Nghiên cứu xác định cao trình hợp lý của đáy cống xả trạm bơm tiêu nước ra sông đuống

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

Trịnh Thị Hương

i


LỜI CẢM ƠN
Sau thời gian học tập và nghiên cứu cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy cô,
bạn bè và đồng nghiệp. Luận văn Thạc sỹ chuyên ngành Quy hoạch và quản lý tài
nguyên nước với đề tài “Nghiên cứu xác định cao trình hợp lý của đáy cống xả trạm
bơm tiêu nước ra sông Đuống: Nghiên cứu điển hình cho trạm bơm Phù Đổng – Hà
Nội” đã được hoàn thành.
Để hoàn thành được luận văn này tác giả đã nhận được rất nhiều sự động viên,
giúp đỡ của bạn bè, thầy cô và cơ quan nơi công tác.
Trước hết, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Nguyễn Tuấn
Anh đã hướng dẫn tận tình tác giả thực hiện nghiên cứu của mình.
Tác giả cũng xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các thầy cô giáo, người đã
đem lại cho tác giả những kiến trúc bổ trợ vô cùng có ích trong những năm học vừa
qua.
Trong quá trình thực hiện luận văn, tác giả đã cố gắng và nỗ lực để hoàn thành
luận văn một cách tốt nhất nhưng do những hạn chế về kiến thức, thời gian, kinh
nghiệm và tài liệu tham khảo nên luận văn còn nhiều thiếu sót. Tác gỉa rất mong nhận
được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy cô và đồng nghiệp.

2

2


H
à
N
ộ
i
,
n
g
à
y
t
h
á
n
g
0
4
n
ă
m
2
0
1
7
Tác

giả
luận
văn

Trịn
h
Thị
Hươ
ng

3

3


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU.........................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài ..........................................................................................1
2. Mục đích của đề tài .................................................................................................2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu...........................................................................2
4. Phương pháp nghiên cứu.........................................................................................2
5.
Bố
cục
luận
văn
.......................................................................................................2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.........................................................................................3
1.1. Giới thiệu về phương pháp xác định cao trình đáy cống xả và mực nước bể
tháo nhỏ nhất ...............................................................................................................3

1.1.1. Nhiệm vụ của cống xả....................................................................................3
1.1.2. Phân loại cống xả ...........................................................................................3
1.1.3. Các điều kiện kỹ thuật khi thiết kế cống xả ...................................................4
1.1.4. Phương pháp xác định cao trình đáy cống xả ................................................4
1.1.5. Xác định các thông số thiết kế của bể tháo ....................................................5
1.1.6. Xác định mực nước bể tháo nhỏ nhất ............................................................8
1.2. Tổng quan việc ứng dụng lý thuyết tối ưu hóa vào bài toán thiết kế các công
trình thủy lợi..............................................................................................................10
CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG MÔ HÌNH TÍNH TOÁN CAO TRÌNH ĐÁY CỐNG
XẢ HỢP
LÝ.........................................................................................................................12
2.1. Lý thuyết phân tích hệ thống ứng dụng trong nghiên cứu hệ thống tưới tiêu
bằng động lực ............................................................................................................12
2.1.1. Mở đầu .........................................................................................................12
2.1.2. Hệ thống và các đặc trưng của hệ thống ......................................................13
a.
b.
c.
d.
e.

Định nghĩa ............................................................................................................. 13
Các đặc trưng của hệ thống ................................................................................... 13
Phân loại hệ thống .................................................................................................14
Các bài toán cơ bản về hệ thống và hệ thống chỉ tiêu đánh giá.............................16
Hệ thống phương pháp luận trong phân tích hệ thống .......................................... 17

2.2. Lý thuyết tối ưu hoá ứng dụng trong nghiên cứu hệ thống tưới tiêu bằng động
lực. ..........................................................................................................................20
2.2.1. Phân loại tổng quát các mô hình tối ưu........................................................20

a.
b.
c.

Bài toán quy hoạch tuyến tính ...............................................................................20
Bài toán quy hoạch phi tuyến ................................................................................21
Bài toán cực trị phiếm hàm ...................................................................................21

2.2.2. Thiết lập mô hình tính toán trong phân tích hệ thống công trình thuỷ lợi...21
a.
b.
c.

Mô hình hoá hệ thống ............................................................................................ 21
Hàm số mục tiêu ....................................................................................................22
Điều kiện ràng buộc............................................................................................... 22
4

4


2.3. Xây dựng mô hình tính toán.............................................................................23
2.4. Phương pháp giải bài toán ................................................................................23

5

5


2.5. Hàm mục tiêu và điều kiện ràng buộc..............................................................24

2.5.1. Các chỉ tiêu tối ưu ........................................................................................24
a.
b.
c.

Chỉ tiêu tối ưu về giá trị thu nhập dòng quy về thời điểm hiện tại NPV max : ........ 24
Chỉ tiêu tối ưu về hệ số nội hoàn kinh tế: IRRmax ............................................... 24
Chỉ tiêu tối ưu về tổng chi phí và vốn đầu tư quy về năm đầu C min ..................... 25

2.5.2. Lựa chọn chỉ tiêu tối ưu - hàm mục tiêu......................................................25
2.5.3. Điều kiện ràng buộc .....................................................................................26
2.6.
Xác định các thành phần trong hàm mục tiêu ..............................................26
2.6.1. Xác định chi phí xây dựng C XD ...................................................................26
2.6.2. Xác định chi phí quản lý hàng năm bình quân ............................................26
a.
b.
c.
d.

Xác định chi phí điện trong 1 năm ........................................................................ 27
Xác định chi phí lương .......................................................................................... 28
X¸c ®Þnh chi phÝ söa ch÷a thêng xuyªn: C SC ....................................................... 28
Xác định chi phí khác C khác ................................................................................... 29

CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CAO
TRÌNH
ĐÁY CỐNG XẢ QUA ĐÊ CHO TRẠM BƠM PHÙ ĐỔNG – GIA LÂM – HÀ
NỘI
.......................................................................................................................................30

3.1. Mô tả hệ thống tiêu và trạm bơm tiêu ..............................................................30
3.1.1. Điều kiện tự nhiên của hệ thống ..................................................................30
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
h.
i.

Vị trí địa lý, diện tích............................................................................................. 30
Đặc điểm địa hình ................................................................................................. 30
Đất đai thổ nhưỡng ............................................................................................... 30
Điều kiện khí tượng............................................................................................... 30
Điều kiện thủy văn, sông ngòi............................................................................... 31
Địa chất, địa chất thủy văn ................................................................................... 32
Nguồn năng lượng................................................................................................. 35
Nguồn vật liệu xây dựng ....................................................................................... 35
Tình hình giao thông ............................................................................................. 36

3.1.2. Tình hình dân sinh, kinh tế ..........................................................................36
a.
b.
c.

Xã Phù Đổng ......................................................................................................... 36
Xã Trung Mầu ....................................................................................................... 37
Xã Ninh Hiệp......................................................................................................... 38

3.1.3. Hiện trạng thủy lợi của khu vực......................................................................38
a.
b.
c.
d.

Nhà quản lý ........................................................................................................... 39
Các hạ tầng khác................................................................................................... 40
Cống xả qua đê...................................................................................................... 40
Hệ thống kênh và công trình trên kênh ................................................................. 40

Biện pháp thủy lợi.....................................................................................................41
3.2. Xác định các thông số thiết kế cơ bản của trạm bơm Phù Đổng .....................42
3.2.1.

Xác định mực nước bể tháo thiết kế và kiểm tra................................................... 42

6

6


3.2.2.

Xác định các mực nước đặc trưng tại bể hút Z TK , Z max , Z min ............................... 46
bh
bh
bh

3.2.3.

Xác định các cột nước của trạm bơm.................................................................... 47

7

7


3.2.4. Chọn máy bơm.............................................................................................47
3.2.5. Kích thước cơ bản của trạm bơm. ................................................................48
3.3. Thiết kế bể tháo và cống xả qua đê ..................................................................49
3.3.1. Xác định kích thước bể tháo ........................................................................49
3.3.2. Thiết kế cống xả. ..........................................................................................49
a.
b.
c.

Xác định các kích thước cơ bản của cống .............................................................49
Tính toán thủy lực cống......................................................................................... 50
Xác định các phương án về cao trình đáy cống. .................................................... 51

3.4. Xác định chi phí xây dựng công trình ..............................................................53
3.4.1. Chi phí xây dựng nhà trạm, kênh dẫn, kênh tháo ........................................53
3.4.2. Chi phí xây dựng bể tháo và cống xả...........................................................53
3.5. Xác định chi phí quản lý hàng năm bình quân .................................................55
3.5.1. Xác định chi phí điện năng của trạm bơm ...................................................55
a.
b.

Xác định nhu cầu tiêu nước ...................................................................................55
Xác định chi phí điện năng ....................................................................................57

3.5.2. Xác định chi phí lương.................................................................................67
3.5.3. Xác định chi phí sửa chữa thường xuyên, chi phí khác ...............................67
3.5.4. Chi phí quản lý bình quân hàng năm ...........................................................67
3.6. Kết quả tính của các phương án .......................................................................67
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..........................................................................................73


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1- Sơ đồ cống xả qua đê xây liền bể tháo......................................................... 3
Hình 1.2 - Sơ đồ cống xả qua đê cách xa bể tháo ........................................................4
Hình 1.4. Sơ đồ cao trình đáy cống xả qua đê cao .........................................................9
Hình 1.5. Sơ đồ cao trình đáy cống xả qua đê thấp .....................................................10
Hình 2.1.Sơ đồ nguyên lý tiếp cận hệ thống ................................................................19
Hình 2.2. Sơ đồ trạm bơm tiêu .....................................................................................23
Hình 2.3.Sơ đồ lựa chọn phương pháp tối ưu .............................................................. 24
Hình 3.1. Đường tần suất mực nước sông Đuống 5 ngày max trạm Thượng Cát .......44
Hình 3.2. Đường tần suất mực nước sông Đuống 1 ngày max trạm Thượng Cát .......45
Hình 3.3. Đường đặc tính của máy bơm AFLX 1203 50 Hz .......................................48
Hình 3.4: Kích thước cơ bản của bể tháo .....................................................................49


Hình 3.5.Sơ đồ chọn phương án Zmin
tối ưu ................................................................68
bt
Hình 3.6. Biểu đồ quan hệ chi phí quản lý và cao trình đáy cống. ..............................69
Hình 3.7. Biểu đồ quan hệ chi phí xây dựng và cao trình đáy cống. ........................... 69
Hình 3.8. Biểu đồ quan hệ tổng chi phí và cao trình đáy cống. ..................................69

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1.Xác định chiều cao dự trữ a ............................................................................7
Bảng 1.2. Xác định hệ số K ............................................................................................7
Bảng 3.1. Số liệu mực nước sông Đuống, trạm Thượng Cát ...........................................
Bảng 3.2. Giá trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý của lớp 2 ..............................................32
Bảng 3.3. Giá trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý của lớp 3 ..............................................33
Bảng 3.4. Giá trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý của lớp 4 ..............................................34
Bảng 3.5. Giá trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý của lớp 5 ..............................................35
Bảng 3.6. Bảng thống kê mực nước Z1 ngày max, Zbq 5 ngày max, Z1 ngày min ....42
Bảng 3.7. Tính mực nước bể hút thiết kế ..................................................................... 46
Bảng 3.8. Kích thước cống xả ......................................................................................51
Bảng 3.9: Tính toán thủy lực cống xả ..........................................................................51


min
Bảng 3.10. Các phương án về Z đc và Zbt , Zđáy bt ...................................................52

Bảng 3.11: Chi phí xây dựng cống xả và bể xả ............................................................54
Bảng 3.12. Kết quả tính toán chi phí xây dựng ............................................................54
Bảng 3.13.Diện tích các vùng đặc trưng do trạm bơm quản lý ....................................55
Bảng 3.14a: Điện năng tiêu thụ PA1÷PA5................................................................... 59
Bảng 3.14b: Điện năng tiêu thụ PA6÷PA10 ................................................................60
Bảng 3.14c: Điện năng tiêu thụ PA11÷PA15 ...............................................................61
Bảng 3.14d: Điện năng tiêu thụ PA16÷PA20 ..............................................................62
Bảng 3.15a. Chi phí điện năng PA1÷PA5 ....................................................................63
Bảng 3.15b. Chi phí điện năng PA6÷PA10 ..................................................................64
Bảng 3.15c. Chi phí điện năng PA11÷PA15 ................................................................65
Bảng 3.15d. Chi phí điện năng PA16÷PA20 ................................................................66

Bảng 3.16. Bảng tổng hợp kết quả chi phí tổng của 20 phương án. ............................67


DANH MỤC PHỤ LỤC
Phụ lục 1. Chi phí xây dựng cống xả và bể xả của từng PA..................................... 75
Phụ lục 2: Chi phí quản lý bình quân của từng phương án....................................... 116

viii

13


PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trạm bơm Phù Đổng nằm trên địa phận xã Phù Đổng thuộc huyện Gia Lâm,
phụ trách tiêu úng cho các xã: Trung Màu, Ninh Hiệp và Phù Đổng. Tổng diện tích
tiêu cho toàn lưu vực là 690ha (bao gồm đất nông nghiệp và dân cư). Trạm bơm Phù
Đổng và các công trình nối tiếp được xây dựng năm 1974. Hiện nay, trạm bơm Phù
Đổng và các công trình nối tiếp đã xuống cấp toàn bộ và đã được thành phố Hà Nội
cho đầu tư xây dựng trạm bơm gồm 4 máy loại AFLX 1203 50Hz, một số công trình
nối tiếp và nâng cấp cống xả qua đê, để đảm bảo tiêu nước cho khu vực.
Trước đây, trạm bơm Phù Đổng và các trạm bơm tiêu tiêu nước ra sông mà bố
trí bể tháo liền với cống xả qua đê thì việc xác định Z đc còn theo ý kiến chủ quan của
người thiết kế. Vì đến này chưa có quy chuẩn, tiêu chuẩn, hay hướng dẫn cụ thể nào
nói về vấn đề. Nếu chọn cao trình đáy cống xả qua đê cao thì khi bơm nước lên bể
tháo cao, qua cống xả và chảy xuống qua dốc tiêu năng để nối tiếp với dòng chảy trong
kênh tháo ngoài đê (khi mực nước ngoài sông thấp), điều này cho thấy lãng phí năng
lượng bơm. Nếu chọn cao trình đáy cống xả thấp thì dẫn đến cao trình đáy bể tháo
thấp tức chiều cao bể tháo lớn, cống xả phải đặt sâu, do đó sẽ làm tăng chi phí xây
dựng. Vì vậy, vấn đề được đặt ra là cần xác định cao trình hợp lý của đáy cống xả qua

đê để đảm bảo hiệu quả kinh tế.
Vì vậy cần thiết có một nghiên cứu để xác định cao trình hợp lý của đáy cống
xả qua đê của các trạm bơm tiêu nước ra sông Đuống – phạm vi Hà Nội.
Đã có một số các nghiên cứu về xác định mực nước bể tháo và cao trình đáy
cống xả qua đê như:
-

Đề tài nghiên cứu của TS Bùi Văn Hức “Xác định mực nước sông thiết kế hợp lý

để xây dựng trạm bơm tưới tiêu nước” – vùng sông Hồng.
-

Luận văn thạc sĩ Đỗ Minh Thu “Nghiên cứu xác định cao trình đáy cống xả của

trạm bơm tiêu” – áp dụng cho trạm bơm Đông Mỹ (vùng sông Hồng).
-

Đề tài “Đánh bước đầu về phương pháp xác định mực nước thiết kế bể xả của các

trạm bơm tiêu” Tạp chí số 43 – (12/2013) Tác giả: Nguyễn Tuấn Anh, Lã Đức Dũng.

viii

14


2. Mục đích của đề tài
Nghiên cứu, ứng dụng lý thuyết phân tích hệ thống và tối ưu hóa để xác định
cao trình hợp lý của đáy cống xả qua đê của trạm bơm Phù Đổng.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Trong luận văn này học viên tập trung nghiên cứu các trạm bơm tiêu nước mưa
có bể tháo liền cống xả qua đê hoặc đoạn kênh tháo trong đê rất ngắn.
Mực nước sông (nơi nhận nước tiêu) dao động lớn.

4. Phương pháp nghiên cứu
-

Phương pháp phân tích hệ thống;

-

Phương pháp tối ưu hóa;

-

Phương pháp mô hình toán;

- Ứng dụng lý thuyết thủy lực, máy bơm và trạm bơm, thủy văn công trình, kinh tế
xây dựng….

5. Bố cục luận văn
Phần mở đầu.
Chương 1: Tổng quan.
Chương 2: Cơ sở khoa học và phương pháp nghiên cứu.
Chương 3: Ứng dụng mô hình tính toán xác định cao trình đáy cống xả qua đê
cho trạm bơm Phù Đổng – Hà Nội.
Phần kết luận và kiến nghị.
Tài liệu tham khảo.
Phần phụ lục.

2

2


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.

Giới thiệu về phương pháp xác định cao trình đáy cống xả và mực

nước bể tháo nhỏ nhất
1.1.1. Nhiệm vụ của cống xả
Cống xả qua đê là công trình quan trọng của trạm bơm. Ở trạm bơm tiêu, bể
tháo nối tiếp với cống xả đưa nước tiêu tới chỗ chứa nước tiêu (sông) hoặc công trình
chuyển nước như dốc nước, bậc nước…dẫn đến chỗ chứa nước tiêu.
Cống xả có những nhiệm vụ sau:
- Bảo đảm dòng chảy tới chỗ nhận nước tiêu thuận dòng, tổn thất ít;
- Khống chế mực nước, bảo đảm yêu cầu tiêu thoát nước;
- Muốn thực hiện các nhiệm vụ trên khi thiết kế cống xả cần phải đảm bảo các yêu
cầu:
- Kết cấu cống xả phải bền vững và ổn định.
- Kích thước và hình dạng cống xả phải đảm bảo cho dòng chảy thuận lợi về mặt thủy
lực và hợp lý về mặt kinh tế.
- Tạo điều kiện thuận lợi cho quản lý, thi công và sửa chữa.
1.1.2. Phân loại cống xả
Dựa vào kinh nghiệm xây dựng, nghiên cứu cũng như quản lý các trạm bơm có
kết nối với cống xả qua đê, người ta thấy rằng bể tháo của trạm bơm được thiết kế phụ
thuộc rất lớn vào cống xả qua đê. Cống xả được chia làm 2 loại:
+ Cống xả liền với bể tháo

phÝa s«ng
phÝa ®ång

Hình 1.1- Sơ đồ cống xả qua đê xây liền bể tháo

3

3


+ Cống xả cách xa bể tháo

4

4


phÝa
®ång

phÝa s«ng

Hình 1.2 - Sơ đồ cống xả qua đê cách xa bể tháo
1.1.3. Các điều kiện kỹ thuật khi thiết kế cống xả
Kết cấu toàn bộ hay từng bộ phận riêng của cống xả phải bền vững và ổn định.
Vì vậy với mỗi bộ phận phải tính toán tĩnh học theo các quy phạm kỹ thuật đã ban
hành.
Hình dạng mặt trong của cống phải đảm bảo điều kiện thủy lực cho dòng chảy
vào cống thuận lợi.

Cần tính toán, thiết kế, kiểm tra bể tiêu năng sau cống, để tránh xói lở ở hạ lưu
và tăng ổn định cho cống.
Chiều dài bể tiêu năng phải đảm bảo không gây xói lở. Tất cả các kích thước
của cống xả (chiều rộng, chiều dài, chiều sâu) phải được xác định trên cơ sở tính toán
thủy lực, khi cần phải thí nghiệm mô hình. Đồng thời phải thỏa mãn các yêu cầu lắp
ráp, sửa chữa thiết bị và quản lý được thuận lợi.
1.1.4. Phương pháp xác định cao trình đáy cống xả
Cao trình đáy cống xả hợp lý ràng buộc bởi điều kiện:
min
max
Z đc ≤ Z đc ≤ Z đc

+ Cao trình đáy cống có phương án đặt cống xả cao
max

Z đc =

Z

TK
bt

max
Z đc

- - Hc

(1.1)

TK

: Khoảng cách từ trần cống lên Z b để tạo điều kiện chảy có áp qua cống
t

Z

TK
b
t

: Mực nước bể tháo thiết kế

H c : Chiều cao cống xả
+ Cao trình đáy cống có phương án đặt cống xả thấp

5

5

min
Z đc


min

Z đc = max(Z 1 , Z 2 )


* Xác định Z 1
Z 1 = Z 1ngàymin

90%

- H cmin

(1.2)

Trong đó:
H cmin ứng với lưu lượng Q min . Lấy Q min =
tự do để tính cột nước. Q m.b.
Z 1ngàymin

90%

1
Q, Coi cống như đập tràn đỉnh rộng chảy
3

2g.H 03/2 tính được Hcmin = H o

: Mực nước bình quân 1 ngày min ứng với tần suất thiết kế 90%

* Xác định Z 2
Z 2 = Z tườngbểtháo -

H

max

+ ht

(1.3)

Trong đó:
max

Cao trình tường bể tháo Z tườngbểtháo = Z bt

+a

a: Độ cao an toàn tuỳ thuộc vào lưu lượng.

H

max

: Chiều cao bể tháo lớn nhất

h t : Chiều cao thềm
Căn cứ vào kết quả của Z 1 , Z 2 trên ta chọn

min
Z đc

Để xác định được cao trình đáy cống xả hợp lý, chia Z đc thành nhiều phương án có
max

min

Z đc =[ Z đc , Z đc ]. Tùy thuộc vào các phương án ta tính được chi phí tổng = chi phí

xây dựng và chi phí quản lý, và so sánh các chi phí tổng giữa các phương án ta tìm ra
được Z đc hợp lý.
1.1.5. Xác định các thông số thiết kế của bể tháo
Nhiệm vụ tính toán thủy lực bể tháo là:
- Xác định độ sâu ngập của miệng ra ống đẩy dưới mực nước thấp nhất trong bể.
- Bảo đảm dòng chảy ra khỏi ống đẩy ở trạng thái ngập lặng.
- Xác định chiều dài giếng tiêu năng của bể tháo.
- Xác định hình dạng kích thước thềm ra từ giếng tiêu năng.
- Xác định chiều dài đoạn bảo vệ mái và đáy kênh tháo.
- Xác định các kích thước bể tháo hợp lý.


Hình 1.3. Bể tháo thẳng dòng có thiết bị nắp ống đẩy
Tính đường kính miệng ra ống đẩy để giảm tốc độ nước khi ra khỏi ống đẩy,
đường kính miệng ra ống đẩy lấy theo kinh nghiệm ở công thức (1.4)
D o = (1,1÷1,2)D (m)

(1.4)

D o –đường kính miệng ra, (m)
D – đường kính ống đẩy, (m)
Tính tốc độ nước chảy ra khỏi miệng ống đẩy theo lưu lượng ứng với mực nước
nhỏ nhất ở bể tháo, công thức (1.5).


V ra=

4.Q
2
.D 0

(m/s)

(1.5)

Q: Lưu lượng tính toán của một máy bơm khi mực nước bể xả là nhỏ nhất.
Độ ngập sâu nhỏ nhất của mép trên miệng ra ống đẩy để bảo đảm dòng chảy ra ngập
lặng được xác định theo công thức (1.6).
h ngmin = (3÷4).

2

V ra
; với điều kiện h ngmin 0,1 (m)
2.g

(1.6)

Chiều sâu nhỏ nhất trong giếng tiêu năng của bể tháo công thức (1.7).
H gi.min = D 0 + h ng.min + p

(m)

(1.7)

Ở đây p là khoảng cách từ mép dưới miệng ra ống đẩy đến đáy bể tháo. Tùy theo cấu
tạo nắp ống đẩy của bể tháo khi có vật đệm chống rò thì lấy p= 0,3÷0,5m.
Chiều cao thềm ra của giếng tiêu năng được tính theo công thức (1.8):
h t = H gi.min − h kmin (m)

(1.8)

h kmin – Chiều sâu nhỏ nhất trong kênh tháo trường hợp có kênh tháo ngay sau bể tháo.
Độ sâu lớn nhất của giếng tiêu năng tính theo công thức (1.9):


H gi.max = h t + h k.max (m)
h kmax – Chiều sâu lớn nhất trong kênh: h kmax = Zbtmax - Z đk

(1.9)
(1.10)


max

Z bt : mực nước bể xả lớn nhất.

Độ ngập sâu lớn nhất của mép trên miệng ra ống xả ở công thức (1.11):
h ngmax = H gi.max – D o – p

(1.11)

Chiều cao dự trữ từ mực nước lớn nhất trong bể đến mép trên tường bể tháo, nếu
không có điều kiện gì đặc biệt thì lấy theo bảng (1.1)
Bảng 1.1.Xác định chiều cao dự trữ a
L
ư

1 1 1 3
÷0 0

a 0
0
, 0
Chiều cao phía trong tường bể tháo là:
H b = H gimax + a

(1.12)

Chiều dài giếng tiêu năng tính theo công thức sau:
L gi = K.h ng.max

(1.13)

Với K là hệ số phụ thuộc vào dạng của thềm ra khỏi giếng tiêu năng, hình dạng tiết
diện miệng ra ống đẩy, hình dạng và chiều cao của thềm, lấy theo bảng (1.2).
Bảng 1.2. Xác định hệ số K
Th Th
m m

Các kết quả tra hệ số K ở trên và tính toán xác định chiều dài giếng tiêu năng
ứng với miệng ra hình tròn, khi miệng ra hình chữ nhật thì rút bớt 20%.
Chiều dài đoạn kênh tháo cần bảo vệ mái và đáy
L bv= (4÷5) h kmax (m)

(1.14)

Chiều rộng phía trong bể tháo với đường kính ống đẩy bằng nhau là:
B b = (n-1)B + D o + 2b (m)

(1.15)

Trong đó :
b - khoảng cách từ mép ống đẩy đến trụ pin, lấy như sau:
+ Loại van tự đóng nhanh b = 0;
+ Loại van nắp cánh bướm b = 0,5 m;
+ Loại nắp ống đẩy có chốt bản lề phía trên b = 0,3 ÷0,4 m.
d : Chiều dày trụ pin ở bể tháo lấy từ 0,6 ÷ 0,8 m;
n : Số lượng đường ống đẩy nối với bể tháo.
Chiều dài đoạn thu hẹp là đoạn chuyển tiếp từ bể tháo vào kênh tháo, có dạng
hình thang, có đáy nhỏ là chiều rộng đáy kênh tháo, đáy lớn là chiều rộng phía trong
bể tháo, chiều dài của bể tháo (chiều cao của hình thang) được xác định như sau
Lth =
Với:

α1

Bbt -bkt
α
.cotg 1
2
2

: Góc thu hẹp từ bể tháo vào kênh tháo.

1.1.6. Xác định mực nước bể tháo nhỏ nhất

(1.16)