tràn xả lũ EA rớt

MỤC LỤC
MỤC LỤC BẢNG.............................................................................................................4
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH................................................................7
1.1. Sơ lược về công trình.............................................................................................7
1.1.1. Hồ chứa nước..................................................................................................7
1.1.2. Đập chính........................................................................................................8
1.1.3. Tràn xả lũ........................................................................................................8
1.1.4. Dốc nước ........................................................................................................8
1.2. Địa chất công trình.................................................................................................9
1.3. Thuỷ văn.................................................................................................................9
CHƯƠNG 2. MỤC ĐÍCH NỘI DUNG NGHIÊN CỨU THÍ NGHIỆM MÔ HÌNH......11
2.1. Mục đích...............................................................................................................11
2.2. Nội dung thí nghiệm đo đạc số liệu trên mô hình................................................11
2.3. Các chế độ lưu lượng và mực nước thí nghiệm...................................................11
2.4. Thiết kế và xây dựng mô hình..............................................................................12
2.4.1.Tỷ lệ mô hình...............................................................................................12
2.4.2. Về tiêu chuẩn tương tự................................................................................12
2.4.3. Phạm vi mô hình.........................................................................................13
2.4.4. Vật liệu xây dựng và chế tạo mô hình.........................................................13
2.4.5. Bố trí mặt cắt đo đạc...................................................................................14
2.4.6. Các thiết bị đo đạc.......................................................................................14
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.............................16
3.1. Kiểm nghiệm mô hình..........................................................................................16
3.2. Thí nghiệm xác định khả năng tháo của đập tràn.................................................16
3.3. Thí nghiệm xác định đường mặt nước.................................................................17
3.4. Thí nghiệm về tình hình thuỷ lực.........................................................................21
3.5. Xác định lưu tốc trung bình dòng chảy trên các bộ phận của công trình.............22
3.6. Xác định mạch động lưu tốc (σv)........................................................................31
3.7. Xác định phân bố áp suất trên mặt tràn và dốc nước...........................................31
3.8. Xác định mạch động áp suất................................................................................33
3.9. Nối tiếp dòng chảy...............................................................................................34

3.10. Đánh giá hiệu quả tiêu năng...............................................................................35
3.11. Đánh giá xói lở ở hạ lưu công trình....................................................................35
3.12. Nhận xét, kết luận và đề nghị.............................................................................36
3.12.1. Nhận xét và kết luận...................................................................................36
3.12.2. Đề nghị........................................................................................................37
1
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM PHƯƠNG ÁN SỬA ĐỔI...............................39
4.1. Nội dung sửa đổi..................................................................................................39
4.2. Chế độ thí nghiệm................................................................................................39
4.3. Kết quả thí nghiệm phương án sửa đổi................................................................40
4.3.1. Khả năng xả của tràn....................................................................................40
4.3.2. Tình hình thủy lực.........................................................................................40
4.3.3. Xác định đường mặt nước dọc tuyến công trình...........................................42
4.3.4. Xác định lưu tốc trung bình dòng chảy.........................................................48
4.3.5. Xác định mạch động lưu tốc.........................................................................49
4.3.6. Xác định áp suất trung bình của dòng chảy trên các bộ phận công trình......66
4.3.7. Xác định mạch động áp suất.........................................................................67
4.3.8. Nghiên cứu nối tiếp dòng chảy.....................................................................68
4.3.9. Đánh giá hiệu quả tiêu năng..........................................................................68
4.3.10. Đánh giá khả năng xói lở hạ lưu.................................................................69
4.3.11. Nhận xét......................................................................................................70
CHƯƠNG 5. THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH MỐ TIÊU NĂNG HỢP LÝ.........................71
5.1. Thử nghiệm mố cao 3.3 cm tương đương thực tế 1.0 m......................................71
5.2. Thử nghiệm mố cao 4.0 cm tương đương thực tế 1.2 cm....................................72
5.3. Thử nghiệm mố cao 5 cm tương ứng độ cao thực tế là 1.5m...............................73
5.4. Thử nghiệm mố cao 4cm, tương ứng độ cao thực tế là 1.2m, nhưng chuyển vị trí
hàng mố thứ nhất vào chân đoạn cong chuyển tiếp.........................................................74
CHƯƠNG 6. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM PHƯƠNG ÁN HOÀN THIỆN.......................75
6.1. Xác định khả năng xả...........................................................................................75
6.2. Xác định đường mặt nước dọc tuyến công trình..................................................76

6.3. Về tình hình thủy lực............................................................................................81
6.4. Xác định áp xuất trung bình của dòng chảy trên mặt đập tràn, trên dốc nước.....83
6.5. Thí nghiệm mạch động áp suất tại các vị trí quan trọng......................................84
6.6. Xác định lưu tốc trung bình dòng chảy................................................................86
6.7. Xác định mạch động lưu tốc .............................................................................102
6.8. Nghiên cứu nối tiếp dòng chảy...........................................................................103
6.9. Đánh giá hiệu quả tiêu năng...............................................................................103
6.10. Đánh giá khả năng xói lở.................................................................................104
CHƯƠNG 7. THÍ NGHIỆM QUY TRÌNH VẬN HÀNH CỬA VAN.........................106
7.1. Thí nghiệm mở hoàn toàn 1 cửa.........................................................................106
7.1.1. Xác định khả năng xả..................................................................................106
7.1.2. Đo đường mặt dọc tuyến công trình...........................................................107
7.1.3. Tình hình thủy lực.......................................................................................110
2
7.1.3.1. Trường hợp mở 1 cửa số 1 (cửa bên trái)...............................................110
7.1.3.2. Trường hợp mở cửa giữa (cửa số 2).......................................................110
7.1.3.3. Trường hợp mở 1 cửa số 3 (cửa bên phải).............................................111
7.1.4. Xác định lưu tốc trung bình dòng chảy.......................................................111
7.1.5. Xác định mạch động lưu tốc.......................................................................112
7.1.6. Xác định phân bố áp suất trung bình...........................................................122
7.1.7. Xác định mạch động áp suất.......................................................................123
7.1.8. Về nối tiếp dòng chảy.................................................................................124
7.1.9. Đánh giá hiệu quả tiêu năng........................................................................124
7.2. Thí nghiệm mở hoàn toàn 2 cửa.........................................................................125
7.2.1. Xác định khả năng xả..................................................................................125
7.2.2. Xác định đường mặt nước dọc theo tuyến công trình.................................125
7.2.3. Tình hình thuỷ lực.......................................................................................129
7.2.3.1. Mở cửa 1+2............................................................................................129
7.2.3.2. Mở cửa 1+3............................................................................................130
7.2.3.3. Mở cửa 2+3............................................................................................130

7.2.4. Xác định phân bố áp suất............................................................................131
7.2.5. Xác định mạch động áp suất.......................................................................132
7.2.6. Xác định phân bố lưu tốc trung bình..........................................................133
7.2.7. Xác định mạch động lưu tốc.......................................................................143
7.2.8. Nghiên cứu nối tiếp dòng chảy...................................................................143
7.2.9. Đánh giá hiệu quả tiêu năng........................................................................144
7.2.10. Đánh giá khả năng gây xói lở ở hạ lưu.....................................................144
7.3. Thí nghiệm mở đều cả 3 cửa van với độ mở a...................................................144
7.3.1. Xác định khả năng xả..................................................................................145
7.3.2. Đo đường mực nước dọc tuyến công trình.................................................145
7.3.3. Về tình hình thủy lực..................................................................................148
7.3.4. Xác định lưu tốc trung bình dòng chảy.......................................................149
7.3.5. Xác định mạch động lưu tốc.......................................................................149
7.3.6. Xác định phân bố áp suất trung bình...........................................................159
7.3.7. Xác định mạch động áp suất.......................................................................160
7.3.8. Nghiên cứu nối tiếp dòng chảy...................................................................161
7.3.9. Đánh giá hiệu quả tiêu năng........................................................................161
7.3.10. Đánh giá khả năng xói lở hạ lưu...............................................................162
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ...........................................................................................163
8.1. Kết luận..............................................................................................................163
8.2. Đề nghị...............................................................................................................164
3
MỤC LỤC BẢNG
Bảng 1.1. Các thông số chính của hồ chứa (nguồn: Viện TĐ&NLTT).............................7
Bảng 1.2. Quan hệ Q= f(Z) tuyến hạ lưu đập (nguồn: Viện TĐ&NLTT).........................9
Bảng 3.1. Khả năng xả qua tràn phương án thiết kế........................................................16
Bảng 3.2. Kết quả đo đường mặt nước phương án thiết kế Q = 695.83m3/s..................17
Bảng 3.3. Kết quả đo đường mặt nước phương án thiết kế Q = 584.48 m3/s.................18
Bảng 3.4. Kết quả đo đường mặt nước phương án thiết kế Q = 500 m3/s .....................18
Bảng 3.5. Kết quả đo đường mặt nước phương án thiết kế Q = 400 m3/s......................19

Bảng 3.6. Kết quả đo đường mặt nước phương án thiết kế Q = 300 m3/s......................19
Bảng 3.7. Cao độ mực nước tại mép khe phai ở đầu tràn................................................21
Bảng 3.8. Kết quả đo vận tốc trung bình PATK, Q = 695.83 m3/s.................................23
Bảng 3.13. Kết quả thí nghiệm phương án thiết kế, đo áp suất trung bình .....................32
Bảng 3.14. Xác định các yếu tố của nước nhảy PATK...................................................34
Bảng 3.15. Tính hiệu quả tiêu năng của PATK...............................................................35
Bảng 4.1. Khả năng xả qua tràn, phương án sửa đổi.......................................................40
Bảng 4.2. Độ sâu dòng chảy ở đầu các khoang tràn........................................................41
Bảng 4.3. Độ sâu dòng chảy trên dốc nước, phương án sửa đổi.....................................41
Bảng 4.4: Xác định chiều cao sóng ở hai bờ, phương án sửa đổi....................................42
Bảng 4.5. Kết quả đo đường mặt nước phương án sửa đổi Q = 695.83m3/s..................43
Bảng 4.6. Kết quả đo đường mặt nước phương án sửa đổi Q = 584.48m3/s..................43
Bảng 4.7. Kết quả đo đường mặt nước phương án sửa đổi Q = 500 m3/s......................44
Bảng 4.8. Kết quả đo đường mặt nước phương án sửa đổi Q = 400 m3/s......................45
Bảng 4.9. Kết quả đo đường mặt nước phương án sửa đổi Q = 300m3/s.......................46
Bảng 4.15. Kết quả đo áp suất trung bình – PA sửa đổi..................................................66
Bảng 4.16. Trị số mạch động áp suất ứng với các cấp xả - PA sửa đổi..........................67
Bảng 4.17. Xác định các yếu tố nước nhảy.....................................................................68
Bảng 4.18. Đánh giá hiệu quả tiêu năng – PA sửa đổi....................................................69
Bảng 5.1. Kết quả đo lưu tốc, Q= 584.38m3/s, phương án thử nghiệm mố cao 1m.......72
Bảng 5.2. Kết quả đo lưu tốc, Q= 584.38m3/s, phương án thử nghiệm mố cao 1.2m....72
Bảng 5.3. Kết quả đo lưu tốc, Q= 584.38m3/s, phương án thử nghiệm mố cao 1.5m....73
Bảng 6.1. Khả năng xả qua tràn phương án hoàn thiện...................................................75
Bảng 6.2. Kết quả đo đường mặt nước, phương án hoàn thiện, Q = 695.83m3/s...........76
Bảng 6.3. Kết quả đo đường mặt nước, phương án hoàn thiện, Q = 584.48 m3/s..........76
Bảng 6.4. Kết quả đo đường mặt nước, phương hoàn thiện, Q = 500 m3/s....................77
Bảng 6.5. Kết quả đo đường mặt nước, phương án hoàn thiện, Q = 400 m3/s...............78
Bảng 6.6. Kết quả đo đường mặt nước, phương án hoàn thiện, Q = 300 m3/s...............79
Bảng 6.7. Độ sâu dòng chảy ở các vị trí chủ yếu............................................................80
4

Bảng 6.8. Phân bố độ sâu dòng chảy ở đầu tràn..............................................................82
Bảng 6.9. Phân bố độ sâu dòng chảy tại mặt cắt cuối dốc nước......................................82
Bảng 6.10. Kết quả thí nghiệm đo áp suất trung bình, phương án hoàn thiện.................83
Bảng 6.11. Mạch động áp suất tại các vị trí chủ yếu.......................................................85
Bảng 6.12. Trị số lưu tốc tại các vị trí trên công trình.....................................................86
Bảng 6.13. Kết quả đo vận tốc trung bình PAHT, Q = 695.83 m3/s...............................87
Bảng 6.14. Kết quả đo vận tốc trung bình PAHT, Q = 584.48 m3/s ..............................89
Bảng 6.15. Kết quả đo vận tốc trung bình PAHT, Q = 500 m3/s....................................93
Bảng 6.16. Kết quả đo vận tốc trung bình PAHT, Q = 400 m3/s....................................96
Bảng 6.17. Kết quả đo vận tốc trung bình PAHT, Q = 300 m3/s....................................99
Bảng 6.18. Xác định các yếu tố nước nhảy...................................................................103
Bảng 6.19. Xác định hiệu quả tiêu năng PAHT...........................................................104
Bảng 7.1. Xác định khả năng xả khi mở 1 cửa..............................................................106
Bảng 7.2. Kết quả đo đường mặt nước, vận hành cửa van, mở hoàn toàn cửa 1..........107
Bảng 7.3. Kết quả đo đường mặt nước, vận hành cửa van, mở hoàn toàn cửa 2..........107
Bảng 7.4. Kết quả đo đường mặt nước, vận hành cửa van, mở hoàn toàn cửa 3..........108
Bảng 7.5. Kết quả đo vận tốc trung bình, mở hoàn toàn cửa 1......................................113
Bảng 7.6. Kết quả đo vận tốc trung bình, mở hoàn toàn cửa 2.....................................115
Bảng 7.7. Kết quả đo vận tốc trung bình, mở hoàn toàn cửa 3......................................119
Bảng 7.8. Kết quả đo áp suất trung bình, vận hành mở hoàn toàn 1 cửa van................122
Bảng 7.9. Xác định mạch động áp suất σp, mở hoàn toàn 1 cửa...................................123
Bảng 7.10. Xác định các yếu tố nối tiếp nước nhảy......................................................124
Bảng 7.11. Đánh giá hiệu quả tiêu năng khi mở 1 cửa..................................................124
Bảng 7.12: Xác định khả năng xả trường hợp mở 2 cửa xả lũ......................................125
Bảng 7.13. Kết quả đo đường mặt nước, vận hành cửa van, mở hoàn toàn cửa 1+2....125
Bảng 7.14. Kết quả đo đường mặt nước, vận hành cửa van, mở hoàn toàn cửa 1+3....126
Bảng 7.15. Kết quả đo đường mặt nước, vận hành cửa van, mở hoàn toàn cửa 1+2....127
Bảng 7.16. Độ sâu dòng chảy đi vào 2 cửa, trường hợp mở hoàn toàn của 1+2...........129
Bảng 7.17. Độ sâu dòng chảy đi vào 2 cửa, trường hợp mở hoàn toàn của 1+3...........130
Bảng 7.18. Độ sâu dòng chảy đi vào 2 cửa, trường hợp mở hoàn toàn của 2+3...........130

Bảng 7.19. Kết quả đo áp suất trung bình, vận hành mở hoàn toàn 2 cửa van..............131
Bảng 7.20. Xác định mạch động áp suất σpi (mH2O)..................................................133
Bảng 7.21. Kết quả đo vận tốc trung bình, mở hoàn toàn cửa 1+2...............................134
Bảng 7.22. Kết quả đo vận tốc trung bình, mở hoàn toàn cửa 1+3..............................136
Bảng 7.23. Kết quả đo vận tốc trung bình, mở hoàn toàn cửa 2+3...............................140
Bảng 7.24. Xác định các yếu tố dòng chảy nối tiếp.......................................................143
Bảng 7.25. Xác định hiệu quả tiêu năng khi mở 2 cửa xả lũ.........................................144
5
Bảng 7.26. Xác định khả năng xả khi mở đều 3 cửa với a............................................145
Bảng 7.27. Kết quả đo đường mặt nước, vận hành cửa van, mở 3 cửa, a =1m.............145
Bảng 7.28. Kết quả đo đường mặt nước, vận hành cửa van, mở 3 cửa, a =2.5m..........146
Bảng 7.29. Kết quả đo đường mặt nước, vận hành cửa van, mở 3 cửa, a =4m.............147
Bảng 7.30. Kết quả đo vận tốc trung bình, mở 3 cửa, a = 1m.......................................151
Bảng 7.31. Kết quả đo vận tốc trung bình, mở 3 cửa, a = 2.5m...................................153
Bảng 7.32. Kết quả đo vận tốc trung bình, mở 3 cửa, a = 4m ......................................155
Bảng 7.33. Kết quả đo áp suất trung bình, mở 3 cửa van với độ mở a..........................159
Bảng 7.34. Xác định mạch động áp suất.......................................................................160
Bảng 7.35. Xác định các yếu tố nước nhảy...................................................................161
Bảng 7.36. Xác định hiệu quả tiêu năng........................................................................162
6
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH
1.1. Sơ lược về công trình
Hồ chứa nước Earơk thuộc dự án hồ chứa nước KRông Pách – Thượng dự kiến
xây dựng tại xã Ea – ô huyện Eakan nơi hợp lưu của hai nhánh suối Earơk và Eakrưm;
lòng hồ thuộc địa phận của hai huyện Eakar và Krông Bông.
+ Nhiệm vụ của công trình là:
- Tưới tự chảy cho 2150 ha đất nông nghiệp của huyện Eakar và một phần huyện
Krông Pách tỉnh Đắk Lăk
- Cấp nước sinh hoạt cho dân trong vùng.
- Cắt giảm lũ phòng chống úng cho hạ du.

- Nuôi trồng thuỷ sản trong lòng hồ.
- Tạo cảnh quan du lịch và góp phần cải thiện khí hậu của vùng dự án trong các
tháng mùa khô.
+ Cấp công trình và tần suất thiết kế:
- Theo TCXDVN 285 – 2002 công trình thuộc cấp III.
- Tần suất thiết kế đảm bảo trước P = 75%
- Tần suất lũ thiết kế P = 1.0%
- Tần suất lũ kiểm traP = 0.2%
- Tần suất thiết kế mưa tiêu P = 10%
- Tần suất lũ thi côngP = 10%
+ Thông số kĩ thuật của các công trình chính:
1.1.1. Hồ chứa nước
Bảng 1.1. Các thông số chính của hồ chứa (nguồn: Viện TĐ&NLTT)
Mực nước dâng bình thường MNDBT
∇502.20m
Mực nước chết
∇489.30m
Mực nước lũ thiết kế P
1%
= 502.85m
Mực nước lũ kiểm tra P
0.2%
= 503.59m
Dung tích ứng với MNDBT 18.53×10
6
m
3
Dung tích ứng với MNC 1.73 × 10
6
m

3
Dung tích hữu ích (V
hi
) 16.80 × 10
6
m
3
Dung tích điều tiết lũ 2.60 × 10
6
m
3
Tính chất điều tiết hồ Nhiều năm
7
1.1.2. Đập chính
- Đập đất 2 khối dải dọc dăm cát, lăng trụ thoát nước hạ lưu
- Mái đập thượng lưu: Gia cố bằng tấm BTCTmác 200#, dày 20 cm, dăm lọc
15cm, cát lọc 15 cm.
- Mái đập hạ lưu: Tấm lát bê tông đúc sẵn mác 150 #, kích thước 40×40×6cm.
- Xử lý nền đập: Đào chân khay, khoan phụt tạo màng chống thấm.
- Cao trình đỉnh đập: ∇504.0m
- Chiều rộng đỉnh đập: 7.5 m
- Mặt đập: gia cố BTCT mác 250 # dày 20 cm
- Chiều cao đập lớn nhất: 30 m
- Chiều dài đập theo đỉnh: 521.5 m
- Cao trình đỉnh tường chắn sóng: ∇505.20m
1.1.3. Tràn xả lũ
Tuyến tràn: vai trái đập đất.
Hình thức: tràn sâu có cửa đóng mở thuỷ lực, nối dốc nước, tiêu năng đáy, kết
cấu BTCT trên nền đá.
Lưu lượng xả TK (P = 1%): 584.84 m

3
/s
Lưu lượng xả lũ kiểm tra (P = 0.2%): 695.83 m
3
/s
Cao trình nghưỡng tràn: ∇495.0m
Cột nước tràn thiết kế: 6.85m
Cột nước tràn xả lũ kiểm tra: 7.59m
Chiều rộng tràn n×b: 3×7= 21m
Trụ pin giữ dày: 2.50m
Chiều dài kênh dẫn vào: 113m
Chiều rộng kênh dẫn vào: 39m
1.1.4. Dốc nước
Chiều dài dốc nước: 139m
Chiều rộng dốc nước: 26m
Chiều dài đoạn chuyển tiếp: 19m
Chiều dài bể tiêu năng: 35m
Chiều dài kênh xả lũ sau bể tiêu năng: 99m
Chiều rộng đáy kênh xả lũ sau bể: 26m
8
Độ dốc dốc nước: 10%
Cao trình cuối dốc nước: ∇479.0m
Cao trình đáy bể tiêu năng: ∇473.50m
1.2. Địa chất công trình
Nền địa chất dọc theo tim dọc tràn và dốc nước là các lớp địa chất sau:
- Lớp aQ: hỗn hợp cát, cuội, sỏi màu xám nâu, xám vàng, rời rạc, kém chặt.
- Lớp adQ: đất á sét nặng đến á sét vừa, màu nâu, nâu vàng, vàng nhạt, đất ẩm ít
đổi màu, trạng thái nửa cứng đến cứng.
- Lớp IA1: đá phiến sét bột kết phong hoá mãnh liệt thành đất màu nâu đỏ đốm
xám trắng, đất khô, ít đổi màu, trạng thái dẻo cứng đến cứng.

- Lớp IA2: đá phiến sét bột kết phong hoá mạnh, màu xám trắng, xám đen, đá
mềm yếu đến rất mềm yếu.
- Lớp IB: đá phiến sét bột kết phong hoá vừa màu xám xanh, xám đen, đá cứng
trung bình.
- Lớp IIA: đá phiến sét bột. kết phong hoá nhẹ màu xám xanh, xám đen, đá cứng
- Lớp IIB: đá phiến sét – bột kết phong hoá nhẹ màu xám xanh, xám đen. Đá
cứng đến rất cứng.
Công trình tràn, dốc nước, bể tiêu năng thiết kế đặt trên lớp địa chất IB và IIA;
còn đáy kênh xả lũ hạ lưu đặt trên lớp IA
1
; được bảo vệ bằng vọ đá có kích cỡ 2m × 1m
× 1m; đáy kênh ở cao trình ∇476.0m. Các lớp địa chất có độ dày từ 1÷5m, còn lớp IIA
dày trên 10m.
1.3. Thuỷ văn
Theo kết quả tính đường quan hệ Q= F(z) tuyến hạ lưu đập của hồ EARƠK do
viện Thuỷ điện và năng lượng tái tạo cung cấp cho số liệu như sau:
Bảng 1.2. Quan hệ Q= f(Z) tuyến hạ lưu đập (nguồn: Viện TĐ&NLTT)
STT Z h A B P R Q V
1 476.5 0 0 0 0 0 0 0
2 476.7 0.2 0.39 3.86 3.88 0.1 0.05 0.14
3 476.9 0.4 1.54 7.72 7.76 0.2 0.33 0.22
4 477 0.5 2.41 9.65 9.7 0.25 0.6 0.25
5 477.2 0.7 4.48 11 11.13 0.4 1.54 0.34
6 477.7 1.2 10.82 14.38 14.68 0.74 5.59 0.52
7 478 1.5 15.44 16.4 16.82 0.92 9.22 0.6
8 478.5 2 24.18 18.54 19.18 1.26 17.84 0.74
9 479 2.5 33.98 20.67 21.54 1.58 29.12 0.86
10 479.5 3 47.37 32.9 33.86 1.4 37.47 0.79
9
STT Z h A B P R Q V

11 480 3.5 79.95 86.66 87.72 0.91 47.53 0.59
12 480.5 4 126.68 100.29 101.44 1.25 92.91 0.73
13 481 4.5 180.23 113.91 115.16 1.57 153.65 0.85
14 481.5 5 238.58 119.47 120.83 1.97 237.48 1
15 482 5.5 299.7 125.03 126.5 2.37 336.85 1.12
16 482.5 6 363.4 129.75 131.36 2.77 452.92 1.25
17 483 6.5 429.46 134.48 136.22 3.15 583.99 1.36
18 483.5 7 497.36 137.14 139.07 3.58 735.64 1.48
19 484 7.5 566.6 139.8 141.92 3.99 901.84 1.59
20 484.5 8 637.16 142.46 144.77 4.4 1082.26 1.7
Trong đó: Độ dốc đường mặt nước: J = 0,001
Độ nhám lòng kênh xả lũ: n = 0,050
Cao độ đáy kênh xả lũ: ∇476,50m
Z - Mực nước (m)
h - Độ sâu (m)
A - Mặt cắt ướt (m
3
)
B - Chiều rộng mặt thoáng (m)
P - Chu vi ướt (m)
R - Bán kính thuỷ lực (m)
Q - Lưu lượng (m
3
/s)
V - Vận tốc trung bình mặt cắt (m/s)
Vị trí mặt cắt xác định mực nước hạ lưu cách tìm đập là 292m về hạ lưu
Từ số liệu trong bảng, ta vẽ được đường cong quan hệ Q = f(z) hạ như hình 1-1.
Hình 1.1 Quan hệ Q = f(Z) hạ lưu
10
CHƯƠNG 2. MỤC ĐÍCH NỘI DUNG NGHIÊN CỨU THÍ NGHIỆM MÔ

HÌNH
2.1. Mục đích
Nghiên cứu thí nghiệm mô hình thuỷ lực tràn xả lũ theo đồ án đã được thiết kế là
nhằm kiểm chứng về xả lũ qua tràn, trạng thái dòng chảy qua tràn, trên dốc nước, nối
tiếp dòng chảy ở hạ lưu. Qua thí nghiệm mô hình xác định kích thước hợp lý của dốc
nước, đoạn chuyển tiếp, bể tiêu năng. Đánh giá tình hình xói lở ở Hạ lưu, qua thí
nghiệm mô hình nêu lên các bất hợp lý về mặt thuỷ lực; tiến hành sửa đổi nhằm phục vụ
việc hoàn thiện đồ án thiết kế, đảm bảo an toàn cho công trình khi đi vào vận hành và
đạt yêu cầu hợp lý về mặt kinh tế.
2.2. Nội dung thí nghiệm đo đạc số liệu trên mô hình
Sau khi xây dựng mô hình cần thực hiện:
1. Kiểm nghiệm mô hình.
2. Thí nghiệm xác định khả năng tháo qua tràn.
3. Xác định đường mặt nước dọc tuyến công trình, đo vẽ bình đồ dòng chảy.
4. Xác định lưu đồ trung bình dòng chảy dọc tuyến công trình: trên mặt tràn, dốc
nước, bể tiêu năng, kinh xã hạ lưu.
5. Xác định mạch động lưu tốc dòng chảy.
6. Xác định áp suất trung bình dòng chảy trên mặt tràn, dốc nước, đoạn cong
chuyển tiếp ở cuối dốc, trong bể tiêu năng.
7. Xác định mạch động áp suất tại những vị trí xung yếu ở đuôi tràn, trên dốc
nước, trong bể tiêu năng và trong kênh xả lũ hạ lưu.
8. Thí nghiệm chế độ nối tiếp dòng chảy từ thượng lưu đến hạ lưu, mô tả tình
hình thuỷ lực.
9. Xác định các yếu tố của nước nhảy trong bể tiêu năng ứng với các lưu lượng
xả lũ khác nhau.
10. Đánh giá khả năng gây xói lở qua số liệu thí nghiệm mô hình lòng cứng.
2.3. Các chế độ lưu lượng và mực nước thí nghiệm
Mô hình thực hiện thí nghiệm với 5 cấp lưu lượng gồm:
Q
kt

= 695.83 m
3
/s Z
hồ
=503.59m Z
hạ
= 483.37m
Qtk= 584.48 m
3
/s Z
hồ
= 502.85mZ
hạ
= 483.00m
Q
MNDBT
= 500m
3
/s Z
hồ
= 502.20mZ
hạ
= 482.68m
Q= 400m
3
/s Z
hồ
Z
hạ
= 482.27m

11
Q= 300m
3
/s Z
hồ
Z
hạ
= 481.81m
Ngoài ra thí nghiệm thêm cấp lưu lượng Q
xã
= 200 m
3
/s để vẽ đường cong quan hệ
Q= f(z)hồ.
2.4. Thiết kế và xây dựng mô hình
2.4.1.Tỷ lệ mô hình
Để thực hiện được các nội dung nghiên cứu nêu trên đã chọn loại mô hình tổng
thể chính thái, lòng cố định có tỷ lệ λ
l
= 30.
2.4.2. Về tiêu chuẩn tương tự
Mô hình này thuộc loại mô hình thuỷ lực công trình, dòng chảy qua tràn và kênh
xả lũ hạ lưu là dòng chảy hở, lực tác dụng chủ yếu là trọng lực nên tiêu chuẩn tương tự
mô hình được chọn là tiêu chuẩn Froude:
F
n
= idem
Re
m
≥ Regh

C = idem
F
n
= [ ]
m
= [ ]
n
Trong đó: V: Là lưu tốc dòng chảy (m/s)
L: Độ sâu dòng chảy (m)
G: Gia tốc trọng trường (g=9.81 m/s
2
)
C: Hệ số Chezy tính theo công thức manning
C=
1/6
R
n
R
egh
: Số Raynon giới hạn trong khu tự động
Mô hình R
egh
=
14
m
m
R
m
ε
∆

(ε là hệ số sức cản ma sát
2
8g
C
ε
=
; ∆m- Độ nhám tương
đối).
R
m
: Bán kính thuỷ lực trong mô hình.
Mô hình trên với tỷ lệ λ
l
= 30 thì từ đó suy ra các tỷ lệ khác có liên quan:
Tỷ lệ lưu lượng: λ
Q =
= λ
l
2.5
= 4929.5
Tỷ lệ áp lực: λ
P =
= λ
l
= 30
12
Tỷ lệ lưu tốc: λ
V =
= λ
l

O.5
= 5.477
Tỷ lệ nhóm: λ
n =
= λ
l
1/6
= 1,762
Tỷ lệ diện tích: λ
S =
= λ
l
2
= 900
Tỷ lệ độ sâu: λ
h =
= λ
l
= 30
Tỷ lệ thời gian: λ
t =
= λ
l
0.5
= 5.477
2.4.3. Phạm vi mô hình
Chiều dài mô hình: gồm 1 phần lòng hồ, kênh dẫn thượng lưu, tràn xả lũ, dốc
nước, bể tiêu năng, kênh xả hạ lưu nối với 1 phần lòng sông tự nhiên, tổng cộng dài gần
700m (thực tế), trên mô hình là l
m

≈ 25m.
Chiều rộng mô hình: vùng lòng hồ lấy đến đường đồng mức ở cao trình không
ngập nước ∇505.0m với tổng chiều rộng ngoài thực tế gần 250m, trong mô hình B
m
=
8.33m.
Chiều cao mô hình: lấy từ địa hình thấp hơn đáy bể tiêu năng ∇473.50m đến cao
trình địa hình trên mực nước hồ lớn nhất ∇505.0m, chiều cao thực tế gần 40m, cộng
thêm lớp cát đệm nên độ cao trong mô hình gần 1.4m.
2.4.4. Vật liệu xây dựng và chế tạo mô hình
Phần địa hình lòng hồ, kênh dẫn thượng lưu, lòng sông hạ lưu trong thực tế là địa
hình tự nhiên và đá đào, nên độ nhám trong thực tế khoảng n= 0.030÷0.035 nên theo tỷ
lệ thì độ nhám trong mô hình cần là: n
m
= = 0.017÷0.019 (lấy bình quân là
0.018) nên cho phép dùng vữa xi măng trát.
Phần công trình tràn, dốc nước, bể tiêu năng trong thực tế bằng bê tông có độ
nhám n=0.016÷0.018, nên yêu cầu vật liệu làm mô hình có độ nhám: n
m
= =
0.0088÷0.0099 dùng kính hữu cơ (kính mica) để chế tạo mô hình là thích hợp.
13
2.4.5. Bố trí mặt cắt đo đạc
- Đo lưu tốc: Dọc theo tuyến tràn, dốc nước, bể tiêu năng đến kênh xả hạ lưu bố
trí 16 mặt cắt ngang đo lưu tốc, mỗi mặt cắt ngang đo 3 thuỷ trực, mỗi thuỷ trực đo 2
đến 3 điểm.
- Đo đường mặt nước: Dọc kênh dẫn vào tràn, qua tràn, dốc nước đến bể tiêu
năng và kênh xả hạ lưu đo đường mặt nước dọc và ngang theo các vị trí đo lưu tốc.
- Đo áp suất tĩnh: Dọc theo tim tràn, dốc nước đến bể tiêu năng bố trí 2 tuyến đo
áp suất thuỷ tĩnh để xác định giá trị áp suất trung bình (xem hình 2.1).

+ Tuyến thứ nhất theo tim dọc dốc nước bố trí 22 điểm từ đầu tràn đến cuối bể
tiêu năng.
+ Tuyến thứ hai theo liên trụ pin và thành dốc nước của khoang bên trái, tổng
cộng là 22 điểm.
- Đo áp suất mạch động: Từ đầu tràn đến kênh xả hạ lưu sau bể tiêu năng bố trí
16 điểm đo mạch động áp suất gồm:
σ
p1
: Mạch động áp suất ở đầu tràn (đo ở khoang giữa)
σ
p2
: Mạch động áp suất cuối tràn (đo ở tim khoang giữa)
σ
p3
: Mạch động áp suất cuối tràn (gần đầu thành bên dốc nước)
σ
p4
: Mạch động áp suất thân dốc nước (m/c 8-8 đo ở giữa)
σ
p5
: Mạch động áp suất thân dốc nước (m/c 8-8 đo thành bên)
σ
p6
: Mạch động áp suất thân dốc nước (m/c 10-10 đo ở giữa)
σ
p7
: Mạch động áp suất thân dốc nước (m/c 10-10 sát thành bên trái)
σ
p8
: Mạch động áp suất thân dốc nước (m/c 11-11 đo ở giữa)

σ
p9
: Mạch động áp suất thân dốc nước (m/c 11-11 đo ở bên trái)
σ
p10
: Mạch động áp suất thân dốc nước (m/c 12-12 đo ở giữa)
σ
p11
: Mạch động áp suất thân dốc nước (m/c 12-12 đo ở bên)
σ
p12
: Mạch động áp suất thân dốc nước (m/c 13-13 đo ở giữa)
σ
p13
: Mạch động áp suất thân dốc nước (m/c 13-13 đo ở bên trái)
σ
p14
: Mạch động áp suất thân dốc nước (m/c 14-14 đp ở giữa)
σ
p15
: Mạch động áp suất thân dốc nước (m/c 14-14 đo ở bên)
σ
p16
: Mạch động áp suất thân dốc nước (m/c 15-15 đo ở giữa)
2.4.6. Các thiết bị đo đạc
- Đo địa hình lòng sông, lòng kênh dùng thước thép xác định chiều dài trên mặt
bằng, xác định cao độ dùng máy thuỷ bình Nio4 và Nio7.
14
- Đo kích thước mô hình chế tạo bằng kính hữu cơ dung thước thép lá có chia
vạch đến 0.5mm và dùng thước kẹp palmen để kiểm tra, sai số không quá 0.5mm.

- Xác định mực nước trên mô hình dùng kim đo mực nước do TQ và Liên Xô chế
tạo; có thể đọc được 0.1mm.
- Đo đường mặt nước trên mô hình, đo chiều cao song bằng máy Nio4 và mica,
sai số không vượt quá 0.5mm đến 1.0mm.
- Xác định lưu lượng cấp vào mô hình dùng đập tràn thành mỏng lỗ chữ nhật tính
theo công thức Rebock:
Q = b H
*
3/2
(1.782 + 0.24 ) sai số nhỏ hơn 1%.
- Đo lưu tốc trung bình thời gian bằng đầu đo điện tử PEMS, E40 do Hà Lan chế
tạo; dải đo từ 0.05m/s đến 5.0m/s, sai số của thiết bị đo là 1%.
- Mạch động lưu tốc cũng được đo bằng thiết bị điện tử, máy vi tính nhận tín hiệu
và có chương trình cài đặt tự xử lý số liệu.
- Áp suất trung bình được đo bằng ống đo áp.
- Mạch động áp suất được đo bằng đầu đo áp suất điện tử do Hà Lan và Đức chế
tạo. Để đảm bảo độ ổn định của phép đo, thời gian ghi của thiết bị điện tử tại mỗi điểm
đo là 20 ÷60 giây, mỗi giây nhận 10 tín hiệu.
+ Mạch động lưu tốc σ
u
được tính theo công thức:
σ
u
= (1)
+ Mạch động áp suất σ
p
được tính theo biểu thức:
σ
p
= (2)

Trong đó:
u’; : Là lưu tốc tức thời và lưu tốc trung bình theo thời gian (m/s)
p’; : Áp suất tức thời và áp suất trung bình theo thời gian (m/s)
n: Số tín hiệu đo được
Các thiết bị đo đạc trên đã được kiểm định, sai số đo đạc không vượt quá 1%.
15
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
3.1. Kiểm nghiệm mô hình
Sau khi xây dựng, lắp đặt mô hình, tiến hành thử nước cấp lưu lượng vào máng
lường đưa nước vào mô hình, quan sát dòng chảy, nước dâng lên ở lòng hồ đi vào cửa
đập tràn chảy xuống dốc nước rồi đổ xuống bể tiêu năng chảy ra lòng kênh xả hạ lưu.
Quan sát tình hình dòng chảy, hiện tượng rò rỉ nước, điều chỉnh cửa cuối để đọc kim đo
thượng, hạ lưu, thông số các bảng đo áp. Toàn bộ mô hình và các thiết bị đo đều vận
hành bình thường coi như mô hình xây dựng chế tạo lắp đặt đạt yêu cầu mới đi vào bồ
trí các mặt cắt đo đạc để chuẩn bị cho công tác thí nghiệm chính thức.
3.2. Thí nghiệm xác định khả năng tháo của đập tràn
Ứng với 6 cấp lưu lượng theo yêu cầu như trên, cho đập tràn vận hành ở trạng
thái các cửa van đều mở hoàn toàn, dòng chảy qua tràn làm việc ở chế độ chảy tự do.
Kết quả đo đạc về khả năng xả qua tràn được thể hiện trong bảng 3.1.
Bảng 3.1. Khả năng xả qua tràn phương án thiết kế
TT
Q
(m
3
/s)
Ztl
(m)
Zhl
(m)
Vo

(m/s)
Ho
(m)
Hs lưu lượng
m
1 695.83 503.25 483.37 1.20 7.32 0.378
2 584.48 502.50 483.00 0.98 6.55 0.375
3 500.00 501.90 482.68 0.79 5.93 0.372
4 400.00 501.12 482.27 0.69 5.14 0.369
5 300.00 500.26 481.81 0.59 4.28 0.365
6 200.00 499.28 481.28 0.49 3.29 0.360
Với dạng đập tràn đỉnh rộng, áp dụng công thức sau để tính lưu lượng:
Q
xả
= mB
2
3
2 Hg
(3.1)
Trong đó:
Q
xả
: lưu lượng tháo qua đập tràn (m
3
/s)
B – chiều rộng thoát nước của tràn (B= 3 x 7 = 21 m)
m – hệ số lưu lượng
g – gia tốc trọng trường
Từ số liệu trong bảng 3.1 cho ta thấy:
- Mực nước hồ thí nghiệm đo được so với mực nước hồ thiết kế thấp hơn khoảng

0,35m
- Hệ số lưu lượng chảy qua đập tràn đỉnh rộng có mép lượn tròn ở đầu tràn đạt từ
0,378 đến 0,360
16
So với kết quả nghiên cứu ở nước ngoài ghi trong quy phạm thiết kế đường tràn
xả lũ cuốn SL-253-2000 là hoàn toàn tương thích (m = 0,361 -0,379)
Từ số liệu đo đạc được trong bảng trên, ta xây dựng được hai đường quan hệ Q
xả
= f(Z
hồ
) và Q
xả
= f (m) thể hiện ở hình 3.1
Hình 3.1. Kết quả thí nghiệm khả năng xả qua tràn, phương án thiết kế
3.3. Thí nghiệm xác định đường mặt nước
Ứng với 5 cấp lưu lượng xả lũ qua đập tràn, từ lưu lượng kiểm tra Q
KT
=
695,83m
3
/s đến Q = 300 m
3
/s, cao độ đường mặt nước đo được trên mô hình được thể
hiện trong bảng 3.2 đến bảng 3.6; các mặt cắt đo đạc bố trí từ kênh dẫn vào tràn (m/c 1-
1) đến cuối kênh xả hạ lưu, tổng cộng 16 mặt cắt ngang; mỗi mặt cắt ngang đo 3 điểm
Bảng 3.2. Kết quả đo đường mặt nước phương án thiết kế Q = 695.83m
3
/s
Mặt
cắt

Cao trình mực nước tại các điểm đo (m)
1 2 3 4 5
1-1 503.24 503.12 503.21 503.23 Thượng lưu (cách tim đập tràn 51m)
2-2 503.21 503.09 503.21 503.26 Thượng lưu (cách tim đập tràn 40m)
3-3 503.15 502.90 503.20 503.24 Thượng lưu (cách tim đập tràn 30m)
4-4 501.40 502.37 502.06 Đỉnh tràn (cách tim đập tràn 17m)
5-5 499.28 498.95
498.7
4
Trên mặt tràn (cách tim đập tràn 8,5m)
6-6
494.1
8
494.1
6
494.1
0
Cuối trụ pin, đầu dốc nước (cách tim đập 3m )
7-7 490.30 490.79 490.25 Hạ lưu trên dốc nước (cách tim đập 36m)
8-8 486.60 486.76 486.95 Trên dốc, đầu đoạn gia cố (cách tim đập 69m)
9-9 483.7 483.80 483.81 Trên dốc, đoạn gia cố (cách tim đập 105m)
17
Mặt
cắt
Cao trình mực nước tại các điểm đo (m)
Ghi chú
(vị trí các mặt cắt đo)
1 2 3 4 5
4
10 - 10 481.19 481.33 480.95 Cuối dốc nước, đầu đoạn cong chuyển tiếp

11 - 11 482.27 482.14 482.12 Cuối đoạn cong chuyển tiếp, đầu bể
12 - 12 483.71 483.55
483.4
6
Giữa bể tiêu năng (cách tim đập 165m)
13 - 13 483.95
484.1
0
484.0
9
Cuối bể tiêu năng (cách tim đập 181m)
14 - 14
484.7
6
484.12
484.1
3
484.1
3
483.98 Đầu kênh gia cố hạ lưu (cách tim đập 183m)
15 - 15
484.8
5
484.0
1
483.83
484.0
6
483.92 Giữa kênh gia cố hạ lưu (cách tim đập 230m)
16 - 16

484.5
4
484.0
9
483.95 483.97
483.9
4
Cuối kênh gia cố hạ lưu (cách tim đập 280m)
Bảng 3.3. Kết quả đo đường mặt nước phương án thiết kế Q = 584.48 m
3
/s
Mặt
cắt
Cao trình mực nước tại các điểm đo (m)
Ghi chú
1 2 3 4 5 (vị trí các mặt cắt đo)
1-1 502.45 502.45 502.43 502.47
Thượng lưu (cách tim đập tràn 51m)
2-2 502.48 502.33 502.40 502.48
Thượng lưu (cách tim đập tràn 40m)
3-3 502.42 502.26 502.19 502.49
Thượng lưu (cách tim đập tràn 30m)
4-4 501.46 501.65 500.75
Đỉnh tràn (cách tim đập tràn 17m)
5-5 499.11 498.86 498.76
Trên mặt tràn (cách tim đập tràn 8,5m)
6-6 493.69 493.72 493.94
Cuối trụ pin, đầu dốc nước (cách tim đập 3m )
7-7 489.48 490.16 490.07
Hạ lưu trên dốc nước (cách tim đập 36m)

8-8 486.25 486.61 486.53
Trên dốc, đầu đoạn gia cố (cách tim đập 69m)
9-9 483.96 483.52 484.12
Trên dốc, đoạn gia cố (cách tim đập 105m)
10 - 10 481.10 480.98 480.80
Cuối dốc nước, đầu đoạn cong chuyển tiếp
11 - 11 482.24 482.17 481.94
Cuối đoạn cong chuyển tiếp, đầu bể
12 - 12 483.33 483.49 483.19
Giữa bể tiêu năng (cách tim đập 165m)
13 - 13 483.50 483.65 483.67
Cuối bể tiêu năng (cách tim đập 181m)
14 - 14 484.10 483.38 483.45 483.53 483.40
Đầu kênh gia cố hạ lưu (cách tim đập 183m)
15 - 15 484.00 483.48 483.27 483.52 483.38
Giữa kênh gia cố hạ lưu (cách tim đập 230m)
16 - 16 483.86 483.44 483.35 483.34 483.41
Cuối kênh gia cố hạ lưu (cách tim đập 280m)
Bảng 3.4. Kết quả đo đường mặt nước phương án thiết kế Q = 500 m
3
/s
Mặt
cắt
Cao trình mực nước tại các điểm đo (m)
Ghi chú
1 2 3 4 5 (vị trí các mặt cắt đo)
1-1 501.76 501.80 501.79 501.81
Thượng lưu (cách tim đập tràn 51m)
2-2 501.74 501.76 501.75 501.82
Thượng lưu (cách tim đập tràn 40m)

3-3 501.79 501.64 501.68 501.80
Thượng lưu (cách tim đập tràn 30m)
4-4 500.87 501.01 500.55
Đỉnh tràn (cách tim đập tràn 17m)
18
Mặt
cắt
Cao trình mực nước tại các điểm đo (m)
Ghi chú
1 2 3 4 5 (vị trí các mặt cắt đo)
5-5 498.32 498.40 498.43
Trên mặt tràn (cách tim đập tràn 8,5m)
6-6 493.57 493.42 493.65
Cuối trụ pin, đầu dốc nước (cách tim đập 3m )
7-7 489.22 489.50 489.71
Hạ lưu trên dốc nước (cách tim đập 36m)
8-8 486.05 486.49 486.22
Trên dốc, đầu đoạn gia cố (cách tim đập 69m)
9-9 483.94 483.35 483.78
Trên dốc, đoạn gia cố (cách tim đập 105m)
10 - 10 480.73 480.89 480.68
Cuối dốc nước, đầu đoạn cong chuyển tiếp
11 - 11 482.34 482.46 482.49
Cuối đoạn cong chuyển tiếp, đầu bể
12 - 12 483.01 482.99 482.86
Giữa bể tiêu năng (cách tim đập 165m)
13 - 13 483.09 483.14 483.05
Cuối bể tiêu năng (cách tim đập 181m)
14 - 14 483.41 483.07 483.08 483.21 483.02
Đầu kênh gia cố hạ lưu (cách tim đập 183m)

15 - 15 483.35 482.96 483.01 482.93 483.00
Giữa kênh gia cố hạ lưu (cách tim đập 230m)
16 - 16 483.29 483.05 482.96 482.98 482.98
Cuối kênh gia cố hạ lưu (cách tim đập 280m)
Bảng 3.5. Kết quả đo đường mặt nước phương án thiết kế Q = 400 m
3
/s
Mặt
cắt
Cao trình mực nước tại các điểm đo (m)
Ghi chú
1 2 3 4 5 (vị trí các mặt cắt đo)
1-1 501.04 501.01 500.99 501.02
Thượng lưu (cách tim đập tràn 51m)
2-2 501.05 501.02 501.03 501.05
Thượng lưu (cách tim đập tràn 40m)
3-3 500.98 500.94 500.90 501.04
Thượng lưu (cách tim đập tràn 30m)
4-4 500.20 500.33 500.02
Đỉnh tràn (cách tim đập tràn 17m)
5-5 498.35 498.14 498.26
Trên mặt tràn (cách tim đập tràn 8,5m)
6-6 493.13 493.04 493.32
Cuối trụ pin, đầu dốc nước (cách tim đập 3m )
7-7 489.13 489.28 489.40
Hạ lưu trên dốc nước (cách tim đập 36m)
8-8 485.91 486.35 486.16
Trên dốc, đầu đoạn gia cố (cách tim đập 69m)
9-9 483.77 483.18 483.49
Trên dốc, đoạn gia cố (cách tim đập 105m)

10 - 10 480.88 480.92 480.73
Cuối dốc nước, đầu đoạn cong chuyển tiếp
11 - 11 482.09 482.14 482.24
Cuối đoạn cong chuyển tiếp, đầu bể
12 - 12 482.66 482.67 482.66
Giữa bể tiêu năng (cách tim đập 165m)
13 - 13 482.63 482.65 482.62
Cuối bể tiêu năng (cách tim đập 181m)
14 - 14 482.96 482.63 482.60 482.51 482.48
Đầu kênh gia cố hạ lưu (cách tim đập 183m)
15 - 15 482.69 482.54 482.42 482.47 482.54
Giữa kênh gia cố hạ lưu (cách tim đập 230m)
16 - 16 482.72 482.57 482.56 482.47 482.50
Cuối kênh gia cố hạ lưu (cách tim đập 280m)
Bảng 3.6. Kết quả đo đường mặt nước phương án thiết kế Q = 300 m
3
/s
Mặt
cắt
Cao trình mực nước tại các điểm đo (m)
Ghi chú
1 2 3 4 5 (vị trí các mặt cắt đo)
1-1 500.11 500.11 500.12 500.15
Thượng lưu (cách tim đập tràn 51m)
2-2 500.04 500.02 500.07 500.15
Thượng lưu (cách tim đập tràn 40m)
3-3 500.09 500.00 499.96 500.11
Thượng lưu (cách tim đập tràn 30m)
19
Mặt

cắt
Cao trình mực nước tại các điểm đo (m)
Ghi chú
1 2 3 4 5 (vị trí các mặt cắt đo)
4-4 499.52 499.46 499.36
Đỉnh tràn (cách tim đập tràn 17m)
5-5 497.92 497.69 497.65
Trên mặt tràn (cách tim đập tràn 8,5m)
6-6 492.67 492.66 492.73
Cuối trụ pin, đầu dốc nước (cách tim đập 3m )
7-7 488.92 489.08 489.05
Hạ lưu trên dốc nước (cách tim đập 36m)
8-8 485.65 486.06 485.75
Trên dốc, đầu đoạn gia cố (cách tim đập 69m)
9-9 483.35 482.99 483.35
Trên dốc, đoạn gia cố (cách tim đập 105m)
10 - 10 480.47 480.56 480.45
Cuối dốc nước, đầu đoạn cong chuyển tiếp
11 - 11 481.95 481.87 481.82
Cuối đoạn cong chuyển tiếp, đầu bể
12 - 12 482.09 482.00 482.08
Giữa bể tiêu năng (cách tim đập 165m)
13 - 13 482.04 481.98 482.12
Cuối bể tiêu năng (cách tim đập 181m)
14 - 14 482.29 482.05 481.97 482.03 481.93
Đầu kênh gia cố hạ lưu (cách tim đập 183m)
15 - 15 482.32 481.98 481.94 481.94 481.87
Giữa kênh gia cố hạ lưu (cách tim đập 230m)
16 - 16 482.17 482.02 482.02 481.97 481.98
Cuối kênh gia cố hạ lưu (cách tim đập 280m)

Từ kết quả đo đường mặt nước nêu trên tính ra được độ sâu dòng chảy ở mép
đỉnh tràn phía hạ lưu là:
h = 499.11- 496.0 = 3.11m
Giá trị độ sâu này xấp xỉ độ sâu phân giới ở mép cuối đỉnh tràn sau khi xả lũ thiết
kế:
h
pg
= 0.76x
2
3
1.0 22.48
9.81
x
= 3.30m
Độ sâu dòng chảy ở đầu dốc nước ta áp dụng công thức lý thuyết để tính thử ứng
với lưu lượng xả lũ thiết kế:
h
đdốc
=
1
2 ( os )
o
q
g H h c
ϕ θ
−
Trong đó:
q- Lưu lượng đơn vị ứng với Q
tk
=22.49m

3
/s
H
o
- Tổng cột nước của mặt cắt đầu dốc (m) là:
H
o
=502.56 - 491.53 = 11.02m
θ - Góc nghiêng của đáy dốc nước (
o
) i = 10% tính ra được θ = 5
o
42’
h
1
- Độ sâu dòng chảy tại đầu dốc (m)
ϕ - Hệ số lưu tốc tại đầu dốc lấy ϕ = 0.95 - 1.0
g- Gia tốc trọng trường (g = 9.81m
2
/s)
Đem các giá trị đã biết đưa vào (2) tính ra h
1
= 2.38m. So với giá trị thí nghiệm
là:
20
h
1đo
= 493.94 - 491.53=2.41m
Cũng như vậy ta có thể xác định được độ sâu dòng chảy ở đầu dốc ứng với các
cấp lưu lượng xả lũ khác.

3.4. Thí nghiệm về tình hình thuỷ lực
Ứng với 5 chế độ thí nghiệm xả lũ theo yêu cầu, với trường hợp các cửa van mở
hoàn toàn thì tình hình thuỷ lực của dòng chảy từ thượng lưu cửa vào đập tràn đến dốc
nước, bể tiêu năng và kênh xả hạ lưu diễn ra như sau:
- Dòng chảy từ lòng hồ qua kênh dẫn thượng lưu đi vào cửa tràn, với hình thức
tường cánh của hai khoang tràn bên như thiết kế thì dòng chảy đi vào bị nhiễu loạn cao
(xem ảnh 3.1 đến 3.4). Khi xả lũ với lưu lượng Q = 400m
3
/s ÷ 695m
3
/s thì dòng nước
tràn qua mép tường cánh bờ phải đổ xuống trước cửa khoang tràn tạo ra độ chênh mực
nước từ 1.50m ÷ 2.00m, bên mép tường cánh bờ trái độ chênh nhỏ hơn, nhưng cũng xấp
xỉ 1.0m. Chính hiện tượng chảy ngang này cản trở dòng chảy từ kênh thượng lưu đi vào
cửa tràn, khiến cho dòng chảy ở cửa vào hai khoang tràn bên bị nhiễu loạn, đường dòng
không thuận, không chỉ ảnh hưởng tới khả năng xả nước của tràn mà còn khiến cho
dòng chảy ở hai phía tường cánh đổ xuống đều bị dòng chảy ở phần giữa của dốc nước
dồn ép sang hai bên (hai trụ bên). Đường dòng đi vào hai khoang tràn bên không cân
xứng, phần các đường dòng ở sát hai bên tường cánh chỉ chiếm khoảng 1/3 bề rộng của
mỗi khoang tràn bên. Hiện tượng dòng chảy ở đầu cửa tràn bị ép sang phía trụ pin bên
thể hiện rõ ràng như số liệu trong bảng 3.7 đo mực nước ở mép cửa phai đầu tràn.
Bảng 3.7. Cao độ mực nước tại mép khe phai ở đầu tràn
Thứ
tự
Lưu
lượng
xả
Cao độ mực nước Z
i
(m) tại mép khe phai

Khoang 1 (phải) Khoang 2 (giữa) Khoang 3 (trái)
Z
1
(m) Z
2
(m) Z
3
(m) Z
4
(m) Z
5
(m) Z
6
(m)
1 695.83 501.78 500.88 501.15 501.15 500.88 501.78
2 584.48 501.15 500.40 500.70 500.70 500.25 501.15
3 500.00 500. 499.85 500.10 500.10 499.80 500.60
4 400.00 500.10 499.35 499.50 499.50 499.30 500.05
5 300.00 499.20 498.75 498.75 498.75 498.65 499.15
Ghi chú: Cao độ mực nước Z
i
đo từ bờ phải sang bờ trái.
21
- Với dạng hai trụ pin giữa thiết kế đầu tròn, dòng chảy từ kênh dẫn thượng lưu
đi vào cửa tràn sinh ra hiện tượng nước dềnh lớn ở phía đầu trụ pin giữa, độ cao nước
dềnh đạt tới 0.50m ÷ 0.60m tuỳ theo lưu lượng xả lũ khác nhau.
- Cũng với đuôi trụ pin giữa theo dạng tròn, dòng chảy từ đỉnh tràn đổ xuống đầu
dốc nước, sinh ra hai dòng phun từ đuôi trụ pin kéo dài 10 ÷13m, cao 2.50÷3.00m
phóng xuống mặt dốc nước, khiến cho đoạn đầu dốc hình thành sóng giao thoa ở đoạn
dốc không gắn nhám (xem ảnh 3.3), còn trên đoạn dốc nước có gắn nhám, dòng chảy có

dạng sóng lướt đổ xuống cuối dốc rồi chảy qua đoạn cong chuyển tiếp đổ vào bể tiêu
năng (xem ảnh 3.4).
Theo đồ án thiết kế đoạn cong chuyển tiếp dài 19.0m có độ dềnh cao là 5.50m
(∇479.0-∇473.50) thì độ xoải lớn, nên khi dòng chảy đổ vào bể tiêu năng tạo ra dòng
mặt nhiều hơn, khiến cho dòng chảy ở cuối bể tiêu năng đi vào đoạn kênh xả lũ hạ lưu
gây ra sóng lớn, chiều cao dao động của biên độ sóng đo được khi xả lũ thiết kế và lũ
kiểm tra là từ 0.70m ÷1.0m (h
s
= 0.7 ÷ 1.0m).
Với điều kiện địa hình nên dòng chính ở kênh xả hạ lưu đi lệch về phía bờ trái, vì
phía bờ phải là một vùng nước tĩnh rộng (sau đê quai hạ có cao trình đỉnh ∇484.0m) ép
chủ lưu lệch sang bờ trái.
Với tình hình thủy lực như trên, quan sát được cho ta thấy rằng đồ án thiết kế còn
tồn tại một số điều bất lợi về mặt thủy lực đáng được quan tâm sửa đổi bởi sự bất lợi ấy
là tác dụng tương hỗ giữa kết cấu của công trình với dòng chảy mà sinh ra.
3.5. Xác định lưu tốc trung bình dòng chảy trên các bộ phận của công trình
Với 5 cấp lưu lượng xả lũ theo đề cương thí nghiệm là Q
xả
= 300.0 ÷695.83m
3
/s,
kết quả đo lưu tốc dọc theo tuyến công trình được ghi trong các bảng từ 3.8 đến bảng
3.12.
Từ số liệu đo được trong các bảng trên cho thấy:
- Lưu tốc dòng chảy ở kênh thượng lưu tiến gần đến miệng của đập tràn thay đổi
từ 1.80m/s đến 3.18m/s.
- Lưu tốc dòng chảy trên đỉnh đập phía đầu tràn (tại mặt cắt 4-4) giá trị lưu tốc
thay đổi từ 3.88÷5.30m/s.
- Lưu tốc dòng chảy ở phía đỉnh tràn phía hạ lưu giá trị lưu tốc thay đổi từ
6.82÷10.0m/s.

- Lưu tốc dòng chảy ở đầu dốc nước (m/c 6-6) thay đổi từ 10.87÷12.65m/s.
22
Bảng 3.8. Kết quả đo vận tốc trung bình PATK, Q = 695.83 m
3
/s
Mặt cắt
Thủy trực
Điểm đo
1 2 3
Ghi chú
V
tb
(m/s)
σ
V
(m/s)
V
tb
(m/s)
σ
V
(m/s)
V
tb
(m/s)
σ
V
(m/s)
1-1
M

1.02 0.03 1.37 0.02 1.20 0.02
Thượng lưu (cách
tim đập tràn 51m)
G
1.38 0.03 1.38 0.02 1.21 0.01
Đ
1.36 0.03 1.35 0.02 1.16 0.02
2-2
M 1.52 0.02 1.85 0.04 1.54 0.02
Thượng lưu (cách
tim đập tràn 40m)
G 1.43 0.02 1.76 0.03 1.53 0.02
Đ 1.38 0.05 1.72 0.02 1.30 0.02
3-3
M 1.93 0.12 2.50 0.12 2.96 0.12
Thượng lưu (cách
tim đập tràn 30m)
G 2.32 0.12 2.55 0.12 3.13 0.18
Đ 2.35 0.12 2.45 0.12 3.18 0.22
4-4
M
3.51 0.28 3.78 0.26 3.96 0.36
Đỉnh tràn (cách tim
đập tràn 17m)
G
4.85 0.42 4.16 0.35 2.86 0.40
Đ
5.30 0.44 4.25 0.34 4.25 0.39
5-5
M

7.96 0.45 8.25 0.65 7.52 0.47
Trên mặt tràn (cách
tim đập tràn 8,5m)
G
8.74 0.52 8.90 0.62 7.82 0.36
Đ
8.93 0.53 8.89 0.64 9.09 0.70
6-6
M
12.60 0.76 12.19 0.77 12.36 0.95
Cuối trụ pin,đầu dốc
nước 10%(cách tim
đập 3m )
G

Đ
12.21 0.75 12.04 0.80 11.95 0.85
7-7
M
14.46 0.88 14.45 0.74 14.59 0.76
Hạ lưu trên dốc
nước (cách tim đập
36m)
G

Đ
13.99 0.77 14.24 0.72 14.69 0.74
8-8
M
17.25 0.92 15.99 0.83 16.01 0.91

Trên dốc nước, đầu
đoạn gia cố (cách
tim đập 69m)
G

Đ
15.89 0.88 15.19 0.87 16.19 0.85
9-9
M
14.76 0.42 14.88 0.32 13.38 0.43
Trên dốc nước, giữa
đoạn gia cố (cách
tim đập 105m)
G

Đ
11.49 0.41 11.81 0.21 10.52 0.37
10-10
M
14.00 0.81 15.53 0.94 15.62 0.68
Cuối dốc nước, đầu
đoạn cong chuyển
tiếp(cách 129m)
G

Đ
9.77 0.66 10.18 0.50 11.06 0.53
11-11
M
1.91 0.19 1.40 0.10 1.96 0.15

Cuối đoạn cong
chuyển tiếp,đầu bể
(cách 148m)
G
5.72 0.29 4.29 0.53 2.64 0.24
Đ
9.43 0.37 6.38 0.43 4.06 0.26
12-12
M
1.56 0.15 2.34 0.23 1.94 0.16
G 3.20 0.17 5.00 0.29 3.62 0.19
Giữa bể tiêu năng
23
Mặt cắt
Thủy trực
Điểm đo
1 2 3
Ghi chú
V
tb
(m/s)
σ
V
(m/s)
V
tb
(m/s)
σ
V
(m/s)

V
tb
(m/s)
σ
V
(m/s)
(cách tim đập 165m)
Đ
3.93 0.32 7.05 0.49 3.90 0.28
13-13
M
1.82 0.13 1.93 0.17 1.70 0.10
Cuối bể tiêu năng
(cách tim đập 181m)
G
2.12 0.26 3.23 0.23 2.31 0.13
Đ
2.31 0.17 3.47 0.28 2.73 0.28
14-14
M
2.27 0.20 4.20 0.34 2.17 0.14
Đầu đoạn kênh gia
cố hạ lưu (cách tim
đập 183m)
G
2.83 0.18 5.46 0.34 1.99 0.23
Đ
1.81 0.17 1.80 0.18 1.47 0.14
15-15
M

3.31 0.25 3.28 0.25 2.77 0.24
Giữa đoạn kênh gia
cố hạ lưu (cách tim
đập 230m)
G
3.09 0.26 3.01 0.27 2.05 0.22
Đ
2.48 0.18 2.63 0.18 1.89 0.23
16-16
M
3.47 0.17 3.40 0.20 2.23 0.14
Cuối đoạn kênh gia
cố hạ lưu (cách tim
đập 280m)
G
3.14 0.13 2.61 0.19 1.53 0.14
Đ
2.00 0.15 1.59 0.13 1.78 0.17
Bảng 3.9. Kết quả đo vận tốc trung bình PATK, Q = 584.48 m
3
/s
Mặt cắt
Thủy trực
Điểm đo
1 2 3
Ghi chú
V
tb
(m/s)
σ

V
(m/s)
V
tb
(m/s)
σ
V
(m/s)
V
tb
(m/s)
σ
V
(m/s)
1-1
M
1.19 0.003 0.88 0.021 0.98 0.027
Thượng lưu (cách
tim đập tràn 51m)
G
1.06 0.023 0.98 0.024 0.977 0.017
Đ
0.95 0.036 0.94 0.045 0.875 0.019
2-2
M 1.29 0.03 1.65 0.03 1.41 0.02
Thượng lưu (cách
tim đập tràn 40m)
G 1.46 0.01 1.43 0.06 1.43 0.02
Đ 1.22 0.03 1.47 0.02 1.39 0.02
3-3

M 2.36 0.01 2.44 0.02 2.49 0.03
Thượng lưu (cách
tim đập tràn 30m)
G 2.38 0.01 2.41 0.03 2.56 0.05
Đ 2.28 0.03 2.43 0.02 2.52 0.02
4-4
M
4.34 0.289 4.07 0.259 4.2 0.274
Đỉnh tràn (cách tim
đập tràn 17m)
G
4.72 0.322 4.49 0.315 5.097 0.388
Đ
5.14 0.332 4.79 0.322 5.136 0.376
5-5
M
8.56 0.548 8.41 0.565 9.223 0.629
Trên mặt tràn (cách
tim đập tràn 8,5m)
G
8.74 0.52 9.23 0.638 8.842 0.544
Đ
9.10 0.638 10.00 0.663 8.882 0.522
6-6
M
12.41 0.773 12.13 0.727 12.41 0.778
Cuối trụ pin,đầu dốc
nước 10%(cách tim
đập 3m )
G

24
Mặt cắt
Thủy trực
Điểm đo
1 2 3
Ghi chú
V
tb
(m/s)
σ
V
(m/s)
V
tb
(m/s)
σ
V
(m/s)
V
tb
(m/s)
σ
V
(m/s)
Đ
12.55 0.725 12.65 0.723 12.223 0.766
7-7
M
14.48 0.861 14.11 0.83 13.53 0.772
Hạ lưu trên dốc

nước (cách tim đập
36m)
G

Đ
11.89 0.626 14.35 0.889 14.154 0.882
8-8
M
16.01 0.914 15.73 0.821 16.898 0.903
Trên dốc nước, đầu
đoạn gia cố (cách
tim đập 69m)
G

Đ
15.98 0.866 14.62 0.748 15.064 0.811
9-9
M
15.39 0.81 15.33 0.934 9.897 0.745
Trên dốc nước, giữa
đoạn gia cố (cách
tim đập 105m)
G

Đ
10.72 0.582 11.68 0.612 8.041 0.607
10-10
M
13.97 0.543 13.09 1.068 14.897 1.05
Cuối dốc nước, đầu

đoạn cong chuyển
tiếp(cách 129m)
G

Đ
8.49 0.52 12.25 0.918 13.056 0.978
11-11
M
0.96 0.16 3.15 0.318 1.628 0.149
Cuối đoạn cong
chuyển tiếp,đầu bể
(cách 148m)
G
6.30 0.36 2.48 0.22 1.356 0.42
Đ
2.46 0.196 7.84 0.404 2.781 0.24
12-12
M
0.53 0.097 0.93 0.087 0.225 0.056
Giữa bể tiêu năng
(cách tim đập 165m)
G
3.11 0.26 3.26 0.303 3.255 0.264
Đ
5.32 0.315 6.00 0.353 4.8 0.357
13-13
M
2.34 0.243 2.84 0.195 2.536 0.293
Cuối bể tiêu năng
(cách tim đập 181m)

G
1.91 0.165 4.73 0.205 1.847 0.147
Đ
1.92 0.167 2.10 0.159 2.26 0.185
14-14
M
2.02 0.233 3.16 0.289 2.659 0.265
Đầu đoạn kênh gia
cố hạ lưu (cách tim
đập 183m)
G
2.72 0.218 4.28 0.364 2.188 0.244
Đ
1.35 0.188 0.65 0.133 1.976 0.18
15-15
M
3.00 0.193 2.88 0.205 1.69 0.135
Giữa đoạn kênh gia
cố hạ lưu (cách tim
đập 230m)
G
2.76 0.182 2.72 0.163 1.521 0.145
Đ
1.94 0.164 1.84 0.185 1.472 0.138
16-16
M
2.77 0.224 2.38 0.234 1.761 0.17
Cuối đoạn kênh gia
cố hạ lưu (cách tim
đập 280m)

G
2.46 0.258 2.32 0.224 1.68 0.16
Đ
2.00 0.184 1.85 0.143 1.607 0.176
Bảng 3.10. Kết quả đo vận tốc trung bình PATK, Q = 500 m
3
/s
25