bao_cao tính toán bồi lắng lòng hồ A Vương pps

LOGO
BÁO CÁO NGHIÊN CỨU
KHOA HỌC
ỨNG DỤNG MÔ HÌNH HECRAS TÍNH TOÁN
BỒI LẮNG LÒNG HỒ
Giảng viên hướng dẫn : GS. Nguyễn Thế Hùng
Sinh viên thực hiện : Võ Nguyễn Đức Phước
: Huỳnh Thị Thu Trâm
TÁC HẠI CỦA BỒI LẮNG

Giảm dung tích hồ, dung tích phòng lũ.

Giảm khả năng làm việc hiệu quả của công
trình tháo nước, nhận nước.

Gây hư hại đến bề mặt và giảm tính ổn định
công trình.

Ảnh hưởng đến quá trình lợi dụng tổng hợp
nguồn nước.
=> Tính toán bồi lắng là rất quan trọng trong
tính toán xây dựng và vận hành công trình thủy
lợi
Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu tìm hiểu quá trình bồi lắng hồ
chứa và các phương pháp tính toán bồi
lắng lòng hồ.

Tìm ra một phương pháp tính toán phù
hợp với thực tế bồi lắng hồ chứa, từ đó

đưa ra phương án thiết kế và quy trình
vận hành hồ chứa tối ưu.

Ứng dụng phần mềm hec ras tính bồi lắng
hồ chứa thủy điện a vương
Tính toán bồi lắng hiện nay

Hiện nay, bồi lắng hồ chứa được tính theo
phương pháp cổ điển, xem bùn cát bồi lắng
trong lòng hồ là nằm ngang và tất cả bùn
cát chảy vào đều bồi lắng ở hồ.

Hệ số bồi lắng bùn cát trong hồ không đổi
theo thời gian

Ngoài ra, việc tính toán quá trình bồi lắng
chưa được quan tâm đúng mức nên thường
cho kết quả tính toán không đúng với thực
tế bồi lắng hồ chứa.
DIỄN BIẾN LỊNG SƠNG KHI XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH

Hình thành hai đoạn sơng mới với ranh giới
là đập ngăn sơng.

Hai đoạn sơng này thực hiện q trình tái
tạo lòng dẫn mới bồi lắng thượng lưu và xói
lở ở sau đập.
Xói lở sau đập
Đập dâng
Đáy sông

Bồi lắng trước đập
Đáy sông
Khu nước vật thay đổi
Khu nước chảy
Khu nước tĩnh
Đoạn tam giác châu
Trước tam giác châu
Dòng dị trọng
Bùn cát mịn
Bồi lắng trong các dạng hồ chứa
Kho nước dạng hồ Kho nước dạng sơng
Đáy sông
Tam giác châu
Đập dâng
Dòng dò
trọng
Đáy sông
Khu nước vật
Đập dâng
Khu nước chảy
Khu nước tónh
Mô hình hec ras
Hec Ras là mô hình toán thủy lực 1 chiều
Có bốn mô dun
tính toán
Dòng
ổn định
Dòng không
ổn định
Tính toán

Bùn cát
Tính toán
chất lượng
nước

Quá trình thủy lực và bồi lắng bùn cát
trong hồ chứa, được mô tả bởi hệ phương
trình đạo hàm riêng một chiều.

Phương trình liên tục

Phương trình động lượng

Phương trình cân bằng bùn cát
Cơ sở lý thuyết mô hình
q
t
W
S
Q
=
∂
∂
+
∂
∂









∂
∂
+
∂
∂
+=
∂
∂
−
g
V
Stg
V
RC
VV
S
Z
O
2
.
2
2
α
α
( )
x

Q
t
B
s
p
∂
∂
−=
∂
∂
−
η
λ
1
Phương trình sức tải cát

Trong HECRAS cho phép ta sử dụng 7 hàm
vận chuyển như sau:

Acker and White

England and Hansen

Copeland’s from of lausen

Mayer, Peter and Muller

Toffaleti

Yang


Wilcock
`
Hệ thống sông
-
Hình thành các
nhánh sông
bằng cách sử
dụng ảnh nền.
-
Nhập các phân
lưu nhập lưu.
Mặt cắt ngang
- Vị trí, địa hình
mặt cắt ngang.
- Trục chủ lưu
dòng chảy,
- Độ nhám tính
toán.
Công trình
-Công trình chắn
ngang sông.
-
Công trình dọc
sông
-
Các vùng tràn
bờ
Các điều kiện biên để tính toán bùn cát


Điều kiện biên thượng lưu: là lưu lượng
vào mô hình.

Điều kiện biên hạ lưu:

Điều kiện biên bùn cát: là lượng bùn cát
vào mô hình tính toán.

Điều kiện biên rắn: là các lớp đáy sông và
độ sâu xói cho phép tính toán.
LOGO
HỒ CHỨA THỦY ĐiỆN A VƯƠNG
TÍNH TOÁN BỒI LẮNG
MNDBT 380 m
MNC 340 m
Đỉnh đập 383.4 m
Ngưỡng tràn 364 m
Ngưỡng 329.5 m
Nlm 210 MW
Công trình thủy điện A Vương
MÔ HÌNH TÍNH TOÁN CUỐI CÙNG
ĐIỀU KIỆN BIÊN LƯU LƯỢNG

Điều kiện biên thượng lưu là dòng chảy
bán ổn định theo thời gian (Quasi
unsteady flow), được tính theo dòng chảy
thực đo hằng ngày trạm thủy văn trước hồ
chứa từ năm 2002 đến năm 2010.

Điều kiện biên hạ lưu chọn theo quan hệ

giữa lưu lượng và mực nước do có công
trình xả lũ ở trước.

Khống chế điều kiện mở cửa van.
Dòng chảy bán ổn định
ĐIỀU KIỆN BIÊN BÙN CÁT

Trên lưu vực A Vương không có trạm đo
bùn cát nên tài liệu được lấy như sau:

Phương trình biểu diễn quan hệ bùn cát lơ
lửng theo lưu lượng (mượn tài liệu trạm
Thành Mỹ):

Qs = 0,123 Q1,785

Hệ số sửa đổi tính toán bình quân ngày 1.2

Hệ số sửa đổi thời kì dài 1.7

Bùn cát di đáy lấy bằng 20% bùn cát lơ
lửng
Thành phần hạt đáy sông
Kết quả tính toán bồi lắng:
Kết quả bồi lắng tại mặt cắt 31
Kết quả tính toán

Thể tích bồi lắng hồ a vương 106 m3

Cao trình bồi lắng tại cửa lấy nước

Năm 2029 2049 2069 2089 2109
Cổ điển 6.48 12.96 19.44 25.92 32.4
HECRAS 4.18 8.04 11.47 15.13 18.50
Năm 2009 2029 2049 2069 2089 2109
Cao trình 321 323.83 325.47 327.31 328.97 330.62
Nhận xét kết quả
1 Bồi lắng trong hồ không chỉ theo phương
ngang mà dọc trải dài cả phần dung tích chết
và cả dung tích hữu ích.
2 Kết quả tính toán theo mô hình thấp hơn so
với thực tế tính toán.
3 Hiện tượng xói xảy ra ở các mặt cắt thượng
lưu. Xói ở sau đập phát triển nhanh
4 Quá trình bồi lắng sẽ giảm đi sau thời gian
vận hành hồ.
5 Hồ chứa sẽ hoạt động hiệu quả trong vòng
80-100 năm.
Nhận xét chung

Phần mềm Hecras phản ánh đúng thực tế về
quá trình bồi lắng hồ chứa.

Hec ras không thể tính toán được dòng chảy
vòng trên sông nên không tính toán được xói
lở bờ.

Hiện tượng bồi lắng hồ A Vương tính toán
theo tài liệu từ năm 1997-2010 nên khả năng
chính xác không cao. Hiện tượng thay đổi khí
hậu toàn cầu và hiện tượng chặt phá rừng và

khai khoáng có thể làm khả năng bồi lắng
thay đổi lớn.
Kiến nghị

Áp dụng mô hình HECRAS để tính toán dự
báo bồi lắng trong hồ chứa, và tính bồi
lắng trong sông thiên nhiên và cửa sông.

Cần đánh giá tác động của việc phá rừng,
khai khoáng và biến đổi khí hậu trong tính
toán bồi lắng.

Tăng cường các trạm đo trên sông,

Tính toán lại quy trình vận hành hồ chứa.
Có biện pháp trục vét bồi lắng cửa lấy
nước
LOGO
Thank You !