Tính toán thủy lực công trình tháo

tÝnh to¸n thuû lùc
c«ng tr×nh th¸o n­íc


NỘI DUNG BAI GIẢNG
• Ph©n lo¹i c«ng tr×nh th¸o
• Mét sè vÊn ®Ò cã liªn quan ®Õn thiÕt kÕ c«ng
tr×nh th¸o lò
• TÝnh to¸n khả năng thao
• Phương phap tinh ap suat thuy đọng


1.phân loại công trình tháo

Theo nhiệm vụ : công trình tháo lũ và công
trình tháo nước.
Vị trí công trình: đặt ở thân đập và công
trình đặt ở ngoài thân đập.
Theo điều kiện thuỷ lực : Trên mặt và dưới
sâu, có cửa van và không có của van, cột nư
ớc thấp và cột nước cao.



2. Mét sè vÊn ®Ò cã liªn quan ®Õn thiÕt
kÕ c«ng tr×nh th¸o lò


a.Tình hình xây dựng công trình tháo
Toàn thế giới: 45.000 đập ( Trung quốc
49%,Việt nam 1% đứng hàng thứ 16 trong

31 quốc gia tham gia thống kê về đập.
Việt nam : Đường tràn dặt ngoài thân đập
chiếm 70% ,q=10 51m3/s/m, Qua đập
tràn
q=40 100 m3/s/m. Lỗ xả sâu 60
400m3/s/m


b. Nguyên nhân gây sự cố công
trình tháo lũ
Dòng lưu tốc cao gây xói nền và công
trình
Phá hoại do khí thực
Thiết kế chưa tính đến ảnh hưởng của
các yếu tố địa kĩ thuật
Chất lượng thi công chưa đạt yêu cầu
Công trình làm việc vượt quá tiêu
chuẩn thiết kế.
Vận hành không đúng quy trình.


c. chØ tiªu thiÕt kÕ c«ng tr×nh th¸o lò

• ThiÕt kÕ vµ kiÓm tra theo tÇn suÊt
lò (TCXD285-2002)
• TÝnh to¸n theo lò cùc h¹n (Probale
maximum flood PMF)
• Lưu lượng tieu năng ( tần suất
tieu năng )

Lưu lượng tính hố xói Lai châu
• Trung Quốc 0,39.Q (P=0,1%) = 6053m3/s
• Nhật Bản (77%-51%)Qmax (P=0,1%) =
7916 – 11951m3/s
• Mỹ 0.21Q (P=0,01%) = 4521m3/s
• Lai Châu có thể lựa chọn lưu lượng tính
toán xói hạ lưu trong dải từ 4500 m3/s ÷
12000 m3/s. (Q 1%)=11940 m3/s)


Sơ đồ tính toán thủy lực đập tràn

MNTL
275.00

L1

R50.

00

L

1
3
2

hx

aQ

v

t

h

MNHL

bx

éPả-Tàđb
éPả-Tàđb


d.tính toán thuỷ lực công trình tháo
Tính khả năng tháo để quyết định hình
dạng và kích thước cửa tháo.
Tính toán tiêu năng để quyết định các kết
cấu tiêu năng và kết cấu bảo vệ lòng dẫn hạ
lưu công trình.
Phân tích các yếu tố thuỷ động lực của dòng
chảy từ đó phân tích kết cấu.
Phân tích các tác động đặc biệt của dòng
chảy lên công trình.


e. Các phưong pháp nghiên cứu
các bài toán thuỷ lực công trình

Mô hình vật lý.
Mô hình toán : giải tích , mụ hỡnh
số


đặc trưng cơ bản của dòng lư
u tốc cao
Mức độ xáo trộn mãnh liệt,áp lực động
biến đổi, mạch động tăng.
Quán tính là chủ yếu,ảnh hưởng độ
nhớt không rõ ràng.
Dòng chảy nhạy bén với đường
biên,nhiễu loạn xuất hiện trong vùng
trộn khí và vùng chân không.


Các nội dung nghiên cứu
trong chương trình học
Tính toán khả năng tháo nước.
áp lực thuỷ động và áp lực mạch
động ở dòng. chảy qua công trình
tháo.
Tính toán dòng xiết (dòng lưu tốc
cao).
Tiêu năng sau công trình tháo.
Hiện tượng chân không và khí


2.tÝnh to¸n kh¶ n¨ng th¸o n­íc

Tính toán khả năng tháo
Đại lượng đăc trưng cho khả năng tháo là lưu
lượng tháo tháo qua công trình ( m3/s)
Hệ quả của phương trình Bernuli viết cho
dòng lý tưởngvà nguyên lý ống đo Ventury
cho công thức
Q= f(A,h)
(1 )
Dòng chảy thực :
Q = f(m,A,h) (2)
Nghiên cứu các nhân tố ảnh hưởng đến hệ số
lưu lượng để xác định chính xác khả năng
tháo.


Các nhân tố ảnh hưởng đến
khả năng tháo qua đập tràn


Các nhân tố ảnh hưởng đến khả năng
tháo qua đập tràn không cửa van


H×nh d¹ng mÆt ®Ëp trµn

y 1 x 

= 

Hd k  Hd 

n


nghiên cứu các nhân tố ảnh hư
ởng đến hình dạng mặt tràn.
ảnh hưởng của cột nước vận tốc.
ảnh hưởng của máI thượng lưu.
ảnh hưởng bán kính cong ở đỉnh.


Các nhân tố ảnh hưởng đến hệ số lưu
lượng của đập Creager

ảnh hưởng của h/htc.
. ảnh hưởng của hình dạng đập
Tổ hợp ảnh hưởng của h/htc, hình dạng
đập với hiện tượng trộn khí
ảnh hưởng của chân không
ảnh hưởng của tuyến đập trên mặt bằng


VÝ dô ¶nh h­ëng vÒ h×nh d¹ng: ¶nh h­
ëng cña m¸I th­îng l­u


VÝ dô ¶nh h­ëng cña ch©n kh«ng

m = m o ( h E / h tc )

2

h E = h + u / 2g

0,16


¶nh h­ëng cña tuyÕn ®Ëp trªn mÆt b»ng

m k = m.σ k .εo


Sử dụng đập tràn chân không

Đập tràn chân không có khả năng tháo lớn
NP.Rozanop: đập đầu tròn hck=(1,39 ữ1,58)Ho
đập

b/a=2, hck=(1,27 ữ1,55)Ho
b/a=3, hck=(1,34 ữ1,63)Ho

Liên Xô cũ: Pck/ = 6 ữ7 m
Trung Quốc: Pck/ = 3 ữ6 m
Thổ Nhĩ Kỳ: Pck/ = 4 m m 0,52
Khả năng bê tông 0,4956 < m < 0,515)