t ®
x d
Chương II Tính toán thuỷ văn, thuỷ nâng vầ diều tiét lũ
III .TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ
1.TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ:
A. MỤC ĐÍCH TÍNH TOÁN.
Mục đích tính toán điều tiết lũ bằng hồ chứa bảo vệ công trình là trên cơ sở quy
mô công trình tháo lũ, thông qua việc tính toán xác định:
Các thành phần dung tích phòng lũ cần thiết của hồ;
Đường quá trình mực nước hồ Ζ=ƒ(t), các mực nước lũ đặc trưng của hồ, bao
gồm mực nước cao nhất trong hồ, ứng với đường quá trình lũ tính toán.
Các đường quá trình lưu lượng xả tổng q
x
(t), xả mặt q
xm
(t), xả sâu q
xs
(t), xả sự cố
q
sc
(t).
b. CÁC MỰC NƯỚC HỒ ĐẶC TRƯNG.
Các mực nước hồ đặc trưng cần được xem xét trong mùa lũ gồm có:
• Mực nước khống chế phòng lũ (mực nước trước lũ MNTL): Đó là mực
nước cao nhất cần khống chế ở mùa lũ khi tích nước sử dụng.
• Mực nước dâng bình thường (MNDBT): Đó là mực nước cao nhất trong hồ
cần phải tích trữ để cấp nước phát điện trong trường hợp hồ vận hành bình
thường.
• Mực nước cao phòng lũ (MNCPL): Đó là mực nước cao nhất trong hồ đạt
được khi gặp con lũ ứng với tiêu chuẩn lũ thiết kế của đối tượng cần bảo vệ
ở hạ lưu, hồ chứa phải làm nhiệm vụ tích nước lũ và hồ chỉ tháo xuống hạ








+
∂
∂
+
∂
∂
+
∂
∂
=
∂
∂
=
∂
∂
+
∂
∂
,
1
;0
2
K

• F - Diện tích mặt hồ chứa ;
• h - Cột nước trên công trình tháo lũ
Phương trình (V-1) có thể viết thành:
(Q- q) = F
dt
dh
(V-3)
Dùng trị số bình quân Q
bq
, q
bq
Q
bq
.
∆
t - q
bq
.
∆
t =
∆
V
(V-4)
Nếu dùng chỉ số 1 và 2 để chỉ đầu và cuối thời đoạn thì ta có thể viết biểu
thức cơ bản để tính toán điều tiết lũ là hệ phương trình:
Dương Văn Định KV15. MSSV: 01N-20
t ®
x d
Chương II Tính toán thuỷ văn, thuỷ nâng vầ diều tiét lũ


hồ chứa. Từ hình 1 ta thấy lúc Q = F(t) đã biết thì V
m
thay đổi theo đường quá
trình q= f(t). Nhưng nếu q = f(t) thay đổi thì hình thức và kích thước của công
trình tháo lũ cũng thay đổi theo. Do đó việc phân tích đường quá trình tháo của hồ
chứa là một vấn đề quan trọng trong tính toán điều tiết lũ.
Từ phương trình (V-3) nhận thấy mực nước hồ đạt cực trị khi Q=q (nghĩa
là khi Q
d
=q
x
), tùy thuộc diễn biến lưu lượng xả trước và sau cực trị so với lưu
lượng đến mà ta có mực nước hồ đạt Max, hoặc mực nước hồ đạt Min.
HìnhV-1
q
x
= q
x
(t)
Q
d
= Q
d
(t)
z = z(t)
3
T(giê)
Q(m /s)z(m)
Do Q là hàm số của
thời gian, từ đường đặc trưng diện tích của hồ chứa, ta thấy F là hàm số của h;

lượng xả Min q
min
. Diện tích giữa hai đường Q = Q(t) và q = q(t) bằng lượng nước
trữ lớn nhất của hồ chứa (dung tích điều tiết) :
q
1
, q
2
là lưu lượng xả từ hồ ở thời điểm t
1
, t
2
với
q=q
xm
+ q
xs
+q
tđ
+q
k
(V-7)
V
1
,V
2
là dung tích hồ ở thời điểm t
1
, t
2;

+
1
xs
q
+
1
sc
q
+
1
k
q
)
(V-9)
Giả thiết lưu lượng xả thời điểm t
2
là q
2
(1)
=q
1
. Biết Q
1
, Q
2
, q
1
, q
2
(1)

2
. Với cách làm như vậy có thể tìm ra được mực nước hồ Z, lưu lượng xả q, thời
điểm liên tiếp nhau. Từ đó tìm được các đường quá trình mực nước hồ Z =f(t),
lưu lượng xả tổng q=q(t), và các lưu lượng qua các công trình xả tương ứng. q
xm
=
q
xm
(t), q
sx
=q
sx
(t), từ đó tìm được mực nước cao nhất trong hồ và dung tích phòng
lũ tương ứng.
Dương Văn Định KV15. MSSV: 01N-20
t
Q(m3/s)
Z(m)
Q
®Õn1
Q
x¶1
Q
x¶2
Q
®Õn2
1 2
1
3
4

HC
B
−
+
−=
ε
(V-11)
b/B<0.2 lấy b/B=0.2; C
B
/H>3 lấy C
B
/H=3
• C
B
- Chiều cao đập tràn.
• H - Cột nước tác dụng lên đỉnh đập tràn
• H
0
- Cột nước tác dụng lên đỉnh đập tràn có xét vận tốc tiến gần V
o
g
v
2
.
H H
2
0
0
α
+=

a
, K
c
, K
n
là các hệ số xem bảng dưới:
• Đập tràn mặt cắt phi chân không Kriger- Ophixêrov
H
H
m
/21
/5,2
1.036.0
0
δ
δ
+
−
+=
;
(V-15)
iii. LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC CÔNG TRÌNH THÁO:
1. Lựa chọn kích thước công trình tháo mặt.
Mặt cắt đập tràn, nhất là phần đỉnh đập có ảnh hưởng quyết định đến hệ số
lưu lượng (tức là khả năng tháo nước của đập), và cả chế độ nối tiếp dòng chảy và
tiêu năng.
Với phương án chọn là xây dựng đập bằng đập BTTL, công trình tràn mặt
bố trí lệch về bên bờ phải, và dựa vào các điều kiện địa hình,vị trí tuyến bố trí,
địa chất, đặc điểm tuyến xây dựng , đặc điểm công trình, lưu lượng tháo lũ ta
chọn phương án đập tràn có mặt cắt thực dụng loại phi chân không kiểu Cơrigiơ -

(m)
ΣB
tr
(m)
Σl
tp
(m)
L
tr
(m)
∇DB
T (m)
MNT
L
(m)
I Tháo mặt 80 5 15 75 16 91 97.7 93,5
II Tháo mặt 81 5 16 80 16 96 97.7 93,5
III Tháo mặt 82 5 17 85 16 101 97.7 93,5
iv. TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG THÁO:
1. Chuẩn bị số liệu.
Theo tiêu chuẩn thiết kế (TCVN 285 – 2002) thì việc thiết kế công trình tháo lũ
sử dụng mô hình lũ ứng với tần xuất P = 0,1% đối với công trình cấp I
Chuẩn bị các số liệu ban đầu cần thiết khác:
* Đường quá trình lũ thực đo.
* Đường quá trình lũ mô hình ứng với tần xuất P = 0,1% và P = 0,01%.
* Phương án kích thước công trình tháo
* Công trình tháo mặt.
* Lưu lượng tháo qua nhà máy thuỷ điện.
* Các đường quan hệ V = f(Z), F = f(Z), Q = f(H
hl

• Dòng 4: Phương án: PA1
• Dòng 5: Gồm 2 số liệu
• Số liệu về lũ sự cố (có xả lũ sự cố = 1; không xả lũ sự cố = 0)
• Mực nước bắt đầu xả lũ sự cố.
• Dòng 6: Số liệu về công trình tháo sâu (có tháo sâu = 1; không tháo sâu = 0)
• Dòng 7: Gồm 4 số liệu
• Số điểm trên đường quan hệ Z = f(V)
• Số điểm trên đường quá trình lũ mô hình Q = f(t)
• Mực nước dâng bình thường = 97,7 m
• Mực nước trước lũ (Mực nước bắt đầu điều tiết) = 93,5 ( m ).
• Dòng 8: Các thông số về công trình tháo mặt
• Tổng số khoang tràn: n = 5
• Số khoang tràn tham gia điều tiết: n
1
= 5
• Delta: δ = 4 m
• Cao trình ngưỡng: ∇ng = 80 m
• Cao trình đáy: ∇đáy = 22 m
Dương Văn Định KV15. MSSV: 01N-20
t ®
x d
Chương II Tính toán thuỷ văn, thuỷ nâng vầ diều tiét lũ
• Tổng chiều dài (tính cả trụ pin): 91 m
• Tổng chiều dài tràn nước: B = 75 m
• Tổng chiều dài trụ pin: L
trụ pin
= 16 m
• Dòng 9:
• Lưu lượng tháo qua nhà máy thuỷ điện: Q
TĐ

Số khoang tràn tham gia điều tiết : no1 = 5
KẾT QUẢ TÍNH TOÁN :
Mực nước thượng lưu max : Zmax = 100.40(m)
Dương Văn Định KV15. MSSV: 01N-20
t ®
x d
Chương II Tính toán thuỷ văn, thuỷ nâng vầ diều tiét lũ
Lưu lượng đến max : Qdmax = 21670.0(m3/s)
Tổng lưu lượng xả max : Qtmax = 15645(m3/s)
Lưu lượng max xả qua tràn : Qtrmax = 15476(m3/s)
Tỷ lưu lượng max xả qua tràn : qtr = 170(m3/s.m)

Dương Văn Định KV15. MSSV: 01N-20
11