NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐẬP DÂNG VÂN PHONG TỚI DÒNG CHẢY LŨ CỦA HẠ LƯU ĐẬP ĐỊNH BÌNH

B

GIÁO D C VÀ ÀO T O

TR

B

NG

NÔNG NGHI P VÀ PHÁT TRI N NÔNG THÔN

I H C THU L I

-----------------------

La thÞ quúnh

NGHIÊN C U NH H

NG C A

PHONG T I DÒNG CH Y L

P DÂNG V N
H L U

NH BÌNH

LU N V N TH C S K THU T

HÀ N I, 2010

P


B

GIÁO D C VÀ ÀO T O

TR

B

NG

NÔNG NGHI P VÀ PHÁT TRI N NÔNG THÔN

I H C THU L I

-----------------------

La thÞ quúnh

NGHIÊN C U NH H

NG C A

PHONG T I DÒNG CH Y L

P DÂNG V N

H L U

NH BÌNH

Chuyên ngành : Xây d ng công trình th y
Mã S

: 60 - 58 - 40

LU N V N TH C S K THU T

Ng

ih

ng d n khoa h c:
PGS.TS H Vi t Hùng

HÀ N I, 2010

P


1

M CL C
M C L C ...................................................................................................................1
T
2
3

T
2
3

DANH M C B NG BI U ........................................................................................4
T
2
3

T
2
3

DANH M C HÌNH V ..............................................................................................5
T
2
3

T
2
3

PH N M

U .........................................................................................................7

T
2
3

T
2
3

1. Ý ngh a th c ti n c a lu n v n ...........................................................................7
T
2
3

T
2
3

2. N i dung nghiên c u...........................................................................................8
T
2
3

T
2
3

3. Ph
T
2
3

ng pháp nghiên c u ....................................................................................8
T

2
3

4. B c c c a lu n v n ............................................................................................9
T
2
3

T
2
3

CH

NG 1 ..............................................................................................................10

T
2
3

T
2
3

VAI TRÒ C A
T
2
3

H

1.1.
T
2
3

P DÂNG TRÀN TRONG VI C L Y N

C VÀ

NH

NG C A NÓ TRONG VI C THOÁT L ......................................10
T
2
3

p dâng ph c v l y n

c và đ m b o thoát l ..........................................10
T
2
3

1.1.1.

u nh

c đi m c a h ch a ...................................................................10

1.1.2.

u nh

c đi m c a đ p dâng .................................................................10

T
2
3

T
2
3

T
2
3

T
2
3

1.1.3. K t h p s d ng h th ng h ch a và đ p dâng đ kh c ph c nh
T
2
3

c

đi m c a m i lo i ..............................................................................................11
T

2
3

1.2. Gi i thi u chung v đ p tràn ng

ng ki u phím piano .................................15

T
2
3

1.2.1. Ng
T
2
3

1.2.2.

T
2
3

ng tràn zíc z c ki u phím Piano: (Piano Keys Weir) .....................15
T
2
3

c đi m làm vi c và các y u t

T

2
3

nh h

ng đ n tràn Piano ..................17
T
2
3

1.2.3. i u ki n thi công tràn Piano ..................................................................18
T
2
3

T
2
3

1.2.4. i u ki n ng d ng tràn Piano................................................................18
T
2
3

CH

T
2
3

NG 2 ..............................................................................................................19

T
2
3

T
2
3

KI M TRA KH
T
2
3

NG

N NG X

C A

P DÂNG V N PHONG CÓ TRÀN

NG PHÍM PIANO ..........................................................................19
T
2
3

2.1. Các k t qu nghiên c u v kh n ng tháo c a tràn phím đàn PIANO. .........19
T

2
3

T
2
3

2.1.1. Nghiên c u c a nhóm F.Lemperiere .......................................................19
T
2
3

2.1.2. Nghiên c u c a nhóm tác gi Tr
T
2
3

T
2
3

ng Chí Hi n và Hu nh Hùng [6] .....28
T
2
3

2.2. Xác đ nh kh n ng tháo c a đ p dâng tràn V n Phong. ................................33
T
2
3

T
2
3

________________________________________________________________________


2

2.2.1. Các ph
T
2
3

ng án thi t k ............................................................................33
T
2
3

2.2.2. L a ch n lo i phím đàn và xác đ nh kích th

c tràn ..............................35

T
2
3

T
2

3

2.2.3. Tính toán th y l c ...................................................................................35
T
2
3

CH

T
2
3

NG 3 ..............................................................................................................40

T
2
3

T
2
3

MÔ HÌNH THU L C H TH NG SÔNG KÔN KHI CH A CÓ CÔNG TRÌNH
T
2
3

NH BÌNH - V N PHONG ....................................................................40
T

2
3

3.1. C s lý thuy t tính toán th y l c dòng ch y h ...........................................40
T
2
3

T
2
3

3.1.1. Ph

ng trình liên t c ...............................................................................40

3.1.2. Ph

ng trình đ ng l

T
2
3

T
2
3

T
2

3

ng ........................................................................41
T
2
3

3.2. Các mô hình toán - Thu l c tính toán h th ng sông ..................................44
T
2
3

T
2
3

3.2.1. M t s mô hình th
T
2
3

ng ng d ng ...........................................................44
T
2
3

3.2.2. Mô hình Hec-Ras ....................................................................................48
T
2
3

3.3.
T
2
3

T
2
3

c đi m c a h th ng sông Kôn ..................................................................54
T
2
3

3.3.1.

c đi m đ a hình khí t

3.3.2.

c đi m l trên sông Kôn và k ho ch ch ng l ..................................57

T
2
3

T
2
3

ng thu v n h th ng sông Kôn - Hà thanh ..54
T
2
3

T
2
3

3.3.3. Tài li u khí t
T
2
3

ng thu v n .....................................................................60
T
2
3

3.4. Hi u ch nh và ki m đ nh mô hình th y l c h th ng sông Kôn khi ch a có
T
2
3

h ch a

nh Bình ................................................................................................61
T
2

3

3.4.1. S đ th y l c h th ng sông. .................................................................61
T
2
3

T
2
3

3.4.2. Biên và nh p l u .....................................................................................63
T
2
3

T
2
3

3.4.3. Hi u ch nh và ki m đ nh mô hình trong đi u ki n ch a có h
T
2
3

nh Bình .

.............................................................................................................64

T

2
3

CH

NG 4 ..............................................................................................................73

T
2
3

T
2
3

TÍNH TOÁN L
T
2
3

TRÊN H

TH NG SÔNG KÔN KHI CÓ H

CH A

NH

BÌNH ..........................................................................................................73
T

2
3

4.1. Nhi m v c p n
T
2
3

c c a đ p dâng V n Phong ...............................................73
T
2
3

4.2. Tính toán truy n l trên sông Kôn khi có h
T
2
3

nh Bình và ch a có đ p dâng

V n Phong.............................................................................................................75
T
2
3

4.2.1. Các đi u ki n biên c a mô hình ..............................................................75
T
2
3

T
2
3

________________________________________________________________________


3

4.2.2. K t qu tính toán ng v i t n su t thi t k P=0,5% ...............................76
T
2
3

T
2
3

4.2.3. K t qu tính toán ng v i t n su t thi t k P=10% ................................77
T
2
3

T
2
3

4.3.

nh h

T
2
3

Phong

ng c a đ p dâng V n Phong đ n khu v c

nh Bình - V n

.............................................................................................................79

T
2
3

4.3.1. K t qu tính toán ng v i t n su t thi t k P=0,5% ...............................80
T
2
3

T
2
3

4.3.2. K t qu tính toán ng v i t n su t thi t k P=10% ................................82
T
2
3

CH
T
2
3

T
2
3

NG 5 ..............................................................................................................89
T
2
3

K T LU N ...............................................................................................................89
T
2
3

T
2
3

TÀI LI U THAM KH O .........................................................................................91
T
2
3

T

2
3

________________________________________________________________________


4

DANH M C B NG BI U
B ng 2.1. Thông s chính c a các ph
T
2
3

ng án ..........................................................34
T
2
3

B ng 2.2. Tóm t t công th c tính toán kh n ng tháo c a đ p Ofixerop và đ p phím
T
2
3

đàn ..............................................................................................................36
T
2
3

B ng 2.3. Quan h l u l

ng và m c n

T
2
3

c

h l u tuy n đ p ...............................38
T
2
3

B ng 2.4. Tràn phím đàn k t h p v i tràn có c a g m 10 khoang, m i khoang 15m
T
2
3

T
2
3

....................................................................................................................39
B ng 3.1. Phân ph i dòng ch y trong n m trung bình nhi u n m tr m Bình T
T
2
3

ng -

s. Kôn .........................................................................................................56
T
2
3

B ng 3.2. L u l

ng đ nh n m t i tr m Cây Mu ng (m3/s) .....................................58

B ng 3.3. L u l

ng th c đo t i tr m Cây Mu ng. ..................................................59

T
2
3

T
2
3

P

P

T
2
3

T
2
3

B ng 3.4 - Th ng kê m c n
T
2
3

c đi u tra và tính toán t i m t s v trí trên h th ng

sông Kôn - Hà thanh n m 1999 .................................................................69
T
2
3

B ng 4.1. So sánh m c n

c trên sông Kôn ng v i t n su t P=0,5% ....................83

B ng 4.2. So sánh m c n

c trên sông Kôn đo n th

T
2
3

T
2

3

T
2
3

ng l u đ p dâng V n Phong

ng v i t n su t P=10% .............................................................................84
T
2
3

B ng 4.3. So sánh m c n
T
2
3

c trên sông vùng h l u đ p dâng V n Phong ng v i

t n su t P=10% ..........................................................................................85
T
2
3

________________________________________________________________________


5

DANH M C HÌNH V
Hình 1.1.

p tràn phím Piano Ghrib

Hình 1.2.

p tràn phím Piano Goulou

T
2
3

T
2
3

Algeria .......................................................16
T
2
3

Pháp ........................................................16
T
2
3

Hình 1.3. Thí nghi m dòng ch y qua tràn phím đàn.................................................17
T
2

3

T
2
3

Hình 1.4 Thi công tràn phím đàn- ng d n khí đ t d

i console h l u ..................18

T
2
3

T
2
3

Hình 2.1. M t b ng, c t ngang tràn PK-A (L=W+8H; N=L/W=6) ..........................20
T
2
3

T
2
3

Hình 2.2. M t b ng, c t ngang tràn PK-B (L=W+6H; N=L/W=6) .........................20
T
2

3

T
2
3

Hình 2.3. Các đ c tr ng hình h c c a m t đ n v tràn phím đàn .............................21
T
2
3

T
2
3

Hình 2.4. M t b ng m t phân đo n tràn phím đàn ...................................................21
T
2
3

T
2
3

Hình 2.5. H s l u l

ng ph thu c vào quan h W/H ...........................................23

Hình 2.6. H s l u l

ng ph thu c vào quan h L/W ...........................................23

Hình 2.7. H s l u l

ng ph thu c vào quan h b/a ..............................................24

Hình 2.8. H s l u l

ng ph thu c vào quan h d/c ..............................................25

Hình 2.9. H s l u l

ng ph thu c vàohình d ng c a vào d

T
2
3

T
2
3

T
2
3

T
2
3

T
2
3

T
2
3

T
2
3

T
2
3

T
2
3

i công xôn ...........25
T
2
3

Hình 2.10. V n hành c a PKW v i s t c ngh n c a v t n i ...................................26
T
2
3

T
2
3

Hình 2.11. H s l u l

ng ph thu c vào s có m t c a v t n i ...........................26

T
2
3

T
2
3

Hình 2.12. Các d ng m t c t thay th .......................................................................27
T
2
3

T
2
3

Hình 2.13. Mô hình thí nghi m m t c t tràn lo i PKB , ô ra có d ng b c thang áp
T
2
3

d ng t i Th y đi n D k my2 - Qu ng Nam...............................................27
T
2
3

Hình 2.14. Tràn PK-A ...............................................................................................28
T
2
3

T
2
3

Hình 2.15. M t b ng tràn PK-B ................................................................................28
T
2
3

T
2
3

Hình 2.16. Tràn PK-C ...............................................................................................29
T
2
3

T
2

3

Hình 2.17. Q=f(H) .....................................................................................................31
T
2
3

T
2
3

Hình 2.18. q=f(H) ......................................................................................................31
T
2
3

T
2
3

Hình 2.19. H s ng p n c a tràn PK-A .................................................................32
T
2
3

Hình 2.20. H s ng p
T
2
3

Hình 2.21. H s ng p
T
2
3

T
2
3

R

n

c a tràn PK-B ..................................................................32

R

n

c a tràn PK-C ..................................................................32

R

T
2
3

R

T

2
3

Hình 2.22. Quan h (Q~Z TL ) ph
T
2
3

R

R

ng án tính toán ...................................................39
T
2
3

Hình 3.1. B n đ l u v c sông Kôn - Hà Thanh ......................................................54
T
2
3

T
2
3

Hình 3.2. S đ tính toán thu l c h th ng sông Kôn - Hà Thanh .........................62
T
2
3

T
2
3

________________________________________________________________________


6

Hình 3.3.

ng quá trình m c n

T
2
3

c và l u l

ng t i tr m Th ch Hòa (Tân An) t

30/11/1999 đ n 08/12/1999. ......................................................................66
T
2
3

Hình 3.3a.
T
2

3

ng quá trình m c n

c và l u l

ng t i tr m Bình T

ng (Cây

Mu ng) t 30/11/1999 đ n 08/12/1999. ....................................................66
T
2
3

Hình 3.4.

ng quá trình m c n

T
2
3

c và l u l

ng t i tr m Diêu Trì trên sông Hà

Thanh t 30/11/1999 đ n 8/12/1999. .........................................................67
T
2

3

Hình 3.5. So sánh m c n

c đ nh l trên sông Kôn và Gò Chàm v i v t l đi u tra

T
2
3

n m 1999. ...................................................................................................67
T
2
3

Hình 3.6 So sánh m c n

c đ nh l trên sông Kôn và

T
2
3

p

á v i v t l đi u tra

n m 1999. ...................................................................................................68
T
2

3

Hình 3.7. So sánh m c n

c đ nh l trên sông Kôn và sông Sây v i v t l đi u tra

T
2
3

n m 1999. ...................................................................................................68
T
2
3

Hình 3.8. Quá trình m c n

c và L u l

T
2
3

ng t i tr m Th ch Hoà (Tân An) t

12/11/2000-16/11/2000 ..............................................................................71
T
2
3

Hình 3.8a. Quá trình m c n
T
2
3

c và L u l

ng t i tr m Bình T

ng(Cây Mu ng) t

12/11/2000-16/11/2000 ..............................................................................71
T
2
3

Hình 3.9. M c n

c trên sông Côn và sông Sây trong tr n l

T
2
3

n m 2000 vào lúc

1h00 ngày 15/11.........................................................................................72
T
2
3

Hình 4.1. Mô t đ

ng m c n

T
2
3

Hình 4.2.

ng m c n

T
2
3

Hình 4.3: Mô t đ
có h
Hình 4.5.

Hình 4.6: Mô t đ
Hình 4.7.

ng t i m t c t 1.22 sông Côn .......78

c và l u l

ng t i tr m Th ch Hoà (Tân An) khi

T
2
3

c trên sông Kôn và sông Sây v i t n su t 10% ..............79
T
2
3

ng MNTL, MNHL và đ

ng m c n

Hình 4.8: Mô t đ
T
2
3

ng l u l

T
2
3

T
2
3

T
2

3

T
2
3

nh Bình v i l chính v t n su t 10%. ........................................78
ng m c n

T
2
3

ng t i m t c t 1.22 sông Côn ..76
T
2
3

ng quá trình m c n

T
2
3

ng l u l

c trên sông Kôn và sông Sây v i t n su t 0.5% .............77

ng MNTL và đ

T
2
3

Hình 4.4

c và đ

ng l u l

ng t i đ p V n Phong ....80
T
2
3

c trên sông Kôn và sông Sây v i t n su t 0.5% .............81
T
2
3

ng m c n

c, đ

ng l u l

ng t i ngay tr

c đ p V n Phong

....................................................................................................................81
Hình 4.9

ng quá trình m c n

T
2
3

có h th ng
Hình 4.10.
T
2
3

c và l u l

ng t i tr m Th ch Hoà (Tân An) khi

nh Bình- V n Phong v i l t n su t 10%. .........................82

ng m c n

T
2
3

c trên sông Kôn và sông Sây v i t n su t 10% ............82
T
2

3

________________________________________________________________________

T
2
3


7

PH N M

U

1. Ý ngh a th c ti n c a lu n v n
T xa x a, con ng

i đã bi t dùng v t li u t i ch nh đ t đá, cành cây, g đ

ch n dòng ch y trên các sông su i đ nâng cao m c n

c, l y n

đ t t nhiên và nhân t o đ ph c v s n xu t và sinh ho t.
công trình thu l i th 2 đ

c vào các kênh

p dâng là lo i hình

c nhân lo i phát minh sau kênh m

ng. Ngày nay, v i

s phát tri n nh v bão c a khoa h c-k thu t, các công trình thu l i c ng đ
chú tr ng và có b

c đ t phá l n v hình th c, v t li u và th i gian thi công. Trên

th gi i hàng lo t đ p đ

c xây d ng đ ph c v t

i và phát đi n. Ví d nh :

Tumwater Canyon (M ), đ p Irwell Ramsbottom, Bury
d ng trên sông Murray

p

Anh, đ p Mildura xây

M ...

Trên th gi i, v n đ xây d ng đ p dâng đ
La Mã c đ i, Trung Qu c,
v ph

c

n

c quan tâm t r t s m

Hy l p

, M ...Các nghiên c u đi sâu vào các khía c nh

ng pháp tính toán th m, ng su t, n đ nh trong thi t k , v t li u, hình th c ,

m t c t, hình th c tiêu n ng, x lý n n, ph
Nhi u n

ng pháp thi công…

c trên th gi i đã xây d ng và phát tri n toàn di n lý thuy t c ng

nh th c nghi m, t ng k t thành tiêu chu n thi t k đ p dâng tràn. Tuy nhiên v i 1
đ a hình, đ a ch t c th c a 1 l u v c mu n t ng kh n ng tháo c a tràn đ tránh
gây ng p l t c a phía th

ng l u đ p dâng tràn là v n đ đang đ

c quan tâm

nghiên c u và ng d ng.
Trong k ho ch s d ng b n v ng tài nguyên n
trình đ u m i nh m s d ng t ng h p ngu n n

c, vi c xây d ng các công

c và phòng ch ng thiên tai đóng

m t vai trò r t quan tr ng. Bên c nh đó vi c xây d ng các đ p dâng tràn phía h l u
c a h ch a đ nâng cao đ u n

c cung c p n

c cho các khu t

i cao phía h l u

c ng là m t nhu c u c n thi t.
Nghiên c u nh h
l uđ p
ph

ng c a đ p dâng V n Phong đ n dòng ch y l

nh Bình là m c tiêu c a lu n v n và t k t qu nghiên c u đó đ xu t

ng án quy ho ch phòng tránh l cho nhân dân vùng h l u đ p

đây s có h

h

nh Bình. T

ng kh c ph c t n t i và nâng cao hi u qu c a công trình.

________________________________________________________________________


8

Hi n nay có nhi u công c tính toán khoa h c và tiên ti n nh m nghiên c u
ho c đánh giá nh h

ng c a đ p dâng tràn đ n dòng ch y l phía h l u h ch a,

nh t là vi c ng d ng các mô hình toán - thu l c đã đóng góp nhi u k t qu tin c y
cho vi c thi t k , xây d ng các công trình phòng ch ng l và d báo l nh m gi m
nh thiên tai do l l t gây ra.
Nh m ph n nào đáp ng vai trò to l n trên, đ tài “Nghiên c u nh h
đ p dâng V n Phong đ n dòng ch y l
c và hoàn thi n m t ph

h l uđ p

ng c a

nh Bình” s góp ph n c ng

ng pháp tính toán thu l c h th ng sông đ gi i quy t

nh ng v n đ th c t c p bách. Vì v y đ tài không nh ng có ý ngh a th c ti n đ i
v i vùng h du sông Kôn t nh Bình

nh mà còn có giá tr

c u phòng ch ng l c a các h ch a khác

n

ng d ng cho các nghiên

c ta.

2. N i dung nghiên c u
Nghiên c u các gi i pháp công trình nh m m c đích s d ng k t h p gi a h
ch a và đ p dâng tràn đ t đó có c s áp d ng mô hình này cho nh ng vùng có
đi hình t

ng t t đó s d ng t ng h p đ

không gây ng p l t phía th

c ngu n n

c do h ch a đi u ti t mà

ng l u d p dâng tràn.

Nghiên c u c s lý thuy t c a các mô hình toán - thu l c ph c v tính toán
dòng ch y h .
ng d ng mô hình toán - thu l c tính dòng ch y l cho h th ng sông Kôn Hà Thanh khi có h ch a

nh Bình và khi k t h p đ p dâng V n Phong và h

nh Bình.

3. Ph
Ph

ng pháp nghiên c u
ng pháp nghiên c u th c ti n: Kh o sát th c đ a, đo đ c, thu th p các tài

li u v m ng l

i sông ngòi, h th ng th y l i, các công trình đ u m i… trong khu

v c nghiên c u.
Ph

ng pháp th ng kê: Phân tích các tài li u khí t

ng, th y v n, h i v n,

đi u ki n t nhiên, đ a hình, dân sinh, kinh t … trong khu v c nghiên c u.
Ph

ng pháp ng d ng mô hình toán trong nghiên c u và tính toán.

________________________________________________________________________


9

Ph

ng pháp chuyên gia: Tranh th s góp ý c a các nhà khoa h c có trình đ

chuyên môn cao và nhi u kinh nghi m th c t trong quá trình th c hi n đ tài.
Ph

ng pháp k th a: Áp d ng có ch n l c các nghiên c u và s n ph m khoa

h c công ngh hi n có trên th gi i và trong n

c.

4. B c c c a lu n v n
B c c c a lu n v n g m các ph n sau:
Ph n m đ u
Ch

ng 1:

Vai trò c a đ p dâng tràn trong vi c l y n

c và nh h

ng c a nó

trong vi c thoát l .
Ch

ng 2:

Ki m tra kh n ng x c a đ p dâng V n Phong có tràn ng

ng

phím Piano
Ch

ng 3:

Tính toán th y l c h th ng sông Kôn khi ch a có công trình

nh

Bình-V n Phong
Ch

ng 4:

Tính toán l trên h th ng sông Kôn khi có đ p dâng V n Phong.

K t lu n ki n ngh .

________________________________________________________________________


10

CH

NG 1

VAI TRÒ C A

P DÂNG TRÀN TRONG VI C L Y N

NH H

NG C A NÓ TRONG VI C THOÁT L

1.1.

p dâng ph c v l y n

1.1.1.

u nh

c và đ m b o thoát l

c đi m c a h ch a

Các ho t đ ng dân sinh kinh t c a c a con ng
v n

C VÀ

c, g i chung là yêu c u v n

m a và mùa khô. V mùa m a thì l

i có nh ng đòi h i khác nhau

c.

Vi t Nam chia làm 2 mùa rõ r t, mùa

ng n

c th a nhi u, gây ng p úng, có khi gây

l l t đe d a đ n tài s n và tính m ng c a nhân dân. V mùa khô l i h n hán, không
có đ n

c cung c p cho nhân dân sinh ho t và nh ng ho t đ ng khác. Các tr ng

thái t nhiên c a dòng ch y sông ngòi không đáp ng đ
con ng

c các yêu c u v n

c, và

i đã tìm ra các bi n pháp làm thay đ i tr ng thái t nhiên c a nó cho phù

h p v i yêu c u mà h c n có. M t trong nh ng bi n pháp đó là t o ra các h ch a
nh m kh ng ch s thay đ i t nhiên c a dòng ch y. H ch a là bi n pháp quan
tr ng nh t trong h th ng các công trình đi u ti t, nó có kh n ng làm thay đ i sâu
s c v ngu n n

c theo th i gian và không gian. Nh v y, m t h ch a đ

c mô t

nh m t h th ng mà s trao đ i n

c c a nó v i các h th ng khác trong m i quan

h gi a l

c ra và dung tích ch a. V y h ch a ra đ i đã

ng n

c vào, l

ng n

c i thi n toàn b dân sinh kinh t , tích n
c p cho nhân dân, tránh đ
con ng

c l cho nhân dân, và ho t đ ng theo s v n hành c a

i. Tuy nhiên v i nh ng vùng cao phía h l u h ch a, d

h ch a v n không th t l y n
bi n pháp l y n
th ng kênh m
1.1.2.

c mùa l đ dành đ n mùa ki t x ra cung

u nh

c đ dùng cho dân sinh. Nên ph i dùng nh ng

c nh dùng b m n

ng d n n

i s đi u ti t c a

c áp l c cao, đ p dâng tràn, r i dùng h

c...

c đi m c a đ p dâng

p dâng tràn là 1 h ng m c trong h th ng đ u m i công trình, ch n ngang
sông v a có tác d ng ch n n
nhiên (l u l

c v a cho n

c tràn qua đ khai thác dòng ch y t

ng c b n) và không có tác d ng đi u ti t.

p dâng tràn đ

c xây d ng khi:

________________________________________________________________________


11

- Có nhu c u nâng cao m c n
-L ul

ng n

c

c dùng nh h n l u l

ng n

c đ n t nhiên hàng tháng

- Khi đ a hình không cho phép xây d ng h ch a do không t o đ
p dâng tràn là bi n pháp công trình đ nâng cao m c n
ph c v t

c b ng h

c trong sông su i

i t ch y cho khu v c nh lân c n mà v n đ u t không cao, xây d ng

không ph c t p nh bi n pháp h đ p.
H u h t quy mô các công trình đ p dâng đ

c nghiên c u l a ch n sao cho

tho mãn các đi u ki n v vi c s d ng t ng h p ngu n n
-X l đ

c thu n l i, h n ch đ n m c th p nh t các nh h

đ th y l c c a dòng ch y

ng x u đ n ch

h l u.

- Nâng cao v a đ đ u n
t

c nh sau:

c tr

c đ p đ có th d n n

i t ch y cho ph n l n di n tích đ t canh tác c a khu t

c vào kênh đ m b o

i.

- Di n tích ng p l t ít nh t.
- Thi công thu n l i, qu n lý v n hành d dàng.
- Có kh i l

ng xây d ng và giá thành h p lý.

- Phù h p v i c nh quan môi tr

ng.

Trong th i gian g n đây, yêu c u v h n ch ng p l t
dâng tr nên c p thi t do yêu c u canh tác c a ng

th

ng l u c a các đ p

i dân, qui mô c a các công trình

đê bao… Bên c nh đó, vi c xây d ng m t đ p dâng qua các con sông l n còn c n
phù h p v i c nh quan, thân thi n v i môi tr
c ng là nh ng yêu c u quan tr ng cho ng
1.1.3. K t h p s

ng và qu n lý v n hành d dàng

i thi t k .

d ng h th ng h ch a và đ p dâng đ kh c ph c nh

c

đi m c a m i lo i
Sau khi có h ch a

nh Bình cùng v i s đi u ti t c a h , thì khu v c Hà

Thanh, V n Phong… là nh ng khu nông nghi p chính c a vùng này l i không th
t

i t ch y, vì v y yêu c u đ t ra là ph i ch n dòng đ dâng đ u n

khu này có th t
này không đ

i t ch y. Nh ng đ ng th i v i vi c dâng đ u n

c làm nh h

ng đ n kh n ng thoát l c a h

c đ m b o cho
c thì đ p dâng

nh Bình khi có l

v . Vì v y c n nghiên c u 1 lo i đ p dâng tràn có kh n ng t ng m c n

c nh ng

________________________________________________________________________


12

c ng có đ

ng tràn th t l n đ m b o thoát k p n

c khi l v .

bài toán đa m c tiêu đó, v n đ quan trong nh t là đ m b o đ

gi i quy t đ

c

c kh n ng thoát l

c a tràn, tôn tr ng tr ng thái t nhiên c a lòng sông t i v trí đ p dâng, h n ch t i
đa các nh h

ng x u đ n dòng ch y trong mùa m a l .

Các gi i pháp nâng cao hi u qu s d ng h th ng th y l i b ng vi c nâng cao
m cn

c k t h p m r ng kh n ng tháo là v n đ đang đ

trên th gi i và trong n
Nhi u n

c nghiên c u nhi u

c.

c trên th gi i đã xây d ng và phát tri n toàn di n lý thuy t c ng

nh th c nghi m, t ng k t thành tiêu chu n thi t k đ p dâng. Tuy nhiên, s phát
tri n c a khoa h c k thu t d n đ n s thay th các tiêu chu n c b ng tiêu chu n
m i cao h n hay tr

c s bi n đ i khí h u toàn c u làm l đ n v

t thi t k do đó

c n ti p t c nghiên c u và thi t k các d ng d p dâng tràn có kh n ng tháo n

c

cao.
M t s gi i pháp đã đ

c ng d ng là:

M r ng kh u di n tràn: Nh m t ng kh n ng tháo mà không t ng t l u, gi i
pháp này kh c ph c đ

c nh

k t c u các b ph n sau ng

c đi m c a t ng c t n

c tràn, không nh h

ng đ n

ng tràn. Tuy nhiên c n c n c vào đi u ki n đ a ch t,

đ a hình tuy n tràn có cho phép m r ng hay không.
Thay tràn không có c a van b ng tràn có c a van: Khi c n t ng kh n ng an
toàn v tháo trong đi u ki n đ a hình h p, đ a ch t t t có th h th p cao trình
ng

ng tràn và l p thêm c a van. Gi i pháp này có u đi m là kh n ng tháo l n,

tính ch đ ng cao, không làm t ng ng p l t, kh n ng v
b o an toàn cao.

t t i l n, kh n ng đ m

ây là gi i pháp t ng h p t ng kh n ng tháo do nhi u yêu c u và

lý do khác nhau. Tuy v y, gi i pháp có nh

c đi m là hình th c k t c u ph c t p

h n, k thu t thi công khó h n, v n hành s d ng đòi h i tính khoa h c h n, tính
chính xác cao h n, chi phí đ u t , chi phí qu n lý cao, có kh n ng x y ra s c k t
van.
Làm tràn s c : Tràn s c đã đ
t ng kh n ng tháo n

c nghiên c u và xây d ng

c, t ng dung tích h u ích

Vi t Nam đ

các h ch a và nâng cao m c

________________________________________________________________________


13

n

c

các đ p dâng mà không nh h

ng đ n kh n ng tháo. M i lo i đã b

đ a ra nguyên lý ho t đ ng, hình th c k t c u, u nh

cđ u

c đi m và đi u ki n s d ng.

ó là các lo i sau: Tràn s c ki u tràn t do, ki u n mìn gây v , ki u t v , ki u
có c a van.

Trung Qu c, sau l tháng 8 n m 1975, ng

i ta đã đ a ra khái ni m

l b o v đ p, và thi t k , xây d ng b sung tràn s c cho các h ch a đã có ho c
trong xây d ng m i. Hình th c, lo i tràn s c hay dùng

Trung Qu c là tràn t

do, tràn s c ki u đ p đ t t v , tràn s c ki u n mìn gây v . Nói chung, tràn s
c đ u dùng hình th c k t c u đ n gi n, chi u cao t 2-5 mét và v i chi u dài l n
đ gi m v n t c và l u l

ng đ n v và v n đ tiêu n ng không n ng n . Cùng v i

vi c nghiên c u v tràn chính, ng

i ta còn nghiên c u k t h p tràn s c tháo k t

h p v i tràn chính đ gi m giá thành công trình tràn xã l .
Qu c) làm tràn s c ki u n

t nh Liêu Ninh (Trung

c tràn qua đ nh đ p gây v , k t h p tràn chính x l

đã gi m 40%-60% chi phí công trình x l .

Australia so sánh 5 đ p có dùng tràn

s c (k t h p v i tràn chính) cho th y v n đ u t gi m 20%-30% so v i ch dùng
tràn chính.
Tuy nhiên, gi i pháp tràn s c ch phù h p v i nh ng h ch a l n hay v i
nh ng đ p dâng l n, còn v i nh ng đ p dâng tràn quy mô nh xây d ng trên sông,
su i khi áp d ng c n cân nh c đ n hi u ích kinh t .
Thay đ i hình th c ng
Australia, B

ng tràn t ng kh n ng tháo:

ào Nha, Algeria ng

M , Mexico, Pháp,

i ta đã có nh ng nghiên c u lý thuy t và mô

hình th y l c v hình th c k t c u, kh n ng tháo c a tràn zích z c và đã áp d ng
xây d ng các lo i: Phím đàn Piano, m v t, ng
tràn lên nhi u l n (m c dù chi u r ng đ
Tràn zích z c đ u tiên đ
x l n nh t Q=1020m3/s, c t n

ng xiên…đ t ng chi u dài ng

ng

ng tràn th ng không đ i).

c xây d ng

Australia vào n m 1941, có l u l

c tràn H=1,36m, chi u cao ng

ng

ng tràn P=2,13m,

s nh p n=11. Nh ng nghiên c u sâu v lý thuy t và mô hình có t cu i nh ng n m
60, đ u nh ng n m 70 c a th k XX. Tràn zích z c l n nh t hi n nay là đ p Ute
trên sông Canadian

New Mexico có l u l

ng x l n nh t Q=15.700m3/s, c t

________________________________________________________________________


14

n

c tràn H=1,36m, chi u cao ng

chi u dài đ nh là W=1024m trên đ

ng tràn P=9,14m; n=11 chu k zích z c, t ng
ng tràn r ng 256m.

Trong nh ng n m g n đây, tình hình di n bi n khí h u trên th gi i nói chung
và

Vi t Nam nói riêng đ u r t ph c t p và có xu h

m a thì l

ng m a t p trung l n, c

ng ngày càng b t l i. Mùa

ng su t m a cao, l p th m ph th c v t ngày

càng b suy ki t d n đ n l t p trung nhanh, mùa khô thì n ng h n gay g t l

ng

dòng ch y ki t ngày càng ít, nhi u sông su i v cu i mùa khô không th t o ra dòng
ch y m t. M t khác nhu c u dùng n

c ngày càng t ng, nhu c u dùng n

c thay đ i

làm quá t i n ng l c thi t k c a đ p dâng và h ch a đã xây d ng.
Hi n nay

n

c ta nh ng đ p t tràn lòng sông th

d ng Creager ho c Creager-Ophixerop.
ng
n

i ta th

t ng kh n ng thoát l cho đ p tràn

ng dùng c a van đ h th p cao trình ng

c tràn) đ ch đ ng đi u ti t l u l

ng có d ng đ p tràn th c
ng tràn (t ng chi u cao l p

ng. Tuy nhiên v i nh ng công trình đ p

dâng l n, vi c b trí nhi u khoang tràn có c a s gây khó kh n cho vi c v n hành, ít
an toàn (do k t c a van), và giá tr xây l p l n.
Trong bài toán xác đ nh kh n ng tháo c a tràn t do khi đã kh ng ch m c
n

c th

ng l u thì y u t quan tr ng nh t là chi u r ng tràn. Tuy nhiên, không

ph i công trình nào c ng đáp ng đ

c đi u đó, m t s công trình m t b ng tràn do

các yêu c u v đ a hình, giao thông, dân c … không th m r ng. Do đó g n đây
m t s công trình đang đ

c thi t k đã đ t v n đ nghiên c u t ng c

thoát l b ng vi c áp d ng hình th c đ
ng

ng kh n ng

ng tràn zicz c nh tràn Labyrinth, tràn

ng phím Piano.
Hình th c tràn có ng

ng ki u phím đàn Piano trong công trình đ p dâng là m t

ng d ng r t m i, đ c bi t là
nh đang đ

Vi t Nam. Công trình đ p dâng V n Phong t nh Bình

c T ng công ty ty v n xây d ng th y l i Vi t Nam - CTCP (HEC1)

thi t k là công trình đ u tiên áp d ng hình th c này nh m gi i quy t tri t đ bài toán
ng p l t th

ng l u h . Tuy nhiên kh n ng tháo c a tràn Piano s b nh h

l nb im cn

ng r t

c h l u, đ c bi t trong đi u ki n ch y ng p.

________________________________________________________________________


15

H ng n m,
ng

n

c ta v n x y ra nh ng tr n l l t ngoài t m ki m soát c a con

i và bên c nh đó v n t n t i nh ng vùng thi u n

ho t… Vi c này nh h

c cho s n xu t và sinh

ng không nh đ n đ i s ng nhân dân và s phát tri n kinh

t , xã h i. Làm th nào đ dung hòa hai y u t này, đó là v n đ l n c a ngành th y
l i v i vi c xây d ng các h ch a và đ p dâng. H th ng thu l i

nh Bình - V n

Phong là m t h th ng đi n hình, k t h p gi a phòng l và các nhi m v c p n
t

i cho nông nghi p, công nghi p, sinh ho t, phát tri n du l ch, c i t o môi tr

nuôi tr ng th y h i s n, phát tri n giao thông…
không gây ng p l t khi h
d ng tràn có ng

c
ng,

đ m b o đ p dâng V n Phong

nh Bình x l , đ p dâng này đã đ

c thi t k theo

ng phím piano. Tuy nhiên, hình th c tràn có ng

ng ki u phím

đàn Piano trong công trình đ p dâng V n Phong là m t ng d ng r t m i

Vi t Nam

nh m gi i quy t tri t đ v n đ ng p l t thu ng l u h . Vì v y, vi c nghiên c u nh
h

ng c a đ p dâng V n Phong t i m c tiêu phòng ch ng l c a h

không ch có ý ngh a r t quan tr ng v i vùng h l u đ p
b h du sông Kôn t nh Bình

nh Bình

nh bình mà còn t i toàn

nh. Nghiên c u này còn có giá tr trong vi c ng

d ng mô hình thu l i h ch a - đ p dâng cho các khu v c có đ a hình t
Tóm l i, vi c t ng kh n ng thoát l , gi m t i đa ng p l t th

ng t .

ng l u v i công trình

đ p dâng là m t v n đ b c xúc hi n nay. Vì v y vi c nghiên c u nh h

ng c a

đ p dâng v n phong đ n kh n ng thoát l c a h ch a

ng n i

nh Bình là đ nh h

dung c a lu n v n này.

1.2. Gi i thi u chung v đ p tràn ng
1.2.1. Ng

ng ki u phím piano

ng tràn zíc z c ki u phím Piano: (Piano Keys Weir)

Nhóm nghiên c u c a ông F. Lempérière (Hydrocoop- France) tìm ra ki u đ p
tràn phím đàn này v i ki u thi t k đ u tiên

đ

c th nghi m vào n m

phòng thí nghi m L .N.H.E c a i n l c Pháp và và o n m 2002
Roorke c a n

cùng v i tr

tr

1999

ng đ i h c

ng đ i h c Biskra c a Algeria.

T n m 2000, nhi u nghiên c u và thí nghi m mô hình v tràn theo ki u
labyrinth có th b trí đ
Pháp, Algeri, Trung Qu c,

c trên đ p tr ng l c thông th
n

ng đã đ

c th c hi n

, Vi t Nam và Th y S . M t s ki u đã đ

cc

________________________________________________________________________


16

g ng t i u v ph

ng di n th y l c c ng nh v ph

H n 100 ki u d ng tràn đã đ

c nghiên c u và thí nghi m, nhi u gi i pháp có tính

kh thi. Các ki u thu n l i nh t đã đ
- Các t

ng di n k t c u và thi công.

c xây d ng d a trên hai nguyên lý sau:

ng có d ng ch nh t trên m t b ng, t

piano; c ng vì v y ki u tràn này đ

ng t nh các phím đàn

c đ t tên là tràn phím đàn piano, g i t t là tràn

phím đàn, t ti ng Anh là Piano Keys Weirs, vi t t t là P.K. Weirs.
- Các t

ng theo ph

ng th ng góc v i dòng ch y đ u đ

c b trí theo m t

d c (nghiêng). B trí này t o nên thu n l i v ph

ng di n th y l c, nh t là trong

tr

c chi u r ng đáy c a k t c u do

ng h p l u l

ng x l n, đ ng th i l i gi m đ

v y có th b trí tràn phím đàn trên các đ p tràn hay đ p tr ng l c thông th

Hình 1.1.

Hình 1.2.

p tràn phím Piano Ghrib

ng.

Algeria

p tràn phím Piano Goulou

Pháp

________________________________________________________________________


17

c đi m làm vi c và các y u t

1.2.2.

nh h

ng đ n tràn Piano

c đi m làm vi c:
Ki u dòng ch y trên tràn phím đàn là hoàn toàn khác v i ki u dòng ch y trên
đ p tràn Labyrinth. Nó đ
- L p th nh t d
- L p th hai là d

c đ c tr ng b i hai l p n

c tràn:

i d ng tia đáy ch y theo m t đáy nghiêng c a ô thoát.
i d ng dòng ch y qua tràn thành m ng, chi u dày l p n

tràn tùy thu c vào chi u cao c t n
cho vi c đ a không khí vào d

c

c trên tràn. L p này ch y trên m t r t thu n l i

il pn

c tràn do s có m t c a công xôn h l u.

- S giao thoa c a dòng ch y t i các góc ng

ng tràn c ng làm nh h

ng đ n

kh n ng tháo c a tràn phím đàn.

Hình 1.3. Thí nghi m dòng ch y qua tràn phím đàn

Các y u t
Ng

nh h

ng tràn đ

trên m t b ng, t

gi m đ

c xây d ng trên hai nguyên lý: Các t

ng t nh các phím đàn piano; các t

v i dòng ch y đ u đ
v ph

ng đ n kh n ng tháo c a tràn phím đàn piano:
ng có d ng ch nh t

ng theo ph

ng th ng góc

c b trí theo m t d c (nghiêng). B trí này t o nên thu n l i

ng di n th y l c, nh t là trong tr

ng h p l u l

ng x l n, đ ng th i l i

c chi u r ng đáy c a k t c u.

Do đ c đi m c u t o nh v y nên kh n ng tháo c a tràn phím đàn ch y u
ph thu c vào t s gi a chi u dài, đ sâu, chi u r ng và hình dáng c a các phím và
đ c bi t là s ph thu c vào t s N b ng t ng chi u dài t

ng tràn chia chi u r ng

________________________________________________________________________


18

tràn chính di n. Bên c nh đó còn có nh h
khi ch y qua tràn ; hình d ng c a ng
l

ng đ n v trên ng

ng c a tác đ ng va đ p c a dòng n

c

ng c ng c ng làm cho phân b l u t c và l u

ng tràn không đ ng đ u.

1.2.3. i u ki n thi công tràn Piano
Có th xây d ng tràn phím đàn b ng bê tông c t thép đúc s n ho c đ t i ch .
Trong tr

ng h p t

ng th p, có th ch n chi u d y t

thép. Tr

ng h p H < 2 m, có th s d ng t

xây d ng theo m t mét chi u r ng tràn th
Không nên b trí k t c u gia c

ng t yêu c u s d ng c t

ng thép có các đai t ng c ng. Chi phí
ng t l v i H.

ng hay các thanh gi ng t i các t

ng

ô vào

và ô ra vì chúng có th làm các v t n i m c l i.
Có th

đ a khí vào bên d

i

ph n console h l u đ tránh b rung
đ ng b ng các ng d n khí gi n đ n.
Do x y ra cu n khí m nh nên
dòng ch y ra kh i tràn phím đàn đ
tiêu n ng nhi u h n và xói

c

h l u

gi m đáng k , nh t là v i các l u
l

ng x t trung bình tr xu ng.
Hình 1.4 Thi công tràn phím đàn- ng d n
khí đ t d

i console h l u

1.2.4. i u ki n ng d ng tràn Piano
Trong tr

ng h p xây m i, tràn phím đàn có th gi m đ

tràn ho c gi m đ

c hai l n chi u cao c t n

Có th áp d ng tràn phím đàn

c ba l n chi u dài

c tràn so v i tràn m t c t Creager.

các tràn m t ch y t do đã xây d ng đ t ng

đ an toàn ho c t ng dung tích ch a v i chi phí xây d ng th p.
Có th xây d ng tràn phím đàn làm tràn kh n c p k t h p v i tràn đã có ho c
v i tràn có c a xây m i thông qua s d ng ph n dung tích trên m c n
th

c dâng bình

ng (MNDBT) đ x m t ph n nh ng con l đ c bi t l n. Ví d , v i chi u cao

trên MNDBT là 4m có th x thêm đ

c 40 đ n 50 m3/s/m.
P

P

________________________________________________________________________


19

CH

NG 2

KI M TRA KH N NG X C A
TRÀN NG

P DÂNG V N PHONG CÓ

NG PHÍM PIANO

2.1. Các k t qu nghiên c u v kh n ng tháo c a tràn phím đàn PIANO.
2.1.1. Nghiên c u c a nhóm F.Lemperiere
Có nhi u n

c trên th gi i, đã ng d ng thành công hình th c tràn ng

ng

phím Piano cho các công trình thi t k m i và công trình nâng c p n ng l c làm

vi c c a h ch a. Các tràn phím đàn khác nhau đã đ

c

i n L c Pháp (Electricité

de France) thi t k và xây d ng. Các tràn phím đàn l n đang đ
công

c thi t k và thi

châu Á và châu Phi.
Vi t Nam, đ p tràn phím đàn b

c đ u đang đ

c nghiên c u và áp d ng.

Công trình đ u tiên ng d ng hình th c tràn này là Công trình đ p dâng V n Phong
- Bình

nh đang đ

Phong đ

c HEC1 thi t k . Tràn phím đàn áp d ng

công trình V n

c đánh giá là đ p phím đàn l n nh t trên th gi i hi n nay, v i chi u dài

tràn n

c theo ph

ng vuông góc h

tràn n

c là 1728m.

ng dòng ch y là 301.75m và t ng chi u dài

c bi t tràn làm vi c trong ch đ ch y ng p. Ti p theo V n

Phong, hi n nay công trình Th y đi n

k my 2 - Qu ng Nam đang đ

c thi t k

áp d ng đ p tràn phím đàn ki u B v i ch đ ch y t do.
Ng

ng tràn đ

trên m t b ng, t

ng t nh các phím đàn piano; các t

v i dòng ch y đ u đ
v ph
gi m đ

c xây d ng trên hai nguyên lý: Các t

ng có d ng ch nh t

ng theo ph

ng th ng góc

c b trí theo m t d c (nghiêng). B trí này t o nên thu n l i

ng di n th y l c, nh t là trong tr

ng h p l u l

ng x l n, đ ng th i l i

c chi u r ng đáy c a k t c u.

Do đ c đi m c u t o nh v y nên kh n ng tháo c a tràn phím đàn ch y u
ph thu c vào t s gi a chi u dài, đ sâu, chi u r ng và hình dáng c a các phím và
đ c bi t là s ph thu c vào t s N b ng t ng chi u dài t
tràn chính di n. Bên c nh đó còn có nh h
khi ch y qua tràn; hình d ng c a ng
l

ng đ n v trên ng

ng tràn chia chi u r ng

ng c a tác đ ng va đ p c a dòng n

c

ng c ng c ng làm cho phân b l u t c và l u

ng tràn không đ ng đ u.

________________________________________________________________________


20

Nhóm c a ông F. Lempérière đã nghiên c u 2 d ng tràn phím đàn:
- Lo i A (PKA): máng tràn (th

ng đ i x ng)

c 2 phía th

ng và h l u.

¤ ®ãn n­íc

A
e=8/11H

B

H

b=2H

a=4H

H

1.2e

A

W=2.2e=1.6H

B
¤ tho¸t n­íc

A-A

B-B
a=4H

H

0.5H

H

H

0.25H

0.5H

1.25H

0.5H

a=4H

b=2H

-

b=2H

Hình 2.1. M t b ng, c t ngang tràn PK-A (L=W+8H; N=L/W=6)
¤ ®ãn n­íc

A
e

B

b=1.5H

a=3H

e=0.6H

A

W=2e=1.2H

B

a=3H

H

1.5H
b=1.5H

b=1.5H

B-B

a=3H
0.75H

A-A

H

b=1.5H

¤ tho¸t n­íc

b=1.5H

Hình 2.2. M t b ng, c t ngang tràn PK-B (L=W+6H; N=L/W=6)
+ T l u c a đ p phím đàn lo i A là:

q = 4h H m3/s/m
P

P

(2-1)

________________________________________________________________________


21

Trong đó: h - c t n

c, H - chi u cao l n nh t c a t

ng, tính b ng m.

+ T s gi a chi u dài phím đàn/chi u dài tràn N=6
+ Ph n công xôn th

ng và h l u có cùng đ d c 2/1 (H/V). Chi u r ng c a

phím vào (Inlet) b ng 1.2 l n chi u r ng phím ra (outlet).
+ Chi u r ng đáy phím đàn “b” b ng 1/2 chi u r ng đ nh “a” . Chi u cao l n

nh t c a t

ng “H” b ng a/4.

- Lo i B (PKB): máng tràn ch

phía th

ng l u nh ng dài h n.

+ T l u c a đ p phím đàn lo i B là:

q = 4.5h H m3/s/m
P

(2-2)

P

+ T s gi a chi u dài phím đàn/chi u dài tràn N=6
+ Ph n công xôn th

ng và h l u có cùng đ d c 2/1 (H/V). Chi u r ng c a

phím vào (inlet) b ng chi u r ng phím ra (outlet).
+ Chi u r ng đáy phím đàn “b” b ng 1/2 chi u r ng đ nh “a” . Chi u cao l n
nh t c a t
-

ng “H” b ng a/3.

c đi m c u t o : Máng tràn đ

c làm b ng BTCT , mái đ

v i đ d c 2:1 ÷ 3:2 nh hình 1-3, hình 1-4. Tuy n ng
nh t. T s N =L/W nên đ

c t o nghiêng

ng tràn d ng r ng c a ch

c ch n vào kho ng 4 ÷ 6. Khi dùng PKA , ô đón n

có b r ng l n h n ô thoát n c kho ng 20%.
Các đ c tr ng hình h c c a tràn phím đàn đ

c th hi n

c

hình 2.3và hình 2.4.

B

c

¤ ®ãn n­íc

a/2

b

a
¤ tho¸t n­íc

W

Hình 2.3. Các đ c tr ng h̀nh h c c a m t

Hình 2.4. M t b ng m t phân đo n

đ n v tràn phím đàn

tràn phím đàn

________________________________________________________________________


22

Trong đó:
H:

Chi u cao t i đa c a tràn phím đàn.

B:

Chi u dài đ nh tràn.

a:

Chi u r ng ô đón n

b:

Chi u r ng ô thoát n

c:

Chi u dài nhô ra c a công xôn th

d:

Chi u dài nhô ra c a công xôn h l u.

c.
c.
ng l u.

W: Chi u r ng m t đ n v tràn.
Chi u dài tràn n

L:

ki m tra đ

c m t đ n v tràn.

cm cđ

nh h

ng c a các thông s trên, t n m 2002 nhóm

tác gi Ouamane và Lempérière đã ti n hành r t nhi u thí nghi m chi ti t trên các
d ng đã l

ch n đ t i u hóa n ng l c x c a tràn phím đàn.

Kh n ng tháo c a m t đ p tràn không th ng đ
l

ng đ

c rút ra t ph

ng trình t ng quát có công th c nh sau:

Cw =
V i: Q:
h:

L ul

c bi u th qua h s l u

Q
W 2g h 3 / 2

(2-3)

ng qua tràn (m3/s)

Chi u cao l p n

c tràn (m)

W: Chi u r ng c a tràn (m)
Công th c (2-3) ta th y h s l u l
đo Q và h. Các thông s còn l i trong ph
Vì v y, c n phân tích k

nh h

ng đ

c xác đ nh theo các c p giá tr s

ng trình là h ng s cho m i ki u thi t k .

ng c a các thông s hình h c tràn đ l a ch n m t

c t thi t k h p lý.
T l th ng đ ng W/H.
- Ph n ánh hi u qu c a s thay đ i chi u cao đ i v i m t chi u r ng tràn c
đ nh.
- Ph n ánh nh h

ng c a chi u r ng tràn v i m t chi u cao c đ nh.

th hình 2.5 cho th y s ph thu c c a h s l u l

ng và t s W/H. Khi

t ng chi u cao tràn lên 25%, kh n ng tháo c a tràn t ng lên 6%.

________________________________________________________________________


23

2,0
1,8

L/W=4, W/H=1,11

1,6

L/W=4, W/H=1,33

1,4

L/W=4, W/H=1,67

Cw

1,2
1,0
0,8
0,6

0,4
0,2
0,0
0,00

0,40

0,80

1,20

1,60

h*/H

Hình 2.5. H s l u l
Chi u dài t

ng đ i L/W.

T s này nh h
h s l ul

ng ph thu c vào quan h W/H

ng đáng k đ n dòng ch y. Khi t ng t s L/W lên 2 l n thì

ng t ng lên 50% v i nh ng c t n

hi u qu gi m đáng k đ i v i c t n

c t

ct

ng đ i h*/H<0,4. Tuy nhiên,
P

P

ng đ i h*/H>0,6. Nh v y, đ i v i
P

P

nh ng giá tr l n c a L/W và h*/H hi u qu v kh n ng tháo không cao, không
P

P

kinh t .
3,5
L/W=4.0, W/H=1.1
3,0
L/W=6.0, W/H=0.8
2,5

L/W=7.0, W/H=0.8

2,0

Cw

L/W=8.5, W/H=0.8

1,5
1,0
0,5
0,0
0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

h*/H

Hình 2.6. H s l u l
nh h

ng ph thu c vào quan h L/W

ng c a chi u r ng các khoang tràn a, b.

________________________________________________________________________