Giải pháp kỹ thuật nâng cao khả năng làm việc của tràn xả lũ khi tăng dung tích hiệu quả do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nhu cầu dùng nước

LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn PGS.TS.
Nguyễn Văn Hồ đã vạch ra những định hướng khoa học và tận tình hướng dẫn tác giả
trong suốt quá trình hoàn thành luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong Trường đại học Thủy Lợi, các bạn học
viên cao học lớp 21C11 về sự giúp đỡ trong suốt thời gian tác giả học tập và nghiên
cứu tại trường.
Xin tỏ lòng biết ơn đến Công ty Cổ phần Tư vấn thiết kế hạ tầng cơ sở đã tạo mọi điều
kiện thuận lợi, cho phép sử dụng các số liệu đã công bố.
Với thời gian và trình độ còn hạn chế, luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót.
Tác giả rất mong nhận được sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo, của
các Quý vị quan tâm và bạn bè đồng nghiệp.

i


LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết quả
nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một
nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào.Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được
thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.
Tác giả luận văn

Lý Quang Diệu

ii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN......................................................................................................i
LỜI CAM ĐOAN...............................................................................................ii

DANH MỤC HÌNH VẼ......................................................................................v
DANH MỤC BẢNG BIỂU...............................................................................vi
MỞ ĐẦU..............................................................................................................1
I. Tính cấp thiết của Đề tài..................................................................................... 1
II. Mục đích của Đề tài........................................................................................... 2
III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu...................................................2
IV. Kết quả dự kiến đạt được................................................................................ 3
V. Bố cục của luận văn.......................................................................................... 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CHUNG VỀ TRÀN.............................................4
1.1 Tổng quan về tràn xả lũ ở Việt Nam:...............................................................4
1.1.1 Phân loại tràn xả lũ:...............................................................................................................4
1.1.2 Một số sự cố hư hỏng tràn ở Việt Nam:.................................................................................9

1.2 Kịch bản biến đổi khí hậu ở Việt Nam:..........................................................11
1.2.1 Khái niệm về biến đổi khí hậu:.............................................................................................11
1.2.2 Nội dung về kịch bản biến đổi khí hậu:................................................................................11

1.3 Tình hình sử dụng nước ở nước ta hiện nay:..............................................14
1.3.1 Tình hình sử dụng nước trong các hoạt động kinh tế:.........................................................14
1.3.2 Tình hình sử dụng nước trong đời sống sinh hoạt:..............................................................16

1.4 Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu và nhu cầu sử dụng nước tới dung
tích hiệu quả của hồ chứa:.................................................................................. 16
1.5 Kết luận chương 1:......................................................................................... 17

CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG
LÀM VIỆC CỦA TRÀN...................................................................................18
2.1 Cơ sở lý luận tính toán thủy lực tràn:...........................................................18
2.1.1 Tràn có ngưỡng thực dụng:..................................................................................................18

2.1.2 Tràn đỉnh rộng:.....................................................................................................................24

2.2 Phân tích một số yếu tố chính ảnh hưởng đến khả năng làm việc của tràn:
............................................................................................................................... 28
2.2.1 Chiều dài đường tràn:..........................................................................................................28
2.2.2 Hình dạng mặt cắt đập tràn:................................................................................................30

iii


2.3 Một số giải pháp kỹ thuật nâng cao khả năng làm việc của tràn xả lũ khi
dung tích hiệu quả tăng lên:................................................................................ 32
2.3.1 Nâng cấp, cải tạo tràn để tăng dung tích hữu ích cho hồ chứa:...........................................32
2.3.2 Nâng cấp, cải tạo tràn xả lũ để tháo được lưu lượng thiết kế mới:......................................42

2.4 Đánh giá lựa chọn giải pháp và điều kiện áp dụng:.....................................53
2.5 Kết luận chương 2:......................................................................................... 54

CHƯƠNG 3 ÁP DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀO HỒ CHỨA
NƯỚC BỈ TỈNH NGHỆ AN.............................................................................56
3.1 Giới thiệu hồ chứa nước Bỉ:.......................................................................... 56
3.1.1 Điều kiện tự nhiên:..............................................................................................................56
3.1.2 Quy mô:...............................................................................................................................57
3.1.3 Nhiệm vụ:............................................................................................................................59
3.1.4 Hiện trạng hồ chứa Bỉ:.........................................................................................................59

3.2 Tài liệu tính toán hồ chứa nước Bỉ:...............................................................60
3.2.1 Lượng nước dùng:...............................................................................................................60
3.2.2 Tính toán tần suất lượng mưa năm:....................................................................................62
3.2.3 Tính toán quan hệ mưa và dòng chảy:.................................................................................63

3.2.4 Tính bốc hơi:........................................................................................................................64
3.2.5 Tính toán điều tiết hồ chứa:................................................................................................66

3.3 Các giải pháp nâng cao khả khả năng làm việc cho tràn xả lũ:..................70
3.3.1 Yêu cầu đặt ra:.....................................................................................................................70
3.3.2 Các giải pháp cho tràn xả lũ hồ chứa Bỉ:...............................................................................71

3.4 Tính toán điều tiết lũ cho tràn xả lũ hồ chứa nước Bỉ:................................74
3.5 Tính toán cao trình đỉnh đập và lựa chọn giải pháp:...................................79
3.6 Nhận xét so sánh kết quả tính toán:..............................................................98
3.7 Kết luận chương 3:......................................................................................... 99

KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ.............................................................................101
I. Các kết quả đạt được của luận văn:..............................................................101
II. Một số điểm còn tồn tại:................................................................................ 101
III .Kiến nghị:...................................................................................................... 102

TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................103
PHỤ LỤC........................................................................................................105

iv


DANH MỤC HÌNH VẼ

v


DANH MỤC BẢNG BIỂU

vi


1

MỞ ĐẦU
I. Tính cấp thiết của Đề tài.
Biến đổi khí hậu trên phạm vi toàn cầu đã làm cho thiên tai ở Việt Nam ngày càng gia
tăng về số lượng, cường độ và mức độ ảnh hưởng. Thủy lợi là một trong những lĩnh
vực chịu tác động mạnh mẽ nhất của biến đổi khí hậu. Cùng với quá trình đô thị hoá
và công nghiệp hoá dẫn đến nhu cầu dùng nước gia tăng đột biến trong những năm gần
đây.
Hồ chứa nước có tầm quan trọng đặc biệt lớn đối với công tác phòng chống lũ lụt,
chống hạn hán đảm bảo cấp nước cho sản xuất nông nghiệp, công nghiệp và các hoạt
động của con người. Về mùa mưa hồ chứa góp phần cắt lũ và làm chậm lũ, về mùa
kiệt nước được tích lại trong lòng hồ để cung cấp nước tưới, nước sinh hoạt, giữ gìn
môi trường sinh thái... Do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu làm cho chế độ dòng chảy
thay đổi, mưa lớn tập trung vào mùa mưa làm gia tăng lũ lụt nhưng lại giảm về mùa
khô gây ra hạn hán kéo dài. Nhiệt độ trung bình tăng cao làm cho lượng tổn thất do
bốc hơi mặt hồ cũng tăng theo, đó là nguyên nhân làm cho hồ chứa không còn đáp ứng
được nhiệm vụ như thiết kế ban đầu.
Để ứng phó với ảnh hưởng của biến đổi của khí hậu và nhu cầu sử dụng nước ngày
một tăng. Việc cải tạo, nâng cấp để tăng dung tích hiệu quả cho hồ chứa phục vụ nhu
cầu sản xuất và sinh hoạt là một vấn đề cấp thiết hiện nay.
Cao trình của mực nước dâng bình thường trong hồ tăng lên dẫn đến việc ta phải cải
tạo và nâng cấp các công trình đầu mối cũ để đáp ứng được nhu cầu sử dụng và sự vận
hành an toàn cho hồ chứa. Một trong những hạng mục quan trọng và không thể thiếu
đó là tràn xả lũ. Trước thay đổi của mực nước hồ chứa để đảm bảo khả năng trữ nước
vào mùa khô và thoát nước vào mùa lũ thì cần có những giải pháp nhằm nâng cao khả
năng làm việc cho tràn xả lũ.

Có rất nhiều giải pháp khác nhau nhằm nâng cao khả năng làm việc của tràn xả lũ như:


2
- Nâng cao cao trình ngưỡng đối với các tràn tự động.
- Giữ nguyên cao trình ngưỡng tăng chiều cao cửa van đối với các tràn có cửa van.
- Kết hợp nâng cao ngưỡng tràn và cửa van.
- Kéo dài đường tràn bằng các kiểu tràn zích zắc, mỏ vịt, kiểu phím đàn piano, mở
thêm tràn phụ…
Cần phải qua nghiên cứu, tính toán so sánh kinh tế kỹ thuật để lựa chọn được giải pháp
hợp lý cho từng công trình cụ thể với điều kiện địa hình địa chất khác nhau.
Tóm lại, khi tăng dung tích hiệu quả cho hồ chứa do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu
và nhu cầu sử dụng nước, ta nhận thấy việc cải tạo và nâng cấp tràn xả lũ cho phù hợp
với những thay đổi về thiết kế ban đầu là điều vô cùng quan trọng.
Với tất cả những lý do trên, tác giả đã chọn đề tài: “Giải pháp kỹ thuật nâng cao khả
năng làm việc của tràn xả lũ khi tăng dung tích hiệu quả do ảnh hưởng của biến đổi
khí hậu và nhu cầu dùng nước.”
Từ kết quả nghiên cứu những công trình cụ thể, ta có thể rút ra những kết luận chung
cho những công trình có điều kiện và hình thức tương tự.
II. Mục đích của Đề tài.
- Xây dựng những phương pháp, biện pháp cơ bản nhằm tìm được giải pháp nâng cao
khả năng làm việc cho tràn xả lũ khi dung tích hiệu quả tăng lên.
- Bước đầu khái quát những kết quả nghiên cứu nhằm rút ra những kết luận chung để
có thể áp dụng cho một công trình cụ thể.
III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu.
- Cách tiếp cận:
+ Tiếp cận lý thuyết các tài liệu về tràn xả lũ.
+ Tổng hợp, phân tích , kế thừa các kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học có liên
quan đến đề tài.

3
- Phương pháp nghiên cứu :
+ Phương pháp điều tra khảo sát, thu thập tổng hợp tài liệu .
+ Phương pháp tiếp cận chuyên gia.
+ Phương pháp nghiên cứu, phân tích lý thuyết.
IV. Kết quả dự kiến đạt được.
- Đưa ra được các giải pháp nâng cấp và sửa chữa đập tràn xả lũ khi dung tích hiệu
quả của hồ chứa tăng lên do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nhu cầu sử dụng nước.
- Áp dụng cho công trình hồ chứa nước Bỉ tỉnh ghệ An.
V. Bố cục của luận văn.
Mở đầu
Chương I: Tổng quan chung về tràn.
Chương II: Phân tích các giải pháp nâng cao khả năng làm việc của tràn.
Chương III: Áp dụng kết quả nghiên cứu vào hồ chứa nước Bỉ tỉnh Nghệ An.
Kết luận, kiến nghị.


4

CHƯƠNG 1
1.1

TỔNG QUAN CHUNG VỀ TRÀN.

Tổng quan về tràn xả lũ ở Việt Nam:

Trong cụm công trình đầu mối, tràn xả lũ có nhiệm vụ xả nước thừa về mùa lũ, để
khống chế mực nước thượng lưu không cho vượt quá mức cho phép. Tràn xả lũ ở các
hồ chứa đã xây dựng tại Việt Nam cho thấy rất đa dạng về chủng loại, quy mô, kích

thước.
1.1.1 Phân loại tràn xả lũ:
1.1.1.1 Theo hình thức có hay không có cửa van:
• Tràn xả lũ không có cửa van (tràn tự động).
Định nghĩa: Cao trình ngưỡng tràn bằng mực nước dâng bình thường. Lúc mực nước
trong hồ bắt đầu dâng lên và cao hơn ngưỡng tràn thì nước trong hồ tự động chảy
xuống hạ lưu.
MNDBT

Hình 1. 1: Tràn xả lũ không có cửa van (tràn tự động)
Ưu điểm: Tự động tháo lũ, quản lý vận hành thuận tiện, chi phí quản lý nhỏ. Về giá
thành xây dựng thì tràn không có cửa van rẻ hơn loại có cửa van.
Nhược điểm: Bề rộng tràn lớn, diện tích ngập lụt lớn, cột nước tràn thấp nên khả năng
thoát lũ không lớn, không chủ động trong điều tiết lưu lượng xả lũ.


5
Điều kiện áp dụng: Loại tràn này thường được áp dụng cho các hồ chứa nước vừa và
nhỏ.
• Tràn xả lũ có cửa van:
Định nghĩa: Cao trình ngưỡng tràn thấp hơn mực nước dâng bình thường trên đỉnh
ngưỡng tràn có bố trí cửa van. Cửa van phẳng và cửa van cung là hai loại được sử
dụng chủ yếu.

MNDBT

Hình 1. 2: Tràn xả lũ có cửa van cung
Ưu điểm: Giảm chiều cao ngưỡng tràn, giảm chiều rộng tràn nước; lợi dụng một phần
dung tích hữu ích làm nhiệm vụ cắt lũ; chủ động tốt trong việc hạ thấp mực nước hồ
khi cần, tăng tỷ lưu qua tràn.

Nhược điểm: Do có cột nước tràn và lưu lượng đơn vị lớn nên công trình nối tiếp tiêu
năng phức tạp hơn; quản lý, bảo dưỡng, vận hành khó khăn hơn và chi phí quản lý lớn.
Điều kiện áp dụng: Với hệ thống công trình tương đối lớn, dung tích phòng lũ lớn, khu
vực ngập ở thượng lưu rộng. Loại tràn này đang được ưu tiên khi thiết kế xây dựng
mới.


6
1.1.1.2 Theo hình thức ngưỡng tràn:
• Tràn xả lũ có ngưỡng đỉnh rộng:
Định nghĩa: Có hình dạng tùy ý, nhưng đỉnh đập tràn phải nằm ngang, chiều dày đỉnh
đập (δ) phải thỏa mãn điều kiện sau đây:
(8÷10)H > δ > (2÷3)H

Hình 1. 3:Mặt cắt ngang tràn xả lũ có ngưỡng đỉnh rộng
Ưu điểm: Thi công dễ dàng. Đỉnh tràn rộng thuận lợi cho việc nâng cấp cải tạo nếu có
sau này.
Nhược điểm: Lưu lượng tháo nhỏ hơn so với đập tràn thực dụng, trong trường hợp
chảy ngập, khả năng tháo giảm đi rất nhiều.
Điều kiện áp dụng: Loại này thường dùng khi địa hình tuyến tràn đủ rộng, cao trình tự
nhiên lớn hơn cao trình ngưỡng tràn; không yêu cầu hệ số lưu lượng lớn.
• Tràn xả lũ có ngưỡng thực dụng:
Định nghĩa: Mặt cắt có thể là hình thang hoặc hình cong có đỉnh đập và mái hạ lưu
lượn theo làn nước tràn. Đập tràn thực dụng có hai loại: có chân không và không có
chân không.

Hình 1. 4: Mặt cắt ngang tràn xả lũ có ngưỡng thực dụng


7

- Loại đập tràn thực dụng không có chân không là loại đập tràn có dòng chảy trên đập
có áp suất dọc theo mặt đập là dương.
- Loại đập tràn thực dụng có chân không là loại đập tràn có áp lực chân không ở đỉnh
đập. Tọa độ đỉnh tràn có dạng elíp hoặc hình tròn (dạng cơ-ri-ghe Ô-phi-xê-rôp có
chân không của Liên xô cũ) hoặc dạng Wes của Mỹ.
Ưu điểm: dòng chảy trên tràn được thuận, hệ số lưu lượng lớn, dễ tháo các vật trôi
trong nước.
Nhược điểm: Thiết kế và thi công phức tạp hơn so với đập tràn đỉnh rộng. Với đập tràn
thực dụng có mặt cắt chân không, lúc chân không lớn có thể sinh ra hiện tượng khí
thực.
Điều kiện áp dụng: Dùng khi địa hình không rộng hoặc cần hệ số lưu lượng lớn.
Bảng 1. 1: Tổng hợp một số tràn xả lũ ở Việt Nam
Tràn tự động
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Tên công trình
Hồ chứa nước núi Cốc
Hồ chứa nước Cấm

Sơn
Hồ chứa nước Suối
Đuốc
Hồ chứa nước tuyền
lâm
Hồ chứa nước Xạ
Hương
Hồ chứa nước Vực
Mấu
Hồ chứa nước Kẻ Gỗ
Tràn sông Trí
Hồ chứa nước Phú
Vinh
Hồ chứa nước An Mã
Tràn xả lũ Nước Trong
Hồ chứa nước Thuận

Hình thức ngưỡng tràn

hay tràn có cửa

Ngưỡng tràn đỉnh rộng

van
Có cửa van

Ngưỡng tràn thực dụng

Có cửa van

Ngưỡng tràn thực dụng

Có cửa van

Ngưỡng tràn đỉnh rộng

Tràn tự động

Ngưỡng tràn thực dụng

Có cửa van

Ngưỡng tràn thực dụng

Có cửa van

Ngưỡng tràn thực dụng
Ngưỡng tràn thực dụng

Có cửa van
Tràn tự động

Ngưỡng tràn thực dụng

Có cửa van

Ngưỡng tràn thực dụng
Ngưỡng tràn thực dụng
Ngưỡng tràn thực dụng

Có cửa van
Tràn tự động
Có cửa van


8
Tràn tự động
TT

Tên công trình

Hình thức ngưỡng tràn

hay tràn có cửa
van

13
14
15
16
17
18

Ninh
Hồ chứa nước Ayun
Hạ
Hồ chứa
nước Camranh
Hồ chứa nước Đạ Tẻh
Hồ chứa nước Tuyền

Lâm
Hồ chứa nước Sông
Quao
Hồ chứa nước Dầu

19
20
21
22

Tiếng
Hồ Krong buk hạ
Hồ Iamơ
Hồ Iam'lá
Thủy Điện Bắc Hà

23

Hồ cửa đạt

24

Thủy điện Sông Tranh

Ngưỡng tràn thực dụng

Có cửa van

Ngưỡng tràn thực dụng

Có cửa van

Ngưỡng tràn thực dụng

Tràn tự động

Ngưỡng tràn đỉnh rộng

Tràn tự động

Ngưỡng tràn thực dụng

Có cửa van

Ngưỡng tràn thực dụng

Có cửa van

Ngưỡng tràn thực dụng
Ngưỡng tràn thực dụng
Ngưỡng tràn thực dụng
Ngưỡng tràn thực dụng
Ngưỡng tràn thực dụng dạng

Có cửa van
Có cửa van
Có cửa van
Có cửa van

WES

Ngưỡng tràn thực dụng dạng

25
26
27

2
Thủy điện Bình Điền
Hồ chứa Tân Giang
Thác Bà

WES
Ngưỡng tràn thực dụng
Ngưỡng tràn thực dụng
Ngưỡng tràn thực dụng
Ngưỡng tràn thực dụng dạng

28

Kanak

29

Thủy Điện Sơn La

30
31
32
33

Thủy điện Hòa Bình
Thủy điện Trị An
Thủy điện Ialy
Thủy điện Thác mơ

WES
Ngưỡng tràn thực dụng
Ngưỡng tràn thực dụng
Ngưỡng tràn thực dụng
Ngưỡng tràn thực dụng

34

Thủy lợi Phước hòa

Labyrinth dạng mỏ

WES
Ngưỡng tràn thực dụng dạng

Có cửa van
Có cửa van
Có cửa van
Có cửa van
Có cửa van
Có cửa van
Có cửa van
Có cửa van
Có cửa van
Có cửa van

Có cửa van
Tràn tự động,
labyrinth dạng
mỏ kết hợp tràn
có cửa van


9
Tràn tự động
TT

Tên công trình

Hình thức ngưỡng tràn

hay tràn có cửa
van

35

Hồ chứa Bỉ

Ngưỡng tràn thực dụng hình
thang

Tràn tự động
Ngưỡng tràn

36

Thủy điện Hàm thuận

Đập Đá đổ có lõi chống thấm

thực dụng, có

37
38
39

Thủy điện Đồng Nai 3
Thủy điện Đồng Nai 4
Hồ chứa nước Phú Hà

Ngưỡng tràn thực dụng
Ngưỡng tràn thực dụng
Ngưỡng tràn thực dụng

cửa van
Có cửa van
Có cửa van
Có cửa van
Tràn tự động

40

Hồ chứa sông Móng

Tràn labyrinth

labyrinth kết hợp

Tràn kiểu phím đàn piano
Tràn kiểu phím đàn piano

tràn có cửa van
Tràn tự động
Tràn tự động

41
42

Hồ chứa Định Bình
Thủy điện Dakrong 3

1.1.2 Một số sự cố hư hỏng tràn ở Việt Nam:
Sự cố đập do nguyên nhân hư hỏng tràn chiếm tỉ lệ đáng kể và hầu hết là sự cố lớn. Do
khẩu diện tràn xả lũ không thoát được lũ thực tế dẫn đến nước trong hồ chứa dâng cao
hơn mực nước thiết kế và phá hủy đập. Một số ví dụ cụ thể về các sự cố này như sau
[8]:
Hồ chứa Buôn Komleo (Buôn Mê Thuật) đã bị vỡ đập do xuất hiện mưa lũ vượt tần
suất thiết kế dẫn đến khả năng tháo của tràn không đảm bảo làm cho mực nước hồ cao
hơn thiết kế, vượt qua đỉnh đập 0,58m năm 1992.
Khu vực nhà máy thủy điện Bình Điền (Thừa Thiên Huế) bị ngập nước dẫn đến thiệt
hại máy móc thiết bị hàng chục tỷ đồng năm 2009 do sự cố hư hỏng 2 trong số 5 cửa
van dẫn đến không thoát được đủ lưu lượng theo thiết kế.
Đập tràn Dầu Tiếng (Tây Ninh) do có sự cố xảy ra ở cửa số 3 và số 4 khi đang vận
hành bộ phận đòn gánh đỡ càng bị đứt nước cuốn trôi 2 cửa van và hai nhịp cầu công
tác gây ngập lụt ở hạ lưu với thiệt hại khá lớn.
Đập dâng nhà máy thủy điện Hố Hô bị vỡ (2010) mà nguyên nhân chính là do mưa lũ

quá lớn, quá đột ngột và kéo dài, đỉnh lũ xuất hiện bất ngờ, tăng lên 6m chỉ trong hai


10
tiếng đồng hồ. Do mất điện trên diện rộng nên công tác vận hành mở cửa van cung xả
lũ không thể thực hiện dẫn đến nước tràn qua đập, gây thiệt hại hư hỏng toàn bộ nhà
máy cuốn trôi hết thiết bị.
Sự cố hư hỏng tràn xả lũ đã xảy ra ở nước ta là không nhỏ và liên quan tới các sự cố
này có nhiều nguyên nhân khác nhau. Qua nghiên cứu cho thấy có 4 nguyên nhân
chính sau:
- Một là, do tính toán thủy văn trước đây không phù hợp với thực tế, do ảnh hưởng bất
lợi của biến đổi khí hậu nên tràn không đủ năng lực làm việc, phải khắc phục bằng
cách cải tạo tràn, làm thêm tràn phụ, tràn sự cố như hồ Phú Ninh (Quảng Nam), hồ
Núi Cốc (Thái Nguyên), hồ Vệ Vừng (Nghệ An), hồ Vực Tròn (Quảng Bình), hồ Tà
Kèo (Lạng Sơn), hồ Núi Một (Bình Định), hồ Liệt Sơn (Quảng Ngãi)... Xu thế chung
hiện nay là ở các hồ lớn đều chú trọng tính toán lại thuỷ văn để xem xét bổ sung khẩu
độ thoát lũ. Còn đối với các hồ loại nhỏ, một điều hết sức đáng lo ngại hiện nay là hầu
hết các tràn không đủ năng lực xả lũ nên dễ dẫn đến vỡ đập.
- Hai là, do cửa van hoặc thiết bị đóng mở tắc kẹt, gãy. Ví dụ như tràn hồ Yên Lập
trong lũ 1994 cả 03 cửa van bị kẹt; Dầu Tiếng: Lũ 1986, 2 cửa van giữa bị đứt vỡ tai
cửa; Vực Tròn: Đứt cáp, gãy cửa van; XạHương: Cửa van bị nứt gãy.
- Ba là, do tính toán thuỷ lực không chuẩn xác, dẫn đến có sự sai khác lớn giữa cột
nước thiết kế và thực tế, hậu quả là tràn bị hư hỏng. Ví dụ ở công trình Nam Thạch
Hãn (Quảng Trị), mực nước trong thực tế lũ năm 1983 là 8,10m, trong khi đó số liệu
tính toán thiết kế là 2,55m, chỉ bằng 31,5% cột nước thực tế.
- Bốn là, do chất lượng vật liệu và chất lượng thi công kém hoặc chưa hợp lý, dẫn đến
các hư hỏng như xói tróc mặt dốc nước, nứt đổ tường, nứt thân tràn, xói vỡ bể tiêu
năng... Ví dụ: Đổ tường dốc nước tràn hồ La Ngà, xói ngưỡng đổ tường bên tràn hồ
Phước Hà (Quảng Nam)... Ở hầu hết các hồ nhỏ do địa phương thiết kế và thi công,
hạng mục tràn đều bị hỏng, trôi, xói, không đủ khẩu độ thoát lũ.

11
1.2

Kịch bản biến đổi khí hậu ở Việt Nam:

1.2.1 Khái niệm về biến đổi khí hậu:
Biến đổi khí hậu khí hậu gồm khí quyển, thuỷ quyển, sinh quyển, thạch quyển hiện tại
và trong tương lai bởi các nguyên nhân tự nhiên và nhân tạo trong một giai đoạn nhất
định tính bằng thập kỷ hay hàng triệu năm. Sự biển đổi có thể là thay đổi thời tiết bình
quân hay thay đổi sự phân bố các sự kiện thời tiết quanh một mức trung bình. Sự biến
đổi khí hậu có thế giới hạn trong một vùng nhất định hay có thể xuất hiện trên
toàn Địa Cầu. Trong những năm gần đây, đặc biệt trong ngữ cảnh chính sách môi
trường, biến đổi khí hậu thường đề cập tới sự thay đổi khí hậu hiện nay, được gọi
chung bằng hiện tượng nóng lên toàn cầu. Nguyên nhân chính làm biến đổi khí hậu
Trái Đất là do sự gia tăng các hoạt động tạo ra các chất thải khí nhà kính, các hoạt
động khai thác quá mức các bể hấp thụ và bể chứa khí nhà kính như hệ sinh thái rừng,
hệ sinh thái biển, ven bờ và đất liền khác.
1.2.2 Nội dung về kịch bản biến đổi khí hậu:
Biến đổi khí hậu đang diễn ra ở quy mô toàn cầu, khu vực và ở Việt Nam do các hoạt
động của con người làm phát thải quá mức khí nhà kính vào bầu khí quyển. Biến đổi
khí hậu sẽ tác động nghiêm trọng đến sản xuất, đời sống và môi trường trên phạm vi
toàn thế giới. Vấn đề biến đổi khí hậu đã, đang và sẽ làm thay đổi toàn diện, sâu sắc
quá trình phát triển và an ninh toàn cầu như lương thực, nước, năng lượng, các vấn đề
về an toàn xã hội, văn hóa, ngoại giao và thương mại.
Là một trong những nước chịu tác động nặng nề nhất của biến đổi khí hậu, Việt Nam
coi ứng phó với biến đổi khí hậu là vấn đề có ý nghĩa sống còn. Năm 2011 Bộ Tài
nguyên và Môi trường đã xây dựng và công bố kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển
dâng cho Việt Nam trên cơ sở cập nhật kịch bản năm 2009 có tính kế thừa và chi tiết

hóa các số liệu quan trắc, các nghiên cứu trong và ngoài nước đến năm 2010. Theo đó
bộ tài nguyên môi trường đã xây dựng các kịch bản về biến đổi khí hậu và nước biển
dâng cho Việt Nam dựa trên các kịch bản phát thải khí nhà kính khác nhau đó là: kịch
bản phát thải thấp (kịch bản B1), kịch bản phát thải trung bình (kịch bản B2) và kịch


12
bản phát thải cao (kịch bản A2). Trong đó đã đưa ra những ảnh hưởng của biến đổi khí
hậu cho Việt Nam trong thế kỷ 21 như sau [18]:
1.2.2.1 Về nhiệt độ:
Nhiệt độ mùa đông có thể tăng nhanh hơn so với nhiệt độ mùa hè ở tất cả các vùng khí
hậu trên lãnh thổ Việt Nam. Nhiệt độ ở các vùng khí hậu phía Bắc có thể tăng nhanh
hơn so với các vùng khí hậu phía Nam.
- Theo kịch bản phát thải thấp (B1): Vào cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình năm ở các
vùng khí hậu phía Bắc có thể tăng so với trung bình giai đoạn 1980-1999 khoảng từ
1,6 đến 1,90C, nhưng ở các vùng khí hậu phía Nam tăng ít hơn, chỉ khoảng (1,1 1,4)0C.
- Theo kịch bản phát thải trung bình (B2): Vào cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình năm
có thể tăng lên 2,60C ở Tây Bắc, 2,50C ở Đông Bắc, 2,40C ở Đồng bằng Bắc Bộ, 2,80C
ở Bắc Trung Bộ, 1,90C ở Nam Trung Bộ, 1,60C ở Tây Nguyên và 2,00C ở Nam Bộ so
với trung bình giai đoạn 1980 - 1999.
- Theo kịch bản phát thải cao (A2): Vào cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình năm ở các
vùng khí hậu phía Bắc có thể tăng so với trung bình giai đoạn 1980 - 1999 khoảng 3,1
đến 3,60C, trong đó Tây Bắc là 3,30C, Đông Bắc là 3,20C, Đồng bằng Bắc Bộ là 3,1 0C
và Bắc Trung Bộ là 3,6 0C. Mức tăng nhiệt độ trung bình năm của các vùng khí hậu
phía Nam là 2,40C ở Nam Trung Bộ, 2,10C ở Tây Nguyên và 2,60C ở Nam Bộ[18].
1.2.2.2 Về lượng mưa:
Lượng mưa mùa khô có thể giảm ở hầu hết các vùng khí hậu trên lãnh Việt Nam, đặc
biệt là các vùng khí hậu phía Nam. Lượng mưa mùa mưa và tổng lượng mưa năm có
thể tăng ở tất cả các vùng khí hậu.
- Theo kịch bản phát thải thấp (B1): Vào cuối thế kỷ 21, lượng mưa năm có thể tăng

khoảng 5% ở Tây Bắc, Đông Bắc, Đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ và khoảng (12)% ở Nam Trung Bộ, Tây Nguyên, Nam Bộ so với trung bình giai đoạn 1980-1999.
Lượng mưa trong các tháng từ tháng III đến tháng V sẽ giảm từ (3-6)% ở các vùng khí
hậu phía Bắc; lượng mưa vào giữa mùa khô ở các vùng khí hậu phía Nam có thể giảm
tới (7-10)% so với giai đoạn 1980-1999. Lượng mưa trong các tháng cao điểm của


13
mùa mưa sẽ tăng (6-10)% ở cả bốn vùng khí hậu phía Bắc và Nam Trung Bộ, còn ở
Tây Nguyên và Nam Bộ chỉ tăng khoảng 1% so với giai đoạn 1980-1999.
- Theo kịch bản phát thải trung bình (B2): Vào cuối thế kỷ 21, lượng mưa năm có thể
tăng khoảng (7-8)% ở Tây Bắc, Đông Bắc, Đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ và từ
(2-3)% ở Nam Trung Bộ, Tây Nguyên, Nam Bộ so với trung bình giai đoạn 19801999. Lượng mưa trong các tháng từ tháng III đến tháng V sẽ giảm (4-7)% ở Tây Bắc,
Đông Bắc và Đồng bằng Bắc Bộ, khoảng 10% ở Bắc Trung Bộ, lượng mưa vào giữa
mùa khô ở các vùng khí hậu phía Nam có thể giảm tới (10-15)% so với giai đoạn
1980-1999. Lượng mưa các tháng cao điểm của mùa mưa sẽ tăng từ 10% đến 15% ở
cả bốn vùng khí hậu phía Bắc và Nam Trung Bộ, còn ở Tây Nguyên và Nam Bộ chỉ
tăng trên dưới 1%.
- Theo kịch bản phát thải cao (A2): Vào cuối thế kỷ 21, lượng mưa năm có thể tăng so
với trung bình giai đoạn 1980-1999, khoảng (9-10)% ở Tây Bắc, Đông Bắc, 10% ở
Đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, (4-5)% ở Nam Trung Bộ và khoảng 2% ở Tây
Nguyên, Nam Bộ. Lượng mưa trong giai đoạn từ tháng III đến tháng V sẽ giảm từ (69)% ở Tây Bắc, Đông Bắc và Đồng bằng Bắc Bộ, khoảng 13% ở Bắc Trung Bộ, lượng
mưa vào giữa mùa khô ở Nam Trung Bộ, Tây Nguyên, Nam Bộ có thể giảm tới (1322)% so với giai đoạn 1980-1999. Lượng mưa các tháng cao điểm của mùa mưa sẽ
tăng từ 12% đến 19% ở cả bốn vùng khí hậu phía Bắc và Nam Trung Bộ, còn ở Tây
Nguyên và Nam Bộ chỉ vào khoảng (1-2)%. [18]
1.2.2.3 Về mực nước biển dâng:
- Theo kịch bản phát thải thấp (B1): Vào cuối thế kỷ 21, mực nước biển dâng cao nhất
ở khu vực từ Cà Mau đến Kiên Giang trong khoảng từ 54 đến 72cm; thấp nhất ở khu
vực từ Móng Cái đến Hòn Dấu trong khoảng từ 42 đến 57cm. Trung bình toàn Việt
Nam, mực nước biển dâng trong khoảng từ 49 đến 64cm.
- Theo kịch bản phát thải trung bình (B2): Vào cuối thế kỷ 21, nước biển dâng cao

nhất ở khu vực từ Cà Mau đến Kiên Giang trong khoảng từ 62 đến 82cm; thấp nhất ở
khu vực từ Móng Cái đến Hòn Dấu trong khoảng từ 49 đến 64cm. Trung bình toàn
Việt Nam, mực nước biển dâng trong khoảng từ 57 đến 73cm.


14
- Theo kịch bản phát thải cao nhất (A1FI): Vào cuối thế kỷ 21, nước biển dâng cao
nhất ở khu vực từ Cà Mau đến Kiên Giang trong khoảng từ 85 đến 105cm; thấp nhất ở
khu vực từ Móng Cái đến Hòn Dấu trong khoảng từ 66 đến 85cm. Trung bình toàn
Việt Nam, mực nước biển dâng trong khoảng từ 78 đến 95cm. [18]
1.3

Tình hình sử dụng nước ở nước ta hiện nay:

Trong những năm qua, cùng với quá trình phát triển kinh tế - xã hội của đất nước, sự
gia tăng dân số, quá trình đô thị hóa đòi hỏi nhu cầu nước cho sản xuất và dân sinh
ngày càng tăng cả về số lượng và chất lượng, nhưng phát triển cũng ảnh hưởng tiêu
cực đến chất lượng, trữ lượng nguồn nước. Nhu cầu về nước ngày càng tăng dẫn đến
việc khai thác sử dụng tài nguyên nước ngày càng nhiều. Nhu cầu dùng nước ở nước
ta do tăng dân số, đô thị hóa, công nghiệp hóa… sẽ lên đến khoảng 130-150 tỷ
m3/năm, chiếm tới gần 50% lượng nước sản sinh trên lãnh thổ nước ta, gần 90% nguồn
nước mùa khô (khoảng 170 tỷ m3). Điều đó cho thấy, nguy cơ thiếu nước là rõ ràng và
ở mức nghiêm trọng.
Đặc biệt, ở không ít vùng và lưu vực sông, lượng nước cần dùng có thể gấp vài lần
tổng lượng nước có thể cung cấp, tức là chẳng những vượt quá xa ngưỡng lượng nước
cần có để duy trì sinh thái mà còn không có nguồn nước tại chỗ để cung cấp cho sinh
hoạt và sản xuất.[5]
1.3.1 Tình hình sử dụng nước trong các hoạt động kinh tế:
Việt Nam là nước ĐNA có chi phí nhiều nhất cho thủy lợi. Cả nước hiện nay có
75 hệ thống thủy nông với 659 hồ, đập lớn và vừa, trên 3500 hồ đập nhỏ 1000

cống tiêu, trên 2000 trạm bơm lớn nhỏ, trên 10000 máy bơm các loại có khả
năng cung cấp 60-70 tỷ m3/năm. Tuy nhiên, hệ thống thủy nông đã xuống cấp
nghiêm trọng, chỉ đáp ứng 50-60% công suất thiêt kế.
Theo con số thống kê của Dự án Đánh giá ngành nước năm 2008, tính trung bình trên
phạm vi toàn quốc, trên 80% lượng nước mặt được sử dụng cho nông nghiệp, 11% cho
nuôi trồng thủy sản, 5% cho công nghiệp và 3% cho cấp nước đô thị. Có 3 lưu vực,
lượng nước cho tưới chiếm tới trên 90% tổng lượng nước sử dụng (LVS Ba là 96%).
Lượng nước cho công nghiệp chiếm 14% tổng lượng nước sử dụng ở LVS Đồng Nai


15
và 11% ở LVS Đông Nam Bộ (gồm Bà Rịa - Vũng Tàu). Lượng nước sử dụng cho
thủy sản chiếm 16% ở LVS Mê Công và 26% ở LVS Đông Nam Bộ
Trong công nghiệp: Hiện nay, không có số liệu thống kê về lượng nước sử dụng cho
công nghiệp nói chung, ngoại trừ có thể có số liệu của các nhà máy lớn. Do thiếu số
liệu nên sản lượng nước sử dụng cho công nghiệp được tính dựa trên tiêu chuẩn nước
yêu cầu cho một đơn vị sản lượng công nghiệp. Tiêu chuẩn cấp nước cho hoạt động
sản xuất công nghiệp là từ 40 - 45 m 3/ha/ngày tới 70 m3/ ha/ngày và tùy theo loại hình
sản xuất. Vì không có đủ thông tin, số liệu nên đánh giá dựa trên diện tích đất sử dụng
cho sản xuất công nghiệp và bình quân lượng nước sử dụng cho từng vùng công
nghiệp ở từng lưu vực sông. Dựa trên các đánh giá này, tổng sản lượng nước sử dụng
cho công nghiệp ước khoảng 3.770 triệu m 3/năm, trong đó LVS Hồng - Thái Bình
chiếm gần 50% tổng lượng nước sử dụng cho ngành công nghiệp cả nước; LVS Đồng
Nai sử dụng 25% lượng nước cho sản xuất công nghiệp; nhóm sông Đông Nam bộ là
7% và LVS Mê Công là 10%. Đặc biệt, tỷ lệ sử dụng nước dưới đất cho công nghiệp
rất lớn, riêng Tp. Hồ Chí Minh có đến 57% doanh nghiệp sử dụng nước dưới đất. Dự
báo đến năm 2015, khối lượng nước sử dụng trong công nghiệp sẽ tăng gấp đôi so với
năm 2006, mức độ tăng sẽ chủ yếu diễn ra ở các LVS vốn đã là nơi tập trung các hoạt
động sản xuất công nghiệp là LVS Hồng - Thái Bình, Đồng Nai, nhóm sông Đông
Nam bộ, Mê Công và Vu Gia - Thu Bồn.

Trong nông nghiệp: Năm 2012, ngành nông nghiệp tuy chỉ đóng góp 22,02 % giá trị
GDP nhưng là ngành sử dụng nước lớn nhất ở nước ta. Mặc dù đóng góp của ngành
nông nghiệp cho GDP quốc gia giảm so với ngành công nghiệp nhưng vẫn tiếp tục
tăng trưởng và tạo ra nguồn việc làm lớn.
Theo đánh giá, nước mặt sử dụng cho tưới tiêu lên đến hơn 66.000 triệu m 3/năm,
chiếm trên 82% tổng lượng nước sử dụng ước tính ở Việt Nam. LVS Mê Công và
LVS Hồng - Thái Bình chiếm khoảng 75% tổng sử dụng nước tưới ở Việt Nam với
mức tương ứng lần lượt là trên 27% và 45%. LVS Mê Công có chỉ số sử dụng nước
tưới trên đầu người ở nông thôn lớn nhất (trên 2.000 m 3/người/năm) trong khi hầu hết
các lưu vực còn lại đều có con số dưới 1.000 m 3/người/năm. Ở hầu hết các lưu vực,
ngoại trừ LVS Đồng Nai và Đông Nam bộ, sử dụng nước tưới chiếm tới ít nhất là 80%


16
tổng sử dụng nước của lưu vực. Theo quy hoạch của chính phủ đến năm 2020 đất nông
nghiệp của cả nước là 26.732 nghìn ha, tăng 506 nghìn ha so với năm 2010 do đó nhu
cầu nước sử dụng cho nông nghiệp sẽ có su hướng ngày một tăng [5].
1.3.2 Tình hình sử dụng nước trong đời sống sinh hoạt:
Đời sống sinh hoạt hằng ngày của con người sử dụng rất nhiều nước sinh hoạt. về
mặt sinh lý mỗi người cần 1-2 lít nước/ ngày. Và trung bình nhu cầu sử dụng nước
sinh hoạt của một người trong một ngày 10-15 lít cho vệ sinh cá nhân, 20-50 lít cho
làm cơm, 40-80 lít cho giặt bằng máy….
Thời gian qua, dân số nước ta không ngừng tăng nhanh, cho đến hết năm 2011, dân số
toàn quốc đã lên đến 87,8 triệu người, trong đó, số dân thành thị đã lên đến 27,9 triệu
người (chiếm khoảng 31,8% tổng số dân cả nước). Cùng với đó đời sống của người
dân ngày càng được cải thiện thì nhu cầu sử dụng nước trong sinh hoạt cần phải tăng
lên cả về số lượng và chất lượng [5].
1.4
Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu và nhu cầu sử dụng nước tới
dung tích hiệu quả của hồ chứa:

Biến đổi khí hậu (BĐKH) đã, đang và sẽ tác động xấu đến nhiều lĩnh vực trong đó có
tài nguyên nước của Việt Nam. Nước ta là nước nông nghiệp có rất nhiều hồ chứa thủy
lợi. Các công trình này được xây dựng với mục đích tổng hợp và đa chức năng. Hồ cấp
nước cho các ngành sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt, phòng chống lũ lụt,
hạn hán, phát điện, du lịch, cải tạo môi trường...
Hầu hết các hồ thủy lợi ở nước ta đều là các hồ điều tiết năm nhằm tích lượng nước
thừa trong mùa lũ để sử dụng cấp nước tưới cho mùa kiệt. BĐKH đã làm gia tăng
nhiệt độ trung bình dẫn tới tổn thất dung tích hồ chứa do bốc hơi tăng lên. BĐKH cũng
làm cho dòng chảy mùa kiệt có xu thế giảm, dòng chảy mùa lũ có xu thế tăng, cụ thể
trong mùa mưa thì thừa nước, mùa khô thì thiếu nước mà về mùa khô thì lượng nước
cần dùng cho sản xuất nông nghiệp lại rất cao.
Kinh tế xã hội nước ta đang ngày càng phát triển: Ngành nông nghiệp đang chuyển
dịch theo hướng đẩy mạnh các loại nông sản, hàng hóa có giá trị kinh tế cao, quy
hoạch các vùng trồng lúa có năng suất cao hoặc chuyển sang nuôi trồng thủy sản và


17
các cây trồng khác có giá trị cao hơn cây lúa. Diện tích từng loại cây trồng, nhu cầu
dùng nước của các loại giống cây trồng vật nuôi thay đổi... Vì vậy yêu cầu đặt ra là
phải xác định nhu cầu dùng nước cho các loại cây trồng vật nuôi mới, cho các vùng
sản xuất hàng hóa tập trung đã được quy hoạch để tính toán điều tiết cấp nước hồ chứa
theo nhiệm vụ mới. Ngoài ra mức đảm bảo tưới tăng lên P=85% so với mức P=75%
theo tiêu chuẩn cũ trong khi lượng mưa về mùa khô giảm dẫn đến hệ số tưới dùng cho
tính toán lượng nước yêu cầu tại mặt ruộng cũng phải tăng lên. Mức tưới của các loại
cây trồng tăng dẫn đến nhu cầu cần phải tăng dung tích hồ chứa nước để đáp ứng
nhiệm vụ tưới.
Trong công nghiệp, các nhà máy, các khu chế xuất, khu công nghiệp ra đời làm cho hồ
chứa nước có thêm nhiệm vụ mới cấp nước cho hoạt động sản xuất của các nhà máy.
Bên cạch đó là quá trình di dân, quá trình đô thị hóa, dân số tăng nhanh dẫn đến yêu
cầu cấp nước cho sinh hoạt của nhân dân cũng tăng lên.

Do đó để đáp ứng được nhu cầu sử dụng nước trước những thay đổi hiện nay thì dung
tích hiệu quả của hồ chứa phải tăng. Vấn đề tăng dung tích hiệu dụng là bao nhiêu
chúng ta cần phải đánh giá một cách kỹ lưỡng để từ đó đưa ra được các giải pháp hợp
lý nhất.
1.5

Kết luận chương 1:

Nội dung chương 1 đã giới thiệu sơ bộ về tình hình xây dựng tràn xả lũ ở Việt Nam.
Khái quát các kịch bản biến đổi khí hậu và tác động của biến đổi khí hậu đến quy mô,
nhiệm vụ cũng như hiệu quả khai thác của hồ chứa. Ngoài ra sự phát triển mạnh mẽ
của nền kinh tế nước ta trong những năm gần đây khiến cho nhu cầu sử dụng nước
ngày một tăng cao dẫn đến những thay đổi về nhiệm vụ của hồ chứa hiện nay so với
thiết kế đặt ra ban đầu. Vì vậy việc tăng dung tích hiệu quả cho một số hồ chứa là rất
cấp thiết, khi cải tạo một công trình đầu mối ta phải tiến hành tính toán cải tạo đồng bộ
các hạng mục mà trong đó tràn xả lũ là một hạng mục quan trọng và không thể thiếu.


18

CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO KHẢ
NĂNG LÀM VIỆC CỦA TRÀN
2.1

Cơ sở lý luận tính toán thủy lực tràn:

Tính toán thủy lực là một nội dung quan trọng trong tính toán thiết kế tràn xả lũ. Nó
bao gồm các tính toán sau:
- Tính khả năng tháo để quyết định hình dạng kích thước khẩu độ tràn.

- 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 thủy động lực của dòng chảy để xác định các tải trọng của dòng
chảy tác động lên kết cấu cũng như làm căn cứ để sửa đổi kết cấu tác động lại dòng
chảy nhằm hạn chế những bất lợi do dòng chảy gây ra.
- Phân tích những tác động đặc biệt của dòng chảy lên công trình như các hiện tượng
khí thực, hiện tượng xói lòng dẫn…
Trong phần này tác giả chỉ trình bày những cơ sở về tính toán khả năng tháo của tràn
xả lũ.
2.1.1 Tràn có ngưỡng thực dụng:
Lưu lượng chảy qua tràn có mặt cắt thực dụng tính theo biểu thức:

Q=σ n εmB 2gH

3
2

(2-1)

Trong đó:
B=∑b – tổng chiều rộng nước tràn;
b – chiều rộng mỗi khoang cửa;
σn – hệ số ngập (trường hợp không ngập thì

σ n = 1);

ε – hệ số co hẹp bên;
m – hệ số lưu lượng;
H – cột nước trên đỉnh đập tràn có kể đến lưu tốc tiến gần.

19
Nếu trên đỉnh đập có cửa van, khi không mở hết và nước chảy ở dưới của van
(hình 2.1), lưu lượng tháo qua tràn được tính theo biểu thức

Q=μεBa 2g(H 0 -αa)

(2-2)

Trong đó:
α – hệ số co hẹp đứng do ảnh hưởng của độ mở (Phụ lục 2-1);
a – độ mở cửa van;

μ=0.65-0.186

a
a
+(0.25-0.375) cosθ
H
H

Các ký hiệu xem (hình 2.1)
Khi cửa van mở hết hoàn toàn, biểu thức tính lưu lượng trở về dạng (2-1).

Hình 2. 1: Mặt cắt của đập tràn có cửa van.
Muốn tính Q theo biểu thức (2-1), cần phải xác định được các hệ số σn, ε và m.
Sau đây sẽ trình bày cách xác định các hệ số đó đối với các trường hợp cụ thể.
2.1.1.1 Hệ số ngập σn:
•

Hệ số ngập σn của đập tràn có mặt cắt thực dụng có chân không

Khi hạ lưu có nước nhảy xa thì đập tràn luôn luôn không ngập, σn = 1,0. Nếu hạ
lưu có nước nhảy ngập thì nước chảy qua đập tràn có thể không ngập hoặc ngập, lúc
đó σn phụ thuộc vào tỷ số

hn
(hn – chiều sâu nước ngập, tức là khoảng cách từ mực
h0