(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu giải pháp bố trí và tính toán mố nhám gia cường trên dốc nước, áp dụng cho một phương án thiết kế đường tràn hồ Nặm Cắt

L IC M

N

V i s pháỏ ỏri n nhanh Ếhóng Ế a k ỏhỐ ỏ ồợy ế ng Ếơng ỏrình ỏh y l i,
hi n nay Ếhúng ỏa đụ ốà đang ồợy ế ng nhi Ố Ếơng ỏrình ỏháo n
ắrong đó, ế Ế n
ỏháo n

Ế. Chính

Ế ố i qỐy mơ l n.

Ế là m ỏ ỏrong nh ng h ng m Ế qỐan ỏr ng nh ỏ Ế a Ếông ỏrình
đợy ếi n ra r ỏ nhi Ố ố n đ ỏh y l Ế Ế a ếòng Ếh y.

Ế ẽi ỏ

khi ếịng Ếh y Ếó l Ố ỏ Ế l n s gợy ra nh ng h qỐ ẽ ỏ l i Ếho Ếơng ỏrình nh
m Ếh đ ng, sóng ồỐng kíẾh, hàm khí, khí ỏh Ế… làm nh h

ng đ n s an ỏoàn

Ế ng nh hi Ố qỐ Ế a Ếơng ỏrình. Nh ng n m g n đợy, đụ Ếó nhi Ố s Ế h h ng
Ếơng ỏrình ếo ẾáẾ ngỐn nhợn liên qỐan đ n l Ố ỏ Ế ếòng Ếh y ỏrên ế Ế n
ra nh đ

Ế gợy

ng ỏràn Ếơng ỏrình đ Ố m i Nam ắh Ếh ảụn, ắháẾ Bà, Phú Ninh….

V i nh ng đ Ế đi m ỏrên đợy Ếho ỏh y ối Ế áp ế ng ẾáẾ ẽi n pháp k ỏhỐ ỏ
ẾhỐn mơn đ phịng ng a s Ế ếo l Ố ỏ Ế ếòng Ếh y ỏrên ế Ế gợy ra là m ỏ Ếông
ối Ế r ỏ qỐan ỏr ng ốà ỏh ỏ s Ế n ỏhi ỏ. M ỏ ỏrong nh ng gi i pháp hi Ố qỐ nh ỏ
hi n nay đó là ẽ ỏrí ẾáẾ m nhám gia Ế

ng ỏrên ế Ế n

dòng Ếh y, ỏ ng kh n ng ỏiêỐ n ng ốà gi m kh i l

Ế nh m gi m l Ố ỏ Ế

ng Ếơng ỏrình ỏiêỐ n ng phía

saỐ ỏràn. Do đó, ỏáẾ gi l a Ếh n đ ỏài lỐ n ố n ỏh Ế s k ỏhỐ ỏ “NẢảIÊN C U
ẢI I PảÁP B ắậÍ VÀ ắÍNả ắỐN M NảÁM ẢIA C
D NẢ CảO M ắ Pả

NẢ ÁN ắảI ắ K

ắáẾ gi ồin Ếhợn ỏhành ẽi ỏ n s h

NẢ ắậÊN D C N

C, ÁP

NẢ ắậÀN ả N M C ắ”.
ng ế n ỏ n ỏợm ốà nhi ỏ ỏình Ế a ỏh y

giáo ẢẮ.ắẮ NgỐy n Chi n ỏrong ỏh i gian qỐa, Ế m n ẾáẾ ỏh y Ếô giáo ỏr

ng

i

h Ế ắh y l i ảà N i, ẾáẾ Ế qỐan, đ n ố đụ ẾỐng Ế p ẾáẾ ỏài li Ố ốà ỏ o đi Ố ki n
ỏhỐ n l i giúp ỏáẾ gi hoàn ỏhành lỐ n ố n này.
ắáẾ gi ồin Ếhợn ỏhành Ế m n ng

i ỏhợn, gia đình, Ế qỐan ỏáẾ gi đang

Ếông ỏáẾ đụ ỏ o m i đi Ố ki n ỏrong sỐ ỏ qỐá ỏrình h Ế ỏ p ốà nghiên Ế Ố đ ỏài.
Do ỏh i gian Ế ng nh ki n ỏh Ế ẾhỐyên môn Ếòn h n Ếh nên ối Ế nghiên
Ế Ố ốà ỏh Ế hi n đ ỏài không ỏh ỏránh kh i nh ng ỏhi Ố sóỏ, r ỏ mong đ

Ế s Ếh

ẽ o Ế a ẾáẾ ỏh y Ếô giáo, s đóng góp ý ki n Ế a ẾáẾ nhà khoa h Ế ốà ẾáẾ ẽ n
đ ng nghi p đ đ ỏài nghiên Ế Ố đ
Xin Ếhợn ỏhành Ế m n!

Ế hoàn ỏhi n h n.


B N CAM K T
Tôi xin cam đoan đơy lƠ cơng trình nghiên c u c a riêng tơi. Các thơng tin,
tƠi li u trích d n trong lu n v n đư đ
v n lƠ trung th c vƠ ch a t ng đ

c ghi rõ ngu n g c. K t qu nêu trong lu n

c ai công b trong b t k cơng trình nƠo tr

đơy.
TÁC GI LU N V N

Ơo Th Hi n

c


M CL C
M

U .....................................................................................................................1

1. Tính c p thi t c a đ tƠi. .........................................................................................1
2. M c đích c a đ tƠi .................................................................................................1
3. Cách ti p c n vƠ ph
4. K t qu đ t đ
CH

ng pháp nghiên c u. ............................................................2

c. ....................................................................................................2

NG 1: T NG QUAN V

VI C

NG TRÀN THÁO L

NG D NG M NHÁM GIA C

1.1 T ng quan v xơy d ng đ

NG. ........................................................3

ng trƠn tháo l

h ch a n

1.1.1 M c đích vƠ yêu c u c a vi c xơy d ng đ
1.1.2. Các lo i đ

H CH A VÀ
c. ...............................3

ng trƠn tháo l . .........................3

ng trƠn h bên b . .....................................................................4

1.1.2.1

ng trƠn d c. .......................................................................................4

1.1.2.2

ng trƠn ngang. ...................................................................................8

1.1.3 M t s cơng trình tháo l đi n hình

Vi t Nam. ...........................................9

1.2 Các v n đ th y l c c a dòng ch y trên d c n
1.2.1 V n đ sóng trong d c n

c. ........................................................................13

1.2.2 V n đ hƠm khí trong d c n
1.2.3 Khí th c trên d c n

c có l u t c l n. .....................13

c. ..................................................................14

c. ................................................................................15

1.3 V áp d ng hình th c m nhám gia c

ng

Vi t Nam. ....................................16

1.4 Gi i h n ph m vi nghiên c u. .............................................................................19
1.5 K t lu n ch
CH

ng 1. ..............................................................................................20

NG 2: .............................................................................................................21

NGHIÊN C U C S B TRệ VÀ TệNH TOÁN M NHÁM GIA C
TRÊN D C N

C. .................................................................................................21

2.1 i u ki n áp d ng m nhám gia c
2.2 Các hình th c m nhám gia c
2.3 Ph

NG

ng trong thi t k d c n

c. .......................21

ng vƠ kh n ng áp d ng. ..................................21

ng pháp tính tốn thi t k m nhám gia c

2.4 Nghiên c u áp d ng m nhám gia c
2.4.1 M c đích lƠm m nhám gia c

ng. .........................................26

ng trong thi t k d c n

c. ....................31

ng. ..............................................................31

2.4.2 L a ch n d ng m nghiên c u đi n hình. ....................................................31
2.4.3 Tính tốn kích th

c m cho m c đích tiêu n ng. .......................................32

2.4.4 Ki m tra khí th c khi có m nhám gia c
2.5 K t lu n ch
CH

ng. .............................................43

ng 2. ..............................................................................................48

NG 3: .............................................................................................................50

ÁP D NG CHO M T PH

NG ÁN THI T K

NG TRÀN H ................50

N M C T. ...............................................................................................................50
3.1 Gi i thi u v cơng trình h N m C t. .................................................................50
3.2 Ph

ng án thi t k đ

3.3 Tính tốn th y l c ph

3.3.1

ng m t n

ng trƠn h N m C t. .......................................................51
ng án d c khơng có m nhám. .....................................52

c trên d c ng v i các c p l u l

ng. .................................52

3.3.2 Tính tốn b tiêu n ng cu i d c. ..................................................................53
3.4 Tính tốn th y l c ph

ng án d c có m nhám. ................................................57

3.4.1 B trí m nhám. ............................................................................................57
3.4.2 Tính tốn kích th

c m nhám.....................................................................57

3.4.3 Ki m tra khí th c m nhám. .........................................................................61
3.4.4 Tính toán b tiêu n ng cu i d c. ..................................................................62
3.5 Phơn tích k t qu , l a ch n ph
3.6 K t lu n ch

ng án. ..............................................................64

ng 3. ..............................................................................................67

K T LU N VÀ KI N NGH ...................................................................................69
I. Các k t qu đ t đ

c c a lu n v n. .......................................................................69

II. Nh ng v n đ t n t i. ...........................................................................................70
III. H

ng ti p t c nghiên c u. .................................................................................71

TÀI LI U THAM KH O .........................................................................................72


DANH M C CÁC HỊNH V
Hình 1.1

ng trƠn d c....................................................................................................... 4

Hình 1.2 Kênh d n

th

ng l u........................................................................................... 5

Hình 1.3 AB ậ

a hình t nhiên io; AC ậ Gi i h n đ d c cho phép id. ............................. 6

Hình 1.4 D c n

c. ............................................................................................................... 6

Hình 1.5 M t c t ngang c a d c n
Hình 1.6 B c n
Hình 1.7

c. ................................................................................. 7

c. ............................................................................................................... 8

ng trƠn ngang................................................................................................... 9

Hình 1.8 Th y đi n Hịa Bình. ............................................................................................ 11
Hình 1.9

ng trƠn h ch a C a

t. .............................................................................. 11

Hình 1.10

ng trƠn h ch a th y đi n Tuyên Quang. .................................................... 12

Hình 1.11

ng trƠn h ch a th y đi n Yali. ................................................................... 12

Hình 1.12 Tuy n đ p th y đi n S n La. ............................................................................. 13
Hình 1.13 Sóng trong d c n

c [7]..................................................................................... 14

Hình 1.14 S thay đ i c u trúc dòng ch y theo chi u dƠi d c n
Hình 1.15 Khí th c trên b m t d c n
Hình 1.16 M nhám gia c

ng đ

c [2]. ............................ 14

c trƠn K G [2]. ................................................. 15

c b trí

cu i d c n

c. ............................................. 16

Hình 1.17 M nhám hình ch nh t trên d c n

c h ch a n

c Yên L p. ........................ 17

Hình 1.18 M nhám hình ch nh t trên d c n

c h ch a n

c Khe Chè, ....................... 17

Qu ng Ninh. ......................................................................................................................... 17
Hình 1.19 Chi ti t nhám d

ng trên d c n

c h Khe V i. ............................................... 18

Hình 1.20 Chi ti t nhám d

ng đ t so le trên d c n

c NgƠn Tr

i.................................. 19

Hình 2.1 M nhám b ng các d m hình ch nh t đ t th ng góc v i dịng ch y. ................. 22
Hình 2.2 M nhám b ng các d m hình trịn đ t th ng góc v i dịng ch y ......................... 22
Hình 2.3 M nhám b ng các d m hình ch nh t đ t so le nhau vƠ th ng góc v i dịng ch y.
............................................................................................................................................. 23
Hình 2.4 M nhám quơn c đ t
Hình 2.5 M nhám ch V ng

đáy theo hình bƠn c . .................................................... 23
c dịng. .............................................................................. 24

Hình 2.6 M nhám ch W có m t m i nh n xi dịng ..................................................... 24
Hình 2.7 M nhám ch W, có hai m i nh n xi dịng. ..................................................... 25
Hình 2.8 M nhám r ng c a đ t xi dịng. ....................................................................... 25
Hình 2.9 M nhám r ng c a đ t ng

c dòng...................................................................... 25


Hình 2.10 M nhám đ t

hai bên thƠnh b . ....................................................................... 26

Hình 2.11 M nhám đ t

đáy vƠ c hai bên thƠnh b ........................................................ 26

Hình 2.12

ng m t n

c trên d c n

c khi ch a b trí m nhám gia c

ng ng v i Q =

789m3/s. ............................................................................................................................... 37
Hình 2.13 Bi u đ quan h gi a  vƠ chi u cao m ∆ ng v i t ng ki u m tính theo cơng
th c c a Aivazian m i. ........................................................................................................ 39
Hình 2.14 Quan h Vng = f(Rb,S) c a v t li u bê tơng [2]. ................................................. 44
Hình 2.15 Bi u đ quan h 1  f ( y / );  2  f ( / );  /   f ( L / ) . [2] .................... 45
Hình 3.1 Quan h Q ~ Zh H l u trƠn N m C t. ................................................................. 52
Hình 3.2 B trí m nhám b ng các d m ch nh t so le nhau vƠ th ng góc v i dịng ch y
v i  = 0,5. ......................................................................................................................... 58
Hình 3.3 B trí m nhám ch W có m t m i nh n xi dịng v i  = 0,5. ...................... 58

Hình 3.4 B trí m nhám b ng các d m ch nh t so le nhau vƠ th ng góc v i dịng ch y
v i  = 0,55. ....................................................................................................................... 59
Hình 3.5 B trí m nhám ch W có m t m i nh n xi dịng v i  = 0,55. .................... 60
Hình 3.6 B trí m nhám b ng các d m ch nh t so le nhau vƠ th ng góc v i dịng ch y
v i  = 0,6. ......................................................................................................................... 60
Hình 3.7 B trí m nhám ch W có m t m i nh n xi dịng v i  = 0,6. ...................... 61
Hình 3.8 M t c t d c n

c. ................................................................................................. 65

Hình 3.9 M t c t b tiêu n ng cu i d c n

c. .................................................................... 66


DANH M C CÁC B NG BI U
B ng 1.1 Thông s k thu t c a m t s trƠn x l có d c n

c

Vi t Nam. ..................... 10

B ng 2.1 B ng các tr s a, b, c, S trong công th c (2 ậ 5a) và (2 ậ 5b). ............................ 28
B ng 2.2 B ng tr s A trong công th c (2 ậ 6). ................................................................. 29
B ng 2.3 B ng tr s M, N trong công th c (2 ậ 7)............................................................. 29
B ng 2.4 B ng tr s r, s, t vƠ r’, s’, t’ trong công th c (2 ậ 9) và (2 ậ 10). ........................ 31
B ng 2.5

ng m t n

c trên d c n

c khi ch a b trí m nhám gia c

ng ng v i Q =

3

789m /s. ............................................................................................................................... 36
B ng 2.6 Chi u cao m nhám gia c

ng trên d c ng v i  = 0,45 cho 3 ki u m nghiên

c u đi n hình tính theo cơng th c c a Aivazian m i. ......................................................... 38
B ng 2.7 Chi u cao m nhám gia c

ng trên d c ng v i  = 0,5; 0,55 và  = 0,6 cho 3

ki u m nghiên c u đi n hình tính theo cơng th c c a Aivazian m i. ............................... 38
B ng 2.8 Chi u cao m nhám gia c

ng trên d c ng v i  = 0,45 cho 3 ki u m nghiên

c u đi n hình tính theo cơng th c c a Pical p (2 ậ 5a)....................................................... 40
B ng 2.9 Chi u cao m nhám gia c

ng trên d c ng v i  = 0,5; 0,55 và 0,6 cho 3 ki u

m nghiên c u đi n hình tính theo cơng th c c a Pical p (2 ậ 5a)..................................... 40
B ng 2.10 Chi u cao m nhám gia c

ng trên d c ng v i  = 0,5 cho 3 ki u m nghiên

c u đi n hình tính theo cơng th c c a Pical p (2 ậ 5b). ..................................................... 41
B ng 2.11 Chi u cao m nhám gia c

ng trên d c ng v i  = 0,5 cho 3 ki u m nghiên

c u đi n hình tính theo công th c c a Aivazian c (2-7). ................................................... 42
B ng 2.12 Ki m tra kh n ng khí th c t i m t c t có Vcd = 9,68m/s; 10,87 và 11,84m/s
ng v i t ng chi u cao m nghiên c u. ............................................................................... 47
B ng 3.1
l

sơu đ u d c hc; đ sơu dòng đ u ho; đ sơu phơn gi i hk ng v i các c p l u

ng. ................................................................................................................................... 52

B ng 3.2 B ng t ng h p k t qu tính tốn xác đ nh quan h Qtn ~ ( h"c-hh) ....................... 54
B ng 3.3 K t qu tính tốn chi u sơu b tiêu n ng ............................................................. 56
B ng 3.4 B ng t ng h p k t qu tính tốn xác đ nh quan h Qtn ~ ( h"c-hh) khi b trí m
nhám gia c

ng v i  = 0,5. .............................................................................................. 62

B ng 3.5 K t qu tính tốn chi u sơu b tiêu n ng v i  = 0,5. ........................................ 63
B ng 3.6 K t qu tính tốn chi u sơu b tiêu n ng v i  = 0,55 và  = 0,6. .................... 64


B ng 3.7 K t qu tính tốn kh i l

ph

ng bê tông m nhám c a Ki u 3 vƠ Ki u 6 ng v i các

ng án  = 0,5; 0,55 và  = 0,6. .................................................................................. 65

B ng 3.8 K t qu tính tốn kh i l

ng bê tông trƠn c a 4 ph

ng án khi không b trí m

nhám vƠ khi b trí m nhám v i  = 0,5; 0,55 và  = 0,6. ................................................ 66


1

1. Tính c p thi t c a đ tƠi.

M

U

Trong nh ng n m g n đơy, chúng ta xơy d ng hƠng ngƠn cơng trình đ u m i
th y l i đ ph c v các m c đích dơn sinh kinh t , phát tri n đ t n

c. Do m c đ

quan tr ng vƠ đ c thù c a cơng trình th y l i, nh ng yêu c u v đ m b o an toƠn &
kinh t trong vi c tính tốn thi t k , thi công vƠ qu n lý khai thác đ t ra ngƠy cƠng

cao.
D cn
n

c. Chính

c lƠ m t trong nh ng h ng m c quan tr ng nh t c a cơng trình tháo
đơy di n ra r t nhi u v n đ th y l c c a dòng ch y.

c bi t khi

dòng ch y có l u t c l n s gơy ra nh ng h qu b t l i cho cơng trình nh m ch
đ ng, sóng xung kích, hƠm khí, khí th cầ lƠm nh h

ng đ n s an toƠn c ng nh

hi u qu c a cơng trình.
Trong khi đó, nh ng n m g n đơy, đư có nhi u s c h h ng cơng trình do
các ngun nhơn liên quan đ n l u t c dòng ch y trên d c n

c gơy nên nh đ

trƠn cơng trình đ u m i Nam Th ch Hưn, Thác BƠ, Phú Ninhầ.

i u nƠy địi h i

trong tính tốn thi t k c ng nh thi cơng xơy d ng các cơng trình m i ph i đ
c p đ y đ h n đ n v n đ v dòng ch y trên d c n

ng

cđ

c c ng nh áp d ng các bi n

pháp k thu t chun mơn đ phịng ng a s c . M t trong nh ng gi i pháp hi u
qu nh t hi n nay đó lƠ b trí các m nhám gia c

ng trên d c n

c nh m gi m l u

t c dòng ch y, đ phịng khí th c, t ng kh n ng tiêu n ng vƠ gi m kh i l

ng cơng

trình tiêu n ng phía sau trƠn.
Vì th , đơy lƠ đ tƠi có ý ngh a khoa h c vƠ th c ti n cao vƠ nó liên quan tr c
ti p đ n an toàn, kinh t , hi u qu c a cơng trình.
2. M c đích c a đ tƠi.
- Nghiên c u các hình th c m nhám gia c

ng vƠ kh n ng áp d ng.

- Nghiên c u gi i pháp b trí vƠ tính tốn m nhám gia c

ng trên d c n

c.

- Nghiên c u xác đ nh quan h gi a chi u cao m vƠ m c đ tiêu hao n ng

l

ng trên d c n

c.

- Nghiên c u v n đ khí th c

m nhám gia c

ng.


2

- Áp d ng tính tốn thi t k m nhám trên đ

ng trƠn h N m C t, t nh B c

K n.
3. Cách ti p c n vƠ ph

ng pháp nghiên c u.

- i u tra, th ng kê vƠ t ng h p tƠi li u nghiên c u liên quan đ n đ tƠi.
- Nghiên c u c s lý thuy t.
-

ng d ng b trí vƠ tính tốn m nhám gia c

ng trên d c n

c.

ng trên d c n

c.

- Phơn tích k t qu đánh giá.
4. K t qu đ t đ

c.

- Gi i pháp b trí vƠ tính tốn m nhám gia c

- Bi u đ quan h gi a chi u cao m vƠ m c đ tiêu hao n ng l

ng trên

d c.
-S
n

nh h

ng c a khí th c đ n đ b n c a m nhám gia c

ng trên d c

c.

- Tính tốn thi t k m nhám gia c

B c K n.
- K t lu n, ki n ngh .

ng trên đ

ng trƠn h N m C t, t nh


3

CH
T NG QUAN V

NG 1:

NG TRÀN THÁO L
D NG M

1.1 T ng quan v xơy d ng đ

H

NHÁM GIA C

ng trƠn tháo l

đang đ

n

NG

NG.

h ch a n

1.1.1 M c đích vƠ yêu c u c a vi c xơy d ng đ
Hi n nay

CH A VÀ VI C
c.

ng trƠn tháo l .

c ta c ng nh trên th gi i có r t nhi u h ch a n

c đư vƠ

c xơy d ng. Nó có vai trị quan tr ng trong phát tri n kinh t đ t n

công trình ph c v đa m c tiêu, c p n

c, lƠ

c cho nông nghi p, công nghi p, sinh ho t,

phát đi n vƠ các ngƠnh kinh t khác, c i t o c nh quan môi tr

ng sinh thái, đi u

ti t l đ gi m nh thiên tai, đ m b o an toƠn tính m ng vƠ tƠi s n nhơn dơn vùng h
l u.
Khi xơy d ng đ u m i cơng trình h ch a n
n

c, ngoƠi đ p, cơng trình l y

c vƠ m t s cơng trình ph c v cho m c đích chun mơn thì cơng trình tháo l

lƠ m t h ng m c không th thi u

các đ u m i th y l i, nó có ch c n ng tháo n

c

th a trong mùa l đ đ m b o an toƠn cho cơng trình đ u m i c ng nh vùng h du.
m t s đ u m i th y l i, công trình tháo l cịn đ
th

c k t h p đ tháo n

ng xuyên xu ng h l u, x bùn cát, tháo c n h ch a khi c n thi t, hay k t h p

đ tháo n

c trong th i k thi cơng cơng trình.

Trong các cơng trình đ u m i, có th lƠm cơng trình ng n n

k t h p, c ng có th lƠm riêng cơng trình tháo bên b .
vƠ bê tơng c t thép, th

ng b trí cơng trình tháo n

c vƠ tháo n

g i lƠ đ

ng trƠn l bên b .

c ngay trên thơn đ p.

thì n

ng. Lúc m c n

c h b t đ u dơng lên vƠ cao h n ng

ng trƠn th p h n m c n

l , quan sát m c n
ch nh l u l

ng tháo.

c tách riêng

ng trƠn v a b ng cao trình m c

c trong h t đ ng ch y xu ng h l u. Khi đ

cao trình ng

iv i

ng trƠn l có th có c a van kh ng ch , c ng có th

khơng có. Khi khơng có c a van, cao trình ng
c dơng bình th

c

i v i đ p bê tông tr ng l c

các đ p dùng v t li u t i ch , đ p b n ch ng thì cơng trình tháo l đ

n

c

ng trƠn

ng trƠn có c a van kh ng ch ,

c dơng bình th

ng. Lúc đó c n có d báo

c trong h ch a đ xác đ nh th i đi m m c a trƠn vƠ đi u

4

Tùy vƠo đ c đi m lƠm vi c, đi u ki n đ a hình, đ a ch t vƠ th y v n, các yêu
c u v thi cơng, qu n lý, khai thác ... mƠ ta có th ch n đ
thích h p, nh cơng trình tháo l trên m t: đ p trƠn, đ
ngang ầ vƠ cơng trình tháo l d

i sơu: đ

c cơng trình tháo l

ng trƠn d c, đ

ng trƠn

ng h m, c ng ng m.

Do có nh ng u đi m c b n lƠ lƠm vi c an toƠn, d thi công, thu n ti n cho
qu n lý vƠ s a ch a khi c n thi t nên đ p trƠn, đ
đ

c áp d ng trong tuy t đ i đa s các h ch a đư xơy d ng

nƠy s đ

ng tràn ngang

Vi t Nam vƠ xu th

c ti p t c duy trì trong th i gian t i.

1.1.2. Các lo i đ

ng tràn h bên b .

ng trƠn d c.

1.1.2.1

ng trƠn d c lƠ lo i đ
ng tháo sau ng

135
130

a)

ng n

c vƠo ng

ng trùng v i

ng.
105
11
1150
12

1 0
130 25

ng c a đ

ng trƠn h có h

125
120
115
110
105

h

ng trƠn d c, đ

A

B

b)

A

B

C

C

c)

A

B

C

Hình 1.1

ng trƠn d c.

a) m t b ng t ng th ; b) m t c t d c; c) m t c t ngang.
Thành ph n c a m t đ

ng trƠn d c g m có: kênh d n vƠo, ng

ng trƠn,

kênh tháo vƠ b ph n n i ti p h l u.
+ Kênh ế n ốào: có nhi m v h
Tùy v trí ng

ng trƠn, phía th

ng n

ng l u đ

c ch y thu n dịng vƠo ng

ng trƠn.

ng trƠn, có kênh d n dƠi, ng n, ho c


5

khơng có kênh d n, nh ng c n có t

ng cánh h

ng dịng. áy kênh có đ d c i=0

ho c i<0 theo chi u dòng ch y. M t c t ngang kênh có th lƠ hình ch nh t (n n đ t,
có t

ng bên) ho c hình thang (n n đá).

b)

a)

c)
3

3

3

2

2

2
1

+ Ng

1

1

Hình 1.2 Kênh d n
1. Ng

4

th

ng l u.

ng trƠn; 2. Kênh d n; 3. B kênh; 4. T

ng h

ng dịng.

ng ỏràn: có th lƠ đ p trƠn đ nh r ng hay th c d ng, trên đ nh có

ho c khơng có c a van. Trên n n đ t, th

ng ng

r ng. Trên n n đá đ t ng thêm kh n ng tháo n

ng th p nên theo hình th c đ nh
c vƠ gi m chi u r ng đ

ng trƠn

có th dùng đ p trƠn th c d ng.
Ng

ng trƠn nói chung lƠ th ng đ cho dịng ch y vƠo đ

th ng góc v i ng

ng. C ng có tr

th m chí có lúc thƠnh đ
dịng ch y sau ng

ng th

ng h p b trí ng

ng trƠn thƠnh đ

ng gưy đ t ng thêm chi u dƠi trƠn n
ng r i lo n nên ng

c thu n l i vƠ

c. Tr

ng cong,

ng h p nƠy,

i ta c ng ít dùng. Sau ng

ng tràn

có th b trí thi t b tiêu n ng ho c n i ti p ngay v i kênh tháo.
+ Kênh tháo: n i ti p sau ng
tháo th

ng lƠ d c n
-D cn

c ho c b c n

ng trƠn đ chuy n n

c xu ng h l u. Kênh

c.

c lƠ kênh h có đ d c l n, đ

c xơy d ng trên n n đ t ho c đá.

Khi thi t k c n so sánh đ d c id ng v i l u t c cho phép l n nh t v i đ d c c a
đ a hình t nhiên io


6

A

id

io

B

C

Hình 1.3 AB ậ

a hình t nhiên io; AC ậ Gi i h n đ d c cho phép id.
id 

v2
C2R

Trong đó: v ậ l u t c cho phép c a v t li u lƠm d c n

c;

C ậ h s Sêdi;
R ậ bán kính th y l c m t c t c a d c n

c.

N u io < id thì nên dùng đ d c đ a hình t nhiên vƠ đ m b o cho l u t c trên
d c không v

t quá l u t c cho phép. Th c t có th cho đ d c d c n

t io đ n id. N u cƠng d c, kh i l

c thay đ i

ng đƠo cƠng t ng nh ng chi u dƠi d c n

c

gi m, c n ph i so sánh v kinh t .
N u io > id thì khơng th dùng đ d c t nhiên n u khơng có bi n pháp đ c
bi t. Lúc đó, tùy theo đ a hình c th mƠ có th t ng đ nhám ho c có th lƠm hai
d cn

c n i ti p có đ d c khác nhau ầ
a)

b)

Hình 1.4 D c n

c.

a) M t c t d c; b) Hình chi u b ng


7

a)
3,0
0,0
12

b)

6,6

1

4,0
0,0
-2,25
5

c)

1
1

8,5

6,0

0 ,3

0,3

0,0

7,8

Hình 1.5 M t c t ngang c a d c n
a,b) Trên n n đ t; c) Trên n n đá (kích th
Tr
đ

ng h p d c n

cđ

c.

c ghi theo m).

c xơy d ng trên n n đ t ho c đá x u, đáy d c ph i

c gia c b ng bê tông, bê tông c t thép ho c đá xơy. M t c t ngang th

ng lƠ

hình thang có mái d c 1:1 đ n 1:1,5, c ng có khi lƠ hình ch nh t hai b lƠ t
tr ng l c.

ng

dƠy c a đáy tùy tính ch t c a đ t n n vƠ l u t c dòng ch y mƠ xác

đ nh.
Tr

ng h p d c n

c xơy d ng trên n n đá, đ d c đáy cho phép l n h n, có

th t i 50% vƠ có th thay đ i thích ng v i đi u ki n đ a hình, đ a ch t đ gi m
kh i l

ng đƠo. M t c t lƠ hình ch nh t ho c hình thang v i mái r t d c.

áy d c

có chi u dƠy 0,15÷0,6m.
Chi u r ng d c n
ki m kh i l
d cn
v

c có th khơng đ i trong su t c chi u dƠi ho c đ ti t

ng công trình thì

đ ud cn

c thu h p d n. Trong t t c các tr

cu i d c không đ

cv

t quá l u l

c có th lƠm đo n thu h p ho c làm

ng h p đ u ph i đ m b o l u l

ng đ n

ng đ n v cho phép đ i v i m i lo i n n.


8

-B cn

c: Lúc đ a hình r t d c, kênh tháo dùng hình th c b c n

c p có th gi m đ
l

c kh i l

ng đƠo đ p. Các b c n

c nhi u

c có tác d ng tiêu hao n ng

ng trong su t chi u dƠi dòng ch y vƠ b ph n tiêu n ng cu i kênh tháo s đ n

gi n h n (hình 1.6).
2,08

1,15

2,22

1,60

1,50

1,24

2,09

3,90

2,09
4,45

1,43

3,90

4,45
4,45

2,90

Hình 1.6 B c n
M t c t ngang c a b c n

2,60

1,74

3,54

1,7

4,45

c.

c lƠ hình thang ho c hình ch nh t. B c bao g m

nhi u c p, khi thi t k ph i đ m b o cho trong m i c p đ u có n
đ nh. Vì v y cu i m i c p c n có t

c nh y ng p n

ng tiêu n ng, chi u dƠi m i b c không nên quá

20m.
1.1.2.2

ng trƠn ngang.
Tr

ng h p đ u m i cơng trình khơng có v trí thích h p đ lƠm đ

d c, nh t lƠ lúc đ a hình d c vƠ h p thì nên dùng đ
ng trƠn ngang c ng lƠ đ
vng góc v i h

ng c a đ

ng trƠn ngang.

ng trƠn h , có h

ng tháo sau ng

ng n

c vƠo ng

ng g n

ng. ThƠnh ph n c a đ

ng trƠn

ngang g m: kênh d n vƠo (có th r t ng n ho c khơng có), ng
tr c ti p sau ng

ng vƠ đ

ng trƠn

ng, máng bên đ t

ng tháo n i ti p sau máng bên (hình 1.7).


9

4
3

II

5

I

I
II

2

6

1

7

II - II

I -I

1

7

1

ng trƠn ngang

Hình 1.7

1. Máng bên; 2. Kênh tháo; 3. Cơng trình n i ti p; 4. Kênh d n; 5.
6. C u; 7. Ng
Do đ i h

ng dòng ch y t ng

ng trƠn ngang, c n xác đ nh đ

thái ch y qua ng

ng

ng.

ng tràn.

ng sang máng bên, dịng ch y trong máng

có ch đ th y l c ph c t p (dòng bi n l
l cđ

p;

ng ch y xo n c) nên khi tính toán th y

ng m t n

đ m b o an toƠn, th

c trong máng đ ki m tra tr ng
ng kh ng ch tr ng thái ch y qua

ng lƠ t do.
Nguyên t c thi t k đ

ng tháo n

c c a trƠn ngang c ng nh đ

ng trƠn

d c.
1.1.3 M t s cơng trình tháo l đi n hình

Vi t Nam.

Nh chúng ta đư bi t, các cơng trình tháo l
nhi u hình th c khác nhau nh : n i ti p sau ng
d cn
đ

c vƠ b c n

n

c ta đ

ng trƠn lƠ d c n

ng trƠn tháo l

c, b c n

c k t h p. Trong đó, cơng trình trƠn ki u d c n

c s d ng r ng rưi trên các h th ng công trình th y l i

các đ

c xơy d ng v i r t

các h ch a n

c v a vƠ nh .

n

c hay

c hi n đang

c ta, đ c bi t lƠ


10

B ng 1.1 Thông s k thu t c a m t s trƠn x l có d c n
TT

c

c tr ng c a d c n

Vi t Nam.
c

Tên cơng

Qx

trình

(m3/s)

B(m)

q(m3/s.m)

L(m)

i(%)

1

C uM i

352

25

14,1

107

10

2

D u Ti ng

2810

72

39,0

60

5

3

An Mã

332

18

18,4

64

7

4

V V ng

159

8,5

18,7

48

15

5

ng Mô

120

12

10,0

82

15

6

Yên L p

830

27,6

30,1

150

15

7

Cam Ranh

539

27,2

19,8

60

15

8

Sông Hinh

6285

89,5

70,2

64

15

9

Núi C c

584

18

32,4

66

15

10

Ialy

17570

105

137,8

194

10&50

11

Rào Quán

1668

24

69,5

185,9

5&35

12

Tuyên Quang

11986

70,5

170,0

112,5

13,8

13

C a

11487

67

171,4

220

20

14

S n La

38240

167

236

238,3

4,6

15

T Tr ch

6147

58

106

80

8

t


11

M t s hình nh trƠn x l có d c n

+

c

Vi t Nam.

a đi m: Hịa Bình

+ Hình th c tiêu n ng: D c
n

c, m i phun.

+ Thông s th y l c:
Qx = 37800 m3/s, BTràn = 60 m.

Hình 1.8 Th y đi n Hịa Bình.

+

a đi m: Thanh Hóa

+ Hình th c tiêu n ng: D c
n

c, m i phun.

+ Thông s

th y l c: Qx =

11487m3/s, BTràn = 67 m, HTràn
= 24,33 m, q = 171,4 m2/s.

Hình 1.9

ng trƠn h ch a C a

t.

12

+

a đi m: Tuyên Quang.

+ Hình th c tiêu n ng: D c
n

c, m i phun.

+ Thông s th y l c:
Qx = 11986 m3/s, BTràn = 60 m,
HTràn = 15,84 m, q = 170 m2/s.

Hình 1.10

ng trƠn h ch a th y đi n Tuyên Quang.

+

a đi m: Gia Lai.

+ Hình th c tiêu n ng: D c
n

c, m i phun.

+Thông s th y l c:
Qx =17570 m3/s, Btràn = 105m,

Htràn=18,8m, q=137,8 (m2/s).

Hình 1.11

ng trƠn h ch a th y đi n Yali.


13

+

a đi m: S n La.

+ Hình th c tiêu n ng: d c
n

c, m i phun.

+ Thông s th y l c:
Qx =38240m3/s, B

tràn=167m;

Htràn=28,76m, q=236 m2/s.

Hình 1.12 Tuy n đ p th y đi n S n La.
1.2 Các v n đ th y l c c a dòng ch y trên d c n

c có l u t c l n.

Dòng ch y trong d c lƠ dòng ch y xi t. S thay đ i liên t c c a m c n
l ul

ng h ch a trong quá trình đi u ti t h , s dao đ ng c a m c n

đ

ng trƠn do dịng ch y trên sơng

n

c ln ln

c vƠ

ch l u

h l u bi n đ i lƠm cho dòng ch y trên d c

tr ng thái không n đ nh. M t khác, do d c n

cc ađ

ng trƠn

có đ d c l n nên ngoƠi chuy n đ ng không n đ nh do ch đ th y v n vƠ quá
trình đi u ti t h ch a gơy ra, trên d c n
1.2.1 V n đ sóng trong d c n

c còn sinh ra hi n t

c.

Do dịng ch y có đ xi t l n có th x y ra hi n t
xu ng d

ng sau:

ng sóng truy n t trên

i theo chu k (hình 1.13). Chi u cao sóng khá l n, v

toƠn b d c, gơy áp l c đ ng lên b n đáy, nh h

t quá đ cao an

ng đ n s lƠm vi c c a b tiêu

n ng. Nguyên nhơn ch y u phát sinh sóng lƠ t l gi a chi u r ng d c n
chi u sơu n
d c, l p n

c l n, do đ d c c a d c n

c l n, do nh h

c g n đáy h u nh b gi l i, còn l p n

c vƠ

ng c a đ nhám đáy

c phía trên b tr

t đi v i t c

đ l n. Hình d ng m t c t ngang c a d c lƠ parabơn, hình tam giác ho c đa giác có
t l gi a chi u r ng vƠ chi u sơu n
sóng.

c trong d c lƠ bé thì gi m đ

c hi n t

ng


14

ho

Hình 1.13 Sóng trong d c n
1.2.2 V n đ hƠm khí trong d c n

c.

Khi dịng ch y có l u t c l n, l p khơng khí
các b t khí đó pha tr n vƠo n
lƠm cho chi u sơu n
t

ng bên c a d c n

c [7].
g nm tn

c b hút vƠo n

c,

c trên vùng m t, chuy n đ ng cùng v i dòng ch y

c trên d c t ng so v i tính tốn khi khơng có hƠm khí. Do đó
c ph i cao h n.

Dòng ch y t th

ng l u qua m t trƠn, d c n

c có th phơn thƠnh các đo n

nh sau (hình 1.14)
E

v2/2g



1



h i.cosi
i



E





Hình 1.14 S thay đ i c u trúc dòng ch y theo chi u dƠi d c n
+

c [2].

o n đ u dƠi l1 có lõi dịng ch y khơng nhi u vƠ m t thống khơng nhi u.

Chi u dƠy lõi gi m d n theo chi u dòng ch y do s phát tri n c a l p biên r i phát
sinh

đáy d c n
+

c.

o n đ u t o sóng chi u dƠi l2.

c tr ng c a đo n nƠy lƠ trên m t thống

hình thƠnh các sóng d ng v y, biên đ sóng t ng d n theo chi u dòng ch y.


15

+ o n chuy n đ ng không đ u c a dịng hƠm khí, có chi u dƠi l3.

đ uc a

đo n nƠy b t đ u có hƠm khí xơm nh p vƠo dịng ch y. Q trình tr n khí gia t ng
theo chi u dịng ch y đ n m t gi i h n nh t đ nh.
+

o n chuy n đ ng đ u c a dịng hƠm khí v i chi u dƠi l4. Trong đo n nƠy

m c đ hƠm khí vƠ c u trúc c a dòng ch y đ t n đ nh, dòng ch y lƠ đ u.
S hƠm khí c a dịng ch y
gi a lịng d n do các t

sát thƠnh bên đ

c b t đ u s m h n so v i

ng bên lƠm nhi u m t thống.

1.2.3 Khí th c trên d c n

c.

Do đ d c c a d c n

c l n, khi tháo l , đo n cu i d c th

dịng ch y l n. Trong khi đó, trên b m t d c n

c th

ng có l u t c

ng t n t i các g gh c c b

do các nguyên nhơn khác nhau: do thi công, do chênh l ch lún gi a các đo n d c
sau m t th i gian lƠm vi c. Khi dòng ch y bao quanh các m l i, lõm c c b trên
d c, th

ng phát sinh hi n t

ng gi m áp, d n đ n hình thƠnh khí hóa vƠ khí th c

lƠm tróc r , h h ng b m t d c n
d n đ n s c phá h ng đ

c (hình 1.15). Quá trình nƠy ti p di n lơu dƠi s

ng trƠn.

Hình 1.15 Khí th c trên b m t d c n

c trƠn K G [2].


16

1.3 V áp d ng hình th c m nhám gia c
Nhám gia c

ng

Vi t Nam.

ng lƠ m t trong nh ng gi i pháp thi t k hi u qu đ

c ng

d ng nhi u cho cơng trình có dòng xi t.
iv id cn

c, tr

ng h p l u t c c a dòng ch y trong d c n

l u t c cho phép c a v t li u lƠm d c n

c thì c n lƠm m nhám gia c

chi u sơu dòng ch y, gi m l u t c vƠ lƠm nhi m v tiêu hao n ng l
d cđ

ng trên thơn d c, gi m n ng l

cl nh n
ng đ t ng

ng dòng ch y

ng dòng ch y t i m t c t cu i d c nh m

gi m t i cho b tiêu n ng.
Theo truy n th ng, m nhám gia c

ng th

ng đ

c b trí

các v trí cơng

trình có v n t c dịng ch y l n h n v n t c cho phép không xói c a v t li u xơy
d ng đ phịng khí th c, cịn trên ph
vƠ t n th t n ng l
th

ng di n b trí nhám gia c

ng dòng ch y ch a đ

ng lƠ cu i d c nh

c chú ý nghiên c u. Ph m vi b trí nhám

trƠn sơng SƠo t nh Ngh An (hình 1.16)

Hình 1.16 M nhám gia c

ng đ

c b trí

M t s cơng trình c ng t n d ng gi i pháp t ng c
xiên trên d c n
Hóa.

ng nh m tiêu hao

c ( đ u d c) nh trƠn

cu i d c n

c.

ng nhám đ tri t tiêu dòng

á HƠn, HƠ T nh, đ p Bái Th

ng - Thanh

17

M t s cơng trình b trí nhám gia c

ng trên toƠn d c n

Yên L p t nh Qu ng Ninh (hình 1.17), vƠ h ch a n

c nh h ch a n

c

c Khe Chè (hình 1.18).

Hình 1.17 M nhám hình ch nh t trên d c n

c h ch a n

c Yên L p.

Hình 1.18 M nhám hình ch nh t trên d c n

c h ch a n

c Khe Chè,

Qu ng Ninh.
NgoƠi các cơng trình đư đ
c ng r t đ
trình nh :

c quan tơm vƠ đ

c xơy d ng thì m nhám gia c

c xem xét nhi u trong các ph

ng hi n nay

ng án thi t k công