Tải bản đầy đủ
Bảng 2. Tính đường mặt nước trên dốc nước đoạn thu hẹp xét hàm khí PA2, B=12m,Lưu lượng tính toán Q = 34,334 m3/s

Bảng 2. Tính đường mặt nước trên dốc nước đoạn thu hẹp xét hàm khí PA2, B=12m,Lưu lượng tính toán Q = 34,334 m3/s

Tải bản đầy đủ

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa

9.6

0.822

7.91

4.467

1.02

1.839

8.5

0.897

7.63

4.632

1.09

1.991

0.152

11.27

0.70

46.46

0.009

10.29

0.74

48.17

0.009

0.009

0.051

3.00

9.00

1.36

12.00

1.44

Bảng…..Tính đường mặt nước trên dốc nước đoạn thu hẹp xét hàm khí PA3, B=15m,Lưu lượng tính toán Q
= 35,287 m3/s

b

h

ω
(m2

v

V2/2g



∆∋

χ

R

(m)

(m)

)

(m/s)

(m)

(m)

(m)

(m)

(m)

16.0 0.790 12.64

2.792

0.40

1.187

14.

3.727

0.71

1.350

0.642

9.47

8
13.

0.633

8.54

4.130

0.87

1.502

5
12.

0.651

7.97

4.428

1.00

1.650

3
11.

0.689

7.58

4.658

1.11

1.794

0.163

C√

J

17.58

0.72

47.21

0.003

16.03

0.59

41.40

0.008

0.006
0.009

14.77

0.58

40.84

0.010

13.55

0.59

41.29

0.011

12.38

0.61

42.41

0.012

0.147

0.011

0.145

Trang 52

i - Jtb

r

0.153

0

Jtb

0.012

0.054
0.051
0.049
0.048

∆L

ΣL

Htường(m)
h.

(m)

(m)

(1+V/100)+a

0.00

1.31

3.00

1.17

6.00

1.16

9.00

1.18

12.00

1.22

3.00
3.00
3.00
3.00

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
b.Tính toán thủy lực đoạn không đổi:
Trình tự tính toán:


Xác định độ dốc của dốc nước

Từ tài liệu địa hình ta có:
- MNDBT =171,82 m
- Cao trình đất tự nhiên cuối dốc: 162.82m.
Chiều dài dốc Ld =150m.

Trang 53

Thiết kế hồ chứa

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa

Vậy độ dốc của dốc nước: id =

MNDBT − Z cd 525, 35 − 517
= 0, 06
=
L
150

Chọn: id =6%.


Xác định dạng đường mặt nước đoạn không đổi
- Độ sâu phân giới hk đầu đoạn không đổi: Vì bề rộng cuối đoạn thu hẹp bằng

bề đoạn không đổi nên : độ sâu hk của đoạn không đổi bằng độ sâu hk của cuối đoạn
thu hẹp.
- Độ dốc phân giới ik :
Độ dốc phân giới được xác định theo công thức:
ik =
Trong đó :

Q2
(ω K .C K . R K ) 2

(4-14)

+ Q: lưu lượng chảy qua dốc nước.
+ ω K : Diện tích mặt ướt ω K = Bd . hk (m2)
+ RK : Bán kính thủy lực ứng với hk: RK =

ωK
(m)
2.hK + Bd

+ CK: Hệ số Cêzy. Được tính theo công thức Cêzy – Maininh:
CK =

1 1/ 6
.R K
n

( với n = 0,017 ).

Kết quả tính toán độ dốc phân giới được ghi ở bảng sau:
Bảng……Độ dốc phân giới ở đoạn không đổi
Btr
(m)

Q(m3/s)

hk (m)

ωk( m2)

Bd (m)

Rk (m)

Ck

ik

9

32.045

0.688

6.88

6

0.932

58.137

0.0068

12

34.334

0.663

8.619

8.5

0.877

57.55

0.0054

15

35.287

0.621

9.936

11

0.811

56.805

0.0048

• Độ sâu dòng chảy đều: Sử dụng phương pháp mặt cắt lợi nhất về thuỷ lực:
Tính
Trong đó :

f(R ln ) =

4.m o i
Q

m0 = 2 1 + m 2 − m

i - Độ dốc i = 0,06

Trang 54

(m=0).

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa

Tra phụ lục 8-1 (Các bảng tính thuỷ lực) với f(R ln ) và n = 0,017 (Tra theo bảng
tra thủy lực PL4-3 với công trình bằng bê tông tương đối thô)
b

⇒ Ta được Rln từ đó lập tỷ số R
ln
Với m = 0 và

b
.Tra phụ lục 8-3 (sách “các bảng tính thủy lực”) ta được :
Rln
h
h
=> ho =
.R
R ln
R ln ln

Ta có kết quả tính cho từng phương án ở bảng sau:
Bảng…….Độ sâu dòng đều ho của đầu đoạn không đổi dốc nước
Btr (m)
9
12
15

Bd(m)
6
8.5
11

f(Rln)
0.061
0.057
0.055

Rln(m)
0.615
0.632
0.64

b/Rln
9.76
13.45
17.19

h/Rln
0.957
0.77
0.656

ho(m)
0.588
0.486
0.419

Từ bảng tính ta thấy cả ba phương án Bt đều có: i d >ik và hk >ho nên đường nước
trong dốc nước là đường nước đổ b2.
Định lượng đường mặt nước trên dốc nước
* Khi không xét hàm khí:
Đường mặt nước trên dốc được xác định theo phương pháp cộng trực tiếp

K
N



hc
∆L

h0

hK

K
N

i > iK

Hình 3-4: Hình dạng đường mặt nước trên dốc nước
Để tính đường mặt nước trong đoạn này sử dụng phương pháp cộng trực tiếp. Ta
chia dốc thành từng đoạn ngắn giới hạn từng mặt cắt. Mặt cắt đầu tiên là mặt cắt cuối
ngưỡng tràn, cột nước tại mặt cắt đầu tiên chính là độ sâu phân giới h k, mặt cắt thứ hai
là mặt cắt kế tiếp có độ dốc nước là h giả thiết. Có được cột nước h2 ta tính được các

Trang 55

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa

yếu tố thủy lực của mặt cắt 2 từ đó thay vào phương trình ∆L =

∆∋
ta có ∆L của
i−J

đoạn 1-1 và 2-2 và tiếp tục tính cho đến khi ∑ΔL bằng chiều dài dốc thì dừng lại, lúc
đó ta được hcd và Vcd.
Trình tự tính toán tương tự như đối với đoạn có bề rông thu hẹp nhưng qua kết
quả tính toán ở phần a ta biết độ sâu cuối đoạn thu hẹp và độ sâu này cũng chính là độ
sâu nước ở đầu đoạn dốc nước có bề rông không đổi.
Tính đường mặt nước trên dốc tương tự như tính trong đoạn thu hẹp nhưng với
mức nước ban đầu (đầu đoạn có bề rộng không đổi) H đ bằng độ sâu dòng chảy ở cuối
đoạn thu hẹp, chiều dài dốc nước ứng với phương án Btr
K
N



hc
∆L

h0

hK

K
N

i > iK

Giải thích bảng tính của ba phương án:
-

Cột 1: Chiều rộng đáy dốc nước tại mặt cắt tính toán.

-

Cột 2: Chiều sâu cột nước giả thiết tại mặt cắt tính toán.

-

Cột 3: Diện tích ướt tại mặt cắt tính toán ωi = Bi . hi

-

Cột 4: Giá trị Lưu tốc tại mặt cắt tính toán vi =

-

α .vi2
Cột 5: Hệ số lưu tốc tới gần
2g

-

α .vi2
Cột 6: Tỉ năng tại mặt cắt tính toán ∋ i = hi +
2g

-

Cột 7: Chênh lệch tỉ năng giữa 2 mặt cắt ∆ ∋ =

-

Cột 8: Chu vi ướt tại mặt cắt tính toán χi = bi + 2.hi

-

Cột 9: Bán kính thủy lực Ri =

-

Cột 10: Giá trị C. R

Trang 56

ωi
χi

Q

ωi

, Q = qxamax

∋ i - ∋ i-1

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa

-

vi2
Cột 11: Độ dốc thuỷ lực Ji = 2
Ci .R

-

Cột 12: Độ dốc trung bình J =

-

Cột 13: Giá trị i-Jtb

-

Cột 14: Khoảng cách giữa 2 mặt cắt tính toán ∆Ltt =

-

Cột 15: Cộng dồn ∆Ltt

Trang 57

J i + J i +1
2

∆∋
i−J

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

-

Thiết kế hồ chứa

Cột 16: Giá trị chiều cao tường (bao gồm cả hàm khí ) Htường=h.(1+

V
)+a
100

Bảng…….Tính đường mặt nước trên dốc nước không thu hẹp, xét hàm khí PA1, B=9m
Lưu lượng tính toán Q = 32,045m3/s
V2/2

b
(m

h

ω
(m2

v

g



∆∋

χ

R

)

(m)

)

(m/s)

(m)

(m)

(m)

(m)

(m)

6.0

1.27

7.68

4.17

0.89

2.16

8.56

0.90

4.67

6.87

2.40

8
3.18

1.015

6.0

9
0.778
0.68

4.09

7.84

3.13

2
3.81

0.634

6.0
6.0
6.0

1
0.639
0.61

3.83
3.71

8.36
8.65

3.56
3.81

6
4.202
4.429

0.386
0.227

6.0
6.0

8
0.606
0.600

3.64
3.60

8.81
8.90

3.95
4.04

4.560
4.635

Trang 58

0.131
0.075

C√
r
54.71

J

Jtb

i - Jtb

∆L

ΣL

Htường(m)
h.

(m)

(m)

(1+V/100)+a

0.00

1.83

23.00

1.33

46.00

1.23

69.00
92.00

1.19
1.17

115.00
138.00

1.16
1.15

0.006
0.016

7.56

0.62

42.65

0.026

7.36

0.56

39.73

0.039

7.28
7.24

0.53
0.51

38.36
37.66

0.047
0.053

7.21
7.20

0.50
0.50

37.27
37.06

0.056
0.058

0.032

0.044
0.028

23.00
23.00

0.043
0.050

0.017
0.010

23.00
23.00

0.054
0.057

0.006
0.003

23.00
23.00

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa

Bảng……..Tính đường mặt nước trên dốc nước đoạn không thu hẹp xét hàm khí PA2, B=12m
Lưu lượng tính toán Q = 34,334m3/s

C√

J

b
(m

h

ω
(m2

v
(m/s

V2/2g



∆∋

χ

R

)

(m)

)

)

(m)

(m)

(m)

(m)

(m)

8.5
8.5

0.897
0.61

7.63
5.25

4.63
6.72

1.09
2.30

1.991
2.923

0.932

10.29
9.74

0.74
0.54

48.17
38.99

0.009
0.030

8.5
8.5
8.5
8.5
8.5

8
0.550
0.521
0.508
0.502
0.499

4.67
4.43
4.32
4.27
4.24

7.56
7.97
8.18
8.28
8.33

2.91
3.24
3.41
3.49
3.54

3.464
3.761
3.917
3.997
4.038

9.60
9.54
9.52
9.50
9.50

0.49
0.46
0.45
0.45
0.45

36.40
35.28
34.75
34.49
34.36

0.043
0.051
0.055
0.058
0.059

Trang 59

0.542
0.296
0.156
0.080
0.041

Jtb

i - Jtb

r

∆L

ΣL

Htường(m)
h.

(m)

(m)

(1+V/100)+a

0.00
23.00

1.44
1.16

46.00
69.00
92.00
115.00
138.00

1.09
1.06
1.05
1.04
1.04

0.019

0.041

23.00

0.036
0.047
0.053
0.057
0.058

0.024
0.013
0.007
0.003
0.002

23.00
23.00
23.00
23.00
23.00

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa

Bảng……Tính đường mặt nước trên dốc nước đoạn không thu hẹp xét hàm khí PA2, B=15m
Lưu lượng tính toán Q = 35,287m3/s

b

h

(m)

(m)

11.

0.689

ω
(m2

v

)

(m/s)

7.58

4.66

V2/2g

(m)
1.11


(m)

0.495

5.44

6.48

2.14

2.636

0
11.

0.448

4.93

7.16

2.62

3.063

χ
(m)
12.38

R
(m)
0.61

C√

J

42.41

4.73

7.45

2.83

3.262

0
11.

0.423

4.66

7.58

2.93

3.351

0.023
11.99

0.45

34.75

0.035

11.90

0.41

32.68

0.048

0.041

0.199

0.051
11.86

0.40

31.89

0.055

11.85

0.39

31.56

0.058

0.089

0.056

0.039
0.420

4.62

7.63

2.97

3.389

0.058
11.84

0.39

31.42

4.61

7.66

2.99

3.406

0.059
11.84

0

Tổng hợp kết quả được thể hiện trong bảng 4-20, 4-21.

Trang 60

0.39

31.37

∆L

ΣL

Htường(m)
h.

(m)

(m)

(1+V/100)+a

0.00

1.22

0.037

23.00

1.03

0.019

46.00

0.98

0.009

69.00

0.96

0.004

92.00

0.96

0.002

115.00

0.95

138.00

0.95

23.00
23.00
23.00
23.00
23.00

0.059

0.017
0.419

i - Jtb

0.012

0.428

0.430

Jtb

r

0.841

0
11.

0
11.

(m)

1.794

0
11.

0
11.

∆∋

0.060

0.001

23.00

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 61

Thiết kế hồ chứa

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Thiết kế hồ chứa

Bảng 4 - 20: Kết quả tính toán thuỷ lực dốc nước đoạn thu hẹp

Phương án

TT

Btr

(m)

hđdốc (m)

Vđdốc (m/s)

hcdốc (m)

Vcdốc (m/s)

1

9

1,01

3,173

1,279

4,174

2

12

0,89

3,054

0,897

4,632

3

15

0,79

2,792

0,689

4,658

Bảng 4 - 21: Kết quả tính toán thuỷ lực dốc nước đoạn không đổi
• Kiểm tra xói cuối dốc nước
TT
1
2
3

Phương án Btr (m)
9
12
15

hcdốc (m)
0,6
0,499
0,419

Vcdốc (m/s)
8,9
8,33
7,66

Từ kết quả tính toán trên ta có lưu tốc dòng chảy ở cuối dốc nước
Vcdmax = 8,9 m/s
Căn cứ vào bảng 11-9 '' Sổ tay tính toán thuỷ lực '', ta tra được vận tốc cho phép
không xói đối với bê tông M200 là [V]KX = 25 m/s.
Vậy Vcd < [V]KX nên dốc nước không bị xói trong quá trình làm việc.
Lựa chọn kích thước và kết cấu dốc nước sau ngưỡng tràn :
Kích thước :
Từ kết quả tính toán ở phía trên , ta xác định được kích thước sơ bộ của đoạn dốc
nước như sau :
Bề rộng của tràn

Chiều cao của

Chiều cao của

Chiều dày

Chiều dày

TT

thiết kế

tường

tường cuối dốc

tường dốc

bản đáy

1
2
3

(m)
Btr = 10 m
Btr = 13 m
Btr = 16 m

đầu dốc (m)
1,54
1,42
1,31

(m)
1,15
1,04
0,95

(m)
0.5
0.5
0.5

dốc (m)
0.5
0.5
0.5

Hình thức kết cấu dốc nước :
Bản đáy dốc kết cấu bằng BTCT M200 dày 50cm , dưới bản đáy có bê tông lót
M100 dày 10 cm.

Trang 62