LỜI CẢM ƠN
Với sự giúp đỡ của phòng Đào tạo Đại học và Sau Đại học, Khoa Công trình
trường Đại học Thuỷ Lợi, cùng các thầy cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp và gia đình
đến nay Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật với đề tài: “Nghiên cứu các giải pháp nâng cao
dung tích hữu ích của các hồ chứa ở tỉnh Nghệ An nhằm đáp ứng sự phát triển
kinh tế xã hội và thích ứng với sự biến đổi khí hậu” đã được hoàn thành.
Tác giả xin tỏ lòng biết ơn chân thành đến các cơ quan đơn vị và các cá nhân
đã truyền đạt kiến thức, cho phép sử dụng tài liệu đã công bố.
Đặc biệt tác giả xin được tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TS Phạm Ngọc Quý
và PGS.TS. Đỗ Tất Túc người đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tận tình cho tác giả
trong quá trình thực hiện luận văn này.
Với thời gian và trình độ còn hạn chế, luận văn không thể tránh khỏi những
thiếu sót. Tác giả rất mong nhận được sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của các thầy
cô giáo, của các Quý vị quan tâm và bạn bè đồng nghiệp.
Luận văn được hoàn thành tại Khoa Công trình, Trường Đại học Thủy Lợi.
Hà Nội, tháng 08 năm 2013
Tác giả luận văn
LÊ QUỐC TUẤN
BẢN CAM KẾT
Tên tôi là: Lê Quốc Tuấn
Học viên lớp: 19C21-NA
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Những nội dung
31T 32
31T2.1. Nội dung kịch bản biến đổi khí hậu31T 32
31T2.1.1. Kịch bản biến đổi khí hậu31T 32
31T2.1.2. Tác động của biến đổi khí hậu đối với sự an toàn hồ chứa31T 32
31T2.2. Những thách thức đặt ra do biến đổi khí hậu đối với các hồ chứa31T 35
31T2.2.1. Diễn biến các yếu tố khí hậu thuỷ văn31T 35
31T2.2.2. Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng31T 37
31T2.2.3. Phân tích ảnh hưởng của BĐKH đến dung tích hữu ích của hồ chứa31T 39
31T2.3. Kết luận31T 42
31TCHƯƠNG III: CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO DUNG TÍCH HƯU ÍCH CỦA HỒ
CHỨA NƯỚC Ở NGHỆ AN
31T 43
31T3.1. Đặc điểm tự nhiên, dân sinh kinh tế xã hội Nghệ An31T 43
31T3.1.1. Đặc điểm tự nhiên31T 43
31T3.1.2. Tình hình dân sinh kinh tế xã hội31T 44
31T3.2. Yêu cầu tăng dung tích hữu ích hồ chứa ở Nghệ An31T 46
31T3.3. Tiêu chuẩn giải pháp lựa chọn31T 50
31T3.4. Các giải pháp nâng cao dung tích hữu ích31T 50
31T3.4.1. Nâng cao trình ngưỡng tràn kết hợp chuyể n hình thức ngưỡng tràn đỉnh rộng
sang tràn thực dụng
31T 51
31T3.4.2. Nâng cao trình ngưỡng tràn kết hợp mở rộng bề rộng tràn31T 53
31T3.4.3. Nâng cao trình ngưỡng tràn kết hợp chuyển hình thức tràn thực dụng sang
tràn zích zắc
31T 54
31T3.4.4. Nâng cao trình ngưỡng tràn kết hợp chuyển tràn tự do sang tràn có cửa van.31T57
31T3.4.5. Nâng cao trình ngưỡng tràn kết hợp làm thêm tràn phụ31T 58
31T3.4.6. Nâng cao trình ngưỡng tràn + Nâng cao đập kết hợp với làm tường chắn sóng31T
67
31T3.4.7. Kết hợp các giải pháp với nhau31T 70
0
PC) so với thời kỳ 1980-1999 ở vùng Bắc
Trung Bộ theo kịch bản phát thải trung bình (B2) 38
Bảng 2-4: Mức thay đổi lượng mưa (%) so với thời kỳ 1980-1999 ở vùng Bắc
Trung Bộ theo kịch bản phát thải khí trung bình (B2) 38
Bảng 2-5: Mực nước biển dâng (cm) so với thời kỳ 1980-1999 39
Bảng 3-1: Chỉ tiêu tăng trưởng GDP của tỉnh Nghệ An 46
Bảng 3-2: Yều cầu dùng nước của một số khu công nghiệp 47
Bảng 3-3. Nhu cầu tăng dung tích hữu ích của các hồ chữa ở Nghệ An 49
Bảng 3-4: Hệ số tăng lưu lượng n cuả tràn piano key A so với tràn Creager 55
Bảng 3-5: Hệ số tăng lưu lượng (n) của tràn piano key B so với tràn Creager 56
Bảng 4-1: Mô hình lũ đến với tần suất P=1%, P=0.2% 73
Bảng 4-2: Quan hệ mực nước và dung tích hồ Vực Mấu 75
Bảng 4-3: Bảng so sánh kết quả tính toán điều lũ các giải pháp 81
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1-1: Hồ chứa nước Gileppe (Bỉ) 4
Hình 1-2: Hồ chứa nước Vực Mấu–Nghệ an 6
Hình 1-3: Hồ chứa nước Kim Sơn–Hà Tĩnh 6
Hình 1-4: Vị trí các hồ chứa ở Nghệ An 8
Hình 1-5: Tràn sự cố kiểu tự do 13
Hình 1-6: Tràn sự cố hồ chứa nước Thanh Lanh - Vĩnh Phúc 14
Hình 3-4: Mặt cắt của ngưỡng tràn thực dụng Ôphixêrôp 52
Hình 3-5: Mặt bằng và cắt dọc ngưỡng tràn khi được nâng cao, mở rộng 53
Hình 3-6: Cắt ngang ngưỡng tràn thực dụng 54
Hình 3-7: Mặt bằng và cắt ngang ngưỡng tràn zích zắc 54
Hình 3-8: Quan hệ giữa lưu lượng và mực nước của hình thức A, B và tràn
Creager 56
Hình 3-9: Chuyển hình thức tràn tự do sang tràn có cửa van 57
Hình 3-10: Tổ hợp các hình thức kết cấu của tràn chính và tràn phụ 59
Hình 3-11: Đường quá trình xả lũ khi tràn chính và 59
tràn phụ đều không có cửa 59
Hình 3-12: Đường quá trình xả khi tràn chính tự do và tràn phụ kiểu tấm gập nhanh
hoặc đập tự vỡ ( Trường hợp 1) 60
Hình 3-13: Đường quá trình xả khi tràn chính tự do và tràn phụ kiểu tấm gập 61
(Trường hợp 2) 61
Hình 3-14: Đường quá trình xả khi tràn chính là tràn tự do và tràn phụ kiểu bản lệch
trục ngang (Trường hợp 1) 62
Hình 3-15: Đường quá trình xả khi tràn chính tự do và tràn phụ kiểu bản lệch trục
ngang (Trường hợp 2) 62
Hình 3-16: Đường quá trình xả lũ khi tràn chính có cửa và tràn phụ tự do 63
Hình 3-17: Đường quá trình xả khi tràn chính cócửa van và tràn phụ kiểu tấm gập
nhanh hoặc đập tự vỡ ( Trường hợp 1) 64
Hình 3-18: Đường quá trình xả khi tràn chính cócửa van và tràn phụ kiểu tấm gập
nhanh hoặc đập tự vỡ ( Trường hợp 2) 65
Hình 3-19: Đường quá trình xả khi tràn chính có cửa van và tràn phụ kiểu bản lệch
trục ngang (Trường hợp 1) 65
Hình 3-20: Đường quá trình xả khi tràn chính có cửa van và tràn phụ kiểu bản lệch
trục ngang (Trường hợp 2) 66
Hình 3-21: Lắp ghép cửa van phụ ở phía trên 68
Hình 3-22: Áp trúc mái thượng lưu đập 68
Hình 3-23: Áp trúc mái thượng hạ lưu đập 68
1
MỞ ĐẦU
I. Tính cấp thiết của đề tài
Số lượng công trình hồ đập lớn, vừa và nhỏ được xây dựng trong vùng Nghệ
An trong những năm qua lên đến hàng trăm công trình. Bên cạnh những hồ chứa đã
xuống cấp cần sửa chữa lại để đảm bảo ổn định là các hồ chứa cần phải nâng cao
dung tích hữu ích để đáp ứng sự phát triển kinh tế xã hội và biến đổi khí hậu.
Kinh tế xã hội tỉnh Nghệ An đang phát triển mạnh mẽ, nhu cầu cấp nước cho
sinh hoạt, chăn nuôi tăng lên, các khu công nghiệp mọc ra hàng năm. Nông dân
đang được tiếp cận với những giống cây trồng mới có năng suất cao, biện pháp canh
tác thâm canh tăng vụ đòi hỏi lượng nước dùng cao hơn, bên cạnh là sự biến đổi khí
hậu có ảnh hưởng trực tiếp đến hệ số tưới cây trồng và lượng nước đến hồ. Vấn đề
phát triển du lịch cũng đặt ra đối với các hồ chứa có mực nước chết thấp, hiện nay
tần suất đảm bảo cấp nước tăng từ 75% lên 85% có ảnh hưởng đáng kể đến lượng
nước tưới. Để đáp ứng được các yêu cầu đặt ra cần phải nâng cao dung tích hữu ích
của các hồ chứa.
Các biện pháp xử lý để nâng cao dung tích hữu ích hiện nay chủ yếu là nâng
cao ngưỡng tràn kết hợp với mở rộng khẩu độ tràn và tôn cao đỉnh đập. Việc nâng
cao trình đỉnh đập có ảnh hưởng đến công tác đền bù giải phóng mặt bằng hoặc phải
làm thêm các đập phụ chống lũ. Nghiên cứu tính toán giải pháp nâng cao dung tích
hữu ích hồ chứa trong khi giữ nguyên cao trình đỉnh đập là một bài toán vừa đảm
bảo tính kỹ thuật và kinh tế.
Vì vậy đề tài "Nghiên cứu các giải pháp nâng cao dung tích hữu ích của các hồ
chứa ở tỉnh Nghệ An nhằm đáp ứng sự phát triển kinh tế xã hội và thích ứng với sự
biến đổi khí hậu" là rất cần thiết và cấp bách.
II. Mục đích của đề tài:
- Nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu đến hồ chứa nước.
- Nghiên cứu các phương pháp tính toán và giải pháp nâng cao dung tích hữu
Chương I. Tổng quan về xây dựng hồ chứa
Chương II. Biến đổi khí hậu và những thách thức đặt ra đối với hồ chứa
Chương III. Các giải pháp nâng cao dung tích hữu ích của hồ chứa nước ở Nghệ An
Chương IV. Áp dụng tính toán cho hồ chứa nước Vực Mấu
Kết luận và kiến nghị
Phụ lục
3
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG HỒ CHỨA
1.1. Nhiệm vụ, vai trò, yêu cầu hồ chứa
Hiện nay nước ta đã xây dựng và đưa vào khai thác
6648 hồ chứa các loại, với
tổng dung tích theo thiết kế là 49,88 tỷ m
P
3
P nước. Trong tổng số 2198 hồ chứa có
dung tích lớn hơn 200 nghìn m
P
3
P nước, nhiều hồ có dung tích từ vài chục đến vài
trăm triệu m
P
3
P nước. Hồ chứa có nhiệm vụ cấp nước tưới phục vụ cho sản xuất trong
mùa khô, cấp nước sinh hoạt cho con người và vật nuôi, cắt lũ trong mùa mưa lũ,
phát điện và bổ sung nước mùa kiệt cho hạ du để đẩy mặn, cải tạo môi trường sinh
thái.
Hồ chứa đóng vai trò rất quan trọng trong việc bảo vệ, cải tạo môi trường sinh
thái. Góp phần quan trọng vào việc xoá đói giảm nghèo, xây dựng nông thôn mới.
hồ), Mỹ (6.575 hồ), Ấn Độ (4.291 hồ), Nhật Bản (2.675 hồ), Tây Ban Nha 1.196
hồ.
Hình 1-1: Hồ chứa nước Gileppe (Bỉ)
Nước Nga có hơn 150 hồ lớn với tổng dung tích trên 200 tỷ m3 nước. Các hồ
lớn nhất thế giới có hồ Boulder trên sông colorado (Mỹ) dung tích 38 tỷ m
P
3
P nước,
hồ Grand coulle trên sông Columbia (Mỹ) dung tích 24 tỷ m
P
3
P nước, Hồ Bơrat trên
sông Angera (Nga) có dung tích gần 20 tỷ m
P
3
P nước.
Hồ chứa mang đến nhiều lợi ích khác nhau, nhưng cũng có những hạn chế
5
Mặt tích cực của hồ chứa nước là những công trình sử dụng nguồn nước tổng
hợp và mang tính đa chức năng. Hồ cấp nước cho các ngành sản xuất công nghiệp,
nông nghiệp, sinh hoạt, phòng chống lũ lụt, hạn hán, hồ phát điện…Khi một hồ
chứa nước được xây dựng sẽ tạo sự ổn định và phát triển kinh tế cho cả một khu
vực. Tạo công ăn việc làm, giải quyết thất nghiệp, phân bố lao động. Mặt khác,
trong một số trường hợp còn đảm bảo an ninh quốc phòng.
Mặt hạn chế khi xây dựng hồ là: nếu có sơ xuất trong thiết kế, xây dựng, vận
hành khai thác hoặc trình độ kỹ thuật quản lý chưa cao không đáp ứng được đòi hỏi
của thực tế, thì có thể gây ra sự cố dẫn đến những hậu quả thảm hại. Nếu thất thoát
nước nhiều gây thiếu nước ảnh hưởng đến năng suất cây trồng vật nuôi, giảm điện
nông nghiệp nói riêng. Nhà nước rất quan tâm phát triển xây dựng các hồ chứa nước
đặc biệt là từ sau khi đất nước thống nhất.
Trong nhiều năm qua Nhà nước và nhân dân đã đầu tư nhiều tiền của, công
sức để xây dựng hồ chứa nước phục vụ cho phát triển sản xuất. Hiện nay, trên địa
bàn 45 tỉnh, thành phố trong cả nước xây dựng được
6648 hồ chứa nước các loại với
tổng dung tích trữ trên 49,88 tỷ m
P
3
P nước. Nhiều hồ chứa nước lớn như hồ Hòa Bình
(Hòa Bình), Thác Bà (Yên Bái), Sơn La (Sơn La), Na Hang (Tuyên Quang), Núi
Cốc (Thái Nguyên), Cấm Sơn (Bắc Giang), Cửa Đạt, Sông Mực (Thanh Hóa), Kẻ
Gỗ (Hà Tĩnh), Phú Ninh (Quảng Nam), Dầu Tiếng (Tây Ninh).v.v…mang lại hiệu
ích to lớn, cấp nước phục vụ cho sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt, cải
tạo môi trường sinh thái, còn có nhiệm vụ cắt lũ bảo đảm an toàn cho hạ du.
Trong số các hồ chứa đã được xây dựng, thủy điện có 29 hồ với tổng dung tích
trữ khoảng 39,6 tỷ m3 nước. Thủy lợi có 5.466 hồ với tổng dung tích 10,28 tỷ m3
nước, bảo đảm tưới cho 803.180ha đất canh tác, gồm:
7
Bảng 1-1: Thống kê theo dung tích hồ chứa phục vụ tưới của tổng cục thuỷ lợi
≥10 triệu m3
5triệu ÷10triệu
m3
1triệu ÷5triệu
m3
0.2triệu÷5triệu
m3
≤ 0.2triệu m3
103
8
Hiện nay trên địa bàn tỉnh Nghệ An có 625 hồ chứa nước lớn nhỏ , với tổng
dung tích hơn 387 triệu m
P
3
P, trong đó:
+ Số hồ có dung tích trữ từ 10 triệu m
P
3
P trở lên có 6 hồ (Vực Mấu, Vệ Vừng,
Khe Đá, Sông Sào, Xuân Dương, Bàu Da).
+ Số hồ có dung tích trữ từ 5 đến dưới 10 triệu m
P
3
P có 12 hồ
+ Số hồ có dung tích trữ từ 1 đến dưới 5 triệu m
P
3
P có 68 hồ
+ Số hồ có chiều cao đập từ 10m trở lên có 111 hồ
Các hồ nước này ngoài nhiệm vụ cung cấp nước cho 39 nghìn ha đất sản xuất,
phục vụ dân sinh và kinh tế thì còn có nhiệm vụ điều tiết lũ bảo vệ vùng hạ du
Hình 1-4: Vị trí các hồ chứa ở Nghệ An
1.3.2. Đặc điểm
+ Chủ yếu được xây dựng từ những năm 1970 - 1980 trong điều kiện nền kinh
tế đất nước còn nhiều khó khăn, công tác khảo sát, thiết kế và thi công còn nhiều
thiếu sót, các công trình đầu mối không được xây dựng hoàn thiện. Thời gian khai
thác, sử dụng các hồ đã lâu, việc quản lý chưa được quan tâm đúng mức, thiếu kinh
phí để duy tu sửa chữa, dẫn đến nhiều hồ chứa nước nhanh chóng bị xuống cấp, gây
Pnước trở lên ). Hàng
năm được duy tu , sửa chữa, hồ sơ thiết kế ban đầu và quá trìn h quản lý khai thác
được cập nhật , lưu giữ tương đối đầy đủ , trường hợp thiếu thì được đo đạc khôi
phục bổ sung , nhưng hầu hết còn thiếu quy trình vận hành (cả trong mùa tưới và
trong phòng chống lụt bão).
Xã, HTX quản lý 575 hồ. Là các hồ nhỏ, tưới gọn xã, dung tích thường dưới 1
triệu m
P
3
Pnước, công tác quản lý còn nhiều tồn tại như là : Việc duy tu , sửa chữa
10
thường không thực hiện thường xuyên hoặc chưa tương xứng với tài sản nên công
trình bị xuống cấp , rò nước, tổn thất nước lớn . Nhiều địa phương quản lý nhưng
không có hồ sơ công trình , tài liệu thiết kế ban đầu mất mát , thất lạc, không có quy
trình kỹ thuật quản lý , công tác đo đạc, quan trắc (quan trắc mực nước lũ, quan trắc
lún, xê dịch ) thực hiện không đầy đủ . Đang coi nhẹ quản lý hồ , chưa chú ý xây
dựng nề nếp quản lý kỹ thuật và quản lý kinh tế.
Các tác nhân chính gây mất an toàn cho hồ chứa là do lũ lớn tràn qua đỉnh đập
đất gây vỡ đập, thấm lớn qua nền và thân đập gây xói ngầm hoặc trượt mái hạ lưu,
sóng do bão làm trượt mái thượng lưu hoặc vận hành không đúng kỹ thuật (tháo cạn
hồ quá nhanh gây sạt trượt mái thượng lưu đập đất). Các tổ mối, hang hốc không
được phát hiện, xử lý kịp thời. Nhiều hồ chứa còn thiếu năng lực xả lũ do khi thiết
kế tính toán lũ thiên nhỏ, mô hình thiết kế lũ không phù hợp với tình hình mưa lũ
trên lưu vực, rừng đầu nguồn bị tàn phá nên lũ tập trung về hồ nhanh hơn, nhiều
hơn. Hầu hết các hồ chứa nhỏ có dung tích dưới 1 triệu m3 mái thượng lưu không
được gia cố, thường bị sạt trượt nghiêm trọng, ảnh hưởng đến an toàn công trình.
Một số hồ chứa được gia cố mái thượng lưu bằng đá lát hoặc bê tông, do gia cố lâu
nên lớp gia cố bị xô tụt.
+ Khả năng an toàn của các hồ chứa:
phép mở rộng hay không và vấn đề nối tiếp giữa kết cấu cũ và mới cũng cần phải
xem xét kỹ.
1.4.2. Nâng cao ngưỡng tràn kết hợp thay tràn không có cửa van bằng tràn có
cửa van.
Khi cần tăng khả năng an toàn về tháo trong điều kiện địa hình hẹp, địa chất
tốt có thể hạ thấp cao trình ngưỡng tràn và lắp thêm cửa van. Giải pháp này có ưu
điểm là khả năng tháo lớn, tính chủ động cao, không làm tăng ngập lụt, khả năng
vượt tải lớn, khả năng đảm bảo an toàn cao. Nhưng phải đề cao công tác quản lý
vận hành để đạt hiệu quả.
1.4.3. Nâng cao ngưỡng tràn kết hợp làm thêm tràn phụ, tràn sự cố.
Trên thế giới cũng đã có nghiên cứu nhất định về tràn sự cố như ở Trung
Quốc, trước những năm 1980 chưa có tràn sự cố, tháng 8 năm 1975 xuất hiện lũ lớn
vượt thiết kế làm hư hại nhiều đập hồ. Từ đó người ta đã đưa ra khái niệm mực
nước lũ bảo vệ đập và cần có tràn sự cố. Từ năm 1980 đã thực hiện thiết kế, xây
dựng bổ sung tràn sự cố cho các hồ chứa đã có hoặc đang trong xây dựng mới. Hình
thức hay dùng ở Trung Quốc là tràn tự do, tràn sự cố kiểu đập đất tự vỡ, tràn sự cố
kiểu nổ mìn gây vỡ. Nói chung ở Trung Quốc đều dùng hình thức tràn sự cố có kết
cấu đơn giản, chiều cao từ 2 ÷ 5 mét, chiều dài ngưỡng tràn lớn để giảm lưu tốc V,
lưu lượng đơn vị q và vấn đề tiêu năng không nặng nề.
Cùng với việc nghiên cứu về tràn chính người ta còn nghiên cứu kết hợp tràn
sự cố tháo kết hợp với tràn chính để giảm giá thành công trình tràn xả lũ. Ở Liêu
12
Ninh (Trung Quốc) làm tràn sự cố kiểu nước tràn qua đập đất gây vỡ, kết hợp tràn
chính xả lũ đã giảm 40% ÷ 60% giá thành công trình xả lũ. Ở Australia so sánh 5
đập có dùng tràn sự cố (kết hợp với tràn chính) cho thấy vốn đầu tư giảm 20% ÷
30% so với chỉ dùng tràn chính.
Ở Mỹ, Mexico, Pháp, Australia, Bồ Đào Nha người ta đã có những nghiên cứu
lý thuyết và mô hình thủy lực về hình thức kết cấu khả năng tháo của tràn Zích zắc
(tràn Labyrinth) và đã áp dựng xây dựng loại phím đàn piano, loại mỏ vịt, loại
Hình 1-5: Tràn sự cố kiểu tự do
b. Đặc điểm làm việc
Đối với tràn tự do thì tràn sự cố đã tham gia tháo lũ khi mực nước thượng
lưu tràn chưa đạt mực nước thiết kế.
c. Ưu điểm
- Thích hợp với hồ chứa vừa và nhỏ.
- Kết cấu đơn giản dễ thi công, tiện quản lý.
- Tự động vận hành.
- Chi phí nhỏ.
d. Nhược điểm
Nếu đặt cao trình ngưỡng tràn thấp hơn mực nước lũ thiết kế (MNLTK) thì
tràn vận hành sớm khi công trình đầu mối chưa thực sự gặp nguy hiểm. Ngược lại,
nếu cao trình ngưỡng tràn bằng MNLTK thì phải xử lý nâng cấp hoặc hạ thấp tiêu
chuẩn thiết kế các hạng mục công trình đầu mối. Sau mỗi lần tràn làm việc thì cuối
kênh tràn thường bị xói lở tạo thành lòng dẫn mới và phải gia cố lại.
e. Điều kiện áp dụng
Tràn sự cố dạng tràn tự do với cột nước thấp, thường từ 0,3 ÷ 0,5 mét nên bề
rộng tràn rất lớn. Tràn tự do thường được áp dụng ở những công trình hồ chứa nước
loại nhỏ, lũ kiểm tra chênh không nhiều so với lũ thiết kế và ở những nơi có điều
kiện địa hình, địa chất thuận lợi: Yên ngựa thấp, rộng và dài, nên có khả năng chống
14
xói tốt để giảm khối lượng công trình. Ở Việt Nam loại này được dùng nhiều như
hồ Thanh Lanh – Vĩnh Phúc, hồ Ao Châu – Phú Thọ Hình 1-6: Tràn sự cố hồ chứa nước
Thanh Lanh - Vĩnh Phúc
Hình 1-7: Tràn sự cố hồ chứa nước
−
(1-2)
t
R
2
R : thời điểm tràn sự cố bắt đầu làm việc . Trong khoảng thời gian tR
1
R÷tR
2
R chỉ
tràn chính làm việc. Mực nước bắt đầu dâng từ MNDBT đến mực nước lũ khống
chế.
t
R
3
R: thời điểm mực nước lũ lớn nhất Zmax . Trong khoảng thời gian từ tR
2
R÷tR
3
R
cả tràn chính và tràn sự cố cùng làm việc. Khi đó:
Q xả = Qc + Qs (1-3)
15
Với Qs = mR
2
R.εR
2
R.BR
2
R: Cột nước trên tràn
a - Độ mở cửa van
α - Hệ số co hẹp đứng do ảnh hưởng độ mở
t
R
4
R: thời điểm mực nước hạ xuống MNLKT. Thời đoạn tR
3
R÷tR
4
R trạng thái làm
việc của hai tràn giống như thời đoạn trước, nhưng mực nước hồ đang giảm dần
theo thời gian.
t
R
5
R: thời điểm mực nước hạ đến MNDBT trạng tháo làm việc trong thời đoạn
t
R
4
R÷tR
5
R giống tR
1
R÷tR
2
R
2
. Tràn phụ (tràn sự cố) kiểu nước tràn qua đỉnh đập đất gây vỡ.
a. Nguyên lý hoạt động:
- Đơn giản, tiện cho vận hành.
- Có thể thiết kế vỡ từng đoạn theo mức độ cần tháo xả khẩn cấp khác nhau.
- Việc phục hồi đập tạm trên ngưỡng sau xả lũ không có khó khăn gì.
d. Nhược điểm
- Sau nhiều năm không sử dụng thân đập chặt, mái đập cỏ cây mọc nhiều vì
vậy khi nước tràn qua với lớp chảy mỏng khó có thể gây vỡ đập được.
Vị trí vỡ, phạm vi vỡ có tính ngẫu nhiên không khống chế được.
Để khắc phục nhược điểm này, người ta làm đường dẫn xói trên mặt đập
xuống mái hạ lưu (thường là rãnh)
e. Điều kiện áp dụng
Dùng với địa hình có yên ngựa thấp, nhưng không quá rộng để làm tràn tự do
và nền tương đối tốt (vì khi đó cột nước tràn, lưu tốc dòng chảy không nhỏ). Với
những hồ chứa đã xây dựng tràn sự cố tự do dạng đỉnh rộng nhưng chưa đảm bảo
tháo lũ có thể dùng dạng này để thay thế.
Hình 1-9 là tràn sự cố kiểu nước tràn qua đỉnh đập gây vỡ của Hồ chứa nước
Nam Sơn - Triết Giang - Trung Quốc.
17
Hình 1-9. Tràn sự cố kiểu tự vỡ ở Hồ Nam Sơn - Triết Giang - Trung Quốc
1. Ngưỡng tràn sau khi phần đất phía trên xói vỡ.
2. Trường chống thấm bằng đất sét
3. Khối cát 4. Đường dẫn xói 5. Máng dẫn xói
Ở Việt Nam loại này được thiết kế ở một số hồ như EASOUP Thượng, thuỷ điện
Sông Hinh.
219,03
217,58
216,88
1500
400
Copyright: Tài liệu đại học ©