Luận văn nghiên cứu giải pháp tiêu năng hợp lý Đối với Đập tràn xả lũ bản mòng tỉnh sơn la

ñ phưm liên tục sẽ ty tả xói hạ Vi vậy cẩn nghiên củu áp dụng giải pháp công trình mũi phun không liên tục hay còn gọi là mũi phun so le dé: + Giảm nhỏ tỷ lưu của dong phun phóng xuố

tinh của thây giáo PGS.TS Nguyễn Văn Bán và các thấy giáo, cô giáo trường Đại hoe Thuy Loi, bạn bè động nghiệp cùng với sự nỗ lực cố gắng học tập, tim tòi, nghiên củu, tích lũy kinh nghiệm thục tê của bản thân, tác giả đã hoàn thành luận

với đề lài “ Nghiên củu giải phúp liêu năng hợp lý đỗi với đập trằn xã

vin the

Wi Ban Mong tĩnh Sơn La”

“Tác giã xi chân thành cám ơn các thấy giáo, cổ giáo vá cản bộ công nhân viên Phòng Đảo tạo Đại học & Sau Đại học, Khoa Công trình, Trường Đại học Thủy lợi đã giảng đạy, tạo diều kiện giúp dỡ fác giả trong suốt quả trình thực hiện luận văn

Đặc biệt tác giả cũng xiu dược gửi lời cẩm ơn sâu sắc tới thấy giáo PGS.TS

Nguyễn Văn Ban da di tan tinh hướng dẫn, chỉ báo và cung cắp các thông tin khoa học quý báu cho tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận van nay

thuận lợi để tác giả hoàn thành luận vấn đứng thời hạn

Do hạn chế vẻ thời gian, kiến thúc Khoa học và kinh nghiệm thực tế của bản thân chưa nhiều niên luận văn không tránh khỏi những thiếu sói Tác giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp và trao đối tận tình của các thây cô giáo và bạn bẻ để luận văn được hoàn thiện hưu

Tôi là: Mã Văn Hùng,

Học viên lớp 19C11

Tôi xin cam doan luận văn Thạc sĩ với dễ tải: */Mghiên cứu giải pháp tiêu năng hop lý đỗi với đập tràn xã lũ Hăn Màng tỉnh Sơn La” là công trình nghiên cứu của bản thân tôi Các thông tin, tài liệu, bảng biếu, hình vẽ lấy từ nguồn khác đều được trích dẫn nguồn đây đủ theo quy định Nếu cỏ gì sai trái tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm theo quy định của nhả trường,

Đà Nẵng, ngày 10 tháng 08 năm 2013

Tảo giả luận văn

Mã Văn Hùng

T Tỉnh cấp thiết của dé tai

Sau khi xây dựng hỗ chứa, điều tiết lũ tích một phần ở trong hỗ phần còn lại sẽ

thông qua đập tràn xã xuống hạ lim Với chênh lệch cột nước cao hang chục mét

công với lý lưu lớn, để đầm bão an toàn cho công trình vận hành cần phải có giải pháp tiêu năng nhằm tiêu hao phân lớn năng lượng của dòng chấy Giải pháp tiêu năng thường đừng là:

⁄ˆ Biệu pháp tiêu năng diy (bé Liêu năng)

Y Biện pháp tiêu năng dòng phun

Theo tải liệu thống kê thì các công trinh đập tràn có cột nước cao, tỷ lưu lớn dùng giải pháp tiêu năng dòng phun chiếm gần 70% Khi chợu giải pháp tiêu năng, dòng phun cần phái dựa vào điều kiện địa hình, địa chất, vị trí tuyến công, trình với

tuyển lòng sông ở hạ km dé xét

Song với dạng tiêu nắng đồng phún áp đụng m

hưu lớn Diéu này khiển cho khối lượng thị công đảo hỗ xói nhiều không kinh tế, mat khác hồ xói sâu đễ gây sạt mai cho hai ba

ñ phưm liên tục sẽ

ty tả xói hạ

Vi vậy cẩn nghiên củu áp dụng giải pháp công trình mũi phun không liên tục

(hay còn gọi là mũi phun so le) dé:

+ Giảm nhỏ tỷ lưu của dong phun phóng xuống hồ tiêu năng (giãm q) v“ Tăng khả năng trộn khi vào luồng phun để giảm nhỏ lưu tốc dong phun v“ Tăng khá năng va đập của luông nước trong không trung để tiêu hao thêm năng lượng cửa đồng phím trước khi rơi vào hỗ xói

Song với điều kiện cụ thể của các công trình khác nhau, cần phải vân dụng cho thich hợp dựa vào lý luận chung về tiếu năng dòng phưn, nhất là loại mũi phun so le chua duge nghiên cửu kỹ về

vˆ Kich thước bố trị của rãnh và mó

v_ Vị trí đặt mề thích hợp + Chiểu đài phunxa nhật và phưn gân nhật

w Độ sâu xỏi giảm so với mũi phụn liên tục

Vi vay học viên cho rang dé ap đụng vào công trình đập tràn xã lũ Bản Mông

sử dụng mũi phun lien tục theo hỗ sơ thiết kế cần thiết phải được nghiên cửu thêm

về lý hiận cũng như thực tiễn

Qua để tài mày học viễn sẽ di sâu vào việc xác lâp quan hệ của đóng phụn: Lina ~ Øạ và Luig~ Ø, Nhằm giúp Ích cho các công trinh tương tự, cho người thiết

kế khi áp dụng mũi pinm so le sẽ tỉnh toàn được chiều dải phun xa của mô và của rãnh

3, Mục tiêu và phạm vỉ nghiÊn cứu

2.1 Mục tiêu

Trong luận văn này học viên sẽ di sâu vào nghiên cứu chủ yêu:

(1) Tự thuyết xác định chiều đại phím xã của mũi phúm số le gồm

Ly ~ mồ phun (8, ) Lyin ~ rãnh phìm (8, )

Trong đó: 0, 0„ lần lượt là góe phun của mó, góc phun của rãnh

(2) Vi tri dat mé phun so le một cách hợp lý

(3) Phan tích cơ chế thủy lực của mũi phưm so le (có so sánh với cơ chế thấy lục của mũi phun liên tục)

(4) Phương pháp tính V„, Vụ, hạ, bạ của mũi phun số le

Trong đó: Và, Vụ lần lượt là lưu tốc ở rãnh và ở mồ phụn

hạ, hụ lân lượt là độ sâư tại rãnh và dình mó

2.2 Phạm vi nghiên cứu

Pap trăn xã lũ Bản Mong tink Son La

3 Cách tiếp cận và phương pháp nghiền cứu:

lọc viên sẽ dùng Phương pháp nghiên cứu lý luận trên các tài liệu cỏ liên quan dược dãng tải hiên nay kết hợp với kết quả thí nghiệm mô hình Vật lý

Qua thì nghiệm mô hình thu thập số liệu, dưới sự hướng dẫn của thầy giáo

hướng dẫn, tiên hành phân tích số liệu đề kiểm chứng phân lý thuyết mà học viên dé

xuất Ngoài minh chúng bằng số liệu còn thể hiện bằng hình vẽ và ãnh chụp đẻ mô

tả,

(1) Xác định chiểu dải phưn xa nhất và phun gắn nhất của loại mũi phưn so le bằng biểu thức toán học:

Lain ~ (Ve 9, a) (2) Phân tích cơ chế dòng chãy của loại mũi phun so le (mũi phan không liên tue)

(3) Áp dụng vào công trình Thủy điện Bán Móng Sơn La

Dòng nước lũ Lừ thượng lưu di vào hồ chứa dược diểu tiết, tích lại một phẩm,

phần lm lượng đư được xã qua các cỏng trình thao l như đập tràn xã lũ, đường

tràn xã Ìũ, tuy nen tháo lũ, hay công xã lũ, đem lưu lượng dư này xã xuống hạ lưu Nối tiếp dòng chấy từ lòng, hễ có thế năng lớn, lưu tốc nhỏ chảy qua công, trình thảo đem thể năng dân dân chuyên hóa thành động năng, nên độ sâu cỏng cháy giám dân

xà lưu tốc lăng lên nhan Vì vậy khi nối Gép voi mat nước hạ lưu sau chân công, trình sẽ lâm thay dỗi trạng thái dòng chảy ở doạn lỏng söng hạ lưu nay Do chiều rộng công trình xả lũ so với chiều rộng lòng sông tự nhiễn nhỏ hơn nhiền, nên đơn

vị lưu lượng có giá lrị rất lớn, có động nẵng được tập trung cao, Theo lý thuyết tủ nắng lượng du này được thể hiện trong, biểu thức để xác định:

Trong đó

Ni Công suất của năng lượng dư (EW án) 7: Dung trọng của nước (Lán”)

AH: Chênh lệch cột nước giữa thượng lưu và hạ lưu ăn)

Ví đụ như cổng trình thủy điện IIòa Bình mà ta đã biết thị:

Tatu lượng xã từ nhỏ đến lưu lượng thiết kế là Q„—13500mẺ¿ : 35400m5⁄4,

với chiêu rộng đốc nước cuối tràn B=180m thi ty hi thay đối là q=75m”⁄

q196m2/s; mục nước múa 1ũ ở thượng hạ lưu có độ chênh AII-Za-Zw—120m- 27m~93m Tử dỏ suy ra công suất của năng lượng dòng chảy dư đạt toi

Noyin=9.8*75*85=62475KWin — (Trường hợp xả lũnhẽ) N„„ 9/89196*93 178634KW/m (Trường hợp xả lùth

é)

Công suất của năng lượng dư nảy rất lớn khi dé xudng, ha hru sé dao xi long sông và hải bờ ở sau chân công trình gây mắt ổn định cho công trình

Chỉnh vì lẽ dó mà khi thiết kế xây dựng cá

trọng cần giải quyết là chọn một giải pháp Liêu năng thích hợp,

cong (inh xa lt, mét van dé quan

Ti với các giải pháp tiêu năng hiện nay thường được áp dụng là

+ Dũng biện pháp tiêu năng đáy (Bể tiêu năng)

+ Diửng biện pháp tiêu năng đòng phun (mũi phụm)

Đi với mỗi cụm công trình đâu mỗi, việc bồ trí công trình xã lũ & ha hm dime hình thức tiêu năng day (bể Liêu răng) hay dùng hình thức liêu năng dòng phưn dều đựa vào tình bình địa hình, địa chất để xem xét

Khi nền đã bạ lưu công trình là loại đá mềm yếu, cường độ kháng nềnz< 400kg/m” thi nén ding hình thúc tiêu năng dáy (bể tiêu năng) còn khi nền đá hạ lưu công trinh lá các loại đã tốt như granmit, hoa cương hay thạch anh vv có cường độ chu nén cao ø> 600kg/mẺ thì xót dùng hình thức tiêu răng dòng phí Bởi vì khí dùng dạng tiêu năng dòng phun xa thi hệ số xói K của dòng phun phụ thuộc vào tinh chất của nên đá được thẻ hiện trong bảng phân loại sau:

Bảng 1.1: Hệ số xôi K của đồng phun phụ thuộc vào dia chat

Thân loại Đặc Irưng cầu tạo nên đá của nên của đã Ø

a 2 0809 0.85 1600 + 2000

( Khó xới) triển chặt chắc

T ang lang to, khe nứt phải

(Có thế xói) | triển nhiều chỗ rắn chẳccóii 0,0: 12| 110 1000 : 1500

chỗ có nhét

ur Dang lang vo Khe mitt phat

(DEx6i) | trig, dai bé phan Khe nut rd, 12 : 1,5 135 600 : 1000

Ghi chú: Pham vi thích hợp với hệ số K là 30°< Ø <70° với Ø là góc của dòng

phím đỗ vào mặt nước lòng sống (còn gọi là góc tới)

Dạng tiêu nắng đáy và tiêu năng đồng phún sau đập tràn xã lí thể hiện như đình 1.1 và 1.2

du này; còn nếu hiệu quả tiêu năng chi dat dưới 50% năng lượng dư thì ta coi giải phap tiêu năng đã chọn có hiệu quả tiêu năng thấp

Ví dụ như khi thi nghiệm mô hình đập tràn xã lũ Mước Trong sau đập trán xa

là đòng giải pháp tiêu năng đáy (bé tiêu năng) và mỏ tiêu năng cho hiệu quả tiêu

răng đại tới 65% nắng lượng dong chảy qua tran đỗ xuống hạ lưu Còn tiêu năng,

động phun xa như kết quả thí nghiệm mô hình dập tràn Thủy diện Hòa Bình theo

Về tiêu năng day (ding bẻ tiểu năng) mục địch là khi đông chảy từ thân tràn

đỗ xuống bạ lưu sẽ hình thành nước nhây ở trong bể tiêu năng, trong khu nước nhãy

Thì lưu tốc của dòng chủ lưu đi sát đáy, lưu tốc rất lớn cởn nửa phản trên là dang

cuộn lại trên ruặt hưởng chây về phía thượng lưu Do trạng thái nước nhảy nên các phân tử nước xảo trộn va chạm lần nhau mà nỗng lượng dược tiếu hao di tỗa ra nhiệt lượng nghĩa la nhờ nước nhấy đem động năng chuyển thành nhiệt năng, như vậy sau khi đồng chây đi ra khỏi bẻ tiêu năng lưu Lốc được giảm xuống íL gây xói lỡ

tạ lưu

Khi dùng hình thức bể tiêu năng cần phải xác định được chiều đài, chiều sâu

bể uiêu năng dựa theo các công thức lý thuyết đã có sẵn:

+Về chiêu đài bễ dùng công thức

1 Chiều sâu bể 8 dùng biểu thức

Trong đó,

Ly Chiéu dài bể tiêu năng

h„ — Độ sâu mước nhảy tại mặt cắt co hẹp

hy - Độ sâu liên hiệp (cuối nước nháy) S- Chiêu sâu bể tiêu năng

ø— Hệ số (øg=1,05 : 1,10)

Ti với hình thúc tiêu năng bằng dòng phun thì trước tiên phải chọn góc mũi

phạm hợp ly Ø, thông thường góc phím Ø được chọn là 25) + 35”, đó là dang mii

phun liên tục, còn mũi phun so le @mũi phun không liên tạo) thì chọn góc phụn cho

rãnh Ø, và góc phun cho mồ ổ„ thường chọn 6= 0° : 15”, còn góc phm của mế

Øạ„ =25 + 30” đồng thời còn phải thiết kế hình đạng mồ phun

Với dạng tiêu năng đóng phưn thí cần phải tinh các thông số cũa dòng phun là chiêu đài phum xa T„ và tính chiên sân há xói của đng phun T

+ Chiều dài phúm xe theo quy phưmn diễn hình như công thức của Liên xô (củ):

6 — géc hit cita mit phon (43) V- lưu tốc tại vị trị mũi phun (m/s)

xr độ sâu đẻng chây trên mũi phưn (m)

P.~ dộ gao chênh lệch từ mũi phưm đến mặt nước lòng sông ở lụa lưu (m)

Dé tinh chiều sầu xói của hồ xói hạ lưu trước đây thường đừng công thức Tầui- dơ-

gô (Liêu Xô cũ)

h~ Chônh lệch cột nước thượng hạ hưu (m)

Đôi với mũi phụn không liên tục nghiên cửu trên mô hình thi dòng phun xa phan lam hai hiồng, luỗng ở mồ phm xa hơn, còn luậng ở rãnh phun gan hon, song trong các tải liệu thủy lực có liên quan cũng như quy phạm ít tải liệu nêu ra công thủc tính chiều dài phun xa đổi với dạng mũi phun sơ le mà mới chí có công thức

tinh chiêu dai phun xa đổi với mũi phun liên tục (xác định đông phun xa nhất)

Tác dụng tiêu năng của dòng phím là quá Bình động phun bay vào không

trung vừa ma sát với không khí tiêu hao một phần năng lượng của dòng cháy, theo kết quả nghiên cứu trước đây thì tác đụng tiêu năng nảy đạt được khoảng 6 : 7%

xăng lượng của dòng chấy Mặt khác dòng phưn khi bay vào không ung rộn Hin

với không khí tạo ra đòng trộn khí, đòng nước trộn khi khi đỗ xuống lớp nước đệm

ô hạ hưu trong phạm ví hỗ xói mà năng lượng đông chảy được tiêu hao từ 50% đến

60%, phần năng lượng động chảy cỏn lại sẽ chảy xuống bạ lưu nên gầy ra xói lỡ

lòng và bờ kênh dân lũ Vị vậy nên trường hợp dùng, siái pháp tiêu năng, đảy thị sau

‘be tiêu năng còn đùng giải pháp tiêu năng phụ rữnz rãnh tiêu răng, sau bễ còn có sân

sau chống xôi.

- Dạng mũi phun liên tục

- Dạng mũi phưn không liên tue (mii phun so Je)

Trong thiết kể xây đựng công trình Thủy lợi, thủy điện ở nước ta đã thiết kế xây dựng nhiều dập trần xã lũ áp dụng tiêu năng dạng mũi phun như

Tập tràn cổng trình thủy điện Iiòa Bình, đập tràn thủy điện Sông Ilinh, dap

trăn thủy điện Yaly, đập trăn hỗ chứa Tả Trạch (Thừa Thiên Huế), đập tràn Bản Về

(Nghệ An), đập tràn Thủy điện Sơn La, đập tràn Thủy điện Ban Chat (Lai Chau), đập tràn Thủy điện Lai Châu, đập tràn công trình Thủy lợi, Thủy điện Của Đạt

(Thanh Hóa), đập trăn hỗ chim Kréng Pach Thuong (Die 1

(Ninh Thuận), dập tràn hỗ chứa nước Ban Mong (Sun La)

Chỉ tính từ năm 1990 đến nay đã có khoảng 48 công trình đập tràn được xây

) đập trăn Sông Cải

dựng, trong đó có khoảng 35 công trình áp dụng dạng tiêu năng heo hình thúc mi phun chiếm tới khoáng 52% Đặc biệt các công trình Thủy lợi Thúy diện lớn ngày nay có xu hướng sử đụng tràn xã lũ tiêu năng dang moi phìm ngảy một tăng chiếm tới 65% trong số các công trình dã và đang dược xây dựng

Ngoài bai dạng mũi phun nêu trên thường dùng ở Việt Nam ở nước ngoài đối với công trình thủy điện cột nước cao trên 150m cỏn sử đụng hình thức mũi phun nhiều tầng như công trình tràn xã Hi Thiên Sinh Kiểu (Trung Quốc) hay dang mũi phun thu hep như mũi phưn tràn xả lũ cổng trình thủy điện Tam [Hiệp trên sông Trường Giang (Trung Quốc),

Dudi đây lá 2 dạng mũi phun thưởng dùng là mũi phun liên tục vá mũi phun so Ìe

Tình 1.8 Dạng mũi phun liên lục

Dang mo phun hei kiéu Dang hinh thang day bang

Hình 1.4 Cac dang miti phun so le cudi dap tran Trong xây dựng các công trình đập tran xa

ở nước ta đã chọn đạng mũi phun liên tục có góc phụm Ø =259+ 30° là tương dỏi tốt như là các công trình sau:

I Đắc nước cuối tràn xã lũ Tuyên Quang chọn Ø=25°

+ Déc nước cuỗi tràn xả lũ Thủy điện [Ida Binh chon 0=27°

+ Déc nude sau tran Cita Dat chon Ø8=271

+ Géc mili phun cudi dap tan thy dign PiniBri chon 0=25°

| Géc mũi phưn cuối đập trân Ban Méng chon Ø=25° vv

Khi thiết kế xây dựng dạng tiêu năng mũi phưn muốn tạo được dòng phun xa hop ly thì không chỉ chọn góc mũi phun Ø thích hợp mà còn phải thiết kế bán kinh cong ngược chuyển tiếp cuối thân đập (hay cuối đốc nước) thích hợp Theo tải liệu nghiên cứu của nước ngoài thì giá trị bán kính cong ngược R nên chọn trong phạm viR (610 = (1.6)

Trong đó

R- Ban kit cong ngược ứn) h- Dé sau dong chấy tại vị trí định bán kinh ong (m)

Kiki chônh lệch cột nước từ thượng lưu đến vị trí mũi phưn cảng lớn thì nên chọn R có giá trị lớn Trong nghiên cứu thí nghiệm mồ hình cững như thực tế cảng trình quan sát cho thấy, dạng mini phim liên tục tuy tạo được đông phun có chiều đài

xa nhất nhưng phạm vĩ động rơi đỗ xuống lòng hỗ xói hẹp và tập trung nên hình

thành hỗ xói tương đổi sâu, đó là điên bát lợi đễ gây mat ổn định cho chân dap tran

và mái lửa bên hỗ xói Vì thể nên

e nhà nghiên cứu đã cải tiến mũi phun liên Lục thành dạng xui phun không liên tục (mũi phun so le) Như ta đã biết công trình thủy điện Liỏa l3ình thiết kế bạn đầu và xây đựng lả mỗi phun liên tục sau khi đi vào vận hanh thấy rằng mũi phun hiên tụe tạo ra hỗ xói sâu, nên sau đó đã nghiên cửu sửa dỗi thành dạng mũi plrun so le, cuối dốc nước hiện nay bố trí thêm 7 mổ phun

Vi dạng mũi phun so le này chiều dai déng phun xa nhất tưy có ngắn đi chút it so với dạng mũi phun liên tục nhưng phạt vì dòng phưn rơi đồ xuống ruặt hồ xói rộng

ra, năng lượng dòng chảy ít tập trung hơn đồng thoi với mũi phun sơ Ìe tạo ra hai kuồng phun bay vào không trung là đòng phun đi từ mổ phưn bay cao va xa, con động phím đi từ rãnh phun bay thấp và gần, hai luỗng phun này chúng và đập với

nhau trong không trung so với luồng phun liên tục tiêu hao được nhiều năng lượng

du ota déng chây Với hai lý đo đó khiến cho chiều sâu hỗ xói khi đàng múi phun

so le giảm nhỏ đi nhiễu so với đông phun Bên tue

zninh trang kết quả thí nghiệm thể hiện ở hình 1 9

+5mm; độ sâu đông chấy ở hạ lưu lụ=27cm

Đường viên xới (1) của mồ hình thang xudi (lec)

Đường viên x6i (2) cua m4 hinh chữ nhật

During viễn xói (3) của mũi phun liên tục

Dưới dây là số liệu thí nghiệm do các thông số của 4 loại mũi phun dược dưa vào nghién citu ghi trong bang 1.2

Bảng 1.2 So sánh cúc thông số của 4 loại mãi phưc

100 155 210 | II 0071 | 63% | 0245 | 87% | mép nhật

âm Hình

Trong đó: Tạ - Chiều sâu tính từ mặt nước đến đây hồ xói

Tạ=T thứn) T~ Chiểu sâu xói tính từ lòng sông đến đây hỗ là— Độ sâu dòng chảy ở hạ lưu

Ly Chiéu dai dong phun gan nhất

Ty — Chiéu dai dong phun 6 tam hé xdi

Ls Chiéu dai dong phun xa nhat 1.3 Các kết quả nghiên cứu ở nước ngoài và trong nước về liễu năng mũi nhun 1.3.1 KẾT quả nghiên cứu ở nước ngoài

Tử giữa thể kỹ 20 ở các nước công nghiệp phát triển yêu cảu điện năng tăng

lên nên việc phát triển xây đựng các công trinh thủy điện vừa và lớn phát triển một

cách nhanh chống để tạo nguồn điện năng sử dụng bằng than đá trắng do đó nhiều công trình dược nghiền cứu vả dưa vào xây dựng đã dùng loại dap tran xã lũ nổi tiếp theo dang dòng phun có thể kế đến Dặp Brack (Liên Xô cũ) được xây đựng vào xăm 1960 với lưu lượng đơn vị thiết kế là gq 30,5m2/4 Đập Brack có 10 khoang tran

mỗi khoang rộng b=l8m, Q„;=5490m2⁄4, lưu tốc kẽn mũi phòng đạt tốc độ

V„„=35m/s; bản kinh cong ngược cuối đập R=15m; gốc múi hắt Ø=35% được thé hiện trên hình 1.7

14

Ngoài đập Bick ở Liên Xô (cũ) còn xây dựng đập trăn dùng mũi phun & cudi tràn là đập Kơrátsnaiski thẻ hiện như hình 1.8 ä Thổ Nhĩ Kỳ đã xây đựng đập Kha lát ka cũng bề trí mũi phun ở cuối đập thể hiện như hình 1.9

Ifinh 1.10 Mat cit ngang dap Guri (Vé né 2ué la) Đập tràn công trình Thủy diện Guri ở nước công hỏa Venczucla xây dựng vào năm 1982 có lưu lượng đơn vị tương đổi lớn q=15Om”⁄s; chiều rộng tràn l3=40m;

Alm/s;

dap co chénh léch cét nuce thugng hạ lưu A⁄2=130m thẻ hiện như mật cắt ngang ở hinh 1.10

lm lượng xã lũ Q,¡=6000m”8; lưu tốc đòng chảy trên mũi phun dat toi Vin

Ở Trung Quốc đã xây dưng đập Đan Giang Khấu trên sông Hán Giang cao

105m cò chênh lệch cột nước AH =82m; hay như đập tràn công trình túy điện Tam

Tiiệp ở Trung Quắc thế hiện ở hình 1.11 công trình này có mục nước hồ Z„=1 75m, cao Hình mũi lất Z„w-85m, góc mĩi hái 6-27, lưu lượng đơn vị thiết kế qE17⁄m2⁄s, mực nước tương ứng ở hạ lưu Z=77m Dập được xây dựng trên nên đá gốu Granmie có ứng suất nẻn ø—1200kg/em”, lưu tốc đòng chảy tại mũi hắt là

V„„=3⁄4m/s, chiên sâu tại mũi hắt h„„=5,Im, ban kính cong ngược ở cuối tràn đã chon R-24m

Hình 1.11, Mặt cắt dập trùn thủy diện Tem Hiệp Trung Quốc 1.3.2 KẾL quả nghiên cứu trong nước ứng dụng đập tràn xả lũ tiêu năng đựng dòng phun:

Tử thập niên 80 của thể kỷ 20 ở nước ta bắt đâu xây đựng các công trình hồ chửa Thủy lợi Thúy điện vừa và lớn áp dụng tiểu năng đóng phun đã có khoáng,

25 công trình trên tảng số 18 công trình đập tràn xã lũ đã xây đựng Như một số các công trình được mô lä dưới đây sử dụng mữi phun liên tục

Đập trên Thủy điện Yaiy: Có 5 khoang tràn mỗi khoang rộng 10m, sau dap

tràn là đốc nước có độ đốc tương đổi lớn tới gân 27!, cđhmg mũi phun lien tục, hưu lượng xả Qụ 6000m4

Đập tràn Thủy diện Kanak (Gia Lai): Đập tràn xã lũ bộ trí bên bờ phải gồm 3 khoang có kích thước (nxbxh)=3x(12x13)m, kết câu bê tong cốt thép, đạng mũi

phun lién tue, mii phun bố trí ở cuối đốc nước đài gần 21Sm, đoạn dau dai 135,88m với độ đốc ¡=10%, doạn sau dài gản 58,60m độ dốc ¡=19,80%, giữa hai doạn dốc có đoạn chuyển tiếp bán kính cong R=150m, sau đoạn đốc nước thự hai là đoạn mũi phun đải gần 20,60m, có báu kính cong ngược R 30m, mũi phun có góc đốc 9-30, hm lượng xã Q—3000n”/s

Đập tran hà chứa nước Cửa Đại: Đập tràn xã lũ gồm 5 khoang, mỗi khoang

rộng 1m, ngưỡng tran ở cao trinh +97,0m, day kénh din thượng lưu ở cao trình I85,0m, giữa các khoang có các trụ pin giữa day 3.0m, lắp cửa van cung không có tường ngực, hưu lượng xã Q„¿ từ 3400m4 đến trên 10800m2/4.

Đập tràn Thúy điện Tuyên Quang: Đặp tràn xã lũ được đặt bên bờ phải của

đập đâng nước thiết kế theo đạng xả kết hợp xả mặt và xã sâu Sau đập trăn là đắc

trước vả mũi phun

+ Trân xả mặt: Được thiết kế theo dạng mặt cất thực dựng không chăn không

Ophixérép, cdt made thiét ké II=15,1 5m (cao độ đỉnh ngưỡng tràn là +104,8Sm), số

khoang trăn trên mặt là 4, bê rộng rnổi khoang Pạ-l5m, lông cộng tràn nước

TB„=ó0m; trụ pm dày 3,5m, mặt tràn kết thúc ở cao trinh +86,7m với bán kính cong

lõm R=18,5m, các trụ đập kéo dai hon mặt tràn về phia hạ lưu,

+ Xã sâu Số cửa xã sâu là 8, lỗ có Hết điện chữ nhật với kích thước

bxh=(4,5x6,0)m; cao dé day

tửn phân cách giữa các lỗ có 2 loại đầy 6m và 3,5m; đầu vào cong tròn với bán kinh

lỗ +85,0m, trằn cửa vào có dạng dường cong elip, trụ

1ã1,75m, dốc nước tiếp sau các lỗ xã có độ dốc ¡ 139 dải 85m, mũi phun liên tục

có góc phưn 6— 25”, lưu lượng xâ Qu¡ø=7000m) 44

Đập tràn hỗ chứa mước Tả Trạch: Đập tràn được nỗi tiếp với đốc mước, chiều rộng day déc là 58m, cao độ đáy dau doc 14 -14,80m, cao độ đây cuối đốc là +9.6ữm, độ độc của đốc nước i=Ñ%, chiều đài đốc nước là 79.0m Miũi phm liên

tục, cao độ mũi phưm là 112,0m với bản kitit cong của mũi phưn là R~30m, gốc nghiêng đoạn ra của mũi phụm œ=20”"

.Một số công trình đùng loại mũi phun so le như là

Đập tràn xã lũ thủy diện Hòa Bình (đã được nghiên cứu sửa đôi từ mũi phun liên tục thành mũi phun so le năm 1991), Mũi phun so le cuối đập trản thủy điện ĐămEri; Mũi phím so le cuéi déc nue sau tran Tả Trạch, Mũi phun so le cuối đắc nước sau tran KréngPach thượng (Đắc Lắc); Mũi phun sơ Ìe sau tran xả lũ Sông, Tranh 2; Mũi phưn so le cuỗi tràn xã lũ Bản Mông đều là ban đầu thiết kế đạng mũi phun liên tục khi nghiên cứu thí nghiệm đối thành mũi phun so le

Đưới dây là một số hình ảnh các công trình đập tràn Irong nước sử dụng tiêu năng đồng phím:

aio

Hình 1.12: Mặt bằng đập tràn Thủy điện Hoa Binh bé tri 7 mé phun cudi doc nude

Hình 1.14: Chính điện hạ lưu tràn xả lñ Yaly

Tình 1.16: Mô hình đập tràn Thủy điện Sơn La

Trong báo cáo kết quả nghiên cứu đê tài “Chọn kết câu mũi phun hợp lý cho tran xã lũ cỏ đốc nước” của PGS.TS Trần Quốc Thưởng năm 2008 đã đi sâu

nghiên cứu chỉ tiết kích thước của dạng mũi phun đưa ra được các thông số như bảng 1.3: Trên cơ sở thỉ nghiệm các mô hình không gian 3 chiều

Bảng 1.3: Các thông số của mồ phun so le

Góc hất Cao độ [ Tỷ số bê Góc Mai

tương rong Tysé | khuyéch | bén | Ghi

6, 0; đổi của | rãnhvà | bho | tanngang |củamô| chủ

15° =20° | 25° +30" | 08=1,0 | 08+0,9 | 23225 | 13°=20° 0,5

xác định chiên đài phun xa của kiểng phưm đi từ mổ cho Lựạy và luỗng phun di Lis

rãnh cho Lais thi chua duge nghiên cứu sâu đưa ra công thức tính giá trị L„„ và Levin

Thứ hai là đối với nên địa chất là các loại đá ở nước ta đổi với đồng phun dé xuống hạ lưu sau công trình khi áp đựng dang mi phun so le thi chiều sâu xói T được tỉnh như thẻ náo cfng chua được nghiễn cửu

Ngoài ra trong một số trường hợp cụ thể của công trình đề trảnh gây ra xói lở xuấi hai by thi cân phải nghiên cứu cách bố trí vị trí nỗ sao cho hợp lý dé đông, phim phỏng xuống hồ xói chiểu sâu xói nông nhất và phạm vi xới hẹp nhật Vì vậy hoe vién cho rang đối với dạng tiêu năng dùng mũi phun so le vẫn còn những vẫn

để đề tiếp tục nghiên cửu

1.4 Nhận xét chương 1

Trong chương 1 học viên đã tổng quan về giải pháp tiêu năng ở hạ lưu công trình thường được áp dựng đó là:

+ Giải pháp tiêu năng đây (bể tiểu năng, tường tiêu năng)

+ Giải pháp liêu răng đồng phun

Déi với giải pháp tiêu năng đòng phím đã khái quát nên lên đạng mũi phun

liên tục và dạng mũi phun không liên tục @mũi phun so le), dã nẻu lên được ưu nhược điển của hai loại mũi phạm này, dưa ra kiên giải khi nào nên áp dụng tiểu nàng đầy và khi nào nền đúng tiêu năng đồng phun Rö ràng giải pháp tiêu năng dòng phun sẽ tiết kiệm khỏi lượng xây dựng công trình hơn so với giải pháp tiêu xăng đây, bởi lẽ không phối xây dựng bễ tiêu năng và sân chống xói sau bê Hiểu nang

Mặt khác trong chương 1 học viên đã nêu lên các kết quả đã nghiên cứu và áp dụng ở trong và ngơi nước dối với dạng tiều năng rnũi phun vả dã đưa ra những, vân đề còn tôn tại về nghiên cửu đạng mũi phun se le

Qua các kết quá nghiền cứu ở trong và ngoài nước cũng như hỉnh thức rổ phun so le di áp dụng ở các công trình thực tế ở nước ta, có thể khẳng định rằng, việc nghiên cứu dạng vẻ kích thước hình học của mê phím so le đã được nghiên cứu tương đối sâu, song việc nghiên cúu các yếu tổ thủy lực vẻ đàng phun xa, chiều sâu

xói của mé phun sơ le còn tồn tại một số vẫn đẻ có thể dị sâu tiếp tục nghiền cửu

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU LÝ LUAN VE GIAT PHAP TIEU NANG

2.1 Dạng mũi phun liên tục

2.1.1 Cơ chỗ đồng cháy ở mii phun liên tục

Khi dòng nước chuyển động ở mũi phạm thi dòng chãy men theo dường biên của công trình xả, đông nước ma sát với đường biên làm cho mức độ rồi của déng chay tăng lên, không khí được trộn vào nước càng nhiều khiển cho năng lương của đồng nước tháo qua trên xã lũ tiêu lao thêm ruột phần năng lượng nữa

Khi đèng chảy chuyên động đến cuối mũi phìm đạt giá trị lưu tốc lớn nhất, tùy

theo don vị lưu lượng thiết kể và chênh lệch cội nước thượng hạ lưu của từng công

trình mà giả trị lưu tốc đạt từ 2lms + 40m3 Với giá trị lưu tốc lớn như vậy dẫu là đồng có lưu tốc cao, khi đi ra khỏi mũi phun bay vào không trung va chạm với không khí vừa tăng độ trộn khí vừa tiêu bao một phần rằng lượng trước khi đỗ

xuống mặt nước của hồ xói

Khi đèng phun nhân chim vào nước đệm ở hạ lưu, thi mặt nước phía sau và phía tuớc của luồng chính được tạo thành hai cuộn nước lớn Trong vũng cuộn hình thành đông cháy rồi mãnh liệt thể hiện như hình 2.1

nhất định tạo điều kiện cho dong phìm đạt hiệu quả tiên năng,

3.1.3 Chiều dài dòng phím củn mỗi phun liên lạc

Xác định chiều đài đồng phạm xã thông thường dựa vào lý thuyết đường đan

di, và ta coi chất diễm mước của dòng phưn có phương trình chuyên động theo dang

+ Khi tính toán các giả trị ø, 8, v chỉ là cáo giá trị gần đúng,

! Trong các công thức tính chưa để cập tới ảnh hưởng của bản kinh cong, ngược cuối mữi phun:

+ Trong tỉnh toản chưa đẻ cập dén khoảng cách từ điểm thấp nhất của đoạn cong tới đỉnh mũi phưn

+ Chưa xét dến mức dộ mở rộng, hiện tượng trộn khí súc cân cửa không khí + Khi dong phun nban chim vào trong lớp nước đệm hạ lưu thí tỉnh bình diễn biển thủy lực hết sức phức tạp

Hiện nay có nhiều công thức tỉnh chiều dải dòng, phun xa liên tục, mỗi công thức để cập đến nhân tổ ảnh huởng khác nhau, mức độ chỉnh xác của rỗi công thức phụ thuộc vào từng điều kiện cụ thể Vì vậy khi tính toán phải phân tích, lựa chọn công thức phù hợp vả dược kiểm chứng qua thí nghiệm mỏ hình thúy lực Để cho

điểm tỉnh chiêu đải

phưm xa ( Bao gồm

cột nước Vạ tới

gin)

Ø -Góc mũi phưn (rad)

‘Pac gia Công thức tính toán Ghi chủ

h- Cột nước trên đính trăn (mỳ mép trong của lưỡi

(m)

P—Chénh léch 46

cao từ mnũi hãi đến

mat nước hạ lưu (am)

sinDI2gP &- Hệ số hiệu chỉnh

P- Chênh cao tir mũi phun in mực Tước

(2) Khí đông phưn khuyếch tán ở cứa ra máng ø gia tốc trọng

KIS CTF qT ROT nước thượng hạ lưu

(3) Khi đòng phun lã máng treo (m)

Khi > 12 thì K>] hạ — Cột nước trên

mii phan đt) Ø- góc mũi phưn (đã)

2 Liên Xô (si) 8— Góc đất của mũi phun (đổ)

`V — Lưu tốc tai mii pimn (m/s) hh— Bộ sâu đông chây tại mi phun (m)

P Chénh cao tix miii phun dẫn mực nước hạ lưu

2.1.2.1, Cae yéu t6 anh hưởng đến chiêu dài dòng phun

Các tải liệu quan trắc thực tế cho thấy chiều đải dòng phun tỉnh toán theo công, thức thường lớn hơn chiều đải thục đo Nguyên nhân chủ yêu của hiện tượng nảy là

vi trong công thức tỉnh chiêu đài phím xa có nhiều nhân lỗ, các nhân (6 dé eo anh

đây là các ảnh hưởng của các nhân tế đó:

(a) “Ảnh hưởng của sóc hắt Ø

Qúc phóng của dòng rước thực tế kháe với góc hắt Ø của mũi phụn vì luỗng, nước từ mũi ph bay ra có độ dày nhất định, với chiên dày như vậy nên khôi nước của luỗng phun cò trọng lượng nhất định, lại chịu sức hút của quả đất nên luỗng,

phim xệ xung †a gọi góc ra của luỗng phun là đ thì giá trị của 0 <0 | Song khi tinh

toán ta vẫn chọn giả trị Ø Hién nay đã có nhiễu nghiên cứu nhằm chính xác hoa van

dé này nhưng vẫn chưa đạt dộ chính xác để dưa vào áp dụng,

Ảnh hưỡng của 6 đối với chiều đài phun xa L và chiều sâu hỗ xỏi là rất lớn Xem

Tỉnh 2.3

Hình 2.3 Quan hệ giữa chiều sâu bồ xói và gác bắt

'Theo phương trình đường parabol tìm được Ö như sau:

0s„=cotg fr i (27)

Trong đó

P- Chiêu cao từ đính mũi phun đến mực nước hạ lưu (m)

ti Chiều sâu lớp nước trên rnữi phưm (n)

(B) nh hướng của lưu tác bình quân dòng chảy trên mũi phun

Lưu tốc bình quân của đòng chảy Vị trên mũi phun Ja nhân tả ảnh hưởng

xuạnh mế đến chiêu đãi phun xã TL, các nhân tổ ảnh hưởng: đến giá trị của Vị chủ yếu

là Chiểu cao cột nước tác dụng lên mũi phun, các tỏn hao cửa dòng chấy ở cửa vào, cửa ra theo đường biên của công trình, toàn bộ các tồn thất này được phản ảnh qua

Đối với hệ số lưu tốc ø đã có nhiêu người nghiên cứu đưa ra các biếu thúc tỉnh toán, học viên xin đưa ra một số các kết quả nghiên cứu ấy trong bảng 2.2

Bảng 2.2 Các công thức tính hệ số lưu lỐc

TT Tác giả Công thúc tỉnh ø KÝ hiện và phạm vi ứng đụng

đ- Lưu lượng đơn vị trên mặt trần

(m?)

h— D6 cao chênh lệch từ mat nude

thượng lưu đến điểm thập nhật của

ầu cao từ đỉnh dip đến đinh

mii hit (a)

Z,_ Cât nước trên đính uốn của bản

kinh cong ngược (m)

Ghỉ chú: Các ký hiệu của các công thức xem trên hình 2.4 dười đây,

Hình 2.4 Sơ đồ tiêu năng dòng phụn

to) Ảnh hướng của bán kính cong ngược 1Ý

Thực tế cho thấy độ đài của bản kinh cong ngược có ảnh hưởng lớn dến hiệu

qua làm việc của mũi phưn Khi chiéu dai va giả trị bản kính cong ngược R của

doan cong ở mũi hắt thích hợp thì góc phun gan với góc tiếp tuyển của đoạn cong,

Có nhiều nghiên cứu nhằm xác định giá trị góc phun 8 hợp lý khi các giá trị khác không biến đổi: R tăng tủ chiều đài luỗng phun cũng tầng theo Khi R đã vượi quá xột trị số giới hạn thì chiều đài buông phun bị giảm nhỏ Khi R không bién doi, néu

lm lượng don vi q tăng thỉ chiêu dài phóng xa cũng tăng, khi lưu lượng dom vi q tăng dén mol gid ti nha dinh chiéu din phun xa cứng giảm

Kinh nghiệm thiết kế hiện nay ở Mỹ dối với ban kinh & cde bậc cao chọn

R=10., voi bic thap R=8.b trong đó b là chênh lệch giữa cao độ của điểm thập nhất của đoạn cong và dùnh mũi phóng; ở Trung Quốc khi thiết kế dùng công thức R=(6 : 10)h, trong đó h là độ sẽu dòng chảy tại điểm thấp nhất của bán kính cong,

ngược tm, voi q thiết kẻ

(3) Anh hưởng của sức căn không khi

Trên các công trình thực tế vậu hành, khi luồng phun bay vào không trung vữa

ma sat với không khí vừa trộn khí nên ảnh hưởng nhất định đến chiều dai đòng phun, mức độ cân của không khí tùy thuộc vào tốc độ của đòng phun

30

3.1.2.3 Phân tích và mồ phông quá trình vậi lý cña hiện lượng xói do dòng phun

Theo lâu giả Anton J Sehloias và Birie Bollami (2002) có thể phân tích và mỗ phỏng quả trình vật lý của hiện tượng xói nên dã dưới tác dộng của dòng phun, nó được mô tả bởi một loạt các quá trình vật lý (Xem hình 2.5) thể hiện các thông số chính và chu trình cơ lý liên quan đến hiện tượng xói

Hinh 2.5 Chu trình cơ học vật lÿ và thấy lực của dòng phun + Sự hoạt đồng của đóng phun rơi tự do trong không khí và sự tác động của đóng phun được trộn khí

! Sự đao động áp lực ở bê mặt tiếp xúc nước với đã

+ Su dao dong eda ap Ie mach dong gủa nước vào khe nứt rong đá

+ Sự rạn nứt thủy động lục tại các khe nút trong da dong kin 6 cdc dau va sw

phân tách của đá trong các tảng đá

+ Sự phá hủy của lãng đã hình thánh như vậy do lực nâng của thủy động lục đưa vào hồ xói

| Sự bình thành ụ đá hạ lưu và sự địch chuyển các vật liệu bị xới rồi bằng van chuyển bùn cát

Như vậy có thể tóm tắt quả trình bao xói lòng đẫn hạ hưu do bác dụng của dòng phạm nh sau:

Dưới lắc dụng cũa dòng nhún rơi bự do trong không khí tạo nên dòng chây rối trong hé x6i với vận tốc, mạch động vận tốc, áp lực và mạch động án lực lớn Ở giải đoạn đâu lan truyền áp lực thủy động của đòng nước vào các khe nứt trong khối đá, khối dá bị long ra một cách đáng kế theo thể tích của khối nứt Do lực nâng của thủy động lụo đem khối đá rời khối hỏ xói, tiếp theo là sự phá vỡ cáo viên đả do hiệu ứng bê mặt dòng chảy rồi ở trong hỗ xói và sự lính thành ụ đã hạ hưu với sự dich chuyển các vật liệu bị xói bằng dạng vận chuyén bin cat và sau một khoảng, thời gian nhất định đủ đài thị hỗ xói đã hình thánh trong lòng dẫn đạt tới én định 3.1.3 Các nhân tổ ảnh hưởng dễn chiễu sâu hỗ xói

3.1.3.1 ,Ảnh lường của lưu lượng q (n6) chây qua mũi phun

Ta đã biết dạng thức chung của công thức tính xói là:

Khi ta dã xác dịnh hệ số xói K và gột nước tác dung thi chiéu sau hồ xói phụ thuộc vào lưu lượng đơn vị của đòng chảy thoát ra khỏi tiết điện mặt cắt ướt của mũi phm Điền nảy ching 16 rang néu ta thay ddi kích thước, hình đựng, kết cấu của mũi phun thì sẽ làm thay đổi lưu lượng đơn vị của dòng chấy xả qua mũi phun

sẽ đẫn đến chiều sâu hồ xói đưới hạ lưu sẽ bị thay đổi theo

2.1.3.2 Anh hướng của tính chất cơ lỳ của nên đá ở bạ lưu

Tara chọn hệ số nên K, bệ số nên là hàm số của các chỉ liên cơ lý như: ơ„j#, ø, E, ø, C Tùy theo điều kiện địa chất thông qua các kết quả thí nghiệm các chỉ tiểu cơ lý của mẫu đá, trên cơ sở dé quyết dịnh việc lưa chọn hệ số K cho phủ hợp Khi đá cỏ kết câu sa thạch hoàn chính, khoáng cách các vẫn lớn, it ran mit, rin

chắc, khả năng kháng xung, tốt thi giá trị K nhỏ

Để liên viée so sanh, tae gid Zen Chun Ting (Trung Quốc) đã hệt kê trị số cửa

hệ số K, từ đó xây đựng môi quan hệ giữa K và K, (hệ số xói của nên nham thạch)

và có thể thiết lập quan hệ giữa K và K¿ theo phương trinh: K,=1,6: 4K (Xem hình

2.6)

K,=1,6110,48.Vep?? (2.10)

2.1.3.3 „nh hưởng chiều sâu lớp nước đệm ở bạ lưu đến chiều sâu của hồ xói

Khi cột nước hạ lưu càng lớn thì thể tích nước nhận năng lượng để tiêu hao cảng nhiều, khi đó chiều sâu xói sẽ giảm Diêu này có liên quan đến lớp nước đệm

dự ở hạ lưn công trình (Xem hinh 2.7)

Hình 2.7 sink bường của lớp nước đệm hạ lưu đến độ sấu xói Y Các nghiên cứu nước đây về ảnh hưởng của chiều sâu lớp nước đệm ở hạ lưu đối với chiều sâu hỗ xói đã có những nhận xẻ không giống nÌ›au Trong tính toán

cuiểu sâu hỗ xới Y khi xem xét ảnh hưởng của chiêu sâu lớp nước đêm ở hạ lưu hụ thông thường có thể chọn Y= hy H

Nhận xét Khi chiên sâu lớp nước đệm ở hạ lim (hy) Ian hồ xói trơng đổi nhỗ, mặt nước trong hỗ xới và mặt nước ở ba lưu sẽ nối tiếp với nhau theo hình thức nước

nhãy và chiêu cao của nước nhảy sẽ tầng đản lên cho tới khi cột nước trên đỉnh của

đồng đá bồi lắp ở phía sau hồ xói đại trạng thái độ sâu giới hạn

Khi chiều sâu lớp nước đệm hạ lưu lại tiếp tục giảm nhỏ thêm nữa thì độ cao đính đồng da bai lắp ở phía sau hồ xi giảm thấp đi đôi chút vá mái hạ lưu của đồng

đá phát triển đâi thêm về phía bạ lưu, mặt nước trong hồ xói cũng bạ thấp dan và

chiéu sau hé xói () tiếp tục tăng thêm Tiếp do chiéu sau hồ xói ( dẫn dẫn dạt tới

znức độ căn bằng và ốn định, không tiếp tục xói sâu thêm nữa Trong tiễn hành thí nghiêm mô hình khu cliểu sâu lớp nước ba lưu thay dỗi với biên dộ lớn thì tổng chiêu sâu lớp nước đệm Y thay đổi không nhiều, nhưng trị số của Y không bằng,

tổng trị số của hai yêu tô chiều sâu của lớp nước hạ lưu (h„) và chiều sâu hẻ xói (†)

Tits 1A Y 7 (hg!) va higu ia chimg sé lng lén khi tri sé hy giam nha di

2.1.3.4, Anh hưởng của thời gian xã lũ tới chiều sâu hỗ xói

Trong công tác nghiền cứu đã tiên hành trước kia đối với tỉnh chất ôn định của hiện tượng bao xéi đã có rất nhiều ý kiến khác nhau như Douddiah Rouse, Mu-

1ổ thời

Cu —Xi - T2atzn thì cho rằng chiến sâu bảo xói là quan hệ hàm số của

gian, chiều sâu bảo xói là quan hệ hảm số cúa yếu tô thời gian, chiều sau x0i sé không ngừng tăng thêm thêo thời gian tác dụng của dòng chảy (Xem hình 2.8) về

quan hệ thời gian xói z (s) và chiều sâu xới (0

Trong đó: Các đường 1, 2, 3, 4 là kết quả thí nghiệm trên các niên địa chất

khác nhau

Hai tác giả của Liên Xô (cú) là LLT.ẽvi và E.V.Plêmhiêva cũng nởi về kết quả thí nghiêm bảo xói trong mô hình như sau: Sau mãy giờ thí nghiệm hỗ xói vẫn còi

phat triển nhưng rất ít Trong cảng thức tính toán của Trường đại học Thiên Tân

(Trung Quốc) đá đưa yêu tổ thời gian bảo xói làm một trong số những nhân tổ ảnh

hưởng tới bảo xót

2.1.3.5 Ảnh hưởng của chế độ ding mé ctra van

Cách bồ trí và quy trình đóng mở cửa van trong quá trình vận hành vá khai

thác có ảnh hưởng nhiễu tới sự hình (hành động chảy ð hạ lưu và ảnh huổng trực

tiếp đến sự hình thánh dạng và chiều sâu hồ xói

2.1.3.6 Ảnh hưởng của góc mãi hắt và góc tới của dòng phán đến hồ xúi

1 Tác giả Zhu Roung Lin và Zhai Feng Chuan (1975) đã nghiên cứu ảnh

hưởng của góc tới của dong phun vao lớp nước đêm ở lạ lưu (#) đối với chiêu sâu

hồ xới Tủy theo sự khác nhau của độ chênh mực nước thượng hạ lưu (TJ), chiều cao

của lớp nước trên riä phumt (8) và góc phụn cửa mũi phóng (6) thì dòng phun sẽ có

góc tới ổ vào lớp nước đệm ở hạ lưu khác nhau và góc tới ổ có ảnh hưởng tới chiều

sâu xói nhưng / lại ảnh hưởng dễn các nhân tế He, dến vân dẻ nghiên cửu quan

hệ ảnh hướng của góc tới đ và chiều sâu hồ xói, sau đó xét đến mỗi quan hệ giữa

HIS voi vag

Gc (die: cé anh huéng nbat dinh dén chi u bị bảo xót

+ Khi 8 =f + 15° thì đòng chây trong hồ xói thuộc trạng thái cháy trên mặt

+ Khi =159 + 35” thì dòng chãy trong hồ xỏi thuộc trạng thái chảy quả độ + Khi =35” + 90? thì dòng chây trong hồ xói thuộc trạng thái cháy đáy

2 Tác giả N.T.Xưmnôlianhinôpvơ đã nghiên củu thí nghiệm một cách có hệ thống, từ đó đã đưa ra kết luận lả chiều sâu bảo xói quyết định chú yếu bối trang thái của đồng chay:

+ Khi/Ø =15 + 280 thủ động chảy trong hệ xói thuộc trạng thúi chảy Irên mật

+ Khi ÿ =3ff + 70T li đông chây trong hồ xói thuộc trạng thái chây đây

I Khi @ =3Œ : 70 đổi với vật liệu thí nghiệm Ja cat min lòng sống thì ảnh hưởng tới 10-15% chiều sâu x6i, nhưng đối với vật liệu thí nghiệm 1a cat thé thi ảnh hưởng không lớn

3 Tac gia M.A.Mkhalépvo: Gia dinh dong cháy phun xa tự do khuyếch tan đã xây dựng được công thức tính bào xối cục bộ đồng thời kiểm chime bằng tài liệu thí nghiém, trong công thúc tính toán hệ số hiệu chỉnh E, đã phản ảnh được ảnh hưởng của góc tới œ đó lá:

a— Chiêu cao của đồng nuớc chấy cuộn (mn)

5 Tác giá Œ.P.Ru bmSuchenin cho rằng: Khi ø thay đổi trong phạm vị góc =30 + TÔ” thì ảnh hưỡng đối với chiều sâu bảo xôi không lớn, có thế không cần

xét tới

Thí chúng ta xem xét tới sự tên tại về muối quan hệ nhật định góc tới đ và chiều cao tương đối của đập (S/H) và góc phưn của mĩu hắt (Ø) và không xét đên trở lực ma sát của không khí, vận dụng công thức vẻ nguyễn lý đường đạn đi sau khi tiển hành điển giải la sẽ lap được hệ thúc sau

‘- [simmer cong (age) [tae te) (2.12)

Khi thiết kế tiêu năng theo dạng déng phun can phải tính toán chiều sâu hồ xói, có rất nhiều công thức tính chiều sâu xới dược ghi trong bang 2.4

Bằng 2.4 Các công thức tính chiều sâu xói

gn dã lòng sôi

Thiện w= Pe ø - D6 tin réng ota dòng

o phưm ở mực nước vào

Ngưỡng liên tục K„=1,20 h — Tổng gội nước của

dòng chảy trén ngưỡng mũi phun (m))

œ+ ưu lượng đơn vì

anys)

R - Trị số bình quân

cường độ khí nén của đã (Trang thái bão hòa đơn vị (Tân)

phưn đến mặt nước hạ lưu (my

4 UY Tarai Z — chênh lệch rnựo nước

đp góc mũi hất

đz»- góc mũt không lưu hỗ

4 | BEFMason T lãq99Z9 Z _ chânh lệch cột nước

thượng hạ lưu đập tran (ei)

%- chiều sâu hồ xói (mm)

HM gh? bạ- chiều sâu nước hạ lưu

7 ChJaxger T104 C) Các ki hiệu như trên

tc chiều sầu hỗ xổi (a)

2388 29 hạ- chiểu sâu nướp hạ lưu

sô h— cột nước trân đình tran

ám)

a H@s6 ham khí

10 M.C Buzo THa.Kagh 6” K— hệ số có quan hệ din

tinh chat co ly ova dé

Da tác đụng tương hỗ giữa kết cầu mũi phun với đồng chảy nén cơ chế động chấy của dòng phun phóng xa từ mũi phun không liên tục khác với dòng phun của znũi phưn liên tục Sự khác biệt đỏ lá khi dòng chảy từ đính tran chuyển động đến định thấp nhất của bán kính cong ngược được phân làm hai luỏng

+ Một luồng di qua mặt các mé phun bay vào không trung rồi dỗ xuống mặt trước hạ hm của lòng sông, cáo liồng phưn đi qua các m pm có chiều đải phóng

xa dai hon lao ra chiêu dài puri xa Togas

+ Các Iudng déng chay đi qua các rãnh phun bay vào không trung với chiều cao thấp hon, chiêu đải phu xa ngắn hơn các luỗng phưn đi qua các mồ phun tạo ra chiêu đái phún xa Tuy,

Quả vậy trên mô hình thí nghiệm loại mũi phun so le ta thấy góc hắt của rãnh là 8, nhỏ hơn góc hắt của các mồ là Øạ„ thông thường thì khi thiết kế mũi phụn so Je giá trị @, va @, duoc chon trong phạm vi:

@,= 0° = 20°

@,= 25" +35°

Mội số trần xã lũ ở nước ta đã áp dụng loại mũi phún số 1e nhực

+ Cuối dốc nước sau tràn thủy điện Hòa Bình đã dùng mũi phun so le ma 6,=15” và 0„=30” dạng hình thang mé

+ Cuối tràn Thủy diện Sông Tranh 2 đã áp dụng mũi phun sơ le mà Ø,—17Ẻ và

6„—-270

+ Cuéi tran x4 li Ban Mang đã áp dựng mũi phưn so le với góc 0,=20° và

Sẽ đĩ góc phun của rãnh 0, chọn lớn hơn 15"dén 20” là từy thuộc thiết kế ban đầu của mũi phun liên tục để sửa đổi, đồng thời còn xét tới điều kiện địa hình để tránh xói sạt bờ đối điện nhung chênh lệch giữa 0, và 0„ đều năm trong phạm vị từ

10” đến 15”,

Các công trình này qua thí nghiệm mô hình đêu xác định là các đạng mô phun hợp lý bởi lế phủ hợp với điều kiện địa hình lòng nông và hai bờ của các công hình