Nghiên cứu chế độ thủy lực trong máng bên của đường tràn ngang, áp dụng tính toán bố trí hợp lý đường tràn hồ ông lành, tỉnh bình định

L IC M

N

Trong quá trình h c t p và làm lu n v n b n thân đ
trong tr

ng

c s giúp đ các th y cô giáo

i h c Th y l i, b ng s n l c c g ng h c t p, tìm tòi, tích l y kinh

nghi m cho b n thân, đ n nay đ tài “Nghiên c u ch đ th y l c trong máng bên c a
đ

ng tràn ngang, áp d ng tính toán b trí h p lý đ
nh” đã đ

ng tràn h Ông Lành, t nh Bình

c hoàn thành.

đ t đ c nh v y, tác gi xin bày t lòng kính tr ng và bi t n sâu s c đ i v i th y
GS.TS. Nguy n Chi n ng i đã t n tình h ng d n đ th c hi n lu n v n này.
Tôi chân thành c m n các th y cô giáo và các cán b Phòng
i h c, Khoa Công trình tr

ng

ào t o

i h c và sau

i h c Th y l i, B môn th y công, cùng các th y

cô đã gi ng d y l p cao h c CH22C11-NT t i Ninh Thu n, đã t o đi u ki n và truy n
d y ki n th c trong su t quá trình h c t p.
Tôi c ng bày t s c m n trân tr ng đ n lãnh đ o, các đ ng nghi p trong Vi n

ào

t o và Khoa h c ng d ng mi n Trung n i tôi công tác, đã giúp đ , t o đi u ki n t t
nh t trong su t quá trình h c t p và th c hi n lu n v n này.
M c dù đã có nhi u c g ng, tuy nhiên do th i gian và nh n th c còn h n ch , nên
lu n v n không tránh kh i nh ng sai sót. Tôi mong nh n đ

c nh ng góp ý c a quý

th y cô và đ ng nghi p đ hoàn thi n lu n v n t t h n./.
Xin chân thành c m n.
Ninh Thu n, tháng 7 n m 2016
Tác gi lu n v n

Hoàng ình Giáp

i


L I CAM OAN
Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên c u đ c l p c a b n thân v i s giúp đ

c a giáo viên h

ng d n. Nh ng thông tin, d li u, s li u đ a ra trong lu n v n đ

c

trích d n rõ ràng có ngu n g c. Nh ng s li u thu th p và t ng h p c a cá nhân đ m
b o tính khách quan và trung th c. N u sai tôi xin hoàn toàn ch u trách nhi m./.
Tác gi lu n v n

Hoàng ình Giáp

ii


M CL C
DANH M C CÁC HÌNH NH ………………………………………………………v
DANH M C B NG BI U ………………………………………………..…………vii
CH

NG 1 T NG QUAN V H CH A N

1.1 T ng quan v xây d ng đ p và h ch a n
1.2 Tràn x l

C VÀ TRÀN X L ...................... 4
c .......................................................... 4

h ch a ................................................................................................. 5

1.2.1 Nhi m v công trình tháo l ................................................................................... 5
1.2.2 Phân lo i công trình tháo n
1.3 Áp d ng đ
1.3.1 Các tr

ng tràn ngang
ng h p áp d ng đ

c

h ch a ............................................................. 6

h ch a .................................................................... 11
ng tràn ngang ......................................................... 11

1.3.2 M t s công trình th c t đã áp d ng

Vi t Nam .............................................. 12

1.3.3 Các nghiên c u v b trí và tính toán th y l c.................................................... 16
1.4 Xác đ nh n i dung nghiên c u................................................................................ 16
1.5 K t lu n ch

ng 1 .................................................................................................. 17

CH NG 2 NGHIÊN C U CH
TH Y L C VÀ B TRÍ H P LÝ MÁNG
BÊN C A
NG TRÀN NGANG ........................................................................... 18
2.1 Tính toán th y l c máng bên c a đ

2.1.1 Các ph

ng tràn ngang ............................................... 18

ng pháp tính toán th y l c .................................................................... 18

2.1.2 L a ch n ph
2.2 Thu t toán v đ

ng pháp tính toán trong lu n v n.................................................. 24
ng m t n

c trong máng bên..................................................... 25

2.3 Nghiên c u t ng quát đ c tr ng đ

ng m t n

c trong máng bên........................ 29

2.3.1 L a ch n ph m vi nghiên c u .............................................................................. 29
2.3.2 Các seri tính toán .................................................................................................. 30
2.3.3 Trình t tính toán .................................................................................................. 31
2.3.4 K t qu tính toán .................................................................................................. 33
2.4 Tiêu chí đánh giá tính h p lý c a các ph

ng án b trí máng ................................ 45

2.4.1 Ph m vi công tác đ t o máng bên ....................................................................... 45
2.4.2 Tiêu chí đánh giá. ................................................................................................ 46

2.4.3 Nh n xét v các ph

ng án b trí máng. ............................................................. 46

2.5 Ki n ngh v b trí h p lý máng bên ...................................................................... 48
iii


2.5.1 Chi u dài máng (L m ) ............................................................................................ 48
2.5.2 M t c t máng ........................................................................................................ 48
2.5.3 Chi u r ng máng .................................................................................................. 49
2.5.4

d c máng ......................................................................................................... 49

2.6 K t lu n ch
CH

ng 2 .................................................................................................. 49

NG 3 ÁP D NG TÍNH TOÁN CHO TRÀN H ÔNG LÀNH ...................... 51

3.1 Gi i thi u công trình h Ông Lành ........................................................................ 51
3.1.1 V trí ...................................................................................................................... 51
3.1.2 Nhi m v .............................................................................................................. 52
3.1.3 Tóm t t quy mô công trình .................................................................................. 52
3.2 B trí đ

ng tràn x l h Ông Lành ..................................................................... 55

3.3 Nghiên c u xác đ nh các thông s b trí máng bên h Ông Lành ........................ 56
3.3.1 Các thông s tính toán th y l c máng bên ........................................................... 56
3.3.2 Nghiên c u xác đ nh đ d c d c h p lý ............................................................... 56
3.3.3 Nghiên c u l a ch n b r ng c nh đ u h p lý .................................................... 61
3.3.4 Nghiên c u l a ch n đ sâu
3.4 K t lu n ch

m t c t cu i máng............................................... 64

ng 3 .................................................................................................. 69

K T LU N, KI N NGH ............................................................................................. 71
TÀI LI U THAM KH O ............................................................................................. 74
PH L C ...................................................................................................................... 75

iv


DANH M C CÁC HÌNH NH
Hình 1.1

p

nh Bình, t nh Bình

nh ........................................................................ 7

Hình 1.2 Xi phông tháo l [1] ......................................................................................... 8
Hình 1.3

ng tràn d c

đ u đ p [1]........................................................................... 9

Hình 1.4

ng tràn ngang ........................................................................................... 10

Hình 1.5

ng tràn ngang h Fort Smith (M ) [1] ..................................................... 10

Hình 1.6 Gi ng tháo l [1] ............................................................................................. 11
Hình 1.7 Tràn x l h Quang Hi n, t nh Bình
Hình 1.8 Tràn x l h N

nh .................................................... 14

c Ng t, t nh Ninh Thu n ................................................... 14

Hình 1.9 Tràn x l h Ông Lành, t nh Bình

nh ....................................................... 15

Hình 2.1 S đ b trí máng bên..................................................................................... 26
Hình 2.2 S đ tính toán l u t c dòng nh p θ tràn ngang............................................ 27
Hình 2.3 S đ tính th y l c tràn máng bên ................................................................. 32
Hình 2.4 M t c t d c máng s đ 1 .............................................................................. 32
Hình 2.5 M t c t d c máng s đ 2 ............................................................................... 33
Hình 2.6 M t c t d c tràn: t h p 1; B t = 20m; H t =1m; i=i 1 =0,05 (s đ 1) ................ 39

Hình 2.7 M t c t d c tràn: t h p 10; B t = 20m; H t =2m; i 1 =0,10 (s đ 1) ................. 40
Hình 2.8 M t c t d c tràn: t h p 34; B t = 40m; H t =2,0m; i=i 1 =0,08 (s đ 1) ........... 41
Hình 2.9 M t c t d c tràn: t h p 38; B t = 40m; H t =2m; i 0 =0.12; i 1 =0,06 (s đ 2) ... 43
Hình 2.10 M t c t d c tràn: t h p 70; B t = 60m; H t =3m; i 0 =0,14; i 1 =0,07 (s đ 2) . 44
Hình 2.11 M t c t d c tràn: t h p 94; B t = 80m; H t =3m; i 0 =0,13; i 1 =0,065 (s đ 2)
....................................................................................................................................... 45
Hình 2.12 Tr s i 1 h p lý c a máng ............................................................................. 47
Hình 2.13 S đ m t c t máng tràn ............................................................................... 48
Hình 3.1 Toàn c nh h Ông Lành ch p t v tinh ........................................................ 51
Hình 3.2 M t b ng và m t c t tràn x l h Ông Lành ................................................ 54
Hình 3.3 M t c t d c tràn ph

ng án 1: đ d c i=i 1 = 0,02........................................... 58

Hình 3.4 M t c t d c tràn ph

ng án 2: đ d c i 1 =0,08 .............................................. 59
v


Hình 3.5 M t c t d c tràn ph

ng án 3: đ d c; i 0 =0,16; i 1 =0,08................................ 60

Hình 3-6 M t c t d c tràn ph

ng án 1: B 0 =2m ........................................................... 63

Hình 3.7 M t c t d c tràn ph

ng án 3: B 0 =4m .......................................................... 64

Hình 3.8 M t c t d c tràn ph

ng án: h N =1,15h k ......................................................... 67

Hình 3.9 M t c t d c tràn ph

ng án: h N =1,30h k ......................................................... 68

Hình 3.10 S đ kênh chuy n ti p sau máng bên ......................................................... 68
Hình PL2.1 M t c t d c tràn: t h p 2 (s đ 1)........................................................... 77
Hình PL2.2 M t c t d c tràn: t h p 14 (s đ 2)......................................................... 78
Hình PL2.3 M t c t d c tràn: t h p 18 (s đ 1)......................................................... 80
Hình PL2.4 M t c t d c tràn: t h p 23 (s đ 2)......................................................... 81
Hình PL2.5 M t c t d c tràn: t h p 27 (s đ 1)......................................................... 83
Hình PL2.6 M t c t d c tràn: t h p 30 (s đ 2)......................................................... 84
Hình PL2.7 M t c t d c tràn: t h p 34 (s đ 1)......................................................... 86
Hình PL2.8 M t c t d c tràn: t h p 43 (s đ 1)......................................................... 87
Hình PL2.9 M t c t d c tràn: t h p 46 (s đ 2)......................................................... 89
Hình PL2.10 M t c t d c tràn: t h p 50 (s đ 1)....................................................... 90
Hình PL2-11 M t c t d c tràn: t h p 54 (s đ 1) ...................................................... 92
Hình PL2.12 M t c t d c tràn: t h p 59 (s đ 1)....................................................... 93
Hình PL2.13 M t c t d c tràn: t h p 62 (s đ 2)....................................................... 95
Hình PL2.14 M t c t d c tràn: t h p 66 (s đ 1)....................................................... 96
Hình PL2.15 M t c t d c tràn: t h p 74 (s đ 1)....................................................... 98
Hình PL2.16 M t c t d c tràn: t h p 78 (s đ 2)....................................................... 99
Hình PL2.17 M t c t d c tràn: t h p 91 (s đ 1).....................................................101
Hình PL2.18 M t c t d c tràn: t h p 87 (s đ 2).....................................................102
Hình PL2.19 M t c t d c tràn: t h p 94 (s đ 1).....................................................104

vi


DANH M C B NG BI U
B ng 1.1 Th ng kê m t s tràn ngang đã xây d ng

Vi t Nam .................................. 12

B ng 2.1 T ng h p s li u các seri tính toán. ............................................................... 30
B ng 2.2 T ng h p k t qu tính toán các seri. ............................................................. 34
B ng 2.3 K t qu tính th y l c: t h p 2; B t = 20m; H t =1m; i=i 1 =0,05, s đ 1 ......... 39
B ng 2.4 K t qu tính th y l c: t h p 10; B t = 20m; H t =2m; i=0,10 .......................... 40
B ng 2.5 K t qu tính th y l c: t h p 34; B t = 40m; H t =2m; i=i 1 =0,08 ..................... 41
B ng 2.6 K t qu tính th y l c: t h p 38; B t = 40m; H t =2m; i 0 =0,12; i 1 =0,06 .......... 42
B ng 2.7 K t qu tính th y l c: t h p 70; B t = 60m; H t =3m; i 0 =0,14; i 1 =0,07 .......... 43
B ng 2.8 K t qu tính th y l c: t h p 94; B t = 80m; H t =3m; i 0 =0,13; i 1 =0,065 ........ 44
B ng 2.9 K t qu ch n đ d c máng h p lý. ................................................................ 46
B ng 3.1 T ng h p k t qu v i các đ d c d c máng tràn ........................................... 57
B ng 3.2 K t qu tính th y l c ph

ng án tràn đã xây d ng (i=0,02).......................... 58

B ng 3.3 K t qu tính th y l c ph

ng án 2: đ d c i 1 =0,08....................................... 59

B ng 3.4 K t qu tính th y l c ph

ng án 3: đ d c: i 0 =0,16; i 1 =0,08 ...................... 60

B ng 3.5 T ng h p k t qu tính th y l c chi u r ng đ u máng ................................... 62
B ng 3.6 K t qu tính th y l c ph

ng án 1: chi u r ng c nh đ u: B 0 = 2m ............... 62

B ng 3.7 K t qu tính th y l c máng có chi u r ng c nh đ u: B 0 = 4m ....................... 63
B ng 3.8 T ng h p k t qu tính th y l c ph

ng án đ sâu cu i máng ....................... 65

B ng 3.9 K t qu tính th y l c ph

ng án: h N = 1,15h k ............................................... 66

B ng 3.10 K t qu tính th y l c ph

ng án: h N =1,30h k .............................................. 67

B ng PL2.1 B ng tính th y l c t h p 7 (s đ 2) ....................................................... 76
B ng PL2.2 B ng tính th y l c t h p 14 (s đ 2) .................................................... 77
B ng PL2.3 B ng tính th y l c t h p 18 (s đ 1) ..................................................... 79
B ng PL2.4 B ng tính th y l c t h p 23 (s đ 2) ..................................................... 80
B ng PL2.5 B ng tính th y l c t h p 27 (s đ 1) ..................................................... 82
B ng PL2.6 B ng tính th y l c t h p 30 (s đ 2) .................................................... 83

vii


B ng PL2.7 B ng tính th y l c t h p 34 (s đ 1) ..................................................... 85

B ng PL2.8 B ng tính th y l c t h p 43 (s đ 1) .................................................... 86
B ng PL2.9 B ng tính th y l c t h p 46 (s đ 2) ..................................................... 88
B ng PL2.10 B ng tính th y l c t h p 50 (s đ 1) .................................................. 89
B ng PL2.11 B ng tính th y l c t h p 54 (s đ 2) ................................................... 91
B ng PL2.12 B ng tính th y l c t h p 59 (s đ 1) ................................................... 92
B ng PL2.13 B ng tính th y l c t h p 62 (s đ 2) ................................................... 94
B ng PL2.14 B ng tính th y l c t h p 66 (s đ 1) ................................................... 95
B ng PL2.15 B ng tính th y l c t h p 74 (s đ 1) ................................................... 97
B ng PL2.16 B ng tính th y l c t h p 78 (s đ 2) ................................................... 98
B ng PL2.17 B ng tính th y l c t h p 83 (s đ 1) .................................................100
B ng PL2.18 B ng tính th y l c t h p 87 (s đ 2) .................................................101
B ng PL2.19 B ng tính th y l c t h p 91 (s đ 1) .................................................103

viii


M

U

1 Tính c p thi t c a đ tài
Công trình tháo l đóng vai trò quan tr ng trong h th ng đ u m i công trình h đ p.
Nó đóng vai trò ch y u quy t đ nh an toàn cho b n thân công trình đ u m i c ng nh
h du và chi m m t t tr ng v n đ u t đáng k trong chi phí xây d ng h th ng công
trình. Nh v y l a ch n lo i công trình tháo l c n th a mãn các đi u ki n v an toàn
và kinh t , tùy vào đi u ki n c th v đ c đi m đ a hình, đ a ch t, khí t
và tính ch t c a đ p ng n n

ng th y v n

c và tháo l . Ta có th làm công trình ng n n

l k t h p, c ng có th làm riêng công trình tháo l

c và tháo

trên b . Vì v y nghiên c u l a

ch n hình th c tràn, b trí h p lý các thông s đ đ m b o ch đ th y l c l i nh t và
gi m chi phí xây d ng, đây là vi c ý ngh a l n v kinh t và có tính khoa h c.
Vi c áp d ng hình th c tràn c ng nh l a ch n b trí h p lý đ

ng tràn x l có ý

ngh a h t s c quan tr ng trong vi c xây d ng công trình h đ p, nó góp ph n không
nh vào thành t u phát tri n khoa h c k thu t ngành th y l i.
Vi t Nam, h u h t các h đ p đã xây d ng ch y u là s d ng v t li u đ a ph
hình th c tràn x l ch y u là tràn d c. Tuy nhiên trong m t s tr

ng h p đ c bi t

khi b trí tràn x l mà m t b ng xây d ng có mái b d c, núi đá thì b trí đ
ngang v i ng
kh i l

ng tràn ch y theo đ

ng đào đ t, đá và t ng đ

ng,

ng tràn

ng đ ng m c bên b h s có u th l n v gi m

c b r ng tràn n

c, đ m b o an toàn cho công trình

đ u m i so v i các lo i công trình tháo l khác.
V iđ

ng tràn ngang thì ch đ th y l c trong máng khá ph c t p; vi c b trí máng

bên đ n nay c ng ch a đ
l c trong máng bên c a đ
tràn h Ông Lành t nh Bình

c nghiên c u nhi u. Vì v y đ tài nghiên c u ch đ th y
ng tràn ngang và áp d ng tính toán b trí h p lý đ
nh là c n thi t có ý ngh a khoa h c và th c ti n.

1

ng


2. M c đích c a đ tài
Làm rõ đ

c nh ng u vi t c a hình th c tràn ngang

Làm rõ các đ c tr ng đ
h p lý máng bên đ

ng m t n

các h ch a n

c v a và nh .

c trong máng bên đ đ xu t ph

ng án b trí

ng tràn ngang.

ng d ng các k t qu nghiên c u, tính toán b trí h p lý máng bên cho tràn x l h
Ông Lành t nh Bình
3.

it

nh.

ng và ph m vi nghiên c u

ng tràn ngang

h ch a n

c.

Tính toán th y l c và b trí máng bên đ
4. Cách ti p c n và ph

ng tràn ngang.

ng pháp nghiên c u

4.1. Cách ti p c n
Thông qua các tài li u: Giáo trình th y công, giáo trình công trình tháo n

c…

Thông qua các công trình th c t .
4.2. Ph

ng pháp nghiên c u

Ti n hành đi u tra, thu th p, t ng h p các tài li u đã đ

c nghiên c u, ng d ng và

các tài li u liên quan đ n đ tài nghiên c u.
S d ng mô hình toán gi i bài toán v đ
Ph

ng m t n

c trong máng bên.

ng pháp nghiên c u th c t các công trình đã xây d ng đ so sánh, đ i ch ng k t

qu tính toán lý thuy t.
5. K t qu đ t đ

c

T ng quan các đi u ki n s d ng đ

ng tràn ngang trong đ u m i công trình th y.

2


Làm rõ đ

c các đ c tr ng đ

s khác nhau (c t n
ph

ng m t n

c tràn, chi u dài và đ d c máng) t đó ki n ngh l a ch n

ng án b trí máng bên h p lý c a đ

Áp d ng cho vi c nghiên c u các ph

t nh Bình
đ

c trong máng bên ph thu c vào các thông
ng tràn ngang.

ng án; tính toán cho tràn x l h Ông Lành

nh; tính toán đ xu t, l a ch n ph

ng tràn ngang.

3

ng án b trí h p lý máng bên c a


CH

NG 1 T NG QUAN V H

CH A N

1.1 T ng quan v xây d ng đ p và h ch a n
H ch a n

C VÀ TRÀN X L

c

c là công trình th y có nhi m v đi u ti t dòng ch y, tr n

c vào mùa

m a đ s d ng vào mùa khô, m t khác đây còn là công trình phòng ch ng thiên tai
(nh l l t, h n hán, xâm nh p m n ...). Do nó có nhi u u đi m trong khai thác s
d ng t ng h p ngu n n

c nh : c p n

c cho nông nghi p, công nghi p, n

c cho

sinh ho t, ch n nuôi, phát đi n, du l ch... vì th công trình h ch a, đ p dâng n
đ

c xây d ng

c

nhi u n i Vi t Nam c ng nh trên th gi i.

Bên c nh nh ng u đi m và l i ích, h đ p c ng luôn ti m n nguy c x y ra s c , có
khi d n đ n th m h a.

n

c ta trong m t vài n m g n đây có m t s h ch a n

quy mô v a (t 4÷5 tri u m3) và nh đã b v , gây thi t h i đáng k đ n ng

c

i và tài

s n.
phát huy nh ng u đi m và đ phòng các r i do b t l i thì công tác qu n lý, khai
thác v n hành h ch a n

c ph i đ

c quan tâm t giai đo n quy ho ch, thi t k đ n

thi công.
Theo th ng kê c a B Nông nghi p và Phát tri n nông thôn tính đ n nay (n m 2015),
Vi t Nam có 6648 h ch a n

c các lo i

các 45/64 t nh thành trong c n

c, trong

đó có 2198 h có dung tích t 0,2 tri u m3 tr lên, v i t ng dung tích c a các h là
35,34 t m3 (có 26 h thu đi n v i 27,12 t m3; 2172 h th y l i v i 8,22 t m3); có
692 h ch a n

c có dung tích l n h n 1,0 tri u m3 ho c chi u cao đ p l n h n 10m,

trong đó có g n 100 h ch a có dung tích trên 10 tri u m3, h n 567 h có dung tích t
(1,0÷10,0 tri u m3 ), còn l i là các h ch a n
ch a n

c lo i nh . Các t nh có s l

ng h

c nhi u là Ngh An (252 h ), Hà T nh (188 h ), Thanh Hóa (110 h ),

L c (107 h ), Bình
Các h ch a th y l i

c

nh (160 h ), Phú Th (111 h )....
n

c ta, tr m t s h có đ p ng n sông b ng bê tông tr ng l c

nh đ p Tân Giang t nh Ninh Thu n, đ p Lòng Sông

4

Bình Thu n, đ p N

c Trong,


đ p Th ch Nham

Qu ng Ngãi, đ p

nh Bình, đ p V n Phong t nh Bình

nh ho c

đ p đá đ bê tông b n m t, còn l i ch y u là đ p đ t.
Công trình h ch a đ

c hình thành b i các thành ph n;

p ch n dâng n

c (đ p

chính và có th có m t hay nhi u đ p ph ), tràn x l (tràn chính, tràn b sung, tràn s
c ...), công trình l y n
g ,đ

c và có th có: nhà máy thu đi n, âu t u, đ

ng cá đi, công trình du l ch, công trình thu s n...

m c đích tích n
đ p ch n đ

c t o thành h , đ p ch n càng cao l

p ch n: đ

ng n

n

c: đ

c xây d ng v i m c đích l y n

n

c: các khu t

c xây d ng v i

c ch a vào h càng l n,

c nghiên c u và xây d ng v i nhi u lo i nh :

kh i, đ p đá đ bê tông b n m t, đ p bê tông th

ng chuy n bè

p đ t h n h p nhi u

ng, đ p bê tông đ m l n; C ng l y

c t h vào kênh, d n đ n các vùng s d ng

i, các vùng dân c , nhà máy th y đi n th

thân đ p…; công trình tháo l : nhi m v x th a l

ng n

ng xây d ng ngay trong
c trong mùa l đ m b o an

toàn cho công trình không b s c khi có l l n ho c đi u ti t phòng l cho vùng h
du công trình đ h n ch ng p khi x y ra l l n.
H ch a đ

c xây d ng

nh ng n i có đ a hình, đ a ch t phù h p. Khi xây d ng c n

chú ý đ n y u t vùng mi n. Nh ng n i nh Nam Trung B và Tây Nguyên,
vùng thi u quá nhi u h đ p thì vi c ch ng l , ch ng h n, c i t o môi tr
cung c p n
Tr

nh ng

ng sinh thái,

c sinh ho t g p r t nhi u khó kh n.

c đây công tác th y l i còn ch m phát tri n, s l

ng h ch a đ

ít. Sau n m 1975 đ n nay s h ch a xây d ng m i t
67% các h ch a có trong c n

c xây d ng r t

ng đ i nhi u chi m kho ng

c. Không nh ng t c đ phát tri n nhanh, mà c v

quy mô công trình c ng l n lên không ng ng. Hi n nay, chúng ta đã b t đ u xây d ng
h l n, đ p cao

c

nh ng n i có đi u ki n t nhiên ph c t p. Hình th c k t c u và

k thu t xây d ng t ng lo i công trình

h ch a n

c đã có su h

d ng hoá. Vi c áp d ng v t li u m i, công ngh m i hi n đang đ
1.2 Tràn x l

ng đ i m i, đa

c quan tâm.

h ch a

1.2.1 Nhi m v công trình tháo l
Tràn x l

h ch a n

cđ

c b trí đ tháo x n

c l nh m b o đ m an toàn cho

b n thân h ch a và khu v c h du. Ngoài ra tràn x l còn có th có các nhi m v k t
5


h p khác nh x n

c th a t h ch a, tháo n

c th

ng xuyên v h l u (đ đ m b o

dòng ch y), x bùn cát, tháo c n h , x l trong th i gian thi công, … Tràn x l c ng
có th k t h p đ tháo c n ph n l n dung tích h trong tr
Các đ p tràn có c a van (ng

ng h p đ p chính có s c .

ng tràn n m th p h n m c n

c dâng bình th

ng) đ u

có th k t h p tháo x m t ph n dung tích h . Còn các đ p tràn không có c a van (tràn
t do) thì không th đ m nh n đ
a ph n tràn x l

n

chi m t i 95%, ng
n

c và b c n

c nhi m v này.

c ta đã xây d ng là tràn không c a van tính theo s l

ng

ng tràn đ nh r ng chi m 80%. N i ti p sau tràn ch y u là d c

c, hình th c tiêu n ng đáy chi m u th , hình th c c a van, phai, thi t

b đóng m c a van đóng m phai khá đ n đi u, tr m t s công trình l n đóng m
van b ng pittông thu l c, còn l i đa ph n b ng vitme và t i cu n. Th c t các c a van

còn l c h u. C n đ i m i hình th c k t c u, đ i m i thi t b , áp d ng nh ng lo i tràn
x l m i nh đ

ng h m tháo l , c ng tháo l , xi phông tháo l .... ng

ng tháo l

không nh t thi t là th ng mà có th cong ho c gãy khúc; k t h p nhi u hình th c tháo
khác nhau, nhi u t ng khác nhau. Công trình tháo l không ch đ tháo l mà còn k t
h p tháo c n h , tháo n
tính toán cân b ng n

c ph c v các yêu c u môi tr

ng và du l ch (có đ a vào

c). S d ng v t li u m i đ t ng l u t c cho phép, ch ng rò r .

S d ng thi t b quan tr c đ ng b

m i b ph n trong đ p, trong tràn và nghiên c u

đ y đ nh ng s li u đã quan tr c đ

c. M nh d n mua công ngh và đào t o ng

d ng thi t b c khí, đóng m hi n đ i đ t ng kích th

is

c c a van, gi m s c a; áp

d ng nhi u hình th c c a van m i nh c a van cung có c a van ph , c a van nhi u
t ng, c a van hình qu t v.v.. Công trình n i ti p sau ng

ng tràn, hình th c tiêu n ng

h l u... c n nghiên c u đ áp d ng nhi u d ng khác nhau.
1.2.2 Phân lo i công trình tháo n
Vi c b trí công trình tháo n

c

c

h ch a

h ch a ph thu c vào hình th c đ p chính và quan

h v i các h ng m c công trình khác trong đ u m i nh c ng l y n

c, nhà máy th y

đi n, âu thuy n, … Nguyên t c chung là ph i đ m b o an toàn cho đ u m i và h du,
thu n ti n cho qu n lý v n hành, không gây nh h

ng b t l i đ n các h ng m c khác

trong h th ng công trình đ u m i, thu n l i cho thi công và đ m b o m quan... Công
trình tháo n

cđ

c phân thành hai lo i chính: Công trình tháo l trong thân đ p và
6


công trình tháo l ngoài thân đ p chúng th

ng đ

c b trí trong m t s tr

ng h p

nh sau:
1.2.2.1 Công trình tháo l trong thân đ p
a.

p tràn
p tràn là m t ph n c a đ p chính v a làm nhi m v ch n dâng n

Th

ng áp d ng v i đ p b ng v t li u đ a ph

thép... Chi u dài đo n tràn n

c.

ng nh đá xây, bê tông, bê tông c t

c có th b ng chi u dài toàn đ p dâng ho c nh h n

(xác đ nh b ng cách so sách các ph

ng án). Khi đó ph n đ p tràn th

gi a lòng sông đ đ m b o ch đ dòng ch y

ng b trí ngay

h l u ít bi n đ ng so v i khi ch a có

công trình. Ph n n i ti p v i 2 b là đ p không tràn.
đ p tràn c ng có th b trí k t h p l x sâu (nh
ho c đ t l x sâu

c và tháo n

t ng kh n ng tháo n

c, trên

đ p Hòa Bình, S n La, Lai Châu),

ph n đ p không tràn (ví d đ p Tân Giang, đ p Sông Lòng Sông

t nh Bình Thu n, đ p

nh Bình t nh Bình

p không tràn

nh).

Ph n đ p tràn

p không tràn
NM th y đi n

c a x sâu

Hình 1.1

p

nh Bình, t nh Bình

nh

b. Xi phông tháo l
Xi phông tháo l th

ng s d ng v i đ p bê tông, nh ng c ng có th dùng v i đ p đ t,

đ p đá. Xi phông là lo i công trình tháo n
do s d ng chân không đ hút n

c ki u kín, làm vi c t đ ng tháo l nhanh

c làm đ y ng.
7


Khi công trình s d ng m t b ph n g m nhi u ng xi phông (nh

h Xuân H

ng

à L t) c n b trí ng thông khí c a các xi phông có cao đ l ch nhau đ tránh vi c

–

t t c các xi phông cùng m đ ng th i gây rung đ ng, m t n đ nh cho đ p.
Xi phông s d ng thích h p v i h có l t p trung nhanh, hay đ a hình ph c t p, b trí
đ

ng tràn h s không kinh t [1].

Hình 1.2 Xi phông tháo l [1]
1.

nh ng

ng tràn; 2. L thông khí; 3. T m che; 4. C a vào; 5. L

i gà h t n

c;

6. ng d n; 7. B tiêu n ng
1.2.2.2 Công trình tháo l ngoài thân đ p
ây là công trình đ

c xây d ng r t ph bi n

đ p chính b ng v t li u đ a ph

c ta hi n nay, áp d ng khi h có

ng nh đ t, đá... Vi c l a ch n v trí và hình th c

công trình tháo l cho các h ch a lo i này th
k thu t v i nhi u ph

n

ng ph i qua phân tích, so sánh kinh t ,

ng án khác nhau. V c b n, có các hình th c công trình tháo

l ngoài thân đ p nh sau:
ng tràn d c

a.

ng tràn d c là lo i đ
c ađ

ng

ng tháo sau ng

ng tràn, d c n

ng tràn h có h
ng. Lo i đ

ng n

c vào ng

ng tràn trùng v i h

ng tràn này có các b ph n nh : Kênh d n vào,

c, b ph n n i ti p h l u nh hình 1-3. Ng

d ng đ nh r ng hay th c d ng, có c a van ho c không có c a van.
sau ng

ng

ng có th b trí theo hình th c d c n
8

c hay b c n

ng tràn có th làm

ng tháo n

c

c. Tiêu n ng cu i d c


n

c có th b trí hình th c x đáy ho c phóng xa, c a kênh h l u d n n

c x ra b

trí xa thân đ p và các h ng m c công trình trong đ u m i khác tránh nh h
chúng. Lo i đ
khi đ a hình t
ho c

ng tràn này đ

c áp d ng r ng rãi n

ng đ i tho i, có th b trí đ

ng đ n

c ta hi n nay, s d ng h p lý

ng tràn d c theo núi

m t ph n đ u đ p

hai đ u đ p [1].

105
110
11
12 5
125 0
130

135
130

a)

125
120
115
110
105

Th ng
l uh

A

b)

ng

tràn d c
B

A

B

C

p ng n
n c
C

Lòng su i c

c)

A

B

C

ng tràn d c

Hình 1.3

đ u đ p [1]

a) M t b ng t ng th ; b) m t c t d c tràn; c) m t c t ngang tràn

ng tràn ngang

b)

ây c ng là lo i đ
c ađ

ng tràn h , h

ng n

ng tháo. Các b ph n c a đ

ho c không có), ng

ng tràn, máng bên, đ

trong máng bên là dòng bi n l

ng

ng tràn ngang g m: Kênh d n vào (có th có

1-4. Ch đ th y l c, dòng ch y t ng
đ

c ch y vào g n nh vuông góc v i ng

ng tháo n i ti p sau máng bên nh hình

ng sang máng bên r t ph c t p, dòng ch y

ng ba h

ng mà cho đ n nay v n đ này v n ch a

c nghiên c u tri t đ .

9


II
I

I
II
i-i

ii - ii

id

Hình 1.4

ng tràn ngang

1- Máng bên; 2- Kênh tháo; 3- công trình n i ti p
4- Kênh d n h l u; 5-

Hình 1.5

p; 6- c u; 7- Ng

ng tràn

ng tràn ngang h Fort Smith (M ) [1]

10


c) Gi ng tháo l
Gi ng tháo l là công trình tháo l ki u kín, bao g m ph n gi ng đ ng n i ti p v i
đ

ng h m ngang. Gi ng tháo l th

ng b trí k t h p v i h m d n dòng thi công.

Trong giai đo n thi công, mi ng vào c a h m đ

c đ t th p (g n b ng cao trình đáy

sông) đ d n dòng, ph c v thi công đ p chính.
sâu đ

c hoành tri t và l t h ch a đ

giai đo n sau, c a d n dòng d

c ti p nh n vào gi ng đ ng thông qua ph n

mi ng gi ng hình loa tròn toàn ph n ho c bán ph n. Gi ng tháo l th
th

c nh h n nhi u so v i đ

gi ng làm vi c

i

ng có kích

ng tràn h có cùng n ng l c x l . Tuy nhiên, khi

ch đ ch y có áp thì kh n ng ch u đ

gi ng là r t nh , nên ph i b trí thêm tràn s c

c quá t i v l u l

ng c a

h ch a.

b)

Hình 1.6 Gi ng tháo l [1]
a) M t b ng; b) c t ngang tuy n đ p; c) m t c t d c gi ng
1.3 Áp d ng đ
1.3.1 Các tr

ng tràn ngang

ng h p áp d ng đ

h ch a
ng tràn ngang

Trong th c t xây d ng công trình đ u m i th y l i, th y đi n vi c áp d ng đ
ngang đ x l ngày càng nhi u, đ

ng tràn ngang th
11

ng đ

c áp d ng

ng tràn

n i có đ a


hình là d c, h p, s

n núi là n i không có v trí thích h p đ b trí đ

các lo i hình th c tháo l khác.
s c
ng

ng tràn ngang có th áp d ng đ làm tràn ph , tràn

các h ch a đã xây d ng. Áp d ng đ
ng tràn d c theo đ

ng tràn ngang có u đi m là b trí

ng đ ng m c, có th kéo dài ng

công trình t ng không đáng k so v i đ
h th p m c n

c trong h , gi m đ

ng tràn mà kh i l

c di n tích ng p và đ m b o an toàn cho đ p
ng.

1.3.2 M t s công trình th c t đã áp d ng

Vi t Nam

Trong th c t xây d ng công trình đ u m i th y l i đã l a ch n đ
đ

ng đ i nhi u, d

ng

ng tràn d c. Do b trí chi u r ng tràn l n nên

chính nh t là v i các đâp b ng v t li u đ a ph

x l t

ng tràn d c và

ng tràn ngang đ

i đây là b ng th ng kê và thông tin m t s thông s c b n

ng tràn ngang đã xây d ng.
B ng 1.1 Th ng kê m t s tràn ngang đã xây d ng

TT Tên công trình

a đi m xây d ng

1

M Bình

2

Trong Th

3

Quang Hi n

Vân Canh - Bình

4

Ông Lành

Vân Canh - Bình

5

iS n

6

N

7

Ph

8
9

Hoài Nh n - Bình

c Nh n

a My

k R Ngát

L u l ng C t n c Chi u
x l n nh t
tràn r ng tràn
(Q x max )
(B t )
(H t )
3
m /s
m
m
359,90

2,03

70

161,73

1,87

38

nh

190,00

2,00

40

nh

106,00

2,08

20

86,55

1,38

30

268,00

1,99

60

130

1,93

40

Tánh Linh - Bình Thu n

795,00

2,80

110

kTô - KonTum

107,54

2,00

26

ng An Lão - Bình

c Ng t

nh

Vi t Nam

Phù M - Bình

nh

nh

Ninh H i - Ninh Thu n
Bác Ái - Ninh Thu n

12


TT Tên công trình

D

Qu ng Ngãi

379,81

-

40

Mi u

Hà N i

619,00

3,02

74

12

V nS n

Hà N i (Hà Tây c )

566,30

-

74

13

Su i M

L c Nam - B c Giang

165,50

2,84

20

10

Diên Tr

11

ng

a đi m xây d ng

L u l ng C t n c Chi u
x l n nh t
tràn r ng tràn
(H t )
(Q x max )
(B t )
3
m /s
m
m

i đây là m t s hình nh và thông s tràn ngang đã đ

13

c xây d ng

Vi t Nam.


H Quang Hi n: u c xây d ng
hoàn thành n m 2007 thu c đ a
bàn huy n Vân Canh t nh Bình
nh.
Các thông s chính tràn nh sau:
Hình th c tràn: tràn ngang.
Bt =40m; C t n
Qx

max

c tràn Ht=2m;

=190m3/s.

B0=6m; BN =15m;
d c máng bên: i=0,02;
Hình th c tiêu n ng m i phun.

Hình 1.7 Tràn x l h Quang Hi n, t nh Bình

nh

H N c Ng t đ c xây d ng
hoàn thành n m 2003 thu c
đ a bàn huy n Ninh H i, t nh
Ninh Thu n Các thông s
chính tràn máng bên nh sau:
Bt =60m;
Ht=2m;
Qx max =268 m3/s;
B0=6m; BN =10m;
i=0,02
N i ti p sau máng bên là kênh
chuy n ti p và d c n c. Hình
th c tiêu n ng m i phun.

Hình 1.8 Tràn x l h N

14

c Ng t, t nh Ninh Thu n


H Ông Lành: u c xây d ng
hoàn thành n m 2013 thu c đ a
bàn huy n Vân Canh, t nh Bình
nh Các thông s chính tràn
máng bên nh sau:
Hình th c tràn: tràn ngang.
Bt =20m; Ht=2,08m;
Qx max =106,30 m3/s;
B0=3,0m;
BN =8,0m;

Hình 1.9 Tràn x l h Ông Lành, t nh Bình

nh

i=0,02.
N i ti p sau máng bên là kênh
chuy n ti p và d c nu c.
Hình th c tiêu n ng m i phun.

H M Bình: xây d ng n m
1996 đ a vào s d ng n m
1998 thu c đ a ph n huy n
Hoài Nhon, t nh Bình nh.
Các thông s chính tràn nh
sau:

Hình th c tràn: tràn ngang.
Bt =70m; Ht=2,03m;
Qx

max

=359,9 m3/s.

N i ti p sau máng bên là d c
\\
n c. Hình th c tiêu n ng
m i phun.

Hình 1.10 Tràn x l h M Bình, t nh Bình

15

nh


1.3.3 Các nghiên c u v b trí và tính toán th y l c
n nay v n đ tính toán th y l c đ
đ

ng tràn ngang trong công trình tháo n

c còn ít

c nghiên c u so v i các lo i hình th c tháo l khác. Các k t qu nghiên c u đ

c

công b ch a nhi u, các tính toán áp d ng trong thi t k ch y u d a nhi u vào kinh
nghi m, s l

ng công trình công b lo i đ

ng tràn này c ng không nhi u, có th k

đ n nghiên c u n i b t cho đ n nay là:
Nghiên c u c a hai tác gi Nguy n Chi n và Lê Thanh Hùng nghiên c u quy trình
tính toán th y l c và h p lý hóa các thông s b trí máng bên c a đ
đ

c đ ng t i trong t p chí khoa h c th y l i và môi tr

Nghiên c u c a Nguy n Xuân
h

ng v đ

ng dòng vào công trình tháo l .

ng tràn ngang,

ng s 7, n m 2004.

ng vi n h p lý c a b kênh d n và t

ng

ng trong t p san th y l i- th y đi n s 130, n m

1973.
Nghiên c u c a Nguy n V n Cung v dòng ch y bi n l

ng và đ p tràn ngang đ

c

đ ng t i trong t p chí khoa h c - K thu t s 18, n m 1964.
1.4 Xác đ nh n i dung nghiên c u
Vi c tính toán th y l c đ

ng tràn ngang bao g m các n i dung ch y u nh :

- Tính toán th y l c ng

ng tràn;

- Tính toán th y l c máng bên;
- Tính toán th y l c đ

ng tháo (d c n

c ho c b c n

c);

- Tính toán th y l c tiêu n ng;

Trong gi i h n ph m vi c a lu n v n, tác gi ch t p trung nghiên c u tính toán th y
l c máng bên và xác đ nh các thông s b trí h p lý máng bên.
Vi c tính toán xác đ nh ch đ th y l c máng bên hi n nay th
ph

ng pháp lý thuy t g n đúng và kinh nghi m th c t .

trong máng bên là s gia t ng c a l u l
dòng ch y. T n th t c t n

ng s d ng m t s

c đi m c a ch đ th y l c

ng và l u t c ch y trong máng theo chi u

c c b n do s gia t ng l u t c theo chi u dài máng bên và

có xét đ n l u t c ban đ u cho kh i n

cm iđ

16

c gia nh p vào máng bên.


M c đích tính toán là xác đ nh các thông s c a máng bên đ
tr

cm ts đ il

ng tràn ngang khi đ nh

ng c b n, sao cho dòng ch y trong máng đ m b o đ

c kh n ng

tháo l cao nh t và giá thành xây d ng công trình là nh nh t.
1.5 K t lu n ch

ng 1

1/ Tràn x l là h ng m c quan tr ng trong công trình đ u m i h ch a, đ p dâng
n

c, nh m đ m b o cho công trình làm vi c đ

c an toàn. Khi thi t k tràn x l

nh ng n i có đ a hình xây d ng ch t h p, b d c, núi đá, khó b trí đ

ng tràn d c thì

đ

ng tràn ngang là m t trong nh ng gi i pháp l a ch n h p lý. Tính u vi t c a

đ

ng tràn ngang so v i các d ng đ

đ

ng tràn ngang kinh t h n vì nó gi m đ

l

ng xây d ng ng

ng tràn khác là trong đi u ki n đ a hình phù h p,
c công tác đào đ p, gi m đ

ng tràn, không ph i b trí đo n thu h p, gi m c t n

kh n ng quá t i cho th

c kh i

c tràn, t ng

ng l u tràn mà không ph i b trí thêm tràn s c .

2/ Vi c nghiên c u đ xác đ nh các thông s c a đ

ng tràn ngang đ n nay ch a đ

c

đ c p nhi u, còn d a vào kinh nghi m, ch a có nh ng lu n ch ng xác đáng khi áp

d ng. Vi c xác đ nh, l a ch n ch đ th y l c trong máng bên đ

ng tràn ngang là

m t công vi c quan tr ng nh m đ m b o công trình đ u m i làm vi c an toàn, hi u
qu . Ngoài ra đi u ki n v kinh t c n đ

c quan tâm so sánh đ l a ch n ph

b trí h p lý.

17

ng án