Nghiên cứu chế độ thủy lực và giải pháp tiêu năng phòng xói cống định trung tỉnh bến tre
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.92 MB, 142 trang )
B GIÁO D C VÀ ÀO T O
TR
NG
TR
NGHIÊN C U CH
B NÔNG NGHI P VÀ PTNT
I H C THU L I
NG TRUNG TH O
TH Y L C VÀ GI I PHÁP TIÊU
N NG PHÒNG XÓI C NG
NH TRUNG T NH B N TRE
LU N V N TH C S
TP H CHÍ MINH – 2015
B GIÁO D C VÀ ÀO T O
B NÔNG NGHI P VÀ PTNT
TR
NG
TR
I H C THU L I
NG TRUNG TH O
NGHIÊN C U CH
TH Y L C VÀ GI I PHÁP TIÊU
N NG PHÒNG XÓI C NG
NH TRUNG T NH B N TRE
Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y
Mã ngành:
60580202
LU N V N TH C S
Ng
ih
ng d n khoa h c:
1. TS. Nguy n Thanh H i
2. GS.TS. T ng
c Th ng
TP H CHÍ MINH – 2015
i
L I CAM OAN
Tôi xin cam đoan đ tài lu n v n này là s n ph m nghiên c u c a riêng cá
nhân tôi. Các s li u và k t qu trong lu n v n là trung th c và ch a đ
công b trong t t c các công trình nghiên c u nào tr
d n đã đ
c ai
c đây. T t c các trích
c ghi rõ ngu n g c.
TP. H Chí Minh, ngày 01 tháng 9 n m 2015
TÁC GI
Tr
ng Trung Th o
ii
L IC M
N
Sau th i gian th c hi n lu n v n, v i s ph n đ u n l c c a b n thân và
d
i s giúp đ t n tình c a các th y cô, b n bè và đ ng nghi p, lu n v n:
’’Nghiên c u ch đ th y l c và gi i pháp tiêu n ng phòng xói c ng
Trung t nh B n Tre’’đã đ
nh
c hoàn thành.
Tác gi xin chân thành c m n đ n toàn th th y giáo, cô giáo tr
h c Th y l i, khoa Sau đ i h c, khoa Công trình tr
ng
tâm gi ng d y tác gi trong su t quá trình h c t p t i tr
ng
i
i h c Th y l i đã t n
ng.
Tác gi xin bày t lòng bi t n sâu s c t i TS. Nguy n Thanh H i và GSTS. T ng
c Th ng đã h
ng d n, giúp đ t n tình trong th i gian tác gi làm
lu n v n.
Tác gi xin chân thành g i l i c m n t i lãnh đ o cùng t p th C s 2 Tr
ng
i h c Th y l i, Phòng nghiên c u Th y công Th y l c - Vi n Khoa
h c Th y l i Mi n Nam đã đ ng viên và t o đi u ki n thu n l i v m i m t
trong su t th i gian tác gi h c t p và làm lu n v n.
Do đi u ki n th i gian có h n, ki n th c còn h n ch nên trong khuôn kh
c a lu n v n không th tránh kh i nh ng khi m khuy t, r t mong nh n đ
cs
giúp đ chân thành c a các th y cô, các anh ch và b n bè đ ng nghi p đ lu n
v nđ
c hoàn thi n h n.
TP. H Chí Minh, ngày 01 tháng 9 n m 2015
TÁC GI
Tr
ng Trung Th o
iii
M CL C
M
U .......................................................................................................... 1
1.
Tính c p thi t c a đ tài ........................................................................ 1
2.
M c đích c a đ tài ................................................................................. 2
3.
Cách ti p c n ........................................................................................... 3
4.
Ph
5.
K t qu đ t đ
6.
N i dung c a lu n v n ............................................................................ 3
CH
ng pháp nghiên c u ........................................................................ 3
c ..................................................................................... 3
NG 1: T NG QUAN V CÔNG TRÌNH NGHIÊN C U ............. 5
1.1. T ng quan v tiêu n ng phòng xói sau c ng .......................................... 5
c đi m th y l c n i ti p th
1.1.1.
ng h l u công trình c ng ................ 5
1.1.1.1. N i ti p ch y đáy sau b c ............................................................ 5
1.1.1.2. N i ti p ch y m t sau b c ............................................................ 6
1.1.2. Các gi i pháp n i ti p h l u công trình ............................................. 7
1.1.2.1. Tiêu n ng dòng đáy ...................................................................... 7
1.1.2.2. Tiêu n ng dòng m t...................................................................... 8
1.1.2.3. Tiêu n ng phóng xa ...................................................................... 9
1.2.
ánh giá s b tình hình xói l h l u công trình c ng khu v c đ ng
b ng sông C u Long ( BSCL) ............................................................ 10
1.2.1. Tình hình xói l h l u công trình c ng khu v c đ ng b ng sông
C u Long ...................................................................................... 10
1.2.2. Nguyên nhân gây xói l sau c ng ................................................. 13
1.2.3.
ánh giá vai trò các nguyên nhân gây xói l sau c ng ................ 15
1.3. Nh ng k t qu nghiên c u đã có liên quan đ n đ tài .......................... 15
1.4.
c đi m t nhiên khu v c nghiên c u ................................................ 18
1.4.1. V trí đ a lý, đ c đi m đ a hình khu v c nghiên c u ........................ 18
iv
1.4.2.
a ch t khu v c nghiên c u ............................................................ 19
1.4.3. Th nh
ng ....................................................................................... 22
1.4.4. Khí h u .............................................................................................. 22
1.4.5. Th y v n - ngu n n
1.4.6. Di n bi n m c n
c .................................................................... 23
c.......................................................................... 24
1.4.7. Nh n xét đánh giá đ c đi m t nhiên khu v c nghiên c u liên quan
đ n tiêu n ng phòng xói sau c ng .................................................... 24
1.5. K t lu n ch
CH
ng 1 ................................................................................. 25
NG 2: PHÂN TÍCH N I TI P VÀ TIÊU N NG SAU C NG ... 26
2.1. Phân tích lý thuy t ............................................................................... 26
2.1.1.
c đi m dòng ch y và ý ngh a c a vi c tiêu n ng phòng xói sau
c ng vùng tri u ............................................................................... 26
2.1.1.1.
c đi m dòng ch y sau c ng ................................................. 26
2.1.1.2. Ý ngh a c a vi c tiêu n ng phòng xói...................................... 26
2.1.2.
c đi m th y l c n i ti p sau công trình b c th p, c t n
c th p
....................................................................................................... 27
2.1.3. Các d ng đ c tr ng xói l h l u c ng vùng tri u ........................ 28
2.1.3.1. Hình thành h xói sau b tiêu n ng.......................................... 28
2.1.3.2. Xói l vai sau t
ng cánh ........................................................ 29
2.2. Phân tích các y u t đ c tr ng liên quan đ n tiêu n ng phòng xói sau
c ng vùng tri u.................................................................................... 29
2.2.1.
a ch t công trình ........................................................................ 29
2.2.2. Ch đ th y l c ............................................................................. 30
2.2.3. Hình th c k t c u c ng ................................................................. 31
2.2.3.1.
V hình th c k t c u t ng đ m c a van ............................ 31
2.2.3.2.
V hình th c k t c u b tiêu n ng ........................................ 34
2.2.3.3.
V hình th c k t c u sân sau, h phòng xói ......................... 35
v
2.3. Mô hình v t lý và lý thuy t t
ng t .................................................. 36
2.3.1. Khái ni m v mô hình .................................................................. 36
2.3.1.1. Mô hình ................................................................................... 36
2.3.1.2. Mô hình hóa ............................................................................ 37
2.3.1.3. Mô hình v t lý ......................................................................... 37
2.3.1.4. Mô hình toán ........................................................................... 38
2.3.2. Lý thuy t t
ng t thi t l p mô hình nghiên c u ............................ 38
2.3.2.1. Khái ni m chung ..................................................................... 38
2.3.2.2. T
ng t hình h c................................................................... 39
2.3.2.3. T
ng t đ ng h c .................................................................. 39
2.3.2.4. T
ng t đ ng l c h c............................................................ 40
2.3.2.5. Mô hình kênh d n hay đo n sông th
2.4. Xác đ nh ph
ng h l u công trình .. 41
ng trình t ng quát nghiên c u thí nghi m c ng
nh
Trung ................................................................................................... 43
2.4.1. Ph
ng trình t ng quát xác đ nh k t c u tiêu n ng phòng xói ..... 43
2.4.2. Ph
ng trình t ng quát cho thí nghi m kênh d n ......................... 46
2.5. K t lu n ch
CH
ng 2 ............................................................................... 48
NG 3: NGHIÊN C U CH
TH Y L C VÀ GI I PHÁP
TIÊU N NG XÓI C NG
3.1. T ng quan v công trình c ng
NH TRUNG .......................... 50
nh Trung ............................................. 50
3.1.1. V trí đ a lý công trình ..................................................................... 50
3.1.2. Qui mô và nhi m v c a c ng
nh Trung..................................... 50
3.1.2.1. Qui mô công trình ................................................................... 51
3.1.2.2. Nhi m v công trình ............................................................... 51
3.1.3. Tính toán s b xác đ nh kích th
c ng
c h th ng tiêu n ng phòng xói
nh Trung [14] .................................................................... 52
3.1.3.1. Tính toán chi u dài sân tiêu n ng ........................................... 52
3.1.3.2. Tính toán chi u dài sân sau ..................................................... 53
vi
3.1.3.3. Tính toán chi u sâu h xói ...................................................... 53
3.1.4. S c n thi t ph i thí nghi m mô hình th y l c h th ng tiêu n ng
phòng xói c ng
nh Trung........................................................... 54
3.2. C s lý thuy t và gi i pháp tiêu n ng phòng xói c ng
3.2.1.
c đi m làm vi c (th y l c) c ng
nh Trung ..... 55
nh Trung ............................ 55
3.2.2. C s khoa h c đ xu t gi i pháp tiêu n ng phòng xói c ng
nh
Trung ............................................................................................... 56
3.2.3.
xu t đ nh h
ng gi i pháp tiêu n ng phòng xói c ng
nh
Trung ............................................................................................... 58
3.3. M c đích và nhi m v thí nghi m mô hình ............................................ 60
3.3.1. M c đích thí nghi m mô hình ........................................................ 60
3.3.2. Nhi m v thí nghi m mô hình ....................................................... 60
3.4. Nghiên c u trên mô hình th c nghi m .................................................. 61
3.4.1. Các tài li u c b n thí nghi m mô hình ......................................... 61
3.4.2. Thi t k mô hình hóa ..................................................................... 61
3.4.2.1. Ch n lo i mô hình ................................................................... 61
3.4.2.2. Ch n t l mô hình .................................................................. 62
3.4.2.3. Ph m vi b trí mô hình............................................................ 63
3.4.2.4. V t li u làm mô hình ............................................................... 63
3.4.2.5. Xây d ng mô hình................................................................... 65
3.4.2.6. Ki m tra đi u ki n gi i h n Reynolds .................................... 65
3.4.3. Các thi t b đo đ c và thu th p s li u ........................................... 65
3.4.3.1. D ng c đo cao đ ................................................................... 65
3.4.3.2. D ng c đo l u l
ng .............................................................. 66
3.4.3.3. Thi t b đo m c n
c ............................................................... 66
3.4.3.4.
o áp su t m ch đ ng .............................................................. 66
3.4.3.5. D ng c đo l u t c ................................................................... 66
3.4.3.6. Thi t b l u tr và x lý s li u................................................ 66
vii
3.5. Thí nghi m ph
c ng
ng án thi t k (PATK) v m t th y l c và n i ti p sau
nh Trung .................................................................................... 67
3.5.1. Hình th c k t c u tiêu n ng phòng xói ph
3.5.2. K t qu thí nghi m ph
3.6. N i dung thí nghi m ph
ng án thi t k ............ 67
ng án thi t k ........................................... 67
ng án s a đ i ............................................... 69
3.6.1. K t c u tiêu n ng phòng xói phía đ ng .......................................... 69
3.6.2. K t c u tiêu n ng phòng xói phía sông ........................................... 72
3.6.3. K t qu thí nghi m ph
ng án s a đ i ........................................... 74
3.6.3.1. K t c u tiêu n ng phòng xói phía đ ng .................................. 74
3.6.3.2. K t c u tiêu n ng phòng xói phía sông ................................... 76
3.6.4. Ph
ng án đ ngh ch n .................................................................. 77
3.7. Thí nghi m ph c v công tác v n hành c ng
3.7.1. Tr
ng h p tiêu n
nh Trung......................... 79
c t đ ng ra sông (Tiêu đ c bi t v i s c a
<4 c a) ............................................................................................ 80
3.7.2. Tr
ng h p l y n
c t sông vào đ ng (T
i đ c bi t v i s c a
<4 c a) ........................................................................................... 82
3.7.3. So sánh tính b t l i th y l c và khuy n cáo cách th c v n hành h p
lý khi v n hành c ng
nh Trung v i s c a <4 c a .................... 84
3.8. Thí nghi m lòng m m c ng
nh Trung ................................................... 86
3.8.1. N i dung thí nghi m........................................................................... 86
3.8.2. K t qu thí nghi m ............................................................................. 87
3.9. Thi t l p công th c th c nghi m tính v n t c đáy lòng kênh d n .............. 91
3.9.1.
nh h
3.9.2. Ph
ng nghiên c u....................................................................... 91
ng pháp t ng bình ph
ng nh nh t v i mô hình x p x tuy n
tính ..................................................................................................... 92
3.9.3. Hàm toán h c bi u th s t
ng quan gi a các đ i l
ng .................. 93
3.9.4. Xác đ nh các thông s ch a bi t c a hàm gi đ nh ............................. 95
viii
3.9.5. Xây d ng công th c tính v n t c đáy t i hai đi m A và B ................ 96
3.9.6. So sánh k t qu gi a công th c th c nghi m và thí nghi m ............. 97
3.9.7. Ý ngh a c a vi c xác đ nh công th c tính v n t c U d ........................ 98
K T LU N ...................................................................................................... 100
1. K t qu và đánh giá k t qu nghiên c u ..................................................... 100
2. T n t i và ki n ngh ..................................................................................... 101
3. Nh ng v n đ c n nghiên c u ti p .............................................................. 102
TÀI LI U THAM KH O .............................................................................. 103
ix
DANH M C CÁC HÌNH V
Trang
Hình 1.1: N i ti p ch y đáy sau b c ............................................................... ..6
Hình 1.2: N i ti p ch y m t sau b c ............................................................... ..6
Hình 1.3: Tiêu n ng dòng đáy ......................................................................... ..7
Hình 1.4: Tiêu n ng dòng m t......................................................................... ..8
Hình 1.5: Tiêu n ng phóng xa ......................................................................... ..9
Hình 1.6: Xói l c ng M ng Gà t nh Long An ............................................... 12
Hình 1.7: Xói l c ng Vàm
n t nh B n Tre................................................ 13
Hình 1.8: Xói l kênh d n c ng Thâu Râu (phía sông) .................................. 13
Hình 1.9: Xói l kênh d n c ng Thâu Râu (phía đ ng).................................. 13
Hình 1.10: B n đ đ a hình t nh B n Tre ........................................................ 19
Hình 1.11: M t c t ngang đ a ch t tuy n c ng ............................................... 21
Hình 1.12: M t c t d c đ a ch t tuy n c ng ................................................... 21
Hình 2.1: S đ n i ti p sau b c th p ............................................................. 27
Hình 2.2: K t c u ng
ng c ng ch a h p lý c a van m ch a h t ................ 32
Hình 2.3: Thay đ i k t c u đáy c ng, c a van m h t ................................... 33
Hình 2.4: T
ng van + l
i gà trong xây d ng c ng BSCL ....................... 34
Hình 2.5: C u trúc dòng ch y m t sau b c ..................................................... 35
Hình 2.6: Góc m hình h c t b ra h phòng xói ......................................... 36
Hình 3.1: V trí công trình c ng
nh Trung .................................................. 50
Hình 3.2: S hình thành dòng xiên trên m t b ng c u trúc dòng ch y........... 58
Hình 3.3: Hình th c k t c u tiêu n ng đ ngh ch n ...................................... 60
Hình 3.4: S đ b trí thí nghi m ................................................................... 65
Hình 3.5: K t c u tiêu n ng phòng xói phía đ ng ph
ng án thi t k ........... 67
Hình 3.6: K t c u tiêu n ng phòng xói phía sông ph
ng án thi t k ............ 67
Hình 3.7: Bình đ dòng m t ph
ng án thi t k ............................................. 68
x
Hình 3.8: Bình đ v n t c đáy ph
ng án thi t k ......................................... 69
Hình 3.9: Các sê ry thí nghi m tiêu n ng phía đ ng ....................................... 72
Hình 3.10: Các sê ry thí nghi m tiêu n ng phía sông ..................................... 74
Hình 3.11: Bình đ v n t c đáy ph
ng án s a đ i S - 6 ........................... 76
Hình 3.12: Bình đ v n t c đáy ph
ng án s a đ i S -S4 ............................ 77
Hình 3.13: KCTN h p lý phía đ ng và sông c ng
nh Trung ..................... 79
Hình 3.14: Tiêu n
c t đ ng ra sông s c a m <4 ..................................... 82
Hình 3.15: L y n
c t sông vào đ ng s c a m <4 .................................... 84
Hình 3.16: Bình đ xói kênh d n phía sông và phía đ ng .............................. 88
Hình 3.17: Xói l m r ng m t kênh phía sông ............................................. 90
Hình 3.18: Xói l m r ng m t kênh phía đ ng ............................................. 91
Hình 3.19: V trí hai đi m A và B trên bình đ c ng...................................... 92
xi
DANH M C CÁC B NG BI U
Trang
B ng 1.1: Ch tiêu c lý c a đ t ......................................................................20
B ng 1.2: Phân tích th nh
ng khu v c nghiên c u .....................................22
B ng 3.1: B ng tính chi u dài sân tiêu n ng ..................................................52
B ng 3.2: B ng tính chi u dài sân sau ...........................................................53
B ng 3.3: B ng tính chi u sâu h xói ............................................................54
B ng 3.4: Các sê ry thí nghi m s a đ i tiêu n ng phía đ ng ........................ 70
B ng 3.5: Các sê ry thí nghi m s a đ i tiêu n ng phía sông ......................... 72
B ng 3.6: T ng h p s a đ i hình th c TNPX c ng
nh Trung ................... 78
B ng 3.7: Các sê ry thí nghi m đo n kênh d n phía đ ng, sông ................... 86
B ng 3.8: Tóm t t ph m vi xói l hai bên b kênh ........................................ 88
B ng 3.9: K t qu đo v n t c đáy t i hai đi m A và B ................................... 94
B ng 3.10: K t qu thí nghi m v i các đ i l
ng không th nguyên cho
v trí đi m A .................................................................................. 96
B ng 3.11: K t qu thí nghi m v i các đ i l
ng không th nguyên cho
v trí đi m B .................................................................................. 97
B ng 3.12: So sánh gi a k t qu công th c th c nghi m và thí nghi m........ 98
B ng 3.5-PL: K t qu thí nghi m ph
ng án thi t k
.......................... PL3.5
B ng 3.6-PL1: K t qu thí nghi m tiêu n ng phía đ ng PAS
.............. PL3.6
B ng 3.6-PL2: K t qu thí nghi m tiêu n ng phía sông PAS
.............. PL3.6
B ng 3.7-PL1: Ch đ th y l c và n i ti p qua c ng (tr
l ch c a van, tiêu n
c t đ ng ra sông) ........................ PL3.7
B ng 3.7-PL2: Ch đ th y l c và n i ti p qua c ng (tr
l ch c a van, l y n
ng h p m
ng h p m
c t sông vào đ ng) ........................ PL3.7
xii
DANH M C CH
TT
T vi t t t
VI T T T
Ngh a t vi t t t
1
BSCL
ng b ng sông C u Long
2
KCTN
K t c u tiêu n ng
3
KQTN
K t qu thí nghi m
4
MHTL
Mô hình thu l c
5
PAS
Ph
ng án s a đ i
6
PATK
Ph
ng án thi t k
7
TNPX
Tiêu n ng phòng xói
8
VKHTLMN
Vi n Khoa h c Th y l i Mi n Nam
1
M
U
1. Tính c p thi t c a đ tài
Các c ng th y l i
thoát l , úng, l y n
đ ng b ng sông C u Long đ m nh n nhi m v tiêu
ct
i và ki m soát m n. Ngoài ra c ng còn gi i quy t
giao thông th y, cho thuy n bè qua c ng vào nh ng lúc thích h p.
C ng
nh Trung là m t trong nh ng c ng thu c d án h th ng th y l i
B c B n Tre giai đo n I đ
vi p I, xã
c xây d ng t i c a sông
nh Trung, huy n Bình
nh Trung thu c ph m
i, t nh B n Tre. Công trình d ki n có
qui mô g m 4 c a, m i c a r ng 10m, đ m b o cho xà lan 200 t n đi qua, c a
c ng đóng m hai chi u b ng thép không g .
C ng
nh Trung cùng v i các công trình khác trong h th ng th y l i
B c B n Tre khi hoàn thành đ a vào s d ng s t o thành h th ng đê khép
kín, ng n m n, gi ng t, tiêu thoát l cho 139 nghìn ha đ t khu v c B c B n
Tre, giúp cho vi c nuôi tr ng th y s n, s n xu t nông nghi p các huy n Châu
Thành, Bình
i, Ba Tri và Gi ng Trôm đ
phó có hi u qu v i bi n đ i khí h u trong t
nh ng đ a ph
ng ch u nh h
c thu n l i h n, đ c bi t là ng
ng lai mà B n Tre là m t trong
ng n ng n nh t.
Vùng d án th y l i B c B n Tre nói chung, c ng
ch u nh h
th
ng tr c ti p c a th y tri u bi n
ng có c u trúc ph c t p, n u không đ
nh Trung nói riêng
ông, nên dòng ch y qua c ng
c gia c đ y đ d n đ n m t n
đ nh công trình.
c bi t, trong th i gian qua c ng vùng tri u đã đ
c u và đã đ t đ
c quan tâm nghiên
c k t qu khá t t, hình th c c u t o h p lý, khá đa d ng, c
th nh "s đ k t c u tiêu n ng phòng xói" cho c ng truy n th ng vùng
tri u; c ng l p ghép b ng b n c bê tông c t thép d
ng l c; c ng d ng phao
đánh chìm,...Th i gian g n đây do yêu c u phát tri n s n xu t nông nghi p,
ng phó v i bi n đ i khí h u,...các c ng qui mô l n đang đ
c xem xét l p k
2
ho ch xây d ng. Các c ng v a đ c p th
nhi u khoang c a, l u l
ng có ng
ng c ng th p, c ng có
ng đ n v khá l n nên khi áp d ng k t qu nghiên
c u đã có cho nh ng c ng này còn nh ng h n ch , khó kh n, ch a có h
d n tính toán thi t k và th
ng
ng ph i thí nghi m mô hình th y l c đ xác đ nh
hình th c k t c u h l u h p lý.
C ng
nh Trung thu c c ng có qui mô l n, tuy n c ng l a ch n ph
ng
án c ng c n (đào h móng thi công ph n c ng, sau đó đào kênh d n th
ng
h l u n i v i sông t nhiên, đ ng th i đ p đ p ng n sông t
t cho th y, có không ít kênh d n th
ng ng). Th c
ng h l u c ng qua th i gian đ u s
d ng b xói l m r ng l n h n nhi u so v i m t c t thi t k ban đ u, có kênh
d n xói l r t nghiêm tr ng (kênh d n c ng đ p Chà Và, c ng Thâu Râu, c ng
B n Chùa,...) làm nh h
h
ng đ n s b trí các công trình h t ng và nh
ng đ n đ i s ng dân sinh trong khu v c lân c n tuy n c ng. Do đó vi c
nghiên c u ch đ th y l c n i ti p th
nh h
ng h l u nh m h n ch t i đa các
ng b t l i c a dòng ch y khi qua công trình là v n đ khoa h c có ý
ngh a th c ti n và mang tính th i s .
V i nh ng lý do phân tích nêu trên, tác gi ch n đ tài: “Nghiên c u ch
đ th y l c và gi i pháp tiêu n ng phòng xói c ng
nh m tìm ra đ
nh Trung t nh B n Tre”
c hình th c tiêu n ng h p lý, khuy n cáo cách th c v n hành
h p lý, d báo xói l kênh d n th
ng, h l u cho công trình c ng
nh
Trung, t nh B n Tre. T k t qu nghiên c u công trình c th này, có th rút
ra nh ng k t lu n có tính tham kh o cho nh ng công trình có đi u ki n và
hình th c t
ng t .
2. M c đích c a đ tài
-
xu t đ
c gi i pháp tiêu n ng phòng xói h p lý, khuy n cáo cách
th c v n hành h p lý, d báo xói l kênh d n th
Trung t nh B n Tre;
ng, h l u c ng
nh
3
- B
c đ u khái quát nh ng k t qu nghiên c u và rút ra nh ng k t lu n
chung có tính tham kh o cho nh ng công trình có hình th c và đi u
ki n t
ng t .
3. Cách ti p c n
Trong nghiên c u này m t s cách ti p c n sau đây đã đ
c áp d ng:
- Ti p c n t th c t ;
- K th a k t qu nghiên c u liên quan đã có;
- Ti p c n mô hình th c nghi m.
4. Ph
ng pháp nghiên c u
Lu n v n đã áp d ng các ph
ng pháp nghiên c u sau đây:
- Ph
ng pháp lý lu n;
- Ph
ng pháp mô hình v t lý;
- Ph
ng pháp chuyên gia, k th a: K th a nh ng k t qu kh o sát,
nghiên c u t nh ng đ tài, d án tr
c đây có liên quan đ n n i dung
nghiên c u c a đ tài.
5. K t qu đ t đ
c
Lu n v n sau khi hoàn thành s đ t đ
- Tìm đ
c m t s k t qu sau:
c k t c u tiêu n ng phòng xói h p lý, khuy n cáo cách th c v n
hành h p lý cho công trình c ng
nh Trung, t nh B n Tre;
- D báo xói l có th x y ra đ i v i đo n kênh d n th
ng, h l u c ng
nh Trung;
- B
c đ u khái quát nh ng k t qu nghiên c u và rút ra nh ng k t lu n
chung có tính tham kh o cho nh ng công trình có hình th c và đi u
ki n t
ng t .
6. N i dung c a lu n v n
M đ u: Tính c p thi t, m c đích c a đ tài, cách ti p c n và ph
pháp nghiên c u, k t qu d ki n đ t đ
c.
ng
4
Ch
ng 1: T ng quan v công trình nghiên c u
Ch
ng 2: Phân tích n i ti p và tiêu n ng sau c ng
Ch
ng 3: Nghiên c u ch đ th y l c và gi i pháp tiêu n ng phòng xói
c ng
nh Trung
K T LU N
1. K t qu và đánh giá k t qu nghiên c u
2. T n t i và ki n ngh
3. Nh ng v n đ c n nghiên c u ti p
Các tài li u tham kh o
Ph l c
5
CH
NG 1: T NG QUAN V CÔNG TRÌNH NGHIÊN C U
1.1. T ng quan v tiêu n ng phòng xói sau c ng
c đi m th y l c n i ti p th
1.1.1.
ng h l u công trình c ng
Dòng ch y qua công trình nói chung và qua công trình tháo có c t n
th p nói riêng đã đ
đã đ
c
c nghiên c u t r t lâu, nhìn chung các bài toán c b n
c gi i quy t. Dòng ch y t th
ng l u qua ng
ng c ng có b c th ng
đ ng n i ti p v i dòng ch y h l u công trình b ng hai hình th c n i ti p ch
y u:
- Hình th c n i ti p
tr ng thái ch y đáy;
- Hình th c n i ti p
tr ng thái ch y m t.
1.1.1.1. N i ti p ch y đáy sau b c
Tùy theo đ d c đáy kênh d n, dòng ch y bình th
ng h l u công trình
có th là ch y êm. Dòng ch y đ xu ng h l u hình thành m t c t co h p (cc), đ sâu co h p luôn nh h n đ sâu phân gi i (h c
ng h p
g n đáy lòng d n (Hình 1.1).
Nh v y dòng ch y qua công trình là ch y xi t n i ti p h l u là dòng ch y
êm, b t bu c ph i qua n
Bi n lu n v trí n
c nh y.
c nh y, gi s h’=h c ta tính đ sâu liên hi p h c ” so
sánh v i đ sâu h l u h h , có 3 tr
- h c ” = h h là n
th
c ch y t i ch , lúc này n ng l
ng l u s đ
n ng l
ng h p x y ra:
c tiêu hao g n h t b ng n
ng còn l i c a dòng ch y th
dòng ch y trong lòng d n, nên n
ng th a c a dòng ch y
c nh y. Sau n
c nh y,
ng l u x p x n ng l
ng c a
c nh y s k t thúc
m t c t có đ
sâu liên hi p b ng đ sâu h l u.
- h c ”
c nh y ng p, n ng l
không đ đ tiêu hao b ng n
ng th a c a dòng ch y th
c nh y t i ch .
ng l u
6
- h c ”>h h là n
c nh y phóng xa, dòng ch y th
hao h t n ng l
ph n n ng l
ng th a b ng n
c nh y t i ch , nên ph i tiêu hao
ng còn l i b ng t n th t d c đ
dâng d ng c, và n
g n b ng n ng l
liên hi p sau n
c nh y. Sau n
ng l u không th tiêu
ng qua đo n đ
c nh y n ng l
ng c a dòng ch y bình th
c nh y b ng đ sâu bình th
ng n
c
ng c a dòng ch y
ng h l u. T c là đ sâu
ng
h l u.
Hình 1.1: N i ti p ch y đáy sau b c
1.1.1.2. N i ti p ch y m t sau b c
Tr ng thái ch y m t là tr ng thái mà l u t c l n nh t c a dòng ch y
không xu t hi n
g n đáy kênh d n mà
g n m t t do (Hình 1.2).
Hình 1.2: N i ti p ch y m t sau b c
N i ti p ch y m t th
đ ng
ng g p trong đi u ki n công trình có b c th ng
h l u, có th xu t hi n nhi u d ng n i ti p khác nhau:
- Khi đ sâu n
c
h l u không l n, dòng ch y ra kh i b v n d ng
ch y đáy;
- Khi đ sâu n
c h l u t ng đ n m t m c nào đó thì dòng ch y
không đi xu ng, mà phóng ra xa và h
ng lên m t thoáng, hình
7
thành dòng ch y m t không ng p. D ng này t n t i trong ph m vi h h
thay đ i khá l n;
- Khi đ sâu n
c h l u ti p t c t ng đ n m c nào đó thì d ng n i ti p
m t đáy không ng p.
khu đ u là tr ng thái m t,
khu sau là tr ng
thái ch y đáy. D ng n i ti p này là trung gian, không n đ nh, ch t n
t i trong ph m vi thay đ i r t nh c a đ sâu h l u;
- N i ti p ch y m t ng p, khi trên b c có khu ch y cu n và l u t c l n
nh t xu t hi n
trên m t.
ây là d ng n i ti p n đ nh và t n t i trong
ph m vi thay đ i đ sâu h l u khá l n.
1.1.2. Các gi i pháp n i ti p h l u công trình
1.1.2.1. Tiêu n ng dòng đáy
Tiêu n ng dòng đáy (Hình 1.3) là l i d ng s c c n ma sát n i b c a n
nh y đ tiêu hao n ng l
các công trình tháo n
chi u sâu n
c
ng th a.
c.
ây là hình th c th
ng dùng nh t trong
i u ki n c b n c a hình th c tiêu n ng này là
h l u ph i l n h n chi u sâu liên hi p th hai c a n
nh y h h > h c ” đ đ m b o sinh n
c nh y ng p, và tiêu n ng t p trung.
Hình 1.3: Tiêu n ng dòng đáy
tiêu n ng dòng đáy th
ng dùng các bi n pháp công trình sau:
- Tiêu n ng b ng b tiêu n ng.
- Tiêu n ng b ng t
c
ng tiêu n ng.
- Tiêu n ng k t h p c t
ng và b .
c
8
Trong tiêu n ng đáy, l u t c
đáy r t l n, m ch đ ng mãnh li t, đ t giá
tr l n c v t n s và biên đ , có kh n ng gây xói l .
n ng, gi m đ sâu sau n
t ng hi u qu tiêu
c nh y b ng b trí thi t b tiêu n ng ph nh m
nhám, d m tiêu n ng, t o t
ng phân dòng đ khuy ch tán đ u
h l u, t o
s xung kích n i b dòng ch y càng mãnh li t và t ng ma sát gi a dòng ch y
v i các thi t b đó làm tiêu hao m t ph n n ng l
th
ng dùng v i c t n
c th p, đ a ch t n n t
ng. Tiêu n ng dòng đáy
ng đ i kém.
1.1.2.2. Tiêu n ng dòng m t
Dòng ch y c a hình th c tiêu n ng này
tr ng thái ch y m t (Hình 1.4).
Hi u qu tiêu n ng dòng m t không kém nhi u so v i hình th c tiêu n ng đáy
(có th đ t 65%), nh ng chi u dài sân sau ng n h n 1/2 ÷1/5 l n, đ ng th i
l ut c
đáy nh nên chi u dày sân sau bé, th m chí trên n n đá c ng không
c n làm sân sau. Ngoài ra còn có u đi m là có th tháo đ
c nh ng v t n i
qua đ p mà không s h ng sân sau.
Hình 1.4: Tiêu n ng dòng m t
Tùy theo m c n
và đ
c h l u, tr ng thái dòng ch y
h l u tràn có b c th t
c phân bi t nh sau:
- Khi m c n
c h l u th p h n đ nh b c th t, t c là h h < a, dòng ch y
h l u là dòng ch y phóng xa.
- Khi c t n
c h l u (h h ) nh h n đ sâu gi i h n th nh t (h gh1 ): h h <
h gh1 . Dòng ch y
tr ng thái ch y đáy lúc đó có th là n
ho c nh y xa tùy theo h c ” và h h .
c nh y ng p
9
- Khi c t n
ch l u
tr ng thái gi a đ sâu gi i h n th nh t (h gh1 ) và
đ sâu gi i h n th hai (h gh2 ): h gh1 < h h < h gh2 s có dòng ch y m t
không ng p và dòng ch y này yêu c u h h > h c ” c a n
đ ng th i h h > a, th
c nh y đáy,
ng dùng chi u cao b c th t a= 0,25÷0,35 chi u
cao đ p. Góc nghiêng θ
chân đ p có nh h
ng đ n tr ng thái ch y:
n u θ l n quá có th sinh ra ch y phóng xa, θ nh quá có th xu t hi n
dòng ch y đáy. Th
- Khi c t n
ng dùng θ = 10° ÷ 15° là thích h p.
c h l u l n h n đ sâu gi i h n th hai:h h > h ghII s xu t
hi n dòng ch y m t ng p.
Hình th c tiêu n ng m t có m t s nh
khi m c n
c h l u thay đ i nhi u,
c đi m là làm vi c không n đ nh
h l u có sóng làm nh h
ng t i ch
đ làm vi c c a các công trình khác nh nhà máy th y đi n, âu tàu, đe d a s
n đ nh c a b gây xói l lòng sông.
Nhìn chung, v i ch đ nh y m t
xói l
vùng này. Th
h l u t o thành sóng gi m d n làm
ng đ ng n ng th a phân tán trên m t chi u dài l n
h n so v i ch đ ch y đáy và thích h p trong tr
c n gia c h l u hay gi m chi u dài gia c , m c n
ng h p n n đá, khi không
c h l u ít thay đ i.
1.1.2.3. Tiêu n ng phóng xa
Tiêu n ng phóng xa đ
d cn
c l i d ng m i phun
chân đ p h l u ho c cu i
c đ dòng ch y có l u t c l n phóng xa kh i chân đ p (Hình 1.5),
dòng ch y đ
c khuy ch tán trong không khí, sau đó đ xu ng lòng sông.
Cao trình đ nh m i phun ph i l n h n m c n
c l n nh t
Hình 1.5: Tiêu n ng phóng xa
h l u.
10
ây là hình th c tiêu n ng l i d ng ma sát v i không khí đ tiêu hao m t
ph n n ng l
Dòng n
ng, ph n còn l i s đ
c tiêu tán b i l p đ m n
c t trên đ p tràn ch y xu ng men theo đ
c t i h l u.
ng biên c a m i phun,
do l u t c cao, ma sát l n làm m c đ r i lo n c a dòng ch y t ng lên, không
khí tr n vào dòng n
c càng nhi u. Dòng ch y càng khuy ch tán l n trong
không khí và càng tr n l n nhi u không khí thì n ng l
ng đ
c tiêu hao càng
l n. Dòng ch y sau khi phóng ra ngoài không khí thì nh n chìm vào trong m t
n
c h l u, đ n giai đ an này, m t ph n n ng l
ng gây nên xói l h l u,
m t ph n khác b tiêu hao do ma sát n i b nh s hình thành các dòng r i
mãnh li t
hai cu n phía sau và phía tr
c dòng chính. N u m c n
ch l u
càng l n và kh n ng m r ng c a dòng phóng xa càng nhi u thì m c đ xói
l lòng sông càng gi m.
t
ng th i do dòng ch y đ
c phóng kh i chân đ p
ng đ i xa nên dù có xói l c c b đáy sông h l u c ng ít nh h
ng đ n
n đ nh c a công trình.
Trong các hình th c n i ti p tiêu n ng nêu trên, thì hình th c n i ti p tiêu
n ng dòng đáy và n i ti p tiêu n ng phóng xa có đi u ki n làm vi c n đ nh
và đ
1.2.
c s d ng r ng rãi trong các công trình th y l i.
ánh giá s b tình hình xói l h l u công trình c ng khu v c
đ ng b ng sông C u Long ( BSCL)
1.2.1. Tình hình xói l h l u công trình c ng khu v c đ ng b ng sông
C u Long
Công trình c ng khu v c
chua, l y n
ct
BSCL đ m b o nhi m v tiêu thoát l , úng,
i, ki m soát m n. Ngoài ra c ng còn đ m nhi m giao thông
th y, cho thuy n bè qua l i vào nh ng lúc thích h p. Vì v y, s xói l x y ra
c hai phía: phía sông khi tiêu thoát n
t sông vào.
c t đ ng ra, phía đ ng khi l y n
c
11
Theo th ng kê s b m t s công trình b xói l
m t s t nh
BSCL
nh sau:
- T nh Long An: B n Tr , M ng Gà, Tr Yên, Ông Hi u, R ch Chanh, K
Son, Thanh Hà, B o
nh,...
- T nh B c Liêu: C u M i, B Xáng, T Lãi, M
Tr ch, An Hòa,
iB ,
p L n, An
nh Thành, Xóm Lá,...
- T nh B n Tre: Vàm
n, T ng Cang, Nhà Th , Bình Th nh, Láng Sen,
Ba Tri, Hai C a, An Hóa,...
- T nh Trà Vinh: C ng Thâu Râu, c ng đ p Chà Và,...
Nh ng công trình b xói l nghiêm tr ng c v chi u sâu và chi u ngang,
tâm h xói thay đ i c v th i gian l n không gian. S xói l đã làm h h ng
n ng sân sau c a t
ng cánh, sân tiêu n ng. M t đ c đi m quan tr ng là công
trình khi đã b xói l , vi c kh c ph c s a ch a r t khó kh n, ngu n kinh phí
l n, hi u qu l i không cao. Tiêu bi u nh c ng Vàm
C ng Vàm
nđ
c xây d ng n m 1985 t i xã H
n t nh B n Tre.
ng M , huy n M
Cày, t nh B n Tre, n m c nh r ch Vàm Th m, đ ra sông C Chiên. C ng có
nhi m v t
i tiêu n
c cho kho ng 7 nghìn ha thu c 5 xã phía Nam huy n
M Cày. C ng có 5 khoang c a, b n đáy dài 24m, cao trình đáy (-3,5m), hai
bên c ng phía sông và phía đ ng đ u có b tiêu n ng đáy (-5m), dài 15m, n i
ti p b tiêu n ng là sân sau dài 28 -:- 30m, cao trình đáy (-3,5m), r ng 34m,
đ
c gia c b ng bê tông t m lát.
N m 1986, sau 1 n m đ a vào s d ng công trình đã b xói l nghiêm
tr ng.
N m 1986 - 1987 ti n hành s a ch a l n th nh t, theo nguyên t c xói ch
nào thì gia c b ng r đá và c c bê tông
ch n đ
đó. Nh ng s xói l đã không ng n
c, mà di n bi n ngày càng ph c t p và nghiêm tr ng h n. Nh ng
n m sau đó, vi c s a ch a v n ti p t c nh ng nhìn chung hi u qu mang l i
