tức là thấp
hơn mực nớc trong hồ một đoạn bằng
3
2
h
pg
+ Tính đờng mặt nớc tại đoạn cong :
Trong trờng hợp để rút ngắn chiều dài dốc nớc hoặc tránh các vật chớng ngại,
dốc nớc có tuyến cong. Dòng chảy trong đoạn uốn cong chịu tác dụng của lực ly tâm
và sẽ bị tổn thất cột nớc do dòng cuộn ngang gây ra là h
t
.

h
t
= 0,8.

.
B
R
.
v
0
2




= 2(1- cos)
: góc uốn cong
B : chiều rộng dốc nớc
R : bán kính cong của trục dốc
V
0
: lu tốc bình quân tại trục dốc
Do ảnh hởng của lực ly tâm mực nớc bờ lồi sẽ thấp hơn bờ lõm, mặt nớc trong
mặt cắt ngang sẽ có dạng cong vòng lên và đọ dốc I
r
tại điểm có bán kính r là :
I
r
=
v

2
g.r

v =
Q
h.r.ln
r
2
r
1

r : bán kính tại điểm đang xét
Q : lu lợng qua mặt cắt
h : độ sâu bình quân
r
1
, r
2
: độ sâu bờ lồi, bờ lõm
Suy ra mặt nớc bờ lõm sẽ cao hơn mực nớc bờ lồi một đoạn h là :

136
h =


r
1
r
2
I

r
.dr =



r
1
r
2

v
2
g.r
.dr =
Q
2
2gh
2
ln
2
r
2
r
1
(
1
r
1
2
-

1
r
2
2
)
Đối với dốc nớc có chiều rộng B<10m, góc nghiêng mặt nớc đợc tính gần đúng
bằng (hình 7.12):
I = tg =
v
2
gR

v : lu tốc trung bình tại trục dốc
R : bán kính cong của trục dốc
Trong những dốc nớc rộng, nhất là khi có lu tốc lớn, để giảm khối lợng đào nhất
là nhanh chóng ổn định dòng chảy khi ra khỏi khúc cong, đáy nghiêng của dốc nớc
cũng làm nghiêng một góc < (hình 7.12b), hoặc chia dòng chảy của dốc thành
nhiều luồng bằng các tờng phân dòng.










+ Vấn đề hàm khí trong dốc nớc
Khi vận tốc dòng chảy trong dốc lớn (v>3m/s), lớp không khí gần mặt dòng chảy sẽ

bị hút vào lớp nớc. Các bọt khí đó trộn vào lớp nớc trên mặt chuyển động cùng với
dòng chảy làm cho dòng sâu dòng chảy tăng lên



H
ình 7.12 : mặt cắt ngang dốc nớc tại chỗ cong
Theo đề nghị của Nitripôrôvish sự tăng chiều sâu nớc do hàm khí tơng đơng với
việc tăng độ nhám của dốc nớc. Dùng hệ số nhám tơng đơng n = .n để tính toán
chiều sâu nớc theo bài toán không có hàm khí để kể đến hiện tợng hàm khí.
: hệ số tăng độ nhám phụ thuộc và độ dốc của dốc nớc
i=0,1-0,2 thì = 1,33
i=0,2-0,4 thì = 1,33-2,0
i>0,4 thì = 2,0-3,33
Chiều sâu nớc khi có kể đến hàm khí cũng có thể xác định theo công thức
h
hk
= h(1 +
v
100
)
v, h : lần lợt là vận tốc trung bình và chiều sâu dòng chảy tại vị trí tính.
+ Hiện tợng sóng trong dốc nớc

137
- Khi dòng chảy xiết (Fr>10), tỷ số B/h lớn, lớp nớc sát đáy bị lực ma sát kéo lại,
còn lớp nớc mặt vẫn chuyễn động với lu tốc lớn do đó hình thành sự trợt trong
nội bộ các lớp dòng chảy, gây nên hiện tợng sóng truyền từ đầu dốc đến cuối dốc
theo chu kỳ.
- Hiện tợng sóng thờng xảy ra khi độ dốc lớn (i>0,025-0,03) và tỷ số B/h lớn.

- Tác hại : chiều cao sóng làm tăng mực nớc do đó phải tăng chiều cao tờng biên,
đồng thời sóng truyền xuống cuối dốc làm rối loạn tiêu năng.
- Biện pháp đề phòng:
* Xây dựng dốc nớc có mặt cắt hình Parabol hay Tam giác để giảm tỷ số B/h
* Giảm bớt độ nhám của dốc nớc.
+ Tính dốc nớc có mố nhám :
Trong một số trờng hợp ngời ta xây dựng mố nhám trên dốc nớc nhằm tăng độ
sâu dòng chảy, biến dòng chảy xiết sang dòng chảy êm, từ đó giảm nhẹ đợc tiêu
năng cuối dốc. Khi thiết kế phải tính toán kích thớc mố nhám, xác định dạng bố trí
trên mặt bằng sao cho các thông số h, v thoả mãn yêu cầu cho trớc (ví dụ v<[v],
h<ht)
+ Tiêu năng cuối dốc nớc:
Thờng có 2 hình thức chính:
* Tiêu năng đáy : bằng cách xây dựng bể tiêu năng, tờng tiêu năng hoặc bể tờng
kết hợp nhằm cho nớc nhảy ngập trong phạm vi sân tiêu năng ở cuối dốc nớc. Biện
pháp này thờng xây dựng trên nền đất, cũng có lúc trên nền đá và dùng trong trờng
hợp mực nớc hạ lu ở sát cuối dốc cao và dốc thoải (hình 7.7 và 7.14a)
* Tiêu năng phun xa : bằng cách xây dựng mũi phun ở cuối dốc để dòng nớc phun
lên cao, ra xa, trộn lẫn vào không khí tiêu hao phần lớn năng lợng trên không. Phần
năng lợng còn lại tiêu hao do ma sat nội bộ trong hố xói. Biện pháp này đợc áp
dụng khi dốc nớc kết thúc trên sờn dốc, cách xa mực nớc hạ lu, nền là đá (hình
7.10, 7.13 và 7.14b).
b.Kênh tháo sau ngỡng tràn kiểu Bậc nớc
Điều kiện xây dựng : Khi địa hình quá dốc, nền là nền đất, nếu làm dốc nớc đễ
mất ổn định trợt vì vậy ngời ta xây dựng bậc nớc (hình 7.15).
Các bậc nớc tiêu hao phần lớn năng lợng nên công trình tiêu năng cuối cùng
đợc giảm nhẹ, tuy nhiên khối lợngtoàn bộ bậc nớc lớn hơn nhiều so với dốc nớc
nên chỉ xây dựng khi thật cần thiết.

138

b)
a)
H
×nh 7.14 :Tiªu n¨ng cuèi dèc n−íc
a. bÓ tiªu n¨ng; b. tiªu n¨ng m¸n
g
p
hun
H
×nh 7.13 :Tiªu n¨ng cuèi m¸ng b»ng mòi phun kh«ng liªn tôc- Trang x¶ lò Ayunh¹




139

Hình 7.15
K
ênh tháo kiểu dốc nớc

b. Cấu tạo
- Ngỡng tràn trớc bậc đầu tiên có dạng đập tràn đỉnh rộng ngỡng thấp.
Phần vào có thể có tờng cánh kéo dài (1-1,5)H. Nếu xây trên nền đất nên thiết
kế sân phủ chống thấm phía trớc cới chiều dài không nhỏ quá 3H (H : cột nớc
chỗ ngỡng tràn).
- Chiều dài l và chiều cao P của mỗi bậc phải bảo đảm sinh nớc nhảy ngập
ổn định, mỗi bậc thờng có tờng tiêu năng. Trong hệ thống bậc nớc kích
thớc các bậc thờng giống nhau để dễ thi công, tỷ lệ giữa chiều dài và chiều
cao l/P 2 và chiều dài không quá 20m để thuận lợi cho việc bố trí khe lún.
- Tờng đứng là tờng trọng lực có khe lún tách rời bản đáy.
- Chiều cao mỗi bậc p =
P
0
n
+ d

140
- Bản đáy có nhiệm vụ nh bản đáy sau hố tiêu năng của đập tràn, có thể
chọn sơ bộ với chiều dày t = 0,25.
q p m
- Tờng biên thờng là tờng trọng lực
- Phần ra là bậc cuối cùng, cấu tạo về cơ bản giống nh bậc giữa, nhng để
thuận lợi cho việc tiêu năng, hố tiêu năng cuối cùng làm dạng khuếch tán và có
thể đặt các thiết bị tiêu năng phụ tùy tình hình cụ thể.
c. Tính thuỷ lực

Khả năng tháo của bậc nớc tính theo công thức qua đập tràn đỉnh rộng. Nội dung
tính toán thủy lực của mỗi bậc nớc là kiểm tra kích kích thớc bậc nớc với điều kiện
tạo nên nớc nhảy ngập trong mỗi bậc sau khi đã sơ bộ chọn chiều dài l và chiều cao p
của bậc (hình 7.16).
H
ình 7.16 : Sơ đồ tính bậc nớc
+ Tính độ sâu co hẹp h
1
từ công thức :
q = h
1
.. 2g(H
0
+ p -h
1
)
+ Tính đợc độ sâu liên hiệp là h

2
, để không phát sinh nớc nhảy sóng và có nớc
nhảy ngập ổn định thì
h
2
h
1
= 5ữ 6
+ Mặt khác phải chọn chiều sâu hố là d thoả mản : H
1
+ d > h
2
(rong đó H
1
tính theo
công thức đập tràn thực dụng).
+ Theo Laupman để cho trong hố có nớc nhảy ngập ổn định thì :
d 0,25h
2
d+h
1
= 0,9h
2
và đối với bậc cuối cùng phải thỏa điều kiện :
d + H
1
(1.10 ữ 1.15)h
2
+ Chiều dài mỗi bậc L
b

phải cho phép dòng chảy hồi phục lại thế năng và tràn
qua bậc tiếp theo đợc êm:
L
b
= l + l
n

141
Trong đó : l = v.
)2(.2,5,0,
2
HPHlgHvHPy
g
y
o
+==+=


L
n
= (3,2-4)h
2.


ò4. Máng tràn ngang
I.Điều kiện xây dựng và đặc điểm cấu tạo.
- Khi lòng sông hẹp, bờ dốc, lu lợng cần tháo lớn, nếu dùng công trình tháo lũ
kiểu đờng tràn dọc thì sẽ rất khó bố trí, khối lợng đào rất lớn vì phải mở rộng
vào phía bờ núi hoặc phải nâng cao cột nớc tràn. Lúc đó Máng tràn ngang là biện
pháp thích hợp nhất (hình 7.17).

- Đặc điểm
+ Máng tràn ngang có ngỡng đặt dọc theo bờ hồ chứa, dòng chảy qua ngỡng rẽ
ngoặt một góc 90
0
rồi chảy về kênh tháo. Vì vậy có thể tăng chiều rộng tràn để
giảm cột nớc H mà không phải đào mở rộng vào phía bờ núi.
+ Chiều rộng kênh tháo nhỏ hơn nhiều so với chiều dài tràn : b
k
<< B
t
- Cấu tạo
Máng tràn ngang gồm : ngỡng tràn, máng ngang và kênh tháo.
+ Ngỡng tràn : thờng dùng ngỡng thực dụng hoặc đỉnh rộng chảy không ngập,.
trên ngỡng có thể có trụ pin, cửa van và cầu công tác.
+ Máng ngang : có dạng hình thang trên mặt bằng, chiều rộng máng tăng dần từ b ở
đầu máng đến B ở cuối máng (vì lu lợng tăng dần). Tiết diện máng thờng có
dạng hình thang, đáy và bờ đều phải gia cố bằng bê tông, chiều sâu nớc bờ đối
diện lớn hơn chiều sâu bình quân 15-20%.
+ Kênh tháo nối tiếp với ngỡng tràn : có thể dùng dốc nớc, bậc nớc tuỳ theo địa
hình.

II. Tính toán thuỷ lực
Dòng chảy qua máng tràn ngang là dòng chảy xoắn, có lu lợng tang dần dọc theo
dòng chảy từ trên xuống. Sau đây giới thiệu hai phơng pháp tính toán của Zamarin
và Peterốp .

142
I
I
I
I
I
I-I II-II

H
×nh 7.17 : M¸ng trµn ngang



1. Ph−¬ng ph¸p cña Zamarin
§Ó tÝnh to¸n Zamarin gi¶ thiÕt dßng ch¶y trong m¸ng lµ dßng ®Òu trong tõng ®o¹n
tÝnh to¸n.

143

- Giả sử đã có các thông số : Q
xã
, cột nớc tràn H, cao trình ngởng, kích thớc của
máng (chiều rộng đầu máng b, chiều rộng cuối máng B) chiều dài tràn nớc L
đợc tính theo công thức :
Chảy không ngập : L =
Q
m
2gH
0
3/2
, H
0
: cột nớc tràn có kể lu tốc đến gần
Chảy ngập : L =
Q
h
2gz

: hệ số lu tốc ( = 0,90ữ0.95)
h : chiều sâu của nớc trên ngỡng
z : chênh lệch mực nớc thợng hạ lu
- Chia chiều dài máng thành nhiều đoạn có chiều dài x kể từ đầu máng, tại mặt cắt
đó lu lợng là :
Q
x
= m.x. 2g .H
0
3/2
- Chiều sâu nớc trung bình tại mỗi mặt cắt là:

h
x
=
Q
b.v

b bề rộng tại mặt cắt đang xét
v lu tốc tại mặt cắt đang xét, trong thiết kế chọn giá trị v sao cho nhỏ hơn
giá trị vận tốc cho phép của vật liệu.
- Sau đó tính độ dốc thủy lực :
i =
v
2
C.R
2
,
n : hệ số nhám lấy bằng 2 2.5 lần trị số tơng ứng
C : hệ số Sezi
- Độ dốc thủy lực trung bình giữa mặt cắt thứ j và j+1 là :
i
tb
=
1
2
(i
j
+ i
j+1
)
- Tổn thất cột nớc trên đoạn x = x

j+1
x
j
là :
h
w
= i
tb
.x
- Cao trình mực nớc tại mặt cắt j+1 là :
Y
j+1
= y
j
h
w
Cao trình đáy máng tại mặt cắt j+1 :
Yđ
j+1
=

Y
j+1
h
j+1
, (h
j+1
: chiều sâu nớc tại mặt cắt j+1)
Đến đây ta đã tính đợc kích thớc máng sau khi đã biết chiều sâu và đờng mặt
nớc. Muốn có đờng mực nớc ta phải có mực nớc tại đầu máng. Theo kinh

nghiệm, mực nớc trong máng không vợt quá ngỡng 0,4H vì nh vậy tránh đợc
khả năng chảy ngập.
2. Phơng pháp dòng biến lợng của Pêtơrốp:
a. Nhận xét về phơng pháp của Zamarin
Zamarin giả thiết dòng chảy trong mỗi đoạn tính toán là dòng đều, tổn thất cột nớc
của dòng chảy trong máng tràn ngang chỉ gồm tổn thất do ma sát dọc đờng. Điều này

144
mắc phải sai số lớn vì dòng chảy trong máng là dòng chảy thay đổi lu lợng, có
thành phần chảy xoắn nên tổn thất phải bao gồm nhiều yếu tố khác. Sự sai số này có
thể dẫn đến kích thớc máng tràn ngang thiết kế theo phơng pháp của Zamarin
không đủ tháo lu lợng Q
tk,
vì dòng chảy có thể chuyển sang trạng thái chảy ngập.
b. Phơng trình dòng biến lợng của Pêtơrốp
- Giả thiết dòng chảy trong máng là dòng ổn định (không phụ thuộc thời gian),
Pêtơrốp lập đợc phơng trình của dòng biến lợng nh sau :

(
)
)1(0

.
2
0
2
0
=

++++

gQ
dQvv
dxidy
dp
g
v
d
f



Trong đó :
v lu tốc trung bình của dòng chảy tại mặt cắt đang xét
Q lu lợng tại mặt cắt đang xét
y, p tung độ và áp lực thuỷ tỉnh tại mặt cắt đang xét
i
f
=
Q
2
.C
2

.R
độ dốc thuỷ lực do ma sát dọc đờng
hình chiếu của lu tốc của phần lu lợng bổ sung lên trục dòng chảy chính
- Viết lại (1) nh sau :

(
)
)2(0.
.
.
2
0
22
22
0
=

++








=

+
Q
dQ
g
vv
dx
RC
Q
g
v
dy
p
d




- Chuyển thành dạng sai phân viết cho 2 mặt cắt cách nhau một đoạn x:
Với y
1
-y
2
là độ chênh mực nớc giữa hai mặt cắt 1-2
Vì dòng chảy vào máng vuông góc với dòng chảy chính nên =0, số hạng cuối
cùng đợc biến đổi thành :

(
)
(
)
)3(.
.
.
.2
120
2
22
1
2
20
21
tb
tbtb
tbtb
tb
Q
QQ
g
vv
x
RC
v
g
vv
yy

++

=

()
2
2
1
2
2012
2
0
12
2
0120
.
2
.
.

.
tbtb
tb
tb
tb
tb
tb
tbtb
QQ

gQ
QQ
g
Q
Q
QQ
g
v
Q
QQ
g
vv






=









=

=

Phơng trình (3) đợc viết lại :

(
)
)4(.
2
.
.2
2
2
1
2
20
2
22
1
2
20
21
tbtbtb
tb
QQ
g
x
RC
v
g
vv

yy



++

=
ý nghĩa các số hạng trong vế phải :
+ Số hạng thứ 1: tổn thất cột nớc do thay đổi lu tốc
+ Số hạng thứ 2: tổn thất cột nớc do ma sát dọc đờng

145
+ Số hạng thứ 3: tổn thất cột nớc do thay đổi lu lợng
(Zamarin chỉ kể đến số hạng thứ 2 số hạng này có trị số nhỏ, bỏ qua 2 số hạng lớn
hơn)
Vận dụng phơng trình (4) để giải bài toán thiết kế theo trình tự sau :
1. Chia chiều dài máng ra n đoạn (bắt đầu từ 0 kể từ cuối máng), tính toán với chiều
dài mổi đoạn x đủ ngắn.
2. Tính toán mặt cắt cuối máng bên, biết : Q
o
, h
o
= 1,20h
k
, chọn chiều rộng cuối
máng b
o
theo điều kiện v
0
nhỏ hơn vận tốc cho phép của vật liệu.

3. Tính các giá trị :

0
= b
0
+ 2h
0

0
= b
0
.h
0
R
0
=

0


0

c
o
=
1
n
R
0

1/6
v
0
=
Q
0


0

4. Tính y chênh lệch mực nớc giữa hai mặt cắt 0-0 và 1-1 bằng phơng pháp thử
dần.
Cho h, tính :
h
1
= h
0
+ h
1
,
1
, c
1
, v
1
, Q
1
Tính các trị số trung bình c
tb
,

tb
, Q
tb
Tính y theo công thức (4)
Tính h = y - i
0
. x
Với i
o
độ dốc đáy máng trong đoạn đang xét.
Nếu h khác với h giả thiềt thì lại giả thiết lại h khác tính lại cho đến khi
bằng nhau.
5 .Tiếp tục sang y ở đoạn 2-2, 3-3, đến mặt cắt đầu máng bên.

ò5. Giếng tháo lũ
I.Điều kiện xây dựng và đặc điểm cấu tạo
Giếng tháo lũ là loại công trình tháo kiểu tràn mặt, ngỡng có dạng tròn trên mặt
bằng, xã nớc xuống hạ lu qua một giếng đứng và đờng hầm ngang. (hình )

146
- Giếng tháo lũ đợc xây dựng khi bờ là đá, độ dốc lớn, không thuận lợi cho việc xây
dựng các công trình tháo lũ khác. Hoặc công trình tháo lũ thi công là đờng hầm
thì nên kết hợp với giếng đứng để tháo lũ trong thời gian khai thác.

H
ình 7.18 : Các
thành phần của
giếng tháo lũ.
1.phểu tràn
2.đoạn chuyển
tiếp (đoạn biến)
3.giếng đứng
4.đoạn khủy nối
tiếp
5
.đờng hầm
ngang
- Cấu tạo : gồm các bộ phận sau
+ Phểu tràn nớc (loa tràn) : là đập tràn tuyến tròn đỉnh thực dụng hoặc đỉnh rộng.
+ Đoạn chuyển tiếp (tiệm biến) từ phểu xuống giếng đứng có d thay đổi với góc
thu hẹp không quá đột , trong phạm vi 8ữ10
0
.
+ Giếng đứng
+ Đoạn khuỷu nối tiếp giếng đứng với đờng hầm ngang
+ Đờng hầm ngang và tiêu nối tiếp sau đờng hầm
- Đặc điểm làm việc :
+ Diện tràn xung quanh lớn nên tháo đợc Q lớn khi cột nớc H không cao.
+ Có thể sinh ra dòng chảy xoắn vào miệng giếng, nhất là khi dòng chảy không
ngập. Nguyên nhân là do ảnh hởng của bờ. Vì vậy các giếng tháo lũ cần có bộ

phận hớng dòng đặt trên miệng.
+Khi miệng loa tràn chảy ngập trên miệng giếng ở một độ cao nhất định có thể
hình thành phễu nớc và không khí bị hút vào giếng.
+ Khi tháo với lu lợng nhỏ hơn 75ữ80% lu lợng thiết kế sinh ra hiện tợng
chân không, nhất là trong các giếng có cột nớc cao. Và chân không nguy hiểm
nhất gây nên xâm thực ở đoạn khủy cong.
II.Tính toán khả năng tháo của giếng tháo lũ
Khả năng tháo phụ thuộc vào chế độ chảy qua ngỡng tràn:
1. Khi tỷ số H/R <0,46 : đập tràn chảy không ngập.
Q = .m.(2R n.t).
2g .H
0
3/2
Trong đó : n, t lần lợt là số trụ pin và chiều dày mỗi trụ pin

147
hệ số co hẹp bên (~0,9) tuỳ thuộc hình dạng mố trụ
m hệ số lu lợng phụ thuộc dạng ngỡng ( có thể tính theo
Rômankô )
+ khi có kết cấu hớng dòng, H/R=0,2-0,38, P/R = 0ữ1

ng có kết cấu hớng dòng m tính theo (*) giảm đi 6%
.
bắt đầu bị ngập, và nếu H/R>1,6 -> phểu bị ngập nặng.
(*)1.03,0.068,049,0
3/22/1

=
R
P
R
H

m
+ Khi khô
2 Khi tỷ số H/R tăng lên
- Với H/R = 0,46ữ1,6 phểu
Lúc đó lu lợng tính theo công thức chảy có áp qua đơng hầm ngang:
Q = à..
2g(H + Z)
Trong đó : à =
1
à hệ số lu lợng khi chảy ngập
1 +

là tổng hệ số kháng tù miệng phểu đến cửa ra ở hạ lu
NHL, nếu cửa ra không ngập Z
Nhận xét :
an hệ Q=f(H) cho một giếng tháo lũ có R,d đã xác

hông ngập
chảy
V H, P, d
the
háo lũ
g (tràn đỉnh rộng) :
óc 6ữ8
0
, hệ số lu
lợ
2
diện tích cửa ra đờng hầm ngang
Z độ chênh cao giữa đỉnh tràn với M

tính từ đỉnh ngỡng tràn đến cách trần đờng hầm ngang (0.15ữ0.20)d,
(d - đờng kính đờng hầm ngang)
Nếu vẽ qu định, đờng cong sẽ
đ ợc chia làm hai phần rõ rệt (hình 7.19):
- Đoạn ob tơng ứng với chế độ chảy k
Hình 7.19
- Đoạn bc do H tăng lên nên chuyển sang chế độ
ngập. Đoạn này rất dốc, chứng tỏ cột nớc tăng rất
nhanh nhng lu lợng tháo tăng không đáng kể
ì vậy khi thiết kế giếng tháo lũ ta phải chọn R,
o Q và Z sao cho với trờng hợp MNTL = MNGC, tháo
với Qmax giếng vẫn chảy không ngập.

III.Tính toán các bộ phận của giếng t
1. Tính toán miệng loa tràn (Phểu tràn)
a. Khi ngỡng tràn có đoạn phẳng nghiên
Đoạn nghiêng này thực tế là đập tràn đỉnh rộng, đặt nghiêng g
ng khoảng m=0.36, bán kính R>7H (hình 7.20).
- Bán kính ngoài R đợc tính :
R =
1

[
Q
.m
2g.H
0
3/2
+ n.t]
(khi thiết kế sơ bộ có thể lấy : =0,96, m=0,36)

148
- Chiều dài đỉnh phẳng B lấy trong giới hạn : B=(3ữ4)H hay B = (0,4ữ0,5)R
T
h
0
= 0,65H
0
và v
0
=
Q
2r
0 0
- heo thí nghiệm tại cuối đỉnh rộng có :


0.65H

r
0
tính ối đoạn ngang

Đờng viền miệng loa phải thoả mãn yêu cầu dòng chảy không tách khỏi thành loa:

- Khi x=r
0
ta xác định đ
từ trục giếng đứng đến trung tâm mặt cắt cu
r

0
= R-B-0,5h
0
.sin


H
ình 7.20 : Sơ đồ tính loa
tràn đỉnh rộng
















-
Xét quỷ đạo dòng nớc rới trong hệ trục xoy :
V
0x
=v

0
.cos -> x = v
0x
.t (1)
V
0y
=v
0
.sin -> y = v
0y
.t + 0,5.g.t
2
(2)
Khử t trong phơng trình (1) và (2) ta tìm đợc quỷ đạo của tia dòng :
)3(.
cos 2
.
2
0


tgx
v
xg
y +=
2
ợc y=y
max
, v = v
max

= 0,98. 2g.y
max
và xác định đợc điểm
- h cuối loa :
0
C là điểm kết thúc phần loa.
Tại c xác định đợc đờng kín
d
=
4Q

x
.v
ma

- Chiều dày lớp nớc trên miệng loa :
2(r
0
- x)v
h =
Q


149