Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Hình 1-10. Cắt dọc tràn sự cố hồ Easoup thượng

Hình 1-10. Cắt dọc tràn sự cố hồ Easoup thượng

Tải bản đầy đủ - 0trang

18

Qxả = Qc = m1.ε1.BC. 2 g .H13/2



(1-5)



Nếu là tràn có cửa van được tính theo cơng thức

Q = 1mBa 2 g ( H o   a )



(1-6)



t2 : thời điểm tràn sự cố bắt đầu làm việc . Trong khoảng thời gian t 1÷t2 chỉ

tràn chính làm việc. Mực nước bắt đầu dâng từ MNDBT

t3: thời điểm mực nước lũ lớn nhất Zmax . Trong khoảng thời gian từ t 2÷t3 cả

tràn chính và tràn sự cố cùng làm việc. Khi đó lưu lượng xả tổng cộng tính theo

công thức (1-5) hoặc (1-6)

t4: thời điểm mực nước hạ xuống MNLKT. Thời đoạn t 3÷t4 trạng thái làm

việc của hai tràn giống như thời đoạn trước, nhưng mực nước hồ đang giảm dần

theo thời gian.

t5: thời điểm mực nước hạ đến MNDBT trạng tháo làm việc trong thời đoạn

t4÷t5 giống t1÷t2

3. Tràn phụ tràn sự cố kiểu đập đất gây vỡ bằng năng lượng thuốc nổ.

a. Nguyên lý hoạt động:

Tràn sự cố kiểu gây vỡ đập đất bằng năng lượng thuốc nổ (gọi tắt là kiểu nổ mìn

gây vỡ) có nguyên lý hoạt động là sử dụng năng lượng thuốc nổ bằng các phương

pháp nổ mìn hiện đại gây vỡ đập.

b. Đặc điểm kết cấu

Trong lòng dẫn tràn hở, trên ngưỡng tràn (thường được gia cố bằng bê tông

cốt thép hoặc đá xây), có đập đất bằng vật liệu địa phương. Cao trình ngưỡng tràn

thường cao hơn MNDBT và thấp hơn MNLTK, đơi khi thấp hơn MNDBT.... Cao

trình đỉnh đập bằng hoặc cao hơn MNLTK. Hình thức kết cấu tràn sự cố kiểu gây

vỡ đập đất bằng năng lượng thuốc nổ về cơ bản như các đập đất khác. Điều khác là

trong thân đập bố trí hệ thống lỗ mìn hoặc buồng mìn để khi cần thiết nạp thuốc nổ,

kích nổ theo phương pháp hiện đại gây vỡ đập. Hiện chúng ta đã xây dựng ở một số

hồ như hồ Vĩnh Sơn, hồ Kè Gỗ.

Tính tốn thiết kế đập sự cố như tính tốn thiết kế đập đất thơng thường. Tuỳ

theo quy mơ của tràn sự cố và tình hình thực tế của cụm cơng trình đầu mối để bố



19

trí vị trí lỗ mìn và số lượng thuốc nổ để gây vỡ đập. Tính tốn khả năng phá vỡ đập

bằng thuốc nổ là hồn tồn có thể thực hiện được.

c. Ưu điểm

Cơng trình có kết cấu đơn giản, vận hành thuận tiện và có biện pháp chủ

động gây vỡ đập. Q trình xói gây vỡ đập là chủ động khơng cần phải có nhiều

thời gian để vỡ và vỡ hết nên tràn nhanh chóng tham gia tháo lũ. Tràn sự cố kiểu nổ

mìn gây vỡ có thể cơ giới hố trong thi cơng, dễ dầm chặt nên q trình cố kết của

đập khó gây lún nứt và đảm bảo ổn định của đập .

d. Nhược điểm

- Khi có sự cố xảy ra thì tồn bộ khối lượng xây dựng tràn hầu như bị phá

hoại, khối lượng xây dựng lại khơng nhỏ và khó đáp ứng được nhiệm vụ đón con lũ

tiếp sau một cách kịp thời khi sự cố diễn ra đầu mùa lũ.

- Quá trình vỡ đập phụ thuộc hồn tồn vào thuốc nổ, vì vậy việc bảo quản

thuốc nổ cũng như hệ thống lỗ mìn hoặc buồng mìn đặt trong đập phải thường

xuyên, liên tục. Vì nếu có trục trặc ở một trong những khâu này thì khi gặp lũ vượt

thiết kế đập tràn sự cố sẽ khơng hồn thành chức năng của nó, do đó đe dọa an tồn

của tồn bộ cơng trình.

- Thời gian, thời điểm tạo nổ gây vỡ đập hoàn toàn phụ thuộc vào chủ quan

của người quản lý nên phải thường trực theo dõi lũ và chuẩn bị sẳn sàng cho công

tác n mỡn.

400



ống nhựa PVC =63 mm



MNNN 32,50



219,03



Đ á lát khan dày 25 cm

Cát, sỏi dày 20 cm



MNGC 35,00



200



200



Đ ất màu trồng cỏ dày 10 cm



Đ ất đắp 165

m3



i =0,034



219,03 i =0,01



219,03

219,03

200



870



100



200



100



880



2550



Hình 1-11: Cắt dọc tràn sự cố hồ Kè Gỗ - Hà Tĩnh



200



20

e. Điều kiện áp dụng:

- Điều kiện địa chất có khả năng chống xói tốt (ngưỡng tràn nằm trên nền đá

phong hố vừa và ít), điều kiện địa hình khơng có n ngựa rộng và thuận lợi, nếu

làm các loại tràn sự cố khác khối lượng sẽ rất lớn.

Loại này thường chọn dùng ở eo núi, ở đập phụ. Lỗ mìn, buồng mìn có thể

bố trí ở mái hạ lưu dẫn vào như (Hình 1-12) là tràn sự cố của hồ chứa nước Cuong

Nam Sơn - Trung Quốc. Hoặc lỗ mìn, buồng mìn bố trí từ đỉnh đập như (hình 1-13)

là tràn sự cố kiểu nổ mìn gây vỡ ở hồ Sơn Hà - Trung Quốc)



Hình 1-12: Tràn sự cố kiểu nổ mìn gây vỡ ở Hồ Cương Nam - Trung Quốc



Hình 1-13: Tràn sự cố kiểu nổ mìn gây vỡ ở Hồ Sơn Hà - Trung Quốc

f. Ngun lý làm việc

Phân tích dạng đường q trình xả lũ kết hợp tràn chính là tràn tự do (hoặc

tràn có cửa van) và tràn sự cố kiểu nước tràn qua đỉnh đập gây vỡ

Quá trình lũ đến Q~t có thể chia làm các thời khoảng :



21

t1: thời điểm đầu của quá trình lũ. Mực nước trong hồ là MNDBT. Là thời

điểm tràn chính bắt đầu làm việc. Tràn chính có nhiệm vụ nhiệm vụ điều tiết mực

nước trong hồ:

t2 : thời điểm tràn sự cố bắt đầu làm việc . Trong khoảng thời gian t 1÷t2 chỉ

tràn chính làm việc. Mực nước bắt đầu dâng từ MNDBT

t3: thời điểm mực nước lũ lớn nhất Zmax . Trong khoảng thời gian từ t 2÷t3 cả

tràn chính và tràn sự cố cùng làm việc. Khi đó lưu lượng xả tổng cộng tính theo

cơng thức (1-5) hoặc (1-6)

t4: thời điểm mực nước hạ xuống MNLKT. Thời đoạn t 3÷t4 trạng thái làm

việc của hai tràn giống như thời đoạn trước, nhưng mực nước hồ đang giảm dần

theo thời gian.

t5: thời điểm mực nước hạ đến MNDBT trạng tháo làm việc trong thời đoạn

t4÷t5 giống t1÷t2

1.4.4. Nâng cao ngưỡng tràn kết hợp thay đổi kiểu tràn thẳng sang tràn ziczắc.

Ở nước ta, đập tràn thão lũ mặt chảy tự do hoặc có cửa van điều tiết,

thường được thiết kế theo dạng ngưỡng đỉnh rộng hoặc ngưỡng thực dụng kiểu

Crigiơ-Ofixerop. Đối với các kiểu ngưỡng này, khi cao trình đặt ngưỡng và kích

thước cửa tháo nước đã được xác định, nếu muốn tăng năng lực tháo lũ thì cần phải

tăng chiều cao cột nước trên ngưỡng tràn. Điều này có nghĩa là tăng cột nước siêu

cao, tức là tăng dung tích trữ lũ, dẫn đến phải nâng cao trình đỉnh đập, làm tăng diện

tích ngập lụt của lòng hồ, vì thế cơng tác đền bù và tái định cư gặp nhiều khó khăn.

Chúng ta biết, theo quan hệ giữa dung tích hồ chứa và cao trình mực

nướcVfz, ở phần trên cao của bụng hồ, cứ mỗi mét chiều cao cột nước thì thể

tích nước trong hồ sẽ lớn hơn rất nhiều so với phần bụng hồ ở dưới thấp. Như vậy

nếu chúng ta tìm được kiểu đập tràn mới có năng lực tháo nước lũ lớn hơn nhiều so

với các kiểu truyền thống, thì ứng với việc giữ nguyên cao trình đỉnh đập không

trànkhi sử dụng đập tràn kiểu truyền thống, chúng ta có thể nâng cao trình mực

nước dâng bình thường lên và như vậy nâng cao được dung tích hữu ích. Đây là vấn

đề có ý nghĩa đặc biệt quan trọng, nó có thể làm thay đổi các quan điểm cũ, cho



22

phép chúng ta lựa chọn được phương án có các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tốt hơn

trong thiết kế. Đối với các hồ chứa đã xây dựng, nếu áp dụng kiểu đập tràn mới có

năng lực tháo lũ lớn hơn nhiều so với các kiểu truyền thống, có thể cho phép cải tạo

cơng trình tháo lũ để nâng cao dung tích hữu ích của hồ chứa.

Đập tràn kiểu mới có ngưỡng zích zắc đã được áp dụng ở nhiều nước trên thế

giới với tỷ lệ 1/1000 đập lớn và làm giảm được dung tích siêu cao Vsc 100-109

m3 đem lại hiệu quả tăng năng lực tháo nước lũ thừa của hồ chứa, nâng cao an toàn

cho đập chắn, nâng cao dung tích hữu ích, giảm diện tích ngập lụt và đền bù. Pháp,

Angiêri, Trung Quốc là những nước khởi đầu, đã và đang tiếp tục nghiên cứu để áp

dụng loại đập tràn này. Ở Việt Nam, tràn zích zắc đã được nghiên cứu và ứng dụng

vào một số công trình như tràn sơng Móng, đập dâng Văn Phong, tràn Nậm Bú, tràn

Tiên Thành v.v...

1. Ngưỡng tràn zích zắc kiểu truyền thống:

a. Định nghĩa:

Tràn labyrinth là tràn tự do có mặt bằng hình gấp khúc (zích zắc) nhằm kéo

dài đường tràn nước dài hơn tràn thẳng có cùng khẩu độ.



Hình 1-14: Tràn zích zắc - Mỹ (nhìn từ hạ lưu)

Lâu nay, đập tràn zích zắc truyền thống đã được áp dụng thành công tại rất

nhiều nơi trên thế giới. Tràn zích zắc đầu tiên được xây dựng ở Australia vào năm

1941, có lưu lượng xả lớn nhất Q=1020m3/s, cột nước tràn H=1,36m,chiều cao

ngưỡng tràn P=2,13m, số nhịp n=11. Những nghiên cứu sâu về lý thuyết và mơ hình



23

có từ cuối những năm 60, đầu những năm 70 của thế kỷ XX. Tràn zích zắc lớn nhất

hiện nay là đập Ute trên sơng Canadian ở New Mexico có Qmax=15.700m3/s, cột

nước tràn H=1,36m,chiều cao ngưỡng tràn P = 9,14m; n = 11 chu kỳ zích zắc, tổng

chiều dài đỉnh là W = 1024m trên đường tràn rộng 256m.

Ngưỡng tràn gồm những tường bê tông cốt thép thẳng đứng, tương đối mỏng,

giống đập tràn thành mỏng đặt trên sàn phẳng và bố trí dạng răng cưa hình thang

hay tam giác nên cho lưu lượng xả tràn lớn gấp đôi so với ngưỡng tràn thơng thường

kiểu Creager.

Loại đập này có nhiều biến thái khác nhau, nhìn chung đều nhằm mục đích kéo

dài ngưỡng tràn giống như hình 1-15 .



b) Hình dạng bố trí ngưỡng tràn

a) Hình dạng 1 răng tràn

Hình 1-15: Hình thức cấu tạo tràn labyrinth kiểu ngưỡng răng cưa

b. Các dạng măt băng của tràn Labyrinth.

a)



b)



c)



d)



e)



f)



Hình 1-16: Mặt bằng các dạng ngưỡng tràn đặc biệt

- Loại hình tam giác (hình 1-16b): Có mặt bằng hình tam giác, loại này thường

ít được sử dụng vì tại vị trí góc tam giác hiệu quả khơng cao, trong khi đó lại kéo dài

phần đế móng tràn.

- Loại hình thang (hình 1-16a): Hầu hết tràn labyrinth có hình dạng mặt bằng

kiểu hình thang, thậm chí có tác giả còn định nghĩa “tràn labyrinth là tràn tự do có



24

hình dạng mặt bằng là một số hình thang xếp liền kề”. Kiểu hình thang khắc phục

được nhược điểm của kiểu tam giác, tại vị trí góc hình tam giác thì được cắt đi (cắt

tại vị trí nào xem phần sau), mục đích là cắt bỏ phần mà khả năng thốt khơng hiệu

quả, đồng thời còn làm giảm chiều rộng đế móng.

- Kiểu chữ nhật hay phím đàn piano (Hình 1-16c)

- Kiểu mỏ vịt (Hình 1-16d)

- Kiểu tràn xiên (Hình 1-16e)

- Kiểu tràn bên (Hình 1-16f)

c. Ứng dụng tràn labyrinth trên thế giới và ở Việt Nam:

Tràn labyrinth được xây dựng trên khắp thế giới, nước ứng dụng loại tràn này

nhiều nhất là Mỹ và Bồ Đào Nha. Tràn có lưu lượng thốt lớn nhất hiện nay là tràn

Ute thuộc Mỹ. Bảng 1-2 thống kê một số đập tràn labyrinth đã được xây dựng trên

thế giới.

Bảng1-2: Thông số cơ bản một số đập tràn labyrinth đã xây dựng trên thế giới.



Tên đập



Nước



Agua Brance

Alfaiates

Alijo

Arcosso

Avon

Bartletts Ferry

Belia

Beni Bahdel

Boardman

Calde

Carty

Forestport

Garland Canal

Genma

Hartezza

Hyrum

Influente

Jutarnaiba

Keddera

Kizileapinr



Poutugal

Poutugal

Poutugal

Poutugal

Australia

USA

Zaire

Algeria

USA

Poutugal

USA

USA

USA

Poutugal

Algeria

USA

Mozambique

Brazil

Algeria

Turkey



Năm



Q



Ho



P



W



L



xd



m3/s



m



m



m



m



124

99

52

85

1420

5920

400

1000

387

21

387

76

25.5

115

350

256

60

862

250

2270



1.65

1.6

1.23

1.25

2.16

2.19

2.00

0.5

1.77

0.6

1.8

1.02

0.37

1.12

1.9

1.68

1.00

0.7

2.46

4.6



3.5

2.5

2.5

2.5

3.0

3.43

3/2

2.76

2.5

4.3

2.94

1.40

3.0

3.5

3.66

1.60



12.5

13.2

8.7

13.3

13.5

18.3

18.0

4

18.3

7.4

18.3

6.10

4.57

12.5

9.7

9.1

4.15



3.5

4.0



8.9

75.4



1999

1991

2001

1970

1983

1944

1978

2001

1977

1988

1982

1983

1985

1983

1985



n



Tác giả cập

nhật



28.0 2 Quintel et al

37.5 1 Quintel et al

21.05 1 Magallaes

16.68 1 Quintel et al

26.5 10 Darvis

70.3 20 Mayer

31.0 2 Magallaes

62.5 20 Afshar

53.5 2 Babb

28.19 1 Quintel et al

54.6 2 Afshar

21.9 2 Lux ( 1989 )

19.6 3 Lux/Hinchlif

30.0 2 Quintel et al

28.6 3 Lux ( 1989 )

45.7 2 Lux ( 1989 )

24.76 3 Magalhaes

Afshar

26.3 2 Lux ( 1989 )

263.9 5 Yildiz



25

Meteer

Navet

Ohau Canal

Pacoti

Pisao



USA

Trinidad

New Zealand

Brazil

Poutugal



1972

1974

1980

1980



239

481

540

3400

50



1.83

1.68

1.08

2.72

1.0



4.57

3.05

2.50

4.0

3.5



5.49

5.49

6.25

8.0

8.0



17.6 4 CH2M Hill

12.8 10 Phelps

37.5 12 Walsh

41.52 15 Magalhaes

200.0 1 Quintel et al



Quincy

Ristschard

Rollins

Saco



USA

USA

USA

Brazil



1973



2.13

2.74

2.74

1.5



3.96

3.05

3.35



13.6

83.8



1986



26.5

1555

1841

640



45



26.5

411

472

248.5



SDomings

SamRayburn



Poutugal



1993



160



1.84



3.0



7.5



22.53



USA



1996



Australia



1941



1020



1.36



2.13 13.41



Flamingo



USA



1990



1591



2.23



7.32



Tongue River



USA



Twin Lake



USA



Lake

Woronora



6.1 195.1



95.1



4 Magalhaes

9 Vermeyen

9 Tullis

Quin et al



2 Magalhaes

USCOLD

526.7 16

ulletin

31.23 11 Afshar

67.4



4 LasVegas,nv

Decker, MT



1989



570



2.74



3.35



8.31



34.05



4 Buffalo, WY



Ở Việt Nam, đập tràn labyrinth bước đầu đang được nghiên cứu và áp dụng ở

một số cơng trình như: Tràn xả lũ Sơng Móng - Bình Thuận (hình 1-17), tràn xả lũ

Phước Hòa -Bình Phước (hình 1-18)… Một số thông số cơ bản của tràn như sau:

* Tràn xả lũ Sơng Móng (Bình Thuận):

- Lưu lượng xả: Qtk = 224,44 m3/s

- Cột nước tràn max: H = 2,54 m

- Chiều cao ngưỡng tràn: 5,1 m

- Số răng: n = 2

- Chiều dày răng: t = 0,30 m

- Góc 

- Tổng chiều dài tràn: L= 53,20m



Hình 1-17: Mơ hình tràn Sơng Móng

(nhìn từ thượng lưu)



26

* Tràn xả lũ Phước Hòa (Bình Phước):

- Tràn có cửa kết hợp tràn mỏ vịt.

- Lưu lượng xả:Qmax = 8700 m3/s

- Cột nước tràn max: Hmv=7.85m;

Hcửa=18.25m.

- Tổng chiều dài tràn mỏ vịt: L= 190m

- Chiều dài tràn có cửa: L=40m

- Số răng tràn trên mỏ vịt: n=20

Hình 1-18: Mơ hình 1/2 tràn Phước Hòa

(nhìn từ thượng lưu)

* Nhận xét:

Ta thấy khả năng thoát của tràn labyrinth có thể gấp từ 2 đến 5 lần các tràn có

ngưỡng thẳng do vậy có thể tăng mức độ an tồn hồ chứa hoặc nâng cao khả năng

tích nước của hồ. Tuy vậy các điều kiện ràng buộc về các yếu tố thuỷ lực cũng rất

khắt khe, như là cột nước tràn thấp, dòng chảy sau tràn là dòng xiết, khả năng điều

tiết hồ chứa v.v… đến các yếu tố về mặt cấu tạo tràn như là giới hạn về tỷ số giữa

chiều cao tràn với cột nước trên tràn, giới hạn góc tường bên, chiều dài vùng xáo

trộn v.v… là hết sức phức tạp. Điều kiện ứng dụng thích hợp:

- Hình dạng ngưỡng tràn: Cần có chiều cao ngưỡng tràn đảm bảo sao cho

H/P<0,9, do vậy thay thế tràn cũ có chiều cao ngưỡng, như là: tràn thực dụng, hình

thang hoặc thành mỏng là thích hợp nhất.

- Bộ phận thân dốc: Cần phải tạo ra sao cho phía sau ngưỡng tràn là dòng xiết.

- Bộ phận tiêu năng sau tràn: đơn giản và có thể tăng tỷ lưu lên hoặc mở rộng

đi tràn .

- Địa hình: Đối với tràn labyrinth, khẩu diện tràn nếu bằng khẩu diện tràn cũ

khả năng tháo có thể lớn hơn từ 2 đến 5 lần tràn thẳng, do vậy không cần phải mở

rộng mà vẫn có khả năng tháo với lưu lượng lớn hơn. Như vậy thích hợp loại tràn

khó mở rộng, địa hình sườn dốc đứng chẳng hạn.



27

- Địa chất: Do cần phải có chiều cao ngưỡng tràn đảm bảo sao cho H/P<0,9,

do vậy nếu cần phải đào sâu ngưỡng tràn thì địa chất nền có thể đào sâu được. Đặc

biệt bộ phận tiêu năng, do đảm nhận tiêu năng với tỷ lưu lớn hơn trước (trường hợp

không mở rộng bộ phận sau tràn) thì nền phía sau tốt nhất là nền đá cứng chắc hoặc

tiêu năng bằng mũi phun.

2. Ngưỡng tràn zích zắc kiểu phím Piano: (Piano Keys Weir)



a)Tồn cảnh thượng lưu cơng trình



b) Hạ lưu tràn xả lũ



Hình 1-19: Đập tràn phím Piano Maguga ở Xoa zi lân



Hình 1-20: Đập tràn phím Piano Liege ở Bỉ



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Hình 1-10. Cắt dọc tràn sự cố hồ Easoup thượng

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×