31 CÂU HỎI VÀ TRẢ LỜI KHI BẢO VỆ ĐỒ ÁN KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH THỦY TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

Chương 1 Tài liệu tính toán và cấp công trình 1 Nêu các tài liệu cần thiết để thiết kế 1 hồ chứa? Những tài liệu này được sử dụng như thế nào trong từng hạng mục tính toán của đồ án? 2 Nêu trình tự xác định cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế? Cấp công trình ảnh hưởng như thế nào đến các hạng mục tính toán trong đồ án? Trong QCVN thi tra ra cap 2, tại sao trong qui pham đập đất lại chọn cấp 3 để tra TRẢ LỜI 1 Tài liệu cần thiết để thiết kế 1 đồ chứa Vị trí và nhiệm vụ hồ xác định cấp công tr.

Chương 1: Tài liệu tính toán và cấp công trình

1- Nêu các tài liệu cần thiết để thiết kế 1 hồ chứa? Những tài liệu này được sử dụng như thế nào trongtừng hạng mục tính toán của đồ án?

2- Nêu trình tự xác định cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế? Cấp công trình ảnh hưởng như thế nàođến các hạng mục tính toán trong đồ án? Trong QCVN thi tra ra cap 2, tại sao trong qui pham đập đấtlại chọn cấp 3 để tra

TRẢ LỜI

1 Tài liệu cần thiết để thiết kế 1 đồ chứa

- Vị trí và nhiệm vụ hồ : xác định cấp công trình : xác định các chỉ tiêu thiết kế Nhiệm vụ của

hồ : xác định được các thông số, phương án cho các công trình đầu mối

- Điều kiện tự nhiên

+ Địa hình : phân tích lựa chọn tuyến công trình

+ Khí tượng thủy văn: ảnh hưởng trực tiếp đến thiết kế thông số hồ : xác địnhcác thành phần dung tích

hồ chứa để xác định MNDBT, MNC Lựa chọn B tràn giữa các phương án

=> Tính toán lực tác dụng, ngoài tính ổn định còn bố trí kết cấu cho các cấu kiện, bộ phận và thànhphần của các công trình thuộc hệ thống

- Tài nguyên thiên nhiên : xem xét lòng hồ, thượng hạ lưu có tài nguyên thiên nhiên cần bảo vệ,việc làm đập ngăn hồ có ảnh hưởng đến lượng tài nguyên thiên nhiên như thế nào : ảnh hưởng đến việclựa chọn tuyến cũng như chiều cao đập, có nên làm đập phụ hay không

- Điều kiện dân sinh kinh tế và nhu cầu dùng nước : Đánh giá ích lợi và sự cần thiết của việclàm hồ chứa

Nhu cầu dùng nước : tính toán khối nước dùng, hồ cần có dung tích bao nhiêu để đảm bảolượng nước cần, từ đó xác định được cấp công trình, các chỉ tiêu thiết kế công trình; đồng thời bố trícống lấy nước, tính toán thiết kế cống phù hợp

2 Căn cứ vào quy phạm thiết kế các công trình thủy lợi QCVN 04-05/2012, cấp công trình đượcxác định theo 3 điều kiện:

- Theo nhiệm vụ của công trình

- Theo chiều cao của công trình và loại nền

- Theo dung tích hồ chứa ứng với MNDBT

Các chỉ tiêu thiết kế tra theo các quy chuẩn, quy phạm hiện hành

Cấp công trình là khái niệm thể hiện tầm quan trọng về kinh tế, xã hội của công trình và mức độ

an toàn cho người và tài sản trong suốt thời gian vận hành, khai thác sử dụng công trình

Cấp công trình ảnh hưởng đến trực tiếp các chỉ tiêu thiết kế Cấp công trình nói lên mức độquan trọng của công trình Cấp công trình càng cao thì mức quan trọng, độ chính xác và yêu cầu càngcao

Từ cấp công trình tra ra chỉ tiêu thiết kế và các thông số khác để đảm bảo cho công trình làmviệc an toàn và kinh tế Mỗi cấp công trình ứng với chỉ tiêu khác nhau, cần được tra chính xác

 Trong QCVN thi tra ra cấp 2, tại sao trong qui pham đập đất lại chọn cấp 3 để tra

Do qui phạm TCVN 8216-2009 được ban hành năm 2009 với cấp công trình được chia làm 5 cấp

từ cấp I đến cấp V để biểu thị cho quan trọng của công trình: đặc biệt quan trọng, rất quan trọng, quantrọng, ít quan trọng, không quan trọng Tuy nhiên, QCVN 04-05:2012 thì cấp công trình được quy địnhlại thành 5 cấp : Cấp đặc biệt, I, II, III, IV Tương đương từ cấp I – V trong qui phạm

Vậy cấp II trong quy chuẩn tương đương cấp III trong quy phạm

Chương 2: Tính toán điều tiết hồ

3- Nêu trình tự cách xác định mực nước chết trong hồ chứa? MNC ảnh hưởng như thế nào đếncao trình cửa vào và cửa ra của cống?

+ bùn cát tính thế nào P(T) -> V(m3),-> Vll tính thế nào, Vdd tính thế nào? ->

4- Các tài liệu cần thiết để xác định MNDBT? Nêu trình tự tính toán điều tiết hồ xác địnhMNDBT chưa có tổn thất?

+ Khi nào thì điều tiết năm, khi nào thì điều tiết nhiều năm?

+ Thế nào là tích sớm và thế nào là tích muộn? Phân tích sự khác nhau về an toàn cấp nước và phòng lũcủa 2 phương án này?

+ Thể hiện các mực nước MNDBT, MNC, MNLTK, MNLKT trong hồ chứa? thể hiện Vc, Vhd, Vh,Vsc?

+ Cách chọn tháng bắt đầu tính điều tiết?

5- Nêu trình tự và các bảng tính toán điều tiết hồ xác định MNDBT khi có kể đến tổn thất? Hãy giảithích phương pháp tính dung tích hữu ích của hồ, khi chưa kể đến tổn thất và khi có kể đến tổn thất?6- Các tài liệu cần thiết để tính MNDBT? Các tài liệu này được sử dụng như thế nào trong đồ án đểxác định MNDBT?

+ Theo yêu cầu tưới tự chảy

Để đảm bảo yêu cầu nước tự chảy thì : MNC= Zkc + ΔZZ

- Ảnh hưởng của MNC :

+ Đến cửa vào : Cửa vào của cống lấy nước phải thấp hơn MNC để có thể làm việc bình thường trong

cả TH bất lợi nhất là hồ chỉ chứa dung tích chết: Luôn lấy được đủ lưu lượng cần

+ Đến cửa ra : Cao trình đáy cửa ra và mực nước cửa ra (đầu kênh) được khống chế và phải thấp hơnMNC 1 khoảng dentaZ (tổng tổn thất)

Vbc = Vll + Vdđ Trong đó :

Vll : Dung tích bùn cát lơ lửng (m3) Được xác định dựa vào lượng bùn cát đến tuyến đập trong thời

gian tuổi tọ công trình (m3): V¿=k ρ o W0 T

γ bc

-+ 0 : Hàm lượng bùn cát lơ lửng bình quân.

+ W0 : tổng lượng nước đến trung bình nhiều năm : W0 = 31,54 Q0= Qo t

Q0: Lưu lượng trung bình nhiều năm đến hồ chứa

+ Hệ số K : Bùn cát đến hồ không giữ lại hoàn toàn mà 1 phần qua công trình xả xuống hạ lưu Theokinh nghiệm đối với sông miền núi lượng bùn cát đọng lại trong hồ lấy 0,8 lần lượng bùn cát lơ lửng.+ c - Dung trọng bùn cát

Vdđ : Dung tích bùn cát di đẩy lắng đọng trong hồ (m3)

Chọn Vdđ = 10- 20% Vll

Vbc -> Tra quan hệ ( Z ~ F ~ V) ta được Zbc = 97,5 (m)

4

 Các tài liệu xđ MNDBT :

+ Tài liệu thủy văn : dòng chảy lũ trong năm => Tháng, ngày, Qi => WQ

+ Tài liệu xã hội dân sinh : lượng nước yêu cầu trong từng tháng cho việc tưới, sinh hoạt, => Wq,Tần suất P : tưới/ sinh hoạt ? => các thông số

+ Tài liệu thủy văn : tổn thất của hồ chứa : bốc hơi, thấm trong từng tháng => dung tích hữu ích kể đếntổn thất

+ MN-C => Dung tích chết Vc

 Trình tự tính toán điều tiết hồ xác định MNDBT chưa có tổn thất:

Bước 1 : Sắp xếp lượng nước đến hàng tháng theo trình tự năm thuỷ văn ứng với tần suất P=85% theo

trình tự năm thuỷ văn bắt đầu tháng mùa lũ là tháng VIII, kết thúc là tháng VII năm sau

Bước 2 : Tính tổng lượng nước đến và lượng nước yêu cầu hàng tháng

Trong đó :

- Q: lưu lượng nước đến hoặc lưu lượng nước yêu cầu hàng tháng.

- ∆t: thời gian trong tháng tính bằng giây (s).

Bước 3 : Từ tổng lượng nước đến và tổng lượng nước yêu cầu hàng tháng tính toán cân bằng nước xác

định dung tích hiệu dụng của hồ chứa (chưa kể tổn thất)

WQ – Wq= ±ΔVV

∑ ( ΔVV−

)= Vh (dung tích hiệu dụng chưa kể tổn thất).

Bước 4 : Xác định tổng lượng nước yêu cầu từng tháng : Wq

Bước 6 : Tính cân bằng nước khi đã kể tổn thất :

WQ –Wq= ±ΔVV Lượng nước thừa hàng tháng ΔV W+, tính theo công thức:

Bước 8 : Xả thừa nước: ⅀V+ - ⅀V- = Vxả

Lượng nước tích lũy trong hồ hàng tháng phải nhỏ hơn Vhd Nếu dung tích tích lũy lớn hơn Vhd

thì phải tiến hành xả thừa Trong thời kì cấp nước, phần dung tích hiệu dụng được cấp cho thời kì thiếunước sao cho cuối thời kì thiếu nước phần dung tích hiệu dụng bằng 0

Bước 9 : Xác định MNDBT suy ra từ quan hệ Z~V khi biếtVbt = Vh

 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ĐIỀU TIẾT HỒ CHỨA ( 1 năm hay nhiều năm)

Hệ số dung tích : Beta B= Whi/Va = 0-1

(Va : thể tích nc trung bình vào hồ trong 1 năm)

+ Điều tiết ngày : B < 1~2%

+ ĐT tháng : B: 1~2% đến 5~6%

+ ĐT năm : B: 5~6% đến 12~14%

+ ĐT nhiều năm : B > 12~14%

Điều tiết năm (còn gọi là điều tiết mùa): Điều tiết phân phối lại dòng chảy của sông trong

phạm vi một năm bằng cách tích trữ một phần lượng dòng chảy mùa lũ để cung cấp thêm nước trongmùa kiệt Hồ điều tiết năm có chu kỳ giao động mực nước trong hồ từ mực nước chết đến mực nướcdâng bình thường (trừ trường hợp phải xả lũ) là một năm;

Điều tiết nhiều năm: Điều tiết trữ một phần lượng dòng chảy ở những năm nhiều nước để cấp

thêm nước trong những năm ít nước Chu kỳ điều tiết của hồ điều tiết nhiều năm kéo dài liên tục theomột chuỗi năm điển hình

Điều tiết ngày: Điều tiết phân phối lại dòng chảy của sông cho phù hợp với yêu cầu dùng nước

trong phạm vi một ngày Hồ điều tiết ngày có dung tích hữu ích không lớn hơn lượng nước của mộtngày ít nước tương ứng với tần suất thiết kế;

Không điều tiết: Khả năng điều tiết của hồ rất nhỏ và không ổn định Việc tích nước và cấp

nước trong hồ phụ thuộc vào khả năng của dòng chảy đến

 Thế nào là tích sớm và thế nào là tích muộn? Phân tích sự khác nhau về an toàn cấp nước

và phòng lũ của 2 phương án này?

TCVN 10778: 2015 - HỒ CHỨA

XÁC ĐỊNH CÁC MỰC NƯỚC ĐẶC TRƯNG

- Phương án chứa nước sớm : Bắt đầu tháng đầu tiên của mùa lũ, bắt đầu chứa nước vào hồ,

theo từng tháng mùa lũ, hồ chứa lượng nước tăng lên bằng tổng lượng nước đến các tháng Đến tháng

hồ trữ nước đạt dung tích hữu ích ( dung tích hiệu dụng : Vh= ∑ ( ΔVV−

) ) thì tiến hành xả nước thừa

ra khỏi hồ

⅀V+ - ⅀V- = Vxả Các tháng tiếp theo mùa lũ không cần tích nước thì xả bằng lưu lượng đến Cáctháng mùa kiệt , lấy nước trữ trong hồ cấp dần đến Vc (hết) Nước hồ cạn dần và toàn bộ lượng nướctrữ dùng hết, chuẩn bị cho chu kì điều tiết tiếp theo

- Phương án chứa nước muộn:

Tháng đầu của thời kỳ thừa nước thứ nhất hồ chỉ trữ lại một phần lượng nước thừa, phần nướcthừa còn lại được xả hết xuống hạ lưu Các tháng tiếp theo hồ vẫn tiếp tục điều tiết trữ lại lượng nướcthừa sao cho đến cuối thời kỳ thừa nước thứ nhất hồ đảm bảo chứa đầy nước Các tháng thiếu nước (kể

cả các tháng của thời kỳ thừa nước tiếp theo trong chu kỳ một năm điều tiết) hồ liên tục cấp nước theoyêu cầu đảm bảo trước khi kết thúc chu kỳ một năm điều tiết, toàn bộ lượng nước trữ trong hồ đềuđược sử dụng hết

- Sự khác nhau về an toàn :

1) Phương án trữ nước sớm có ưu điểm là việc chứa nước đầy hồ đảm bảo chắc chắn hơn phương

án trữ nước muộn Nếu hồ có kết hợp phát điện thì trữ nước sớm có thể lợi dụng được cột nước caotrong thời gian dài để phát điện, góp phần làm tăng công suất và tăng sản lượng điện phát ra Tuy nhiên

so với phương án trữ nước muộn thì phương án trữ nước sớm không có lợi cho việc đảm bảo an toànthân đập và đất đai ven hồ chứa sớm bị ngập;

2) Nếu công tác dự báo đường quá trình nước đến không tốt thì phương án trữ nước muộn thườngkhó đảm bảo chứa được đầy hồ Tuy nhiên so với phương án trữ nước sớm, phương án trữ nước muộn

góp phần làm tăng mức độ an toàn cho thân đập, tăng khả năng phòng lũ cho hồ và hiện tượng bùn cátbồi lắng trong lòng hồ sẽ ít hơn;

 Thể hiện các mực nước MNDBT, MNC, MNLTK, MNLKT trong hồ chứa? thể hiện Vc, Vhd, Vh, Vsc.

 Cách chọn tháng bắt đầu tính điều tiết? :

Tháng đầu tiên bắt đầu mùa lũ, dựa theo tài liệu dòng chảy lũ hàng tháng trong năm Tháng đầu tiênmùa lũ có lưu lượng đến trung bình Qi tăng cao bất thường so với mùa kiệt

5- Nêu trình tự và các bảng tính toán điều tiết hồ xác định MNDBT khi có kể đến tổn thất? Hãy giải thích phương pháp tính dung tích hữu ích của hồ, khi chưa kể đến tổn thất và khi có kể đến tổn thất.

 Trình tự và các bảng tính toán điều tiết hồ xác định MNDBT khi có kể đến tổn thất

Bước 1 : Sắp xếp lượng nước đến các tháng theo trình tự năm thuỷ văn ứng với tần suất theo trình tự

năm thuỷ văn bắt đầu tháng mùa lũ

Bước 2 : Tính tổng lượng nước đến và lượng nước yêu cầu hàng tháng

W=Q.∆t

Trong đó :

- Q: lưu lượng nước đến hoặc lưu lượng nước yêu cầu hàng tháng.

- ∆t: thời gian trong tháng tính bằng giây (s).

Bước 3 : Từ tổng lượng nước đến và tổng lượng nước yêu cầu hàng tháng tính toán cân bằng nước xác

định dung tích hiệu dụng của hồ chứa (chưa kể tổn thất)

- K: hệ số thấm của hồ phụ thuộc vào địa chất lòng hồ.Tra bảng 8-2: Tiêu chuẩn

thấm trong hồ chứa, trang 337 giáo trình thủy văn công trình với điều kiện địa chất lòng hồ bìnhquân,chọn K=1%

- Vbq: dung tích bình quân hồ trong tháng tính toán

Bước 8 : Tính sai số giữa hai lần tính dung tích hiệu dụng( trường hợp đã kể tổn thất và chưa kể tổn

thất) theo công thức (9-25), trang 351 giáo trình thuỷ văn công trình:

ΔVV ( % )=| V hn−V

n−1 h V hn

- Cột 1 : Thứ tự các tháng sắp sếp theo năm thủy lợi

- Cột 2 : Dung tích hồ chứa bao gồm cả dung tích chết

- Cột 3 : Dung tích bình quân của hồ chứa

- Cột 4 : Diện tích hồ ứng với dung tích hồ ( tra quan hệ V-F)

- Cột 5 : Lượng bốc hơi tương ứng với các tháng ở cột 1

- Cột 6 : Tổn thất bốc hơi tương ứng với các tháng ở cột 1

Bảng 2 : Dung tích hiệu dụng của hồ chứa có kể đến tổn thất của hồ

Cột 1: Thứ tự các tháng xếp theo năm thủy lợi

Cột 2: Số ngày trong tháng ứng với cột 1

Cột 3: Tổng lượng nước đến từng tháng

Cột 4: Tổng lượng nước yêu cầu từng tháng chưa kể đến tổn thất

Cột 5: Tổng lượng nước yêu cầu từng tháng có kể đến tổn thất

Cột 6: Lượng nước thừa hàng tháng ΔV W+, tính theo công thức:

Chương 3: Điều tiết lũ

7- Hãy cho biết các tài liệu dùng trong tính toán điều tiết lũ?

8- Nêu trình tự tính toán điều tiết lũ theo phương pháp thử dần? Nêu cách vận hành cửa van khi tinhtoán điều tiêt lũ (trường hợp có cửa van điều tiết)?

+ chỉ ra Vsc trong hình vẽ?

+ nêu cách xác định lưu lượng xả qmax -> xác định MNLTK?

+ Khi tràn không có cửa van điều tiêt thì khi điều tiết MN trong hồ có thay đổi không? Điểm cuối kếtthúc của điều tiết là đâu? Tại sao

Trả lời :

7 Tài liệu tính toán

- Mực nước dâng bình thường (MNDBT) : 115,34m

- Cao trình ngưỡng tràn : Zngưỡng tràn = MNDBT – a = 115,34 – 3,5 = 111,84m

- Loại tràn dọc có cửa van, đập tràn đỉnh rộng

- Bề rộng tràn được tính cho 3 phương án : Bt = 2x5m, Bt = 2x6m, Bt = 2x7m

- Mực nước trong hồ chứa trước lũ ngang bằng với MNDBT = 115,34

- Đường quá trình lũ ứng với tần suất thiết kế p = 1% và tần suất kiểm tra p = 0,2%

8 Trình tự tính toán điều tiết lũ theo phương pháp thử dần :

Cột 2: thời gian lũ lên

Cột 3: thời đoạn tính toán ( giây)

Cột 4: lưu lượng lũ đến trong các thời đoạn

Cột 5: Lưu lượng lũ đến trung bình

Cột 6: giá trị q

xa gt

Cột 7: Giá trị q

xa gt

trung bình

Cột 8: dung tích siêu cao trên MNDBT

Cột 9: thể tích hồ chứa tại thời điểm t=0, V=V

MNDBT,tính các giá trị tiếp theo theo công thức

Cột 13: tính sai số theo công thức h sl , h sl '

 Nêu cách vận hành cửa van khi tinh toán điều tiêt lũ (trường hợp có cửa van điều tiết)?

Đường quá trình lũ :

- Từ t0 – t1 : Thời đoạn đầu khi lũ về nhỏ, ta mở dần cửa van để điều tiết hồ sao cho lưu lượng xảbằng lưu lượng đến qx = Q và giữ mực nước trong hồ Z = MNDBT Khi đó đường quá trình xả lũ(q~t) trùng với đường quá trình lũ ( Q~t)

- Từ t1 – t2 : Tại thời điểm t1 khi Q = Q0, ta mở hết cửa van để xả lũ, với Q0 là khả năng tháo khi mởhết cửa van ứng với MNDBT, trong hồ có MNDBT qx = Qo

Trong khoảng thời gian này Qđến > qxả và dq/dt >0 lưu lượng xả tăng lên và nước được trữ lạitrong hồ

- Sau thời điểm t1 lũtiếp tục lên cao, hồ tự điều tiết

- Tại t2 lưu lượng xả đạt lưu lượng lớn nhất

- Từ t2 – t3 : lưu lượng lũ bắt đầu đi xuống, lưu lượng xả giảm dần nhưng vẫn lớn hơn lưu lượngđến nên giai đoạn này lượng nước tích trong kho được xả ra

Tại thời điểm t3 khi qxả = Qo , ta đóng cửa van lại để qzả = Qđến

- Sau t3 : điều chính cửa van để duy trì q=Q

 Nêu cách xác định lưu lượng xả qmax -> xác định MNLTK?

 Khi tràn không có cửa van điều tiêt thì khi điều tiết MN trong hồ có thay đổi không? Điểm cuối kết thúc của điều tiết là đâu? Tại sao

Tràn không có cửa van điều tiết thì MN trong hồ không thay đổi Điểm cuối điều tiết là khi không

có nước đổ vào hồ nữa

Chương 4: Tính toán lựa chọn phương án Btr

9-Nêu trình tự tính toán và cách chọn Btr kinh tế ? Cách chọn các kích thước tràn để so sánh nhưtrong đồ án đã hợp lý chưa ? tại sao ?

+ Cách tính khối lượng đào, khối lượng đắp của tràn, đập khi tính giá thành công trình?

Trả lời :

 Nêu trình tự tính toán và cách chọn Btr kinh tế

- Lựa chọn phương án tuyến và bố trí tổng thể công trình đầu mối

- Thực hiện tính toán điều tiết lũ với 3 phương án Btràn : 2x5m, 2x6m, 2x7m Từ đó xác định đượcMNLTK, MNLKT và qxả max với từng phương án.

- Xác định kích thước cơ bản của đập đất với mỗi p án Btràn

- Xác định kích thước cơ bản của tràn và tiêu năng với mỗi p án Btràn

- Tính khối lượng và giá thành → Chọn Btr kinh tế

 Cách chọn các kích thước tràn để so sánh như trong đồ án đã hợp lý chưa ? tại sao ?

Cách chọn các phương án Btr trên của Em là chưa hợp lý, bởi vì Btr kinh tế phải là Btr có giá thành

bé nhất (Chưa nói đến tính ổn định của phương án), tuy nhiên ở đây, biểu đồ thể hiện giá thànhchưa có điểm uốn, Btr = 2x7m ở đây chỉ là B tràn có giá bé nhất trong 3 phương án chứ chưa chắc

là bé nhất nếu em thực hiện tính cho các p án Btr 2x8m hoặc 2x9m hoặc khác Tuy nhiên, do thờigian có hạn nên e chọn là Btr kinh tế

 Cách tính khối lượng đào, khối lượng đắp của tràn, đập khi tính giá thành công trình?

Từ mặt bằng và mặt cắt dọc, ngang đập, tràn mỗi phương án Em tính được khối lượng đào, đắp Bằng việc vẽ các mặt cắt ở các vị trí khác nhau (ít nhất 3-4 mặt cắt), xác định diện tích đào đắp,nhân chiều dài đập, tràn → KL

Chương 5: Kiểm tra khả năng tháo của đập tràn

10- Vì sao phải tính toán kiểm tra khả năng tháo lưu lượng lớn nhất khi thiết kế đường tràn? Viết công thức, cách xác định các đại lượng và cách kiểm tra khả năng tháo, cách xử lý khi tràn không

đủ khả năng tháo?

Trả lời :

Phải tính toán kiểm tra khả năng tháo lưu lượng lớn nhất khi thiết kế đường tràn bời vì : Khi tính

toán điều tiết lũ, khi xác định lưu lượng lớn nhất qua tràn : Q= ΔVh, ΔVh ' , ta phải giả thiết

hệ số lưu lượng m và hệ số co hẹp bên ɛ mà chưa tính cụ thể Vì vậy ở đây, phải xác định cụ thể lại

m, ɛ để tính toán lại

Đập tràn đỉnh rộng nối tiếp là dốc nước, tràn có cửa van điều tiết Công thức tính lưu lượngqua tràn đỉnh rộng như sau :

Q = .m.Btr √ 2.g Ho3/2 Trong đó :

V g



Theo mục 6.1.5 TCVN 9147-2012 ta có:

Trong mọi trường hợp nếu đập tràn đỉnh rộng thỏa mãn được bất đẳng thức dưới đây thì sẽ không xét tới lưu tốc tới gần (V0):

T > 4(b.H) Trong đó:

- T - là diện tích mặt cắt ướt ở thượng lưu đo tại mặt cắt T-T, khi đó lấy:

H

B    thì m được xác định

theo các bảng 7 9  Trị số m phụ thuộc vào yếu tố

K K

B B

 

Trong đó:

- B - tổng bề rộng của tràn, Btr = 15m

- Bk – là bề rộng lòng dẫn ở thượng lưu BT = 15 + 2.10.tan100 = 18,53 m

Với cotg = 5,671 (chọn  = 100) :  là góc mở tường (tường hướng dòng)

Thay vào công thức ta có

15

0,809 18,53

K

Với cặp giá trị βT = 0,809 và cotgθ = 5,671 tra bảng 7- TCVN 9147-2012 ta có: m = 0,369

 Kiểm tra khả năng tháo

Trong tính toán sơ bộ ta đã tính toán điều tiết lũ cho cả 3 phương án Btr, nhưng trong đóchưa xét đến các yếu tố ảnh hưởng tới lưu lượng xả qua tràn như lưu tốc tới gần, các hệ số lưu

lượng m, hệ số co hẹp ε đều chọn tùy ý Do đó ta tiến hành tính toán điều tiết lũ lại để tính toán

chính xác các thông số cho thiết kế chi tiết (như MNLTK, MNLKT, lưu lượng lớn nhất qua tràn)

Lưu lượng tháo thực tế của tràn:

V g



(3.44)Thay số:

Sai số δ = (Qtt – Qdt)/Qdt×100% < 5% thì thỏa mãn điều kiện cho phép, không phải điều tiết lại

 Cách xử lý khi tràn không đủ khả năng tháo?

Phải điều tiết lại lũ với m, ɛ đã tính toán cụ thể Và dùng kết quả tính toán MNLTK, MNLKT và qxả max để tính toán kiểm tra lại khả năng tháo và dùng cho các phần tính toán sau







i i

i i

i

r D





trong đó: + :  góc hợp bởi tia tính toán thứ i với hướng gió chính.i

+ ri (m): đà gió ứng với tia tính toán thứ i

Cách tính toán như sau:

+ Vẽ một tia xạ chính theo hướng gió chí nh.Tia này có i = 0, = 0.

+ Trong phạm vi của hai phớa tia xạ chính vẽ các góc i=7,5 với i = -6:+6

Đo các đà sóng tương ứng Trị số đà sóng tương đương là trị số trung bình các hình chiếu của cáctia lên tia xạ chính

Xác định góc a : Dựa vào hướng công trình, hướng gió chính, góc tạo bởi hg gió chính và đường vuông góc với tuyến công trình là a

Xác định V :

 Tại sao MNDBT lại tính với vận tốc gió max, mà MNLTK lại tính với gió trung bình max?

MNDBT lại tính với vận tốc gió max vì hồ duy trì ở trạng thái MNDBT nhiều hơn

 Cách chọn loại vật liệu như thế nào? BT hay đá xây?

Chọn loại vật liệu bảo vệ mái theo hsl1% Nếu hsl1% <1,25m thì dùng đá xây, nếu lớn hơn thì dùng BTCT, BT Tuy nhiên, nếu vật liệu đá xây khó tìm vùng xung quanh công trình, cần vận chuyển

xa hoặc trọng lượng hòn đá >80kg hoặc dùng BT, BTCT mà có giá thành bé hơn thì chuyển sang dùng BT, BTCT để tiện thi công

 thể hiện các thông số lên hình vẽ? đặc biệt là Dh?

 cách tra các thông số của sóng leo? Đặc biệt đặc trưng lớp gia cố, và K4; -> tính ra hsl1%

c lu t?o lòng

ÐO? N 2 ÐO? N 1

r1 r2 r3

r13

Theo TCVN 8241-2010, chiều cao sóng lao có mức đảm bảo 1% được xác định:

.K h' ' ' K' ' ' h'

- hs1%, h’s1%: Chiều cao sóng ứng với mức đảm bảo 1%

- K1, K2, K3, K4, Kα và K’1, K’2, K’3, K’4, K’α: các hệ số

a Xác định h s1% và h’ s1%.

hs1% và h’s1% được xác định theo QPTL C1-78

Giả thiết trường hợp đang xét là nước sóng sâu H > 0,5.

Tính các đại lượng không thứ nguyên

.

g t

V (

'

g

V ), trong đó t là thời gian gió thổi

liên tục (s ) Khi không có tài liệu, lấy t = 6 giờ

Theo đường cong bao phía trên ở đồ thị hình P2-1 xác định các đại lượng không thứ nguyên 2

g V



), chọn trị số nhỏ nhất trong 2 trị số tra được Từ đó xác định được h và 

 trị số bước sóng trung bình được xác định:

2

.2

g V

b Xác định các hệ số.

- Hệ số K1, K2 và K’1, K’2 tra ở bảng 6 - TCVN 8421:2010, phụ thuộc vào đặc trưng gia cố mái và

độ nhám tương đối trên mái

- Hệ số K3 và K’3 tra ở bảng ở bảng 7 - TCVN 8421:2010, phụ thuộc vào vận tốc gió và hệ số máim

- Hệ số K4, K’4 tra ở đồ thị hình 11- Các đồ thị của hệ số k4 - TCVN 8421:2010, phụ thuộc hệ số mái

m và trị số hs1%



, 1%

' 's

h



- Hệ số Kα, K’α tra bảng 9 - TCVN 8421:2010, phụ thuộc vào góc α

tính ra hsl1% để làm gì? Để xác định cao trình đỉnh đập

12- Vẽ sơ đồ và trình bày phương pháp tính toán thấm qua đập đất, mặt cắt lòng sông và mặt cắt sườn đồi (Xác định q, đường bão hòa, kiểm tra J)?

 Ý nghĩa

Đập đất và nền công trình khi làm việc dưới tác dụng của áp lực cột nước sẽ xuất hiện dòng thấm.Sự xuất hiện của dòng thấm qua đập đất và nền sẽ gây nên những tác hại rất lớn về mặt tổn thất nước cũng như các hiện tượng xói ngầm gây ảnh hưởng đến tính bền vững của công trình

Do đó trong thiết kế và xây dựng đập đất vấn đề nghiên cứu, đánh giá dòng thấm là một khâu quan trọng và không thể thiếu được

 Các giả thiết cho bài toán thấm

- Đất nền là môi trường đồng nhất và đồng hướng

- Nước chứa đầy trong miền thấm và không ép co được

Nguyên tắc tính thấm cho đập trên nền có thấm: Khi tính thấm cho đập coi nền không thấm

và khi tính thấm cho nền thì coi đập không thấm: q = qđ + qn

Xét trường hợp 2 : Thượng lưu là MNLTK, hạ lưu là mực nước tương ứng, thiết bị thoát

nước làm việc bình thường

Hình 5.12 : Sơ đồ tính toán mặt cắt lòng sông, với thượng lưu MNLTK= 117,401m ; MNHL =

93,65m

5.2.4.1 Phương pháp và công thức tính toán

Lưu lượng thấm qua đập : Với đập đồng chất có thiết bị thoát nước và khi hạ lưu có lưulượng h2  0

+ Đoạn 1 : Xét mặt cắt 11-22 áp dụng công thức Duyquy

+ Đoạn 2 : Xét mặt cắt 22 đến hạ lưu cao trình đáy

+ h1: Là chiều cao cột nước thượng lưu tương ứng với 2 trường hợp MNLTK

+ h2 : Là chiều cao mực nước hạ lưu ứng với 2 trường hợp MNLTK với h2 là 1m

+ L Là chiều dài đoạn quy đổi thượng lưu

1 1 1

m h L

 Tổng lưu lượng thấm qua đập và nền : q q d q n

Phương trình đường bão hòa có dạng

y=√2 x a o

 Kiểm tra độ bền thấm

a Đối với thân đập

Cần phải đảm bảo điều kiện sau : R=

ω χ

Trong đó :

n k

n

h h J

L





với J Gradien thấm qua nền` k n

[J k n]cp là gradient cho phép của đất nền và cấp công trình, theo TCVN 4253-2012 , bảng 3b với đấtđắp đập là đất á sét và cấp công trình là cấp II → [J k d

]cp=0,45

J k n=0,142<[J k n]cp=0,4 Đảm bảo điều kiện thấm qua nền

Kết luận: Gradien thấm thân đập và nền nhỏ hơn gradien thấm cho phép vậy đảm bảo yêu cầu về kiểm tra độ bền thấm

+ Mục đích tính toán thấm? Sử dụng q, đường bão hòa, kiểm tra J để làm gì ?

- Xác định lưu lượng nước thấm qua thân đập, nền và bờ để đánh giá tổn thất nước trongtính toán kinh tế và cân bằng hồ chứa, đồng thời trên cơ sở tính toán đó mà quyết định những hìnhthức chống thấm cho thân đập và nền

- Xác định vị trí của đường bão hoà để bố trí vật liệu xây dựng thân đập và đánh giá sự ổnđịnh của mái Việc xác định vị trí của đường bão hoà còn có mục đích lựa chọn hình thức thoátnước thích hợp cùng kích thước của nó nhằm nâng cao ổn định mái dốc hạ lưu

- Tính toán gradient thấm để đánh giá mức độ xói ngầm chung và xói ngầm cục bộ nhằmmục đích xác định kích thước hợp lý của thân đập, của những kết cấu chống thấm, thoát nước vàthành phần của tầng lọc ngược

+ Nếu không thỏa mãn J thì làm thế nào? Ý nghĩa vật lý của J là gì?

Không thỏa mãn J nghĩa là đập không đảm bảo độ bền thấm, cần phải làm chống thấm cho đập: tường nghiêng, chân răng, tường lõi

Ý nghĩa vật lý của J :

+ Cách xác định mực nước hạ lưu, trường hợp MNLTK? Tại sao ứng MNDBT hạ lưu lại có nước?

Xác định theo đường quan hệ Q-Zhl, dựa trên Q xả

Ứng với MNDBT, HL vẫn có nước vì cống lấy nước vẫn làm việc

+ Nêu điều kiện để chọn thiết bị chống thấm thân đập?

J > Jcp

+ phương trình đường bão hòa thể hiện đường nào?, Điểm giao đường bão hòa với mặt thượng lưu vẽ như thế nào?

13- Vẽ sơ đồ cắt dọc đập, cách chia đoạn để tính toán tổng lưu lượng thấm; cách xác định

Q thấm và cách kiểm tra khả năng thấm mất nước của hồ?

+ cách chia đoạn dựa vào đâu?

Chia đoạn dựa vào địa hình, chọn các mc điển hình, mặt cắt nơi địa hình thay đổi đột ngột

+ Tại sao chọn 30 ngày, K=1%

Tính theo điều tiết hồ,

+ Nếu không thỏa mãn điều kiện thấm, thì biện pháp xử lý là gì?

Thực hiện các biện pháp chống thấm, tường nghiêng, chân răng hoặc kết hợp, tường lõi

14- Vẽ sơ đồ và trình bày phương pháp tính toán xác định hệ số an toàn ổn định nhỏ nhất Kmin của mái đập cho một trường hợp tính toán? Nêu cách kiểm tra tính hợp lý của mái đập?

 Tìm vùng có tâm trượt nguy hiểm: Sử dụng kết hợp 2 phương pháp.

- Phương pháp Finennit: Tâm trượt nằm ở lân cận đường MM1, M và M1 được xác định như sau:

M: Được xác đinh bởi α và β, ứng với độ dốc trung bình mái hạ lưu:

Hình 5.16 : Hình minh họa phương pháp Finennit

- Phương pháp Fanđêep.

Tìm trung đoạn I của mái hạ lưu mh.

Dựng 2 đường thẳng:

+ Đường thẳng đứng qua I vuông góc với nền

6) trang 147 - Giáo trình thủy công tập I ta có:

2,3

2,3 25, 4 58, 42( )1,0 25, 4 25, 4( )1,0

Hình 5.17 : Hình minh họa phương pháp Fanđêep.

=> Kết hợp cả 2 phương án ta tìm được phạm vi có khả năng chứa tâm cung trượt nguy hiểm nhất

đập, tiến hành tính hệ số an toàn ổn định K1, K2, K3…cho các cung tương ứng, vẽ biểu đồ quan hệgiữa Ki và vị trí tâm Oi, ta xác định được trị số Kmin ứng với các tâm O trên đường thẳng M1M Từ

vị trí của tâm O ứng với Kmin đó, kẻ đường NN vuông góc với đường M1M Trên đường NN ta lạilấy các tâm O khác, vạch các cung cũng đi qua điểm Q1 ở chân đập, tính K ứng với các cung này, vẽbiểu đồ trị số K theo tâm O, ta xác định được trị số Kmin ứng với điểm Q1 ở chân đập

Với các điểm Q2, Q3… ở mặt nền hạ lưu đập, bằng cách tương tự, ta cũng tìm được trị số Kmin tương ứng Vẽ biểu đồ quan hệ giữa Kmini với các điểm ra của cung Qi, ta tìm được hệ số an toàn nhỏ nhất

Kminmin cho mái đập

42cm5.00