Thí nghiệm mô hình thủy lực tràn xả lũ hồ EA Rơk

MỤC LỤC MỤC LỤC BẢNG 4 CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH 7 1.1. Sơ lược về công trình 7 1.1.1. Hồ chứa nước 7 1.1.2. Đập chính 8 1.1.3. Tràn xả lũ 8 1.1.4. Dốc nước 8 1.2. Địa chất công trình 9 1.3. Thuỷ văn 9 CHƯƠNG 2. MỤC ĐÍCH NỘI DUNG NGHIÊN CỨU THÍ NGHIỆM MÔ HÌNH 11 2.1. Mục đích 11 2.2. Nội dung thí nghiệm đo đạc số liệu trên mô hình 11 2.3. Các chế độ lưu lượng và mực nước thí nghiệm 11 2.4. Thiết kế và xây dựng mô hình 12 2.4.1.Tỷ lệ mô hình 12 2.4.2. Về tiêu chuẩn tương tự 12 2.4.3. Phạm vi mô hình 13 2.4.4. Vật liệu xây dựng và chế tạo mô hình 13 2.4.5. Bố trí mặt cắt đo đạc 13 2.4.6. Các thiết bị đo đạc 14 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 16 3.1. Kiểm nghiệm mô hình 16 3.2. Thí nghiệm xác định khả năng tháo của đập tràn 16 3.3. Thí nghiệm xác định đường mặt nước 17 3.4. Thí nghiệm về tình hình thuỷ lực 21 3.5. Xác định lưu tốc trung bình dòng chảy trên các bộ phận của công trình 22 3.6. Xác định mạch động lưu tốc ((v) 31 3.7. Xác định phân bố áp suất trên mặt tràn và dốc nước 31 3.8. Xác định mạch động áp suất 33 3.9. Nối tiếp dòng chảy 34 3.10. Đánh giá hiệu quả tiêu năng 35 3.11. Đánh giá xói lở ở hạ lưu công trình 35 3.12. Nhận xét, kết luận và đề nghị 36 3.12.1. Nhận xét và kết luận 36 3.12.2. Đề nghị 37 CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM PHƯƠNG ÁN SỬA ĐỔI 40 4.1. Nội dung sửa đổi 40 4.2. Chế độ thí nghiệm 40 4.3. Kết quả thí nghiệm phương án sửa đổi 40 4.3.1. Khả năng xả của tràn 40 4.3.2. Tình hình thủy lực 41 4.3.3. Xác định đường mặt nước dọc tuyến công trình 43 4.3.4. Xác định lưu tốc trung bình dòng chảy 49 4.3.5. Xác định mạch động lưu tốc 50 4.3.6. Xác định áp suất trung bình của dòng chảy trên các bộ phận công trình 66 4.3.7. Xác định mạch động áp suất 67 4.3.8. Nghiên cứu nối tiếp dòng chảy 68 4.3.9. Đánh giá hiệu quả tiêu năng 68 4.3.10. Đánh giá khả năng xói lở hạ lưu 69 4.3.11. Nhận xét 70 CHƯƠNG 5. THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH MỐ TIÊU NĂNG HỢP LÝ 71 5.1. Thử nghiệm mố cao 3.3 cm tương đương thực tế 1.0 m 71 5.2. Thử nghiệm mố cao 4.0 cm tương đương thực tế 1.2 cm 72 5.3. Thử nghiệm mố cao 5 cm tương ứng độ cao thực tế là 1.5m 73 5.4. Thử nghiệm mố cao 4cm, tương ứng độ cao thực tế là 1.2m, nhưng chuyển vị trí hàng mố thứ nhất vào chân đoạn cong chuyển tiếp 74 CHƯƠNG 6. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM PHƯƠNG ÁN HOÀN THIỆN 75 6.1. Xác định khả năng xả 75 6.2. Xác định đường mặt nước dọc tuyến công trình 76 6.3. Về tình hình thủy lực 81 6.4. Xác định áp xuất trung bình của dòng chảy trên mặt đập tràn, trên dốc nước 83 6.5. Thí nghiệm mạch động áp suất tại các vị trí quan trọng 85 6.6. Xác định lưu tốc trung bình dòng chảy 86 6.7. Xác định mạch động lưu tốc 102 6.8. Nghiên cứu nối tiếp dòng chảy 103 6.9. Đánh giá hiệu quả tiêu năng 103 6.10. Đánh giá khả năng xói lở 104 CHƯƠNG 7. THÍ NGHIỆM QUY TRÌNH VẬN HÀNH CỬA VAN 106 7.1. Thí nghiệm mở hoàn toàn 1 cửa 106 7.1.1. Xác định khả năng xả 106 7.1.2. Đo đường mặt dọc tuyến công trình 107 7.1.3. Tình hình thủy lực 110 7.1.3.1. Trường hợp mở 1 cửa số 1 (cửa bên trái) 110 7.1.3.2. Trường hợp mở cửa giữa (cửa số 2) 110 7.1.3.3. Trường hợp mở 1 cửa số 3 (cửa bên phải) 111 7.1.4. Xác định lưu tốc trung bình dòng chảy 111 7.1.5. Xác định mạch động lưu tốc 112 7.1.6. Xác định phân bố áp suất trung bình 121 7.1.7. Xác định mạch động áp suất 122 7.1.8. Về nối tiếp dòng chảy 123 7.1.9. Đánh giá hiệu quả tiêu năng 123 7.2. Thí nghiệm mở hoàn toàn 2 cửa 124 7.2.1. Xác định khả năng xả 124 7.2.2. Xác định đường mặt nước dọc theo tuyến công trình 124 7.2.3. Tình hình thuỷ lực 128 7.2.3.1. Mở cửa 1+2 128 7.2.3.2. Mở cửa 1+3 129 7.2.3.3. Mở cửa 2+3 129 7.2.4. Xác định phân bố áp suất 130 7.2.5. Xác định mạch động áp suất 131 7.2.6. Xác định phân bố lưu tốc trung bình 132 7.2.7. Xác định mạch động lưu tốc 142 7.2.8. Nghiên cứu nối tiếp dòng chảy 142 7.2.9. Đánh giá hiệu quả tiêu năng 143 7.2.10. Đánh giá khả năng gây xói lở ở hạ lưu 143 7.3. Thí nghiệm mở đều cả 3 cửa van với độ mở a 143 7.3.1. Xác định khả năng xả 144 7.3.2. Đo đường mực nước dọc tuyến công trình 144 7.3.3. Về tình hình thủy lực 147 7.3.4. Xác định lưu tốc trung bình dòng chảy 148 7.3.5. Xác định mạch động lưu tốc 149 7.3.6. Xác định phân bố áp suất trung bình 158 7.3.7. Xác định mạch động áp suất 159 7.3.8. Nghiên cứu nối tiếp dòng chảy 160 7.3.9. Đánh giá hiệu quả tiêu năng 160 7.3.10. Đánh giá khả năng xói lở hạ lưu 161 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 162 8.1. Kết luận 162 8.2. Đề nghị 163 MỤC LỤC BẢNG Bảng 1.1. Các thông số chính của hồ chứa (nguồn: Viện TĐ&NLTT) 7 Bảng 1.2. Quan hệ Q= f(Z) tuyến hạ lưu đập (nguồn: Viện TĐ&NLTT) 9 Bảng 3.1. Khả năng xả qua tràn phương án thiết kế 16 Bảng 3.2. Kết quả đo đường mặt nước phương án thiết kế Q = 695.83m3/s 17 Bảng 3.3. Kết quả đo đường mặt nước phương án thiết kế Q = 584.48 m3/s 18 Bảng 3.4. Kết quả đo đường mặt nước phương án thiết kế Q = 500 m3/s 18 Bảng 3.5. Kết quả đo đường mặt nước phương án thiết kế Q = 400 m3/s 19 Bảng 3.6. Kết quả đo đường mặt nước phương án thiết kế Q = 300 m3/s 19 Bảng 3.7. Cao độ mực nước tại mép khe phai ở đầu tràn 21 Bảng 3.8. Kết quả đo vận tốc trung bình PATK, Q = 695.83 m3/s 23 Bảng 3.9. Kết quả đo vận tốc trung bình PATK, Q = 584.48 m3/s 24 Bảng 3.10. Kết quả đo vận tốc trung bình PATK, Q = 500 m3/s 26 Bảng 3.11. Kết quả đo vận tốc trung bình PATK, Q = 400 m3/s 27 Bảng 3.12. Kết quả đo vận tốc trung bình PATK, Q = 300 m3/s 29 Bảng 3.13. Kết quả thí nghiệm phương án thiết kế, đo áp suất trung bình 32 Bảng 3.14. Xác định các yếu tố của nước nhảy PATK 34 Bảng 3.15. Tính hiệu quả tiêu năng của PATK 35 Bảng 4.1. Khả năng xả qua tràn, phương án sửa đổi 41 Bảng 4.2. Độ sâu dòng chảy ở đầu các khoang tràn 42 Bảng 4.3. Độ sâu dòng chảy trên dốc nước, phương án sửa đổi. 42 Bảng 4.4: Xác định chiều cao sóng ở hai bờ, phương án sửa đổi. 43 Bảng 4.5. Kết quả đo đường mặt nước phương án sửa đổi Q = 695.83m3/s 44 Bảng 4.6. Kết quả đo đường mặt nước phương án sửa đổi Q = 584.48m3/s 45 Bảng 4.7. Kết quả đo đường mặt nước phương án sửa đổi Q = 500 m3/s 46 Bảng 4.8. Kết quả đo đường mặt nước phương án sửa đổi Q = 400 m3/s 47 Bảng 4.9. Kết quả đo đường mặt nước phương án sửa đổi Q = 300m3/s 48 Bảng 4.10. Kết quả đo vận tốc trung bình PASĐ, Q = 695.83 m3/s 51 Bảng 4.11. Kết quả đo vận tốc trung bình PASĐ, Q = 584.48 m3/s 54 Bảng 4.12. Kết quả đo vận tốc trung bình PASĐ, Q = 500 m3/s 57 Bảng 4.13. Kết quả đo vận tốc trung bình PASĐ, Q = 400 m3/s 60 Bảng 4.14. Kết quả đo vận tốc trung bình PASĐ, Q = 300 m3/s 63 Bảng 4.15. Kết quả đo áp suất trung bình – PA sửa đổi 66 Bảng 4.16. Trị số mạch động áp suất ứng với các cấp xả - PA sửa đổi 67 Bảng 4.17. Xác định các yếu tố nước nhảy 68 Bảng 4.18. Đánh giá hiệu quả tiêu năng – PA sửa đổi 69 Bảng 5.1. Kết quả đo lưu tốc, Q= 584.38m3/s, phương án thử nghiệm mố cao 1m 72 Bảng 5.2. Kết quả đo lưu tốc, Q= 584.38m3/s, phương án thử nghiệm mố cao 1.2m 72 Bảng 5.3. Kết quả đo lưu tốc, Q= 584.38m3/s, phương án thử nghiệm mố cao 1.5m 73 Bảng 6.1. Khả năng xả qua tràn phương án hoàn thiện 75 Bảng 6.2. Kết quả đo đường mặt nước, phương án hoàn thiện, Q = 695.83m3/s 76 Bảng 6.3. Kết quả đo đường mặt nước, phương án hoàn thiện, Q = 584.48 m3/s 77 Bảng 6.4. Kết quả đo đường mặt nước, phương hoàn thiện, Q = 500 m3/s 78 Bảng 6.5. Kết quả đo đường mặt nước, phương án hoàn thiện, Q = 400 m3/s 79 Bảng 6.6. Kết quả đo đường mặt nước, phương án hoàn thiện, Q = 300 m3/s 80 Bảng 6.7. Độ sâu dòng chảy ở các vị trí chủ yếu 81 Bảng 6.8. Phân bố độ sâu dòng chảy ở đầu tràn 82 Bảng 6.9. Phân bố độ sâu dòng chảy tại mặt cắt cuối dốc nước 82 Bảng 6.10. Kết quả thí nghiệm đo áp suất trung bình, phương án hoàn thiện 83 Bảng 6.11. Mạch động áp suất tại các vị trí chủ yếu 85 Bảng 6.12. Trị số lưu tốc tại các vị trí trên công trình 86 Bảng 6.13. Kết quả đo vận tốc trung bình PAHT, Q = 695.83 m3/s 87 Bảng 6.14. Kết quả đo vận tốc trung bình PATK, Q = 584.48 m3/s 90 Bảng 6.15. Kết quả đo vận tốc trung bình PAHT, Q = 500 m3/s 93 Bảng 6.16. Kết quả đo vận tốc trung bình PAHT, Q = 400 m3/s 96 Bảng 6.17. Kết quả đo vận tốc trung bình PAHT, Q = 300 m3/s 99 Bảng 6.18. Xác định các yếu tố nước nhảy. 103 Bảng 6.19. Xác định hiệu quả tiêu năng PAHT 104 Bảng 7.1. Xác định khả năng xả khi mở 1 cửa 106 Bảng 7.2. Kết quả đo đường mặt nước, vận hành cửa van, mở hoàn toàn cửa 1 107 Bảng 7.3. Kết quả đo đường mặt nước, vận hành cửa van, mở hoàn toàn cửa 2 108 Bảng 7.4. Kết quả đo đường mặt nước, vận hành cửa van, mở hoàn toàn cửa 3 109 Bảng 7.5. Kết quả đo vận tốc trung bình, mở hoàn toàn cửa 1 113 Bảng 7.6. Kết quả đo vận tốc trung bình, mở hoàn toàn cửa 2 116 Bảng 7.7. Kết quả đo vận tốc trung bình, mở hoàn toàn cửa 3 119 Bảng 7.8. Kết quả đo áp suất trung bình, vận hành mở hoàn toàn 1 cửa van 121 Bảng 7.9. Xác định mạch động áp suất (p, mở hoàn toàn 1 cửa 122 Bảng 7.10. Xác định các yếu tố nối tiếp nước nhảy 123 Bảng 7.11. Đánh giá hiệu quả tiêu năng khi mở 1 cửa 124 Bảng 7.12: Xác định khả năng xả trường hợp mở 2 cửa xả lũ 124 Bảng 7.13. Kết quả đo đường mặt nước, vận hành cửa van, mở hoàn toàn cửa 1+2 125 Bảng 7.14. Kết quả đo đường mặt nước, vận hành cửa van, mở hoàn toàn cửa 1+3 126 Bảng 7.15. Kết quả đo đường mặt nước, vận hành cửa van, mở hoàn toàn cửa 1+2 127 Bảng 7.16. Độ sâu dòng chảy đi vào 2 cửa, trường hợp mở hoàn toàn của 1+2 128 Bảng 7.17. Độ sâu dòng chảy đi vào 2 cửa, trường hợp mở hoàn toàn của 1+3 129 Bảng 7.18. Độ sâu dòng chảy đi vào 2 cửa, trường hợp mở hoàn toàn của 2+3 129 Bảng 7.19. Kết quả đo áp suất trung bình, vận hành mở hoàn toàn 2 cửa van 130 Bảng 7.20. Xác định mạch động áp suất (pi (mH2O) 132 Bảng 7.21. Kết quả đo vận tốc trung bình, mở hoàn toàn cửa 1+2 133 Bảng 7.22. Kết quả đo vận tốc trung bình, mở hoàn toàn cửa 1+3 136 Bảng 7.23. Kết quả đo vận tốc trung bình, mở hoàn toàn cửa 2+3 139 Bảng 7.24. Xác định các yếu tố dòng chảy nối tiếp 142 Bảng 7.25. Xác định hiệu quả tiêu năng khi mở 2 cửa xả lũ 143 Bảng 7.26. Xác định khả năng xả khi mở đều 3 cửa với a. 144 Bảng 7.27. Kết quả đo đường mặt nước, vận hành cửa van, mở 3 cửa, a =1m 144 Bảng 7.28. Kết quả đo đường mặt nước, vận hành cửa van, mở 3 cửa, a =2.5m 145 Bảng 7.29. Kết quả đo đường mặt nước, vận hành cửa van, mở 3 cửa, a =4m 146 Bảng 7.30. Kết quả đo vận tốc trung bình, mở 3 cửa, a = 1m 150 Bảng 7.31. Kết quả đo vận tốc trung bình, mở 3 cửa, a = 2.5m 152 Bảng 7.32. Kết quả đo vận tốc trung bình, mở 3 cửa, a = 4m 155 Bảng 7.33. Kết quả đo áp suất trung bình, mở 3 cửa van với độ mở a 158 Bảng 7.34. Xác định mạch động áp suất 160 Bảng 7.35. Xác định các yếu tố nước nhảy 160 Bảng 7.36. Xác định hiệu quả tiêu năng 161 CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH 1.1. Sơ lược về công trình Hồ chứa nước Earơk thuộc dự án hồ chứa nước KRông Pách – Thượng dự kiến xây dựng tại xã Ea – ô huyện Eakan nơi hợp lưu của hai nhánh suối Earơk và Eakrưm; lòng hồ thuộc địa phận của hai huyện Eakar và Krông Bông. + Nhiệm vụ của công trình là: - Tưới tự chảy cho 2150 ha đất nông nghiệp của huyện Eakar và một phần huyện Krông Pách tỉnh Đắk Lăk - Cấp nước sinh hoạt cho dân trong vùng. - Cắt giảm lũ phòng chống úng cho hạ du. - Nuôi trồng thuỷ sản trong lòng hồ. - Tạo cảnh quan du lịch và góp phần cải thiện khí hậu của vùng dự án trong các tháng mùa khô. + Cấp công trình và tần suất thiết kế: - Theo TCXDVN 285 – 2002 công trình thuộc cấp III. - Tần suất thiết kế đảm bảo trước P = 75% - Tần suất lũ thiết kế P = 1.0% - Tần suất lũ kiểm tra P = 0.2% - Tần suất thiết kế mưa tiêu P = 10% - Tần suất lũ thi công P = 10% + Thông số kĩ thuật của các công trình chính: 1.1.1. Hồ chứa nước Bảng 1.1. Các thông số chính của hồ chứa (nguồn: Viện TĐ&NLTT) Mực nước dâng bình thường MNDBT  (502.20m   Mực nước chết  (489.30m   Mực nước lũ thiết kế  P1%= 502.85m   Mực nước lũ kiểm tra  P0.2%= 503.59m   Dung tích ứng với MNDBT  18.53×106 m3   Dung tích ứng với MNC  1.73 × 106 m3   Dung tích hữu ích (Vhi)  16.80 × 106 m3   Dung tích điều tiết lũ  2.60 × 106 m3   Tính chất điều tiết hồ  Nhiều năm   1.1.2. Đập chính - Đập đất 2 khối dải dọc dăm cát, lăng trụ thoát nước hạ lưu - Mái đập thượng lưu: Gia cố bằng tấm BTCTmác 200#, dày 20 cm, dăm lọc 15cm, cát lọc 15 cm. - Mái đập hạ lưu: Tấm lát bê tông đúc sẵn mác 150 #, kích thước 40×40×6cm. - Xử lý nền đập: Đào chân khay, khoan phụt tạo màng chống thấm. - Cao trình đỉnh đập: (504.0m - Chiều rộng đỉnh đập: 7.5 m - Mặt đập: gia cố BTCT mác 250 # dày 20 cm - Chiều cao đập lớn nhất: 30 m - Chiều dài đập theo đỉnh: 521.5 m - Cao trình đỉnh tường chắn sóng: (505.20m 1.1.3. Tràn xả lũ Tuyến tràn: vai trái đập đất. Hình thức: tràn sâu có cửa đóng mở thuỷ lực, nối dốc nước, tiêu năng đáy, kết cấu BTCT trên nền đá. Lưu lượng xả TK (P = 1%): 584.84 m3/s Lưu lượng xả lũ kiểm tra (P = 0.2%): 695.83 m3/s Cao trình nghưỡng tràn: (495.0m Cột nước tràn thiết kế: 6.85m Cột nước tràn xả lũ kiểm tra: 7.59m Chiều rộng tràn n×b: 3×7= 21m Trụ pin giữ dày: 2.50m Chiều dài kênh dẫn vào: 113m Chiều rộng kênh dẫn vào: 39m 1.1.4. Dốc nước Chiều dài dốc nước: 139m Chiều rộng dốc nước: 26m Chiều dài đoạn chuyển tiếp: 19m Chiều dài bể tiêu năng: 35m Chiều dài kênh xả lũ sau bể tiêu năng: 99m Chiều rộng đáy kênh xả lũ sau bể: 26m Độ dốc dốc nước: 10% Cao trình cuối dốc nước: (479.0m Cao trình đáy bể tiêu năng: (473.50m 1.2. Địa chất công trình Nền địa chất dọc theo tim dọc tràn và dốc nước là các lớp địa chất sau: - Lớp aQ: hỗn hợp cát, cuội, sỏi màu xám nâu, xám vàng, rời rạc, kém chặt. - Lớp adQ: đất á sét nặng đến á sét vừa, màu nâu, nâu vàng, vàng nhạt, đất ẩm ít đổi màu, trạng thái nửa cứng đến cứng. - Lớp IA1: đá phiến sét bột kết phong hoá mãnh liệt thành đất màu nâu đỏ đốm xám trắng, đất khô, ít đổi màu, trạng thái dẻo cứng đến cứng. - Lớp IA2: đá phiến sét bột kết phong hoá mạnh, màu xám trắng, xám đen, đá mềm yếu đến rất mềm yếu. - Lớp IB: đá phiến sét bột kết phong hoá vừa màu xám xanh, xám đen, đá cứng trung bình. - Lớp IIA: đá phiến sét bột. kết phong hoá nhẹ màu xám xanh, xám đen, đá cứng - Lớp IIB: đá phiến sét – bột kết phong hoá nhẹ màu xám xanh, xám đen. Đá cứng đến rất cứng. Công trình tràn, dốc nước, bể tiêu năng thiết kế đặt trên lớp địa chất IB và IIA; còn đáy kênh xả lũ hạ lưu đặt trên lớp IA1; được bảo vệ bằng vọ đá có kích cỡ 2m × 1m × 1m; đáy kênh ở cao trình (476.0m. Các lớp địa chất có độ dày từ 1÷5m, còn lớp IIA dày trên 10m. 1.3. Thuỷ văn Theo kết quả tính đường quan hệ Q= F(z) tuyến hạ lưu đập của hồ EARƠK do viện Thuỷ điện và năng lượng tái tạo cung cấp cho số liệu như sau: Bảng 1.2. Quan hệ Q= f(Z) tuyến hạ lưu đập (nguồn: Viện TĐ&NLTT) STT  Z  h  A  B  P  R  Q  V   1  476.5  0  0  0  0  0  0  0   2  476.7  0.2  0.39  3.86  3.88  0.1  0.05  0.14   3  476.9  0.4  1.54  7.72  7.76  0.2  0.33  0.22   4  477  0.5  2.41  9.65  9.7  0.25  0.6  0.25   5  477.2  0.7  4.48  11  11.13  0.4  1.54  0.34   6  477.7  1.2  10.82  14.38  14.68  0.74  5.59  0.52   7  478  1.5  15.44  16.4  16.82  0.92  9.22  0.6   8  478.5  2  24.18  18.54  19.18  1.26  17.84  0.74   9  479  2.5  33.98  20.67  21.54  1.58  29.12  0.86   10  479.5  3  47.37  32.9  33.86  1.4  37.47  0.79   11  480  3.5  79.95  86.66  87.72  0.91  47.53  0.59   12  480.5  4  126.68  100.29  101.44  1.25  92.91  0.73   13  481  4.5  180.23  113.91  115.16  1.57  153.65  0.85   14  481.5  5  238.58  119.47  120.83  1.97  237.48  1   15  482  5.5  299.7  125.03  126.5  2.37  336.85  1.12   16  482.5  6  363.4  129.75  131.36  2.77  452.92  1.25   17  483  6.5  429.46  134.48  136.22  3.15  583.99  1.36   18  483.5  7  497.36  137.14  139.07  3.58  735.64  1.48   19  484  7.5  566.6  139.8  141.92  3.99  901.84  1.59   20  484.5  8  637.16  142.46  144.77  4.4  1082.26  1.7   Trong đó: Độ dốc đường mặt nước: J = 0,001 Độ nhám lòng kênh xả lũ: n = 0,050 Cao độ đáy kênh xả lũ: (476,50m Z - Mực nước (m) h - Độ sâu (m) A - Mặt cắt ướt (m3) B - Chiều rộng mặt thoáng (m) P - Chu vi ướt (m) R - Bán kính thuỷ lực (m) Q - Lưu lượng (m3/s) V - Vận tốc trung bình mặt cắt (m/s) Vị trí mặt cắt xác định mực nước hạ lưu cách tìm đập là 292m về hạ lưu Từ số liệu trong bảng, ta vẽ được đường cong quan hệ Q = f(z) hạ như hình 1-1.
Hình 1.1 Quan hệ Q = f(Z) hạ lưu CHƯƠNG 2. MỤC ĐÍCH NỘI DUNG NGHIÊN CỨU THÍ NGHIỆM MÔ HÌNH 2.1. Mục đích Nghiên cứu thí nghiệm mô hình thuỷ lực tràn xả lũ theo đồ án đã được thiết kế là nhằm kiểm chứng về xả lũ qua tràn, trạng thái dòng chảy qua tràn, trên dốc nước, nối tiếp dòng chảy ở hạ lưu. Qua thí nghiệm mô hình xác định kích thước hợp lý của dốc nước, đoạn chuyển tiếp, bể tiêu năng. Đánh giá tình hình xói lở ở Hạ lưu, qua thí nghiệm mô hình nêu lên các bất hợp lý về mặt thuỷ lực; tiến hành sửa đổi nhằm phục vụ việc hoàn thiện đồ án thiết kế, đảm bảo an toàn cho công trình khi đi vào vận hành và đạt yêu cầu hợp lý về mặt kinh tế. 2.2. Nội dung thí nghiệm đo đạc số liệu trên mô hình Sau khi xây dựng mô hình cần thực hiện: 1. Kiểm nghiệm mô hình. 2. Thí nghiệm xác định khả năng tháo qua tràn. 3. Xác định đường mặt nước dọc tuyến công trình, đo vẽ bình đồ dòng chảy. 4. Xác định lưu đồ trung bình dòng chảy dọc tuyến công trình: trên mặt tràn, dốc nước, bể tiêu năng, kinh xã hạ lưu. 5. Xác định mạch động lưu tốc dòng chảy. 6. Xác định áp suất trung bình dòng chảy trên mặt tràn, dốc nước, đoạn cong chuyển tiếp ở cuối dốc, trong bể tiêu năng. 7. Xác định mạch động áp suất tại những vị trí xung yếu ở đuôi tràn, trên dốc nước, trong bể tiêu năng và trong kênh xả lũ hạ lưu. 8. Thí nghiệm chế độ nối tiếp dòng chảy từ thượng lưu đến hạ lưu, mô tả tình hình thuỷ lực. 9. Xác định các yếu tố của nước nhảy trong bể tiêu năng ứng với các lưu lượng xả lũ khác nhau. 10. Đánh giá khả năng gây xói lở qua số liệu thí nghiệm mô hình lòng cứng. 2.3. Các chế độ lưu lượng và mực nước thí nghiệm Mô hình thực hiện thí nghiệm với 5 cấp lưu lượng gồm: Qkt = 695.83 m3/s Zhồ=503.59m Zhạ= 483.37m Qtk= 584.48 m3/s Zhồ= 502.85m Zhạ= 483.00m QMNDBT= 500m3/s Zhồ= 502.20m Zhạ= 482.68m Q= 400m3/s Zhồ Zhạ= 482.27m Q= 300m3/s Zhồ Zhạ= 481.81m Ngoài ra thí nghiệm thêm cấp lưu lượng Qxã= 200 m3/s để vẽ đường cong quan hệ Q= f(z)hồ. 2.4. Thiết kế và xây dựng mô hình 2.4.1.Tỷ lệ mô hình Để thực hiện được các nội dung nghiên cứu nêu trên đã chọn loại mô hình tổng thể chính thái, lòng cố định có tỷ lệ λl= 30. 2.4.2. Về tiêu chuẩn tương tự Mô hình này thuộc loại mô hình thuỷ lực công trình, dòng chảy qua tràn và kênh xả lũ hạ lưu là dòng chảy hở, lực tác dụng chủ yếu là trọng lực nên tiêu chuẩn tương tự mô hình được chọn là tiêu chuẩn Froude: Fn= idem Rem ≥ Regh C = idem Fn= [
]m = [
]n Trong đó: V: Là lưu tốc dòng chảy (m/s) L: Độ sâu dòng chảy (m) G: Gia tốc trọng trường (g=9.81 m/s2) C: Hệ số Chezy tính theo công thức manning C=
Regh: Số Raynon giới hạn trong khu tự động Mô hình Regh=
(( là hệ số sức cản ma sát
; ∆m- Độ nhám tương đối). Rm: Bán kính thuỷ lực trong mô hình. Mô hình trên với tỷ lệ λl = 30 thì từ đó suy ra các tỷ lệ khác có liên quan: Tỷ lệ lưu lượng: λQ =
= λl2.5 = 4929.5 Tỷ lệ áp lực: λP =
= λl = 30 Tỷ lệ lưu tốc: λV =
= λlO.5 = 5.477 Tỷ lệ nhóm: λn =
= λl1/6 = 1