“Tính toán và tối ưu hóa kết cấu đập tràn phím PianoÁp dụng cho công trình thủy điện Đăk Mi 2”

Trường Đại học Thủy lợi

Luận văn thạc sĩ

1

LỜI CẢM ƠN
Với sự giúp đỡ của phòng Đào tạo Đại học và Sau Đại học, Khoa Công trình
trường Đại học thuỷ lợi, Công ty CP Tư vấn Xây dựng Điện 1 - PECC1, cùng các
thầy cô giáo, gia đình, bạn bè, đồng nghiệp, đến nay Luận văn Thạc sĩ chuyên ngành
Xây dựng công trình thủy với đề tài: “Tính toán và tối ưu hóa kết cấu đập tràn
phím Piano-Áp dụng cho công trình thủy điện Đăk Mi 2” đã được hoàn thành.
Tác giả xin chân thành cảm ơn các thày cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp đã giúp
đỡ, đóng góp những ý kiến quý báu để tác giả hoàn thành luận văn.
Tác giả cũng xin được cảm ơn chân thành tập thể cán bộ, lãnh đạo Đoàn TKTĐ
Sơn La, Công ty CP Tư vấn Xây dựng Điện 1 đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi
cho tác giả trong quá trình học tập và nghiên cứu vừa qua.
Đặc biệt tác giả xin được tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Ngọc Thắng,
người đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tận tình cho tác giả trong quá trình thực hiện
luận văn này.
Với thời gian và trình độ còn hạn chế, luận văn không thể tránh khỏi những
thiếu sót. Tác giả rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo, của
các Quý vị quan tâm và bạn bè đồng nghiệp.
Luận văn được hoàn thành tại Khoa Công trình, Trường Đại học Thủy lợi.
Hà Nội, tháng 3 năm 2011
Tác giả

Lại Tuấn Anh

Chuyên ngành Xây dựng công trình thủy

Lại Tuấn Anh - CH16C2


Trường Đại học Thủy lợi

2

Luận văn thạc sĩ

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 7
CHƯƠNG 1 .................................................................................................................... 9
TỔNG QUAN VỀ ĐẬP TRÀN XẢ LŨ ........................................................................ 9
1.1. Các loại đập tràn áp dụng cho công trình dâng nước
.................................................. 9
1.1.1. Khái niệm [2], [3] ............................................................................................ 9
1.1.2. Phân loại [1], [2], [3] .................................................................................... 10
1.1.3. Tình hình xây dựng đập dâng tràn trên thế giới và ở Việt Nam .................... 15
1.2. Các kết quả nghiên cứu về lưu lượng qua tuyến tràn có hình dạng khác nhau
........ 16
1.2.1. Ngưỡng tràn thực dụng kiểu Creager-Ophixerop .......................................... 17
1.2.2. Ngưỡng tràn zíc zắc kiểu truyền thống(Traditional labyrinth weir) ............ 19
1.2.3. Ngưỡng tràn zíc zắc kiểu phím Piano (Piano Keys Weir) ............................. 27
1.3. Áp dụng tràn Piano cho công trình thủy điện Đăk Mi 2 ........................................... 39
1.3.1. Mục đích .......................................................................................................... 39
1.3.2. Quy mô và loại tràn Piano .............................................................................. 40
CHƯƠNG 2 .................................................................................................................. 41
PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT BIẾN DẠNG ĐẬP TRÀN PIANO BẰNG PHƯƠNG
PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN ..................................................................................... 41
2.1. Các phương pháp giải bài toán cơ vật rắn biến dạng, bài toán đàn hồi [6], [7] ....... 41

2.1.1. Phương pháp chính xác (hay phương pháp tích phân trực tiếp) ................... 42
2.1.2. Các phương pháp gần đúng(Các phương pháp biến phân)........................... 42
2.1.3. Phương pháp sai phân hữu hạn ...................................................................... 43
2.2. Phương pháp phần tử hữu hạn [6], [7], [13]............................................................... 43
2.2.1. Khái niệm và nội dung của phương pháp ....................................................... 43
2.2.2. Trình tự phân tích bài toán theo PP PTHH .................................................... 44
2.2.3. Tính kết cấu theo mô hình tương thích ........................................................... 46
2.2.4. Giải hệ phương trình cơ bản ........................................................................... 52
2.3. Phần tử bậc cao và phần tử đẳng tham số [6], [7], [12], [13] .................................... 53
2.3.1. Toạ độ tự nhiên của phần tử ba chiều ............................................................ 53
2.3.2. Phần tử cạnh cong. Phần tử đẳng tham số ..................................................... 56

Chuyên ngành Xây dựng công trình thủy

Lại Tuấn Anh - CH16C2


Trường Đại học Thủy lợi

3

Luận văn thạc sĩ

2.3.3. Phần tử hữu hạn ba chiều trong bài toán không gian.................................... 56
2.4. Lựa chọn phương pháp và công cụ tính toán ............................................................. 63
CHƯƠNG 3 .................................................................................................................. 65
ÁP DỤNG TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐẬP TRÀN PHÍM ĐÀN PIANO CÔNG
TRÌNH THỦY ĐIỆN ĐĂK MI 2 ................................................................................ 65
3.1. Giới thiệu về công trình [5] ......................................................................................... 65
3.1.1. Vị trí dự án ....................................................................................................... 65

3.1.2. Nhiệm vụ của dự án ......................................................................................... 65
3.2. Các giải pháp công trình và kết cấu chính [5] ............................................................ 67
3.2.1. Cấp công trình và tiêu chuẩn thiết kế chủ yếu................................................ 67
3.2.2. Tuyến đấu mối ................................................................................................. 67
3.2.3. Tuyến năng lượng ............................................................................................ 69
3.2.4. Các hạng mục công trình phụ trợ và đồng bộ ................................................ 70
3.3. Các thông số cơ bản của công trình thủy điện Đăk Mi 2 giai đoạn TKKT.............. 70
3.4. Số liệu tính toán............................................................................................................ 73
3.4.1. Các tiêu chuẩn và quy phạm áp dụng (Bảng 3.2) .......................................... 73
3.4.2. Tính chất vật liệu ............................................................................................. 73
3.4.3. Các số liệu về đập tràn .................................................................................... 74
3.5. Phân tích kết cấu đập tràn ............................................................................................ 75
3.5.1. Trường hợp tính toán ...................................................................................... 75
3.5.2. Sơ đồ lực tác dụng ........................................................................................... 75
3.5.3. Mô hình tính toán ............................................................................................ 76
3.6. Kết quả tính toán .......................................................................................................... 77
3.6.1. Kết quả tính với H=6m .................................................................................... 77
3.6.2. Kết quả tính với H=6.75m............................................................................... 88
3.6.3. Kết quả tính với H=7.5m................................................................................. 99
3.7. Nhận xét kết quả tính toán và lựa chọn chiều cao console thượng lưu.................. 110
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................... 112
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 113

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1-1: Các đại lượng đặc trưng của đập tràn ............................................................... 9
Chuyên ngành Xây dựng công trình thủy

Lại Tuấn Anh - CH16C2

Trường Đại học Thủy lợi

4

Luận văn thạc sĩ

Hình 1-2: Mặt cắt của tràn thực dụng ............................................................................... 10
Hình 1-3: Mặt cắt của tràn đỉnh rộng ............................................................................... 11
Hình 1-4: Các hình dạng cửa tràn..................................................................................... 11
Hình 1-6: Một số dạng đập gỗ ........................................................................................... 12
Hình 1-7: Một số dạng đập đá tràn nước.......................................................................... 13
Hình 1-8: Đập dâng phân theo vật liệu làm đập .............................................................. 13
Hình 1-9: Đập cao su ......................................................................................................... 14
Hình 1-10: Một số loại đập trọng lực cải tiến .................................................................. 14
Hình 1-11: Sơ đồ đập vòm ................................................................................................. 14
Hình 1-12: Các dạng đập chắn nước ................................................................................ 15
Hình 1-12a: Các dạng mặt cắt đập trụ chống tràn nước ................................................. 15
Hình 1-13: Một số dạng mặt cắt đập tràn ......................................................................... 17
Hình 1-14: Tràn zíc zắc - Mỹ (nhìn từ hạ lưu).................................................................. 19
Hình 1-15: Cấu tạo tràn labyrinth..................................................................................... 20
Hình 1-16: Mặt bằng các dạng ngưỡng tràn đặc biệt ..................................................... 21
Hình 1-17: Các dạng đỉnh tràn .......................................................................................... 22
Hình 1-18: Mô hình tràn Sông Móng ................................................................................ 25
Hình 1-19: Mô hình 1/2 tràn Phước Hòa (nhìn từ thượng lưu) ...................................... 25
Hình 1-20: Đập tràn phím Piano Ghrib ở Algeria ........................................................... 27
Hình 1-21: Đập tràn phím Piano Goulou ở Pháp ............................................................ 27
Hình 1-22: Mô hình đập tràn phím Piano Văn Phong ở Việt Nam ................................. 28
Hình 1-23: Mặt bằng, cắt ngang tràn PK-A ..................................................................... 29
Hình 1-24: Mặt bằng, cắt ngang tràn PK-B ..................................................................... 30
Hình 1-25: Đồ thị so sánh khả năng xả của đập tràn kiểu Creager và kiểu PKA với

H=4m. [16] ......................................................................................................................... 31
Hình 1-26: Thay thế ngưỡng tràn kiểu Creager bằng ngưỡng tràn kiểu PKA với H=4m.
[16] ...................................................................................................................................... 31
Hình 1-27: Thí nghiệm dòng chảy qua tràn phím đàn ..................................................... 31
Hình 1-28: Các đặc trưng hình học của một đơn vị tràn phím đàn ................................ 33
Hình 1-29: Mặt bằng một phân đoạn tràn phím đàn ....................................................... 33
Hình 1-30: Hệ số lưu lượng phụ thuộc vào quan hệ W/H [17] ...................................... 34
Hình 1-31: Hệ số lưu lượng phụ thuộc vào quan hệ L/W [17] ...................................... 34

Chuyên ngành Xây dựng công trình thủy

Lại Tuấn Anh - CH16C2


Trường Đại học Thủy lợi

5

Luận văn thạc sĩ

Hình 1-32: Hệ số lưu lượng phụ thuộc vào quan hệ b/a [17] ....................................... 35
Hình 1-33: Hệ số lưu lượng phụ thuộc vào quan hệ d/c [17] ........................................ 36
Hình 1-34: Hệ số lưu lượng phụ thuộc vào hình dạng cửa vào dưới công xôn [17] ... 36
Hình 1-35: Vận hành của PKW với sự tắc nghẽn của vật nổi [17] ............................... 37
Hình 1-36: Hệ số lưu lượng phụ thuộc vào sự có mặt của vật nổi [17] ...................... 37
Hình 1-37: Các dạng mặt cắt thay thế .............................................................................. 38
Hình 1-38: Thi công tràn phím đàn- ống dẫn khí đặt dưới console hạ lưu .................... 39
Hình 1-39: Mô hình thí nghiệm mặt cắt tràn loại PKB, ô ra có dạng bậc thang áp dụng
tại Thủy điện Đăk Mi2 - Quảng Nam ................................................................................ 40
Hình 2-1: Sơ đồ phương pháp giải .................................................................................... 41

Hình 2-2: Hình dạng phần tử ............................................................................................. 44
Hình 2-3: Sơ đồ khối lập và giải bài toán theo phương pháp PTHH ............................. 51
Hình 2-4: Xử lý điều kiện biên ........................................................................................... 53
Hình 2-5: Hệ tọa độ tự nhiên phần tử tứ diện................................................................... 54
Hình 2-6: Hệ tọa độ tự nhiên phần tử lục diện ................................................................. 55
Hình 2-7: Phần tử cạnh cong, đẳng tham số 3 chiều ....................................................... 56
Hình 2-8: Phần tử lục diện 8 điểm nút .............................................................................. 58
Hình 2-9: Phần tử lục diện bậc cao 20 điểm nút .............................................................. 58
Hình 2-10: Phần tử chuẩn khối lập phương ..................................................................... 59
Hình 2-11: Phần tử lục diện bậc cao 32 điểm nút ............................................................ 62
Hình 3-1: Vị trí dự án thủy điện Đăk mi 2 ........................................................................ 66
Hình 3-2: Mặt cắt dọc tuyến đập ....................................................................................... 67
Hình 3-3: Mặt cắt ngang đập tràn Piano .......................................................................... 74
Hình 3-4: Mặt cắt dọc tràn Piano ..................................................................................... 75
Hình 3-5: Sơ đồ lực tác dụng ............................................................................................. 76
Hình 3-6: Sơ đồ hình học phần tử solid 186 ..................................................................... 76
Hình 3-7: Sơ đồ ứng suất phần tử solid 186 ..................................................................... 77
Hình 3-9: Chuyển vị ux (m) ................................................................................................ 78
Hình 3-10: Chuyển vị uy (m) .............................................................................................. 78
Hình 3-11: Ứng suất σx (T/m2) .......................................................................................... 79
Hình 3-12: Ứng suất σy (T/m2) ......................................................................................... 79
Hình 3-13: Chuyển vị ux (m) .............................................................................................. 80

Chuyên ngành Xây dựng công trình thủy

Lại Tuấn Anh - CH16C2


Trường Đại học Thủy lợi

6

Luận văn thạc sĩ

Hình 3-14: Chuyển vị uy (m) .............................................................................................. 80
Hình 3-15: Ứng suất σx (T/m2) .......................................................................................... 81
Hình 3-16: Ứng suất σy (T/m2) .......................................................................................... 81
Hình 3-17: Chuyển vị ux (m) .............................................................................................. 82
Hình 3-18: Chuyển vị uy (m) .............................................................................................. 82
Hình 3-19: Chuyển vị uz (m) .............................................................................................. 83
Hình 3-20: Ứng suất σx (T/m2) .......................................................................................... 83
Hình 3-21: Ứng suất σy (T/m2) .......................................................................................... 84
Hình 3-22: Ứng suất σz (T/m2) .......................................................................................... 84
Hình 3-23: Ứng suất σ1 (T/m2) .......................................................................................... 85
Hình 3-24: Ứng suất σ2 (T/m2) .......................................................................................... 85
Hình 3-25: Ứng suất σ3 (T/m2) .......................................................................................... 86
Hình 3-26: Chuyển vị ux (m) .............................................................................................. 86
Hình 3-27: Chuyển vị uy (m) .............................................................................................. 87
Hình 3-28: Ứng suất σx (T/m2) .......................................................................................... 87
Hình 3-29: Ứng suất σy (T/m2).......................................................................................... 88

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Thông số cơ bản một số đập tràn labyrinth đã xây dựng trên thế giới.[15] . 23
Bảng 3.1: Các thông số cơ bản phương án chọn TĐ Đăk Mi 2 ...................................... 70
Bảng 3.2: Các tiêu chuẩn và quy phạm áp dụng .............................................................. 73
Bảng 3.3: Chỉ tiêu cơ lý của bê tông ................................................................................. 73
Bảng 3.4: Chỉ tiêu cơ lý của đá nền .................................................................................. 74

Chuyên ngành Xây dựng công trình thủy

Lại Tuấn Anh - CH16C2


Trường Đại học Thủy lợi

Luận văn thạc sĩ

7

MỞ ĐẦU
I. Tính cấp thiết của đề tài
Trong quá trình phát triển kinh tế, các công trình xây dựng mọc lên ngày càng
nhiều, trong đó bao gồm các công trình thủy lợi nhằm điều tiết dòng chảy tạo thuận
lợi cho công việc sản xuất và đáp ứng nhu cầu cấp nước cho các hộ dùng nước,
cũng như các công trình thủy điện nhằm phục vụ nhu cầu năng lượng ngày càng
tăng của các ngành sản xuất, dịch vụ và phục vụ đời sống nhân dân.
Khi xây dựng đầu mối công trình hồ chứa nước, ngoài đập, công trình lấy nước
và một số công trình phục vụ cho mục đích chuyên môn, cần phải xây dựng công
trình để tháo một phần lượng nước thừa hoặc tháo cạn một phần hay toàn bộ hồ
chứa để kiểm tra sửa chữa đảm bảo hồ chứa làm việc bình thường và an toàn. Đập
tràn là một phần công trình không thể thiếu khi xây dựng các công trình thủy lợi,
thủy điện.
Hầu hết những đập tự tràn lòng sông hiện nay, thuộc hệ thống công trình đầu
mối thủy lợi, thủy điện, thường có dạng đập tràn thực dụng Creager hoặc dạng
Creager-Ophixerov. Vì vậy để tăng khả năng tháo nước lũ qua đập tràn người ta
dùng đập tràn có cửa van để hạ thấp cao trình ngưỡng tràn xuống (hay tăng chiều
cao lớp nước tràn) để chủ động điều tiết lượng nước xả. Tuy đập tràn có cửa van có
khả năng tháo lớn hơn nhưng nó cũng làm cho tổn thất lượng nước hồ nhiều hơn,
vận hành phức tạp và ít an tòan hơn (kẹt cửa van) so với đập tự tràn.
Để cải thiện khả năng tháo lũ của đập tự tràn, có hàng chục đập tràn hiện nay

đã được thiết kế theo kiểu tường đứng trên một đáy phẳng với sơ đồ răng cưa
(mỏ vịt) có chiều dài đường tràn dài hơn nhiều bề rộng của đập tràn (thường gấp
4 lần). Kiểu thiết kế này thường tăng gấp đôi lưu lượng so với kiểu đập tràn
thực dụng Creager. Tuy nhiên, các lọai đập tràn mỏ vịt, do đặc điểm về hình
dạng tường tràn đặt trên bệ móng phẳng, không thể áp dụng trên đỉnh của
mặt cắt đập bê tông trọng lực thông thường. Vì thế kiểu thiết kế này chỉ áp
dụng để nâng cao khả năng tháo lũ cho một số ít đập tràn có những điều kiện
thích hợp nhất định và thực tế chỉ chiếm một phần ngàn của những đập lớn.

Chuyên ngành Xây dựng công trình thủy

Lại Tuấn Anh - CH16C2


Trường Đại học Thủy lợi

8

Luận văn thạc sĩ

Chính những hạn chế của các đập tràn truyền thống, đập tràn có cửa van
cũng như đập tràn răng cưa đã đặt ra vấn đề cho nhóm của ông F. Lempérière
(Hydrocoop-France) nghiên cứu tìm ra kiểu đập tràn mới có lưu lượng tràn
lớn, dễ xây dựng, có hình dạng giống như bàn phím đàn Piano gọi là đập
tràn phím Piano.
Từ những vấn đề trên để đảm bảo điều kiện kỹ thuật cũng như đảm bảo tính hiệu
quả của đập tràn phím Piano và tiết kiệm tối đa chi phí trong quá trình xây dựng .
Chúng ta cần nghiên cứu, tính toán và tối ưu hóa kết cấu của đập tràn phím Piano từ
đấy chúng ta có cơ sở lựa chọn kích thước cũng như bố trí cốt thép cho tràn.
II. Mục đích của Đề tài

Trên cơ sở nghiên cứu về phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH), áp dụng để
tính toán trạng thái ứng suất và biến dạng của đập tràn phím Piano, từ đó lựa chọn
được chiều cao hợp lý của console thượng lưu đảm bảo điều kiện làm việc của tràn
và áp dụng cho công trình Thuỷ điện Đăk Mi 2.
III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu :
Nghiên cứu tính toán trạng thái ứng suất - biến dạng của đập tràn phím
piano.
Phương pháp nghiên cứu :
- Trên cơ sở thu thập tài liệu, tìm hiểu về công trình nghiên cứu.
- Tìm hiểu ảnh hưởng của ngưỡng răng cưa đến lưu lượng tháo qua đập tràn.
- Kết hợp lý thuyết với phương pháp tính toán hiện đại - phương pháp PTHH,
lựa chọn phần mềm phù hợp để áp dụng tính toán.

Chuyên ngành Xây dựng công trình thủy

Lại Tuấn Anh - CH16C2


Trường Đại học Thủy lợi

Luận văn thạc sĩ

9

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ ĐẬP TRÀN XẢ LŨ
1.1. Các loại đập tràn áp dụng cho công trình dâng nước
1.1.1. Khái niệm [2], [3]
Vật kiến trúc ngă n một dòng không áp làm cho dòng đó chảy tràn qua đỉnh gọi

là đập tràn . Đập tràn là một trong những bộ phận chủ yếu của nhiều công trình
thủy lợi : phần tràn nước tháo lũ của hồ chứa

, đập ngăn sông dâng nước , một số

loại cống …
Đập dâng tràn: là một hạng mục trong hệ thống đầu mối công trình , chắn ngang
sông vừa có tác dụng chắn nước vừa cho nước tràn qua để khai thác dòng chảy tự
nhiên (lưu lượng cơ bản) và nguồn nước điều tiết từ hồ chứa thượng lưu (nếu có).
Đập dâng tràn được xây dựng khi:
- Có nhu cầu nâng cao mực nước.
- Lưu lượng nước dùng nhỏ hơn lưu lượng nước đến tự nhiên từng tháng
Qđi >Qyci
Qđi: Lưu lượng nước đến từng tháng trong năm
Qyci: lưu lượng nước cần từng tháng trong năm
- Khi địa hình không cho phép xây dựng hồ chứa do không tạo được bụng hồ.
Đập dâng tràn là biện pháp công trình để dâng cao mực nước trong sông suối
phục vụ tưới tự chảy cho khu vực nhỏ lân cận mà vốn đầu tư không cao , xây dựng
không phức tạp như biện pháp hồ đập.
0

B

H

b

Z

δ

hh

P

P1

Vo

0

Hình 1-1: Các đại lượng đặc trưng của đập tràn

Chuyên ngành Xây dựng công trình thủy

Lại Tuấn Anh - CH16C2


Trường Đại học Thủy lợi

với:

b:
P1:

Luận văn thạc sĩ

10

Chiều rộng đập tràn: là chiều dài đoạn tràn nước.

Chiều cao của đập so với đáy kênh hoặc sông thượng lưu.

P:

Chiều cao của đập so với đáy hạ lưu.

H:

Cột nước tràn: là chiều cao mặt nước thượng lưu so với đỉnh đập.

δ:

Chiều dày đỉnh đập.

hh:

Chiều sâu cột nước hạ lưu.

hn:

Độ ngập hạ lưu : là chiều sâu từ mặt nước hạ lưu đến đỉnh đ

ập (khi

nước hạ lưu cao hơn đỉnh đập), hn = hh - P
1.1.2. Phân loại [1], [2], [3]
1) Phân loại theo hình dạng kích thước mặt cắt ngang tràn:
Theo cách phân loại này đập tràn có thể chia ra làm 3 loại sau đây:
a. Đập tràn thành mỏng (hình 1-1)
Khi chiều dày của đỉnh đập

δ < 0.67H, làn nước ngay sau khi tràn qua mép

thượng lưu của đỉnh đập thì tách rời khỏi đỉnh đập

, không chạm vào toàn bộ mặt

đỉnh đập, do đó hình dạng và chiều dày của đập không ảnh hưởng đ ến làn nước tràn
và lưu lượng tràn.
b. Đập tràn có mặt cắt thực dụng (hình 1-2)
Khi chiều dày đỉnh đập ảnh hưởng đến làn nước tràn , nhưng không quá lớn, cụ
thể là:

0.67H < δ < (2÷3)H
Mặt cắt đập có thể là đa giác hoặc hình cong.
H

O = 90

O

a

§¸ x©y

a)

b)

c)

Hình 1-2: Mặt cắt của tràn thực dụng
a) Đập thực dụng hình cong; b) Đập thực dụng hình thang; c) Đập tràn thực
dụng có cửa van điều tiết lưu lượng
Chuyên ngành Xây dựng công trình thủy

Lại Tuấn Anh - CH16C2


Trường Đại học Thủy lợi

Luận văn thạc sĩ

11

c. Đập tràn đỉnh rộng (hình 1-3)
Khi đỉnh đập nằm ngang (hoặc rất ít dốc) và có chiều dày tương đối lớn:
(2÷3)H < δ < (8÷10)H
Trên đỉnh đập hình thành một đoạn dòng chảy có tính chất thay đổi dần

.

Nhưng nếu chiều dày đỉnh đập quá lớn δ > (8÷10)H, thì không thể coi là đập tràn

P

P1

H

nữa mà phải coi như một đoạn kênh.

Hình 1-3: Mặt cắt của tràn đỉnh rộng
2) Phân loại theo hình dạng cửa tràn
c. Đập tràn cửa hình thang (1-4c)

b. Đập tràn cửa tam giác (1-4b)

d. Đập tràn cửa hình cong (1-4a)

H

H

H

H

a. Đập tràn cửa chữ nhật (1-4a)

Hình 1-4: Các hình dạng cửa tràn
3) Phân loại theo dạng tuyến đập trên mặt bằng
a. Ngưỡng tràn trên mặt bằng có dạng đường thẳng
-

Đập tràn thẳng hoặc tràn chính diện (hình 1-5a)

-

Đập tràn xiên (hình 1-5b)

-

Đập tràn bên (hình 1-5c)

b. Ngưỡng tràn trên mặt bằng có dạng không phải là đường thẳng
-

Đập tràn hình gãy khúc (hình 1-5d)

-

Đập tràn hình cong (hình 1-5e)

-

Đập tràn khép kín (thường là kiểu giếng đứng) (hình 1-5f)

Chuyên ngành Xây dựng công trình thủy

Lại Tuấn Anh - CH16C2


Trường Đại học Thủy lợi

Luận văn thạc sĩ

12

b

b

b

Hình 1-5: Các dạng tuyến đập
4) Phân loại theo ảnh hưởng của mực nước hạ lưu đối với dòng chảy
a. Đập tràn không ngập, lúc đó Q và H đều không phụ thuộc vào h n.
b. Đập tràn chảy ngập : Khi mực nước hạ lưu cao hơn đỉnh đập đến mức độ
ảnh hưởng đến hình dạng làn nước tràn và năng lực tháo nước của đập.
Ngoài ra đập tràn cửa chữ nhật còn phải căn cứ vào quan hệ giữa chiều dài tràn
nước của đập với chiều rộng lòng dẫn ở thượng lưu mà chia ra hai loại là: đập không
có co hẹp bên và đập có co hẹp bên.
5) Phân loại theo hình thức kết cấu, vật liệu làm đập
Đối với đập dâng tràn thường được phân loại theo các hình thức sau:
a. Đập gỗ tràn nước: Theo kết cấu có các loại:
- Đập cọc gỗ (hình 1-6a) : Dùng cọc gỗ kết hợp với vật liệu đất đá
- Đập tường chống: Bản chắn nước và các tường chống đều bằng gỗ.
- Đập cũi gỗ (hình 1-6b): Dùng cũi gỗ trong đó chứa đất, cát, đá để tạo thành
đập
Vật liệu gỗ tuy sẵn có nhưng loại đập này không nên khuyến khích phát triển
nhất là trong điều kiện diện tích rừng ngày càng bị thu hẹp hiện nay.

1 :5

1 :3

1 :3

a)

O

=25-30

b)

Hình 1-6: Một số dạng đập gỗ

Chuyên ngành Xây dựng công trình thủy

Lại Tuấn Anh - CH16C2


Trường Đại học Thủy lợi

Luận văn thạc sĩ

13

b. Đập đá tràn nước: Sử dụng vật liệu đá kết hợp với một phần vật liệu khác
như đất, bê tông. Do khối đá đổ thân đập có chuyển vị nên mặt tràn thường bị biến
dạng sau mùa lũ cần phải tu sửa lại.
- Đập trên nền đất (hình 1-7a): có mặt tràn nước thoải
- Đập trên nền đá (hình 1-7b): có mặt tràn dốc hơn, ở đỉnh và chân mái hạ lưu
có khối bê tông giữ ổn định, mặt tràn được xây bằng tấm bê tông hoặc đá xây.
16.82

a)

15.2

15.3

12.25
3.5

11.25

1:3

2.5

MNDBT

b)

Hình 1-7: Một số dạng đập đá tràn nước
c. Đập BT (hình 1-8a) , hỗn hợp BT, BTCT - vật liệu địa phương (hình 1-8b)
d. Đập bằng rọ đá (hình 1-8c)

§¸ x©y

c)

b)

a)

Hình 1-8: Đập dâng phân theo vật liệu làm đập
- Đập xen cốp: gồm bản mặt và các vách dọc ngang bằng đá xây phía trong

chất đầy bằng vật liệu tại chỗ như: đất, cát, sỏi, đá
- Đập đá xếp bọc bê tông: phần lõi là khối đá xếp.
e. Đập cao su (hình 1-9)
Thân đập là một túi cao su có thể bơm căng bằng nước hay không khí để tạo
thành vật chắn nước.Thành túi được gắn chặt với bản đáy bằng BTCT tiếp giáp với
nền. Khi tháo lũ thì xả hết nước hay không khí để túi xẹp xuống bản đáy và nước
chảy tràn tự do trên đó.

Chuyên ngành Xây dựng công trình thủy

Lại Tuấn Anh - CH16C2


Trường Đại học Thủy lợi

Luận văn thạc sĩ

14

Hình 1-9: Đập cao su
6) Phân loại theo phương thức giữ ổn định
Theo cách thức giữ ổn định có các loại đập sau: Đập trọng lực, đập vòm, đập
trụ chống.
-

Đập trọng lực giữ ổn định nhờ trọng lượng bản thân, đập có thể làm bằng

bê tông, bê tông cốt thép, đá xây, đá đổ, đá bọc bê tông. (hình 1-10)
-

Đập vòm có thể bằng đá xây nhưng là đập rất thấp, phần lớn làm bằng bê

tông, bê tông cốt thép. (hình 1-11)
Các mặt cắt nằm ngang đập là những vòng vòm, chân tựa vào hai bờ do vậy
yêu cầu về địa chất nơi xây dựng đập phải tốt thường là đá rắn chắc.
Ngoài địa chất phải tốt thì địa hình cũng ảnh hưởng rõ rệt đến khả năng xây
dựng đập. Lòng sông có mặt cắt chữ V là trường hợp địa hình lý tưởng nhất để xây
dựng đập vòm.

Hình 1-10: Một số loại đập trọng lực
cải tiến
a) Đập trọng lực khe rỗng;

Hình 1-11: Sơ đồ đập vòm

b) Đập trọng lực có lỗ khoét lớn
-

Đập trụ chống được tạo bởi các bản chắn nước nằm nghiêng và các trụ

chống để đỡ bản. Đập có các hình thức sau: đập chắn nước và đập tràn nước.
Chuyên ngành Xây dựng công trình thủy

Lại Tuấn Anh - CH16C2


Trường Đại học Thủy lợi

Luận văn thạc sĩ

15

Hình 1-12: Các dạng đập chắn nước
a) Đập bản phẳng; b) Đập liên vòm; c) Đập to đầu

Hình 1-12a: Các dạng mặt cắt đập trụ chống tràn nước

1.1.3. Tình hình xây dựng đập dâng tràn trên thế giới và ở Việt Nam
Với sự phát triển của xã hội nói chung và lĩnh vực khoa học kỹ thuật nói riêng,
từ buổi sơ khai khi con người biết dùng vật liệu tại chỗ như đất đá, cành cây, gỗ để
chặn dòng chảy trên các sông suối để nâng cao mực nước, lấy nước vào các kênh
đất tự nhiên và nhân tạo để phục vụ sản xuất và sinh hoạt, thì đập dâng đã trở thành
phát minh thứ hai của nhân loại sau kênh mương. Đến nay, công trình đập dâng
không chỉ có nhiệm vụ dâng nước phục vụ cho một vùng diện tích nhỏ với quy mô
đơn giản mà đã có những nhiệm vụ và quy mô lớn hơn với sự phát triển không
ngừng về hình thức, vật liệu và thời gian thi công. Đó là các công trình đập dâng
trên sông lớn, đập dâng nước phục vụ tuới sau đầu mối hồ chứa, đập dâng kết hợp
phát điện… Ví dụ: Ở nước ta có một số đập dâng lớn điển hình đã và đang được xây
dựng như: công trình Thạch Nham- Quảng Ngãi, Đồng Cam-Phú Yên, công trình
thủy điện Hòa Bình, thủy điện Sơn La, thủy điện Tuyên Quang, …

Chuyên ngành Xây dựng công trình thủy

Lại Tuấn Anh - CH16C2


Trường Đại học Thủy lợi

Luận văn thạc sĩ

16

Trên thế giới hàng loạt đập dâng được xây dựng để phục vụ tưới và phát điện
đơn cử như: Đập Tumwater Canyon (Mỹ); đập Irwell Ramsbottom, Bury ở Anh;
đập Mildura xây dựng trên sông Murray ở Mỹ…
Tuy nhiên, cùng với sự phát triển đó thì các yêu cầu về mực nước, khả năng
tháo lũ, vấn đề ngập lụt… làm cho các tiêu chuẩn cũ không còn đáp ứng được trong
thiết kế và quản lý vận hành dẫn đến sự thay thế các tiêu chuẩn cũ bằng tiêu chuẩn
mới cao hơn. Bên cạnh đó, sự thay đổi khí hậu toàn cầu làm cho các con lũ đến vượt
thiết kế, sự phát triển của xã hội làm cho nhu cầu dùng nước tăng lên… đã làm cho
các công trình đã xây dựng không đảm bảo được an toàn trong mùa mưa lũ và giảm
hiệu quả trong khai thác vận hành.
Vì vậy, vấn đề nâng cấp, thiết kế công trình, tăng khả năng tháo của đập tràn
đã và đang được quan tâm nghiên cứu, ứng dụng.
Một số giải pháp đang được áp dụng là:
-

Mở rộng khẩu diện tràn.

-

Thay tràn tự do bằng tràn có cửa van điều tiết.

-

Làm tràn sự cố.

-

Thay đổi hình thức ngưỡng tràn để tăng khả năng tháo.

Các giải pháp trên đều có những ưu nhược điểm riêng và phải nghiên cứu để
áp dụng cho phù hợp với công trình như điều kiện tự nhiên, địa hình, địa chất, điều
kiện an toàn trong quản lý vận hành, điều kiện đảm bảo hiệu quả kinh tế…
Gần đây, giải pháp thay đổi hình thức ngưỡng tràn truyền thống bằng ngưỡng
tràn mới có kiểu zíc zắc, nhằm kéo dài đường tràn nước dài hơn tràn thẳng có cùng
khẩu độ, đã được nghiên cứu áp dụng rộng rãi ở nhiều nơi trên thế giới và đem lại
hiệu quả cao về mặt công trình cũng như lợi ích về kinh tế.
1.2. Các kết quả nghiên cứu về lưu lượng qua tuyến tràn có hình dạng khác
nhau
Để cải thiện khả năng thoát lũ của đập tự tràn
, ngoài các hình thức tràn truyền thống
như đập tràn đỉnh rộng, đập tràn thực dụng Creager hoặc Creager-Ophixerop…, đã có

Chuyên ngành Xây dựng công trình thủy

Lại Tuấn Anh - CH16C2


Trường Đại học Thủy lợi

Luận văn thạc sĩ

17

nhiều nghiên cứu về các kiểu tràn mới(chủ yếu là kéo dài đường tràn) nhằm tăng khả
năng tháo của đập tràn. Tác giả xin được giới thiệu một số kiểu ngưỡng tràn sau:
1.2.1. Ngưỡng tràn thực dụng kiểu Creager-Ophixerop
Mặt cắt Creager - Ofixerov được các nhà khoa học Braxin nghiên cứu và công
bố năm 1929 và được các nhà khoa học Mỹ nghiên cứu và công bố năm 1945.

Nguyên tắc thiết kế mặt cắt đập không có chân không là làm cho mặt cắt đập ăn
khớp với mặt dưới của làn nước chảy qua đập tràn thành mỏng tiêu chuẩn, ứng với
một cột nước Htk cho trước, gọi là cột nước thiết kế
Creager nghiên cứu đường cong nước rơi tự do từ đập tràn thành mỏng, vẽ quỹ
đạo của hạt nước từ vị trí 2/3H, từ quỹ đạo đó lấy xuống một đoạn bằng 1/3 chiều
dày làn nước thì được mặt dưới của làn nước tràn tự do và cho mặt đập hơi ăn lấn
vào làn nước tràn tự do.
Sau này, Ofixerov nghiên cứu và sửa chữa mặt cắt Creager, cải biến điều kiện
thủy lực đưa ra mặt cắt gọi là kiểu mặt cắt Creager - Ofixerov (hình 1-13) và đưa ra
bảng tra tọa độ của tràn ứng với cột nước Htk . [1]
O

O O'

a)
D

C

x
B

B

A
C
r

B

R

B'
E'

R

E
y

C

x

R
F

y

y'

e)
D

A

D

E

A'
B

d)
D

A

C'
C

E'

y
B

x

B'

R

E
A

D

C

c)

O O'

b)

R

Hình 1-13: Một số dạng mặt cắt đập tràn
* Khả năng tháo của tràn có ngưỡng thực dụng Ophixerop: [1], [4]
Lưu lượng chảy qua đập tràn có ngưỡng thực dụng tính theo biểu thức:
3/ 2
Q = σ n εmB 2g H o

Chuyên ngành Xây dựng công trình thủy

(1.1)

Lại Tuấn Anh - CH16C2


Trường Đại học Thủy lợi

trong đó: B =

Luận văn thạc sĩ

18

∑b

B: Bề rộng trước tràn
b: Chiều rộng mỗi khoang cửa
σ n : Hệ số ngập (Trường hợp không ngập thì σ n =1)

ε : Hệ số co hẹp bên

m: Hệ số lưu lượng
Ho: Cột nước trên đỉnh đập có kể đến lưu tốc đến gần
Muốn tính được Q theo (1.1) cần xác định được các hệ số m, σ n , ε . Các hệ số
này được xác định bằng công thức thực nghiệm hoặc tra bảng.
Nếu trên đỉnh đập có cửa van, khi cửa mở với độ mở a nào đó, lưu lượng tháo
qua đập được tính theo biểu thức:
Q = εmBa 2g (H o − αa )

(1.2)

Trong đó:
a - Độ mở cửa van
α - Hệ số co hẹp đứng do ảnh hưởng độ mở

ϕ = 0,65 − 0,186

a
a
+ (0,25 − 0,357) cos θ
H
H

(1.3)

Khi cửa van mở hoàn toàn công thức tính lưu lượng trở về dạng (1.1)
* Nhận xét:
Đây là loại mặt cắt tràn được áp dụng rộng rãi nhất hiện nay trên thế giới và
đặc biệt ở Việt Nam. Cơ sở lý thuyết của loại mặt cắt tràn này tương đối đầy đủ và
hoàn chỉnh. Lưu lượng đơn vị của lọai đập tràn này xấp xỉ q=2.2Ho3/2. Vì vậy để
tăng cường khả năng tháo lũ của đập tràn thường phải hạ thấp cao trình ngưỡng tràn
và sử dụng cửa van để điều tiết lưu lượng. Tuy nhiên điều này dẫn tới những ảnh
hưởng đến khả năng tháo qua tràn do hình dạng cửa vào, trụ pin, khe van, khe phai,
vị trí đạt cửa van…Ngoài ra việc vận hành cửa van sẽ phức tạp và đôi khi ít an toàn
do sự cố về cửa van.

Chuyên ngành Xây dựng công trình thủy

Lại Tuấn Anh - CH16C2


Trường Đại học Thủy lợi

Luận văn thạc sĩ

19

1.2.2. Ngưỡng tràn zíc zắc kiểu truyền thống (Traditional labyrinth weir)
[14], [15], [18]
1. Định nghĩa [15]
Tràn labyrinth là tràn tự do có mặt bằng hình gấp khúc (zíc zắc) nhằm kéo dài
đường tràn nước dài hơn tràn thẳng có cùng khẩu độ.

Hình 1-14: Tràn zíc zắc - Mỹ (nhìn từ hạ lưu)
Lâu nay, đập tràn zíc zắc truyền thống đã được áp dụng thành công tại rất

nhiều nơi trên thế giới. Tràn zíc zắc đầu tiên được xây dựng ở Australia vào năm
1941, có lưu lượng xả lớn nhất Q=1020m3/s, cột nước tràn H=1,36m,chiều cao
ngưỡng tràn P=2,13m, số nhịp n=11. Những nghiên cứu sâu về lý thuyết và mô hình
có từ cuối những năm 60, đầu những năm 70 của thế kỷ XX. Tràn zíc zắc lớn nhất
hiện nay là đập Ute trên sông Canadian ở New Mexico có Qmax=15.700m3/s, cột
nước tràn H=1,36m, chiều cao ngưỡng tràn P = 9,14m; n = 11 chu kỳ zíc zắc, tổng
chiều dài đỉnh là W = 1024m trên đường tràn rộng 256m.
2. Đặc điểm cấu tạo và kích thước của tràn
Ngưỡng tràn gồm những tường bê tông cốt thép thẳng đứng, tương đối mỏng,
được đặt trên sàn phẳng theo dạng răng cưa hình thang (hình1-15). Tỷ số N=L/W
thường bằng 4 (L là chiều dài ngưỡng theo tuyến răng cưa và W là bề rộng khoang
tràn) cho lưu lượng xả tràn lớn gấp đôi so với ngưỡng tràn thông thường kiểu
Creager. Nhược điểm của kiểu ngưỡng tràn này là muốn tăng lưu lượng tràn thì phải
Chuyên ngành Xây dựng công trình thủy

Lại Tuấn Anh - CH16C2


Trường Đại học Thủy lợi

Luận văn thạc sĩ

20

tăng chiều cao tường. và cần diện tích rộng cho sàn phẳng, khó bố trí trên đỉnh đập
trọng lực.
Loại đập này có nhiều biến thái khác nhau, nhìn chung cũng chỉ nhằm kéo dài
ngưỡng tràn (hình 1-15).
MÆt b»ng trµn
Wc

a

W

B

Tw

2a

Rc

Ts

S

C¾t ngang t­êng

P Ho

C¾t däc trµn

Fb

T­êng labyrinth

T­êng labyrinth

Tw

Hình 1-15: Cấu tạo tràn labyrinth
B : Chiều dài 1 cánh tường bên.
D : Chiều dài tràn labyrinth, theo hướng dòng chảy về hạ lưu.
n : Số răng tràn (trong hình 1-15 là 2)
Wc : Khẩu độ tràn.
W : Chiều rộng chân 1 răng tràn.
2a : Bề rộng đỉnh răng tràn
α: Góc hợp bởi tường nghiêng và phương dòng chảy
t : Chiều dày tường tràn (hình 1-17)
R : Bán kính đỉnh tràn (hình 1-17)
P : Chiều cao tràn (hình 1-17)
Ho : Tổng chiều cao cột nước bao gồm cả cột nước tới gần
* Các kích thước của đập labyrinth được xác định như sau:
Chiều rộng mỗi răng tràn :
Chuyên ngành Xây dựng công trình thủy

Lại Tuấn Anh - CH16C2


Trường Đại học Thủy lợi

Luận văn thạc sĩ

21

Ω = Ωχ/ν

(1.4)

Chiều dài đỉnh đập:

Λω = (Λ/Ω). Ω = µ.Ω

(1.5)

Góc mở tường bên:

α = arctan

W − 4.a
2.S

(1.6)

Chiều rộng chân tường :

B=

L − 2.(2.a )
2

(1.7)

Chiều dài đập theo hướng dòng chảy:

W − 2.a
S= B −
2

2

2

(1.8)

Cột nước trên đỉnh (cột nước tràn):

α.V 2
Ho = H +
2.g

(1.9)

3. Các dạng mặt bằng của tràn Labyrinth
a)

b)

c)

d)

e)

f)

Hình 1-16: Mặt bằng các dạng ngưỡng tràn đặc biệt
- Loại hình thang (hình 1-16a): Hầu hết tràn labyrinth có hình dạng mặt bằng
kiểu hình thang, thậm chí có tác giả còn định nghĩa “tràn labyrinth là tràn tự do có
hình dạng mặt bằng là một số hình thang xếp liền kề”. Kiểu hình thang khắc phục
được nhược điểm của kiểu tam giác, tại vị trí góc hình tam giác thì được cắt đi (cắt

tại vị trí nào xem phần sau), mục đích là cắt bỏ phần mà khả năng thoát không hiệu
quả, đồng thời còn làm giảm chiều rộng đế móng.
Chuyên ngành Xây dựng công trình thủy

Lại Tuấn Anh - CH16C2


Trường Đại học Thủy lợi

Luận văn thạc sĩ

22

- Loại hình tam giác (hình 1-16b): Có mặt bằng hình tam giác, loại này thường
ít được sử dụng vì tại vị trí góc tam giác hiệu quả khơng cao, trong khi đó lại kéo dài
phần đế móng tràn.
- Kiểu chữ nhật hay phím đàn piano (hình 1-16c)
- Kiểu mỏ vịt (hình 1-16d)
- Kiểu tràn xiên (hình 1-16e)
- Kiểu tràn bên (hình 1-16f)
4. Các hình thức cấu tạo của ngưỡng tràn (hình 1-17)

H­íng dßng ch¶y

CTMN

R = P/12
t = P/6

R

Ho: Tổ
ng cộ
t nướ
c
R
P

R

R

t
§Ønh nhän

§Ønh ph¼ng

§Ønh 1/4 ®­êng trßn

Đỉ
nh dạng đặ
c biệ
t
§Ønh 1/2 ®­êng trßn

Hình 1-17: Các dạng đỉnh tràn
-

Loại có ngưỡng dạng đỉnh nhọn

-

Loại có ngưỡng dạng phẳng

-

Loại có ngưỡng dạng ¼ đường tròn

-

Loại có ngưỡng ½ đường tròn

-

Loại có ngưỡng dạng đặc biệt

Hiện nay đang được sử dụng nhiều nhất là loại tràn có ngưỡng ¼ đường tròn.
Các cơng thức tính tốn sau này cũng chủ yếu nghiên cứu từ dạng này.
5. Đặc điểm làm việc
- Dòng chảy qua đập tràn labyrinth có những đặc điểm khác biệt so với dòng
chảy qua đập tràn đỉnh thẳng. Với tràn đỉnh thẳng, tất cả các đường dòng vng góc
với với đỉnh tràn và là dòng chảy 2 chiều. Với tràn labyrinth được đặt khơng vng

Chun ngành Xây dựng cơng trình thủy

Lại Tuấn Anh - CH16C2


Trường Đại học Thủy lợi

Luận văn thạc sĩ

23

góc với dòng chảy, các đường dòng là dòng 3 chiều. Phía dưới lớp nước dòng chảy
vuông góc với ngưỡng, tại mặt thoáng các đường dòng hướng theo chiều chảy hạ lưu.
- Dòng chảy qua đập tràn labyrinth càng phức tạp hơn với hiện tượng giao thoa
của các tia nước từ các đỉnh nhọn của tràn. Hiện tượng này là do các tia nước của 2
tường bên kề nhau sẽ tương tác với nhau và làm giảm lưu lượng tràn. Cấp độ ảnh
hưởng càng tăng nếu chiều cao cột nước trên đỉnh tràn tăng, khi tăng đến 1 giá trị nhất
định dòng chảy qua tràn labyrinth cũng chỉ tương đương với các loại tràn thẳng khác.
6. Ứng dụng tràn labyrinth trên thế giới và ở Việt Nam
Tràn labyrinth được xây dựng trên khắp thế giới, nước ứng dụng loại tràn này
nhiều nhất là Mỹ và Bồ Đào Nha. Tràn có lưu lượng thoát lớn nhất hiện nay là tràn
Ute thuộc Mỹ. Bảng 1-1 thống kê một số đập tràn labyrinth đã được xây dựng trên
thế giới.
Bảng 1.1: Thông số cơ bản một số đập tràn labyrinth đã xây dựng trên thế giới.[15]
Tên đập

Nước

Agua Brance

Poutugal

Alfaiates

Năm
Q
xd m3/s

Ho
m

P
m

W
m

L
m

n

Tác giả
cập nhật

124

1.65

3.5

12.5

28.0

2

Quintel et
al

Poutugal 1999

99

1.6

2.5

13.2

37.5

1

Quintel et
al

Arcosso

Poutugal 2001

85

1.25

2.5

13.3 16.68

1

Quintel et
al

Avon

Australia 1970

1420

2.16

3.0

13.5

26.5

10 Darvis

Bartletts
Ferry

USA

5920

2.19

3.43

18.3

70.3

20 Mayer

Belia

Zaire

400

2.00

3/2

18.0

31.0

Beni Bahdel

Algeria

1944

1000

0.5

4

62.5

20 Afshar

Boardman

USA

1978

387

1.77

2.76

18.3

53.5

2 Babb

Carty

USA

1977

387

1.8 2.8/4.3

18.3

54.6

2 Afshar

Cimia

Italy

1982

1100

1.5

15.5

30.0

87.5

4

Dungo

Angola

1985

576

2.40

4.3

9.7

28.6

4 Lux ( 1989

1983

Chuyên ngành Xây dựng công trình thủy

2 Magallaes

Lux/Hinch
lif

Lại Tuấn Anh - CH16C2

Trường Đại học Thủy lợi

Luận văn thạc sĩ

24

)
Estancia

Venezue
la

1967

661

3.01

Forestport

USA

1988

76

1.02

Hartezza

Algeria

1983

350

Influente

Mozamb
1985
ique

Keddera

Algeria

Meteer

32.0

65.0

1 Magalhaes

2.94

6.10

21.9

2

Lux ( 1989
)

1.9

3.5

9.7

28.6

3

Lux ( 1989
)

60

1.00

1.60

1985

250

2.46

3.5

8.9

26.3

2

Lux ( 1989
)

USA

1972

239

1.83

4.57

5.49

17.6

4

CH2M

Hill

Navet

Trinidad

1974

481

1.68

3.05

5.49

12.8

10 Phelps

Ohau Canal

New
Zealand

1980

540

1.08

2.50

6.25

37.5

12 Walsh

Pacoti

Brazil

1980

3400

2.72

4.0

Quincy

USA

1973

26.5

2.13

3.96

13.6

26.5

4 Magalhaes

Ristschard

USA

1555

2.74

3.05

83.8

411

9 Vermeyen

Rollins

USA

1841

2.74

3.35

472

9 Tullis

Saco

Brazil

1986

640

1.5

SDomings

Poutugal 1993

160

1.84

3.0

Santa Justa

Poutugal

285

1.35

3.00

Sarno

Algeria

1952

360

1.5

6.0

Ute

USA

1983

1557
0

5.79

9.14

Woronora

Australia 1941

1020

1.36

2.13 13.41 31.23

Flamingo

USA

1990

1591

2.23

7.32

95.1

67.4

4

LasVegas,
nv

Twin Lake

USA

1989

570

2.74

3.35

8.31 34.05

4

Buffalo,
WY

Chuyên ngành Xây dựng công trình thủy

4.15 24.76

8.0 41.52

3 Magalhaes

15 Magalhaes

45 248.5
7.5 22.53
10.5

18.3

Quin et al
2 Magalhaes

67.4

2 Lux

27.9

8 Afshar

73.7

14 Lux
11 Afshar

Lại Tuấn Anh - CH16C2


Trường Đại học Thủy lợi

25

Luận văn thạc sĩ

Ở Việt Nam, đập tràn labyrinth bước đầu đang được nghiên cứu và áp dụng ở
một số công trình như: Tràn xả lũ Sông Móng - Bình Thuận (hình 1-18), Tràn xả lũ
Phước Hòa -Bình Phước (hình 1-19), tràn xả lũ Tuyền Lâm (Lâm Đồng)… Một số
thông số cơ bản của tràn như sau:

* Tràn xả lũ Sông Móng (Bình Thuận):
- Lưu lượng xả: Qtk = 224,44 m3/s
- Cột nước tràn max: H = 2,54 m
- Chiều cao ngưỡng tràn: 5,1 m
- Số răng: n = 2
- Chiều dày răng: t = 0,30 m
- Góc α = 12ο7’.
- Tổng chiều dài tràn: L= 53,20m

Hình 1-18: Mô hình tràn Sông Móng
(nhìn từ thượng lưu)
* Tràn xả lũ Phước Hòa (Bình Phước):
- Tràn có cửa kết hợp tràn mỏ vịt.
- Lưu lượng xả:Qmax = 8700 m3/s
- Cột nước tràn max: Hmv=7.85m;
Hcửa=18.25m.
- Tổng chiều dài tràn mỏ vịt: L= 190m
- Chiều dài tràn có cửa: L=40m

Hình 1-19: Mô hình 1/2 tràn Phước

Hòa (nhìn từ thượng lưu)

- Số răng tràn trên mỏ vịt: n=20

* Nhận xét:
Ta thấy khả năng thoát của tràn labyrinth có thể gấp từ 2 đến 5 lần các tràn có

Chuyên ngành Xây dựng công trình thủy

Lại Tuấn Anh - CH16C2