L IC M

N

Trong quá trình h c t p và làm lu n v n b n thân đ
trong tr

ng

c s giúp đ các th y cô giáo

i h c Th y l i, b ng s n l c c g ng h c t p, tìm tòi, tích l y kinh

nghi m cho b n thân, đ n nay đ tài “Nghiên c u ch đ th y l c trong máng bên c a
đ

ng tràn ngang, áp d ng tính toán b trí h p lý đ
nh” đã đ

ng tràn h Ông Lành, t nh Bình

c hoàn thành.

đ t đ c nh v y, tác gi xin bày t lòng kính tr ng và bi t n sâu s c đ i v i th y
GS.TS. Nguy n Chi n ng i đã t n tình h ng d n đ th c hi n lu n v n này.
Tôi chân thành c m n các th y cô giáo và các cán b Phòng
i h c, Khoa Công trình tr

ng

ào t o

c a giáo viên h

ng d n. Nh ng thông tin, d li u, s li u đ a ra trong lu n v n đ

c

trích d n rõ ràng có ngu n g c. Nh ng s li u thu th p và t ng h p c a cá nhân đ m
b o tính khách quan và trung th c. N u sai tôi xin hoàn toàn ch u trách nhi m./.
Tác gi lu n v n

Hoàng ình Giáp

ii


M CL C
DANH M C CÁC HÌNH NH ………………………………………………………v
DANH M C B NG BI U ………………………………………………..…………vii
CH

NG 1 T NG QUAN V H CH A N

1.1 T ng quan v xây d ng đ p và h ch a n
1.2 Tràn x l

C VÀ TRÀN X L ...................... 4
c .......................................................... 4

h ch a ................................................................................................. 5


2.1.1 Các ph

ng tràn ngang ............................................... 18

ng pháp tính toán th y l c .................................................................... 18

2.1.2 L a ch n ph
2.2 Thu t toán v đ

ng pháp tính toán trong lu n v n.................................................. 24
ng m t n

c trong máng bên..................................................... 25

2.3 Nghiên c u t ng quát đ c tr ng đ

ng m t n

c trong máng bên........................ 29

2.3.1 L a ch n ph m vi nghiên c u .............................................................................. 29
2.3.2 Các seri tính toán .................................................................................................. 30
2.3.3 Trình t tính toán .................................................................................................. 31
2.3.4 K t qu tính toán .................................................................................................. 33
2.4 Tiêu chí đánh giá tính h p lý c a các ph

ng án b trí máng ................................ 45

2.4.1 Ph m vi công tác đ t o máng bên ....................................................................... 45
2.4.2 Tiêu chí đánh giá. ................................................................................................ 46

3.3 Nghiên c u xác đ nh các thông s b trí máng bên h Ông Lành ........................ 56
3.3.1 Các thông s tính toán th y l c máng bên ........................................................... 56
3.3.2 Nghiên c u xác đ nh đ d c d c h p lý ............................................................... 56
3.3.3 Nghiên c u l a ch n b r ng c nh đ u h p lý .................................................... 61
3.3.4 Nghiên c u l a ch n đ sâu
3.4 K t lu n ch

m t c t cu i máng............................................... 64

ng 3 .................................................................................................. 69

K T LU N, KI N NGH ............................................................................................. 71
TÀI LI U THAM KH O ............................................................................................. 74
PH L C ...................................................................................................................... 75

iv


DANH M C CÁC HÌNH NH
Hình 1.1

p

nh Bình, t nh Bình

nh ........................................................................ 7

Hình 1.2 Xi phông tháo l [1] ......................................................................................... 8
Hình 1.3


Hình 2.7 M t c t d c tràn: t h p 10; B t = 20m; H t =2m; i 1 =0,10 (s đ 1) ................. 40
Hình 2.8 M t c t d c tràn: t h p 34; B t = 40m; H t =2,0m; i=i 1 =0,08 (s đ 1) ........... 41
Hình 2.9 M t c t d c tràn: t h p 38; B t = 40m; H t =2m; i 0 =0.12; i 1 =0,06 (s đ 2) ... 43
Hình 2.10 M t c t d c tràn: t h p 70; B t = 60m; H t =3m; i 0 =0,14; i 1 =0,07 (s đ 2) . 44
Hình 2.11 M t c t d c tràn: t h p 94; B t = 80m; H t =3m; i 0 =0,13; i 1 =0,065 (s đ 2)
....................................................................................................................................... 45
Hình 2.12 Tr s i 1 h p lý c a máng ............................................................................. 47
Hình 2.13 S đ m t c t máng tràn ............................................................................... 48
Hình 3.1 Toàn c nh h Ông Lành ch p t v tinh ........................................................ 51
Hình 3.2 M t b ng và m t c t tràn x l h Ông Lành ................................................ 54
Hình 3.3 M t c t d c tràn ph

ng án 1: đ d c i=i 1 = 0,02........................................... 58

Hình 3.4 M t c t d c tràn ph

ng án 2: đ d c i 1 =0,08 .............................................. 59
v


Hình 3.5 M t c t d c tràn ph

ng án 3: đ d c; i 0 =0,16; i 1 =0,08................................ 60

Hình 3-6 M t c t d c tràn ph

ng án 1: B 0 =2m ........................................................... 63

Hình 3.7 M t c t d c tràn ph



vi


DANH M C B NG BI U
B ng 1.1 Th ng kê m t s tràn ngang đã xây d ng

Vi t Nam .................................. 12

B ng 2.1 T ng h p s li u các seri tính toán. ............................................................... 30
B ng 2.2 T ng h p k t qu tính toán các seri. ............................................................. 34
B ng 2.3 K t qu tính th y l c: t h p 2; B t = 20m; H t =1m; i=i 1 =0,05, s đ 1 ......... 39
B ng 2.4 K t qu tính th y l c: t h p 10; B t = 20m; H t =2m; i=0,10 .......................... 40
B ng 2.5 K t qu tính th y l c: t h p 34; B t = 40m; H t =2m; i=i 1 =0,08 ..................... 41
B ng 2.6 K t qu tính th y l c: t h p 38; B t = 40m; H t =2m; i 0 =0,12; i 1 =0,06 .......... 42
B ng 2.7 K t qu tính th y l c: t h p 70; B t = 60m; H t =3m; i 0 =0,14; i 1 =0,07 .......... 43
B ng 2.8 K t qu tính th y l c: t h p 94; B t = 80m; H t =3m; i 0 =0,13; i 1 =0,065 ........ 44
B ng 2.9 K t qu ch n đ d c máng h p lý. ................................................................ 46
B ng 3.1 T ng h p k t qu v i các đ d c d c máng tràn ........................................... 57
B ng 3.2 K t qu tính th y l c ph

ng án tràn đã xây d ng (i=0,02).......................... 58

B ng 3.3 K t qu tính th y l c ph

ng án 2: đ d c i 1 =0,08....................................... 59

B ng 3.4 K t qu tính th y l c ph

ng án 3: đ d c: i 0 =0,16; i 1 =0,08 ...................... 60

B ng PL2.8 B ng tính th y l c t h p 43 (s đ 1) .................................................... 86
B ng PL2.9 B ng tính th y l c t h p 46 (s đ 2) ..................................................... 88
B ng PL2.10 B ng tính th y l c t h p 50 (s đ 1) .................................................. 89
B ng PL2.11 B ng tính th y l c t h p 54 (s đ 2) ................................................... 91
B ng PL2.12 B ng tính th y l c t h p 59 (s đ 1) ................................................... 92
B ng PL2.13 B ng tính th y l c t h p 62 (s đ 2) ................................................... 94
B ng PL2.14 B ng tính th y l c t h p 66 (s đ 1) ................................................... 95
B ng PL2.15 B ng tính th y l c t h p 74 (s đ 1) ................................................... 97
B ng PL2.16 B ng tính th y l c t h p 78 (s đ 2) ................................................... 98
B ng PL2.17 B ng tính th y l c t h p 83 (s đ 1) .................................................100
B ng PL2.18 B ng tính th y l c t h p 87 (s đ 2) .................................................101
B ng PL2.19 B ng tính th y l c t h p 91 (s đ 1) .................................................103

viii


M

U

1 Tính c p thi t c a đ tài
Công trình tháo l đóng vai trò quan tr ng trong h th ng đ u m i công trình h đ p.
Nó đóng vai trò ch y u quy t đ nh an toàn cho b n thân công trình đ u m i c ng nh
h du và chi m m t t tr ng v n đ u t đáng k trong chi phí xây d ng h th ng công
trình. Nh v y l a ch n lo i công trình tháo l c n th a mãn các đi u ki n v an toàn
và kinh t , tùy vào đi u ki n c th v đ c đi m đ a hình, đ a ch t, khí t
và tính ch t c a đ p ng n n

ng th y v n



ng tràn

ng đ ng m c bên b h s có u th l n v gi m

c b r ng tràn n

c, đ m b o an toàn cho công trình

đ u m i so v i các lo i công trình tháo l khác.
V iđ

ng tràn ngang thì ch đ th y l c trong máng khá ph c t p; vi c b trí máng

bên đ n nay c ng ch a đ
l c trong máng bên c a đ
tràn h Ông Lành t nh Bình

c nghiên c u nhi u. Vì v y đ tài nghiên c u ch đ th y
ng tràn ngang và áp d ng tính toán b trí h p lý đ
nh là c n thi t có ý ngh a khoa h c và th c ti n.

1

ng


2. M c đích c a đ tài
Làm rõ đ



c.

Tính toán th y l c và b trí máng bên đ
4. Cách ti p c n và ph

ng tràn ngang.

ng pháp nghiên c u

4.1. Cách ti p c n
Thông qua các tài li u: Giáo trình th y công, giáo trình công trình tháo n

c…

Thông qua các công trình th c t .
4.2. Ph

ng pháp nghiên c u

Ti n hành đi u tra, thu th p, t ng h p các tài li u đã đ

c nghiên c u, ng d ng và

các tài li u liên quan đ n đ tài nghiên c u.
S d ng mô hình toán gi i bài toán v đ
Ph

ng m t n


t nh Bình
đ

c trong máng bên ph thu c vào các thông
ng tràn ngang.

ng án; tính toán cho tràn x l h Ông Lành

nh; tính toán đ xu t, l a ch n ph

ng tràn ngang.

3

ng án b trí h p lý máng bên c a


CH

NG 1 T NG QUAN V H

CH A N

1.1 T ng quan v xây d ng đ p và h ch a n
H ch a n

C VÀ TRÀN X L

c


quy mô v a (t 4÷5 tri u m3) và nh đã b v , gây thi t h i đáng k đ n ng

c

i và tài

s n.
phát huy nh ng u đi m và đ phòng các r i do b t l i thì công tác qu n lý, khai
thác v n hành h ch a n

c ph i đ

c quan tâm t giai đo n quy ho ch, thi t k đ n

thi công.
Theo th ng kê c a B Nông nghi p và Phát tri n nông thôn tính đ n nay (n m 2015),
Vi t Nam có 6648 h ch a n

c các lo i

các 45/64 t nh thành trong c n

c, trong

đó có 2198 h có dung tích t 0,2 tri u m3 tr lên, v i t ng dung tích c a các h là
35,34 t m3 (có 26 h thu đi n v i 27,12 t m3; 2172 h th y l i v i 8,22 t m3); có
692 h ch a n

c có dung tích l n h n 1,0 tri u m3 ho c chi u cao đ p l n h n 10m,



Qu ng Ngãi, đ p

nh Bình, đ p V n Phong t nh Bình

nh ho c

đ p đá đ bê tông b n m t, còn l i ch y u là đ p đ t.
Công trình h ch a đ

c hình thành b i các thành ph n;

p ch n dâng n

c (đ p

chính và có th có m t hay nhi u đ p ph ), tràn x l (tràn chính, tràn b sung, tràn s
c ...), công trình l y n
g ,đ

c và có th có: nhà máy thu đi n, âu t u, đ

ng cá đi, công trình du l ch, công trình thu s n...

m c đích tích n
đ p ch n đ

c t o thành h , đ p ch n càng cao l

p ch n: đ


thân đ p…; công trình tháo l : nhi m v x th a l

ng n

ng xây d ng ngay trong
c trong mùa l đ m b o an

toàn cho công trình không b s c khi có l l n ho c đi u ti t phòng l cho vùng h
du công trình đ h n ch ng p khi x y ra l l n.
H ch a đ

c xây d ng

nh ng n i có đ a hình, đ a ch t phù h p. Khi xây d ng c n

chú ý đ n y u t vùng mi n. Nh ng n i nh Nam Trung B và Tây Nguyên,
vùng thi u quá nhi u h đ p thì vi c ch ng l , ch ng h n, c i t o môi tr
cung c p n
Tr

nh ng

ng sinh thái,

c sinh ho t g p r t nhi u khó kh n.

c đây công tác th y l i còn ch m phát tri n, s l

ng h ch a đ

h ch a

1.2.1 Nhi m v công trình tháo l
Tràn x l

h ch a n

cđ

c b trí đ tháo x n

c l nh m b o đ m an toàn cho

b n thân h ch a và khu v c h du. Ngoài ra tràn x l còn có th có các nhi m v k t
5


h p khác nh x n

c th a t h ch a, tháo n

c th

ng xuyên v h l u (đ đ m b o

dòng ch y), x bùn cát, tháo c n h , x l trong th i gian thi công, … Tràn x l c ng
có th k t h p đ tháo c n ph n l n dung tích h trong tr
Các đ p tràn có c a van (ng

ng h p đ p chính có s c .

còn l c h u. C n đ i m i hình th c k t c u, đ i m i thi t b , áp d ng nh ng lo i tràn
x l m i nh đ

ng h m tháo l , c ng tháo l , xi phông tháo l .... ng

ng tháo l

không nh t thi t là th ng mà có th cong ho c gãy khúc; k t h p nhi u hình th c tháo
khác nhau, nhi u t ng khác nhau. Công trình tháo l không ch đ tháo l mà còn k t
h p tháo c n h , tháo n
tính toán cân b ng n

c ph c v các yêu c u môi tr

ng và du l ch (có đ a vào

c). S d ng v t li u m i đ t ng l u t c cho phép, ch ng rò r .

S d ng thi t b quan tr c đ ng b

m i b ph n trong đ p, trong tràn và nghiên c u

đ y đ nh ng s li u đã quan tr c đ

c. M nh d n mua công ngh và đào t o ng

d ng thi t b c khí, đóng m hi n đ i đ t ng kích th

is



cđ

c phân thành hai lo i chính: Công trình tháo l trong thân đ p và
6


công trình tháo l ngoài thân đ p chúng th

ng đ

c b trí trong m t s tr

ng h p

nh sau:
1.2.2.1 Công trình tháo l trong thân đ p
a.

p tràn
p tràn là m t ph n c a đ p chính v a làm nhi m v ch n dâng n

Th

ng áp d ng v i đ p b ng v t li u đ a ph

thép... Chi u dài đo n tràn n

c.


nh Bình t nh Bình

p không tràn

nh).

Ph n đ p tràn

p không tràn
NM th y đi n

c a x sâu

Hình 1.1

p

nh Bình, t nh Bình

nh

b. Xi phông tháo l
Xi phông tháo l th

ng s d ng v i đ p bê tông, nh ng c ng có th dùng v i đ p đ t,

đ p đá. Xi phông là lo i công trình tháo n
do s d ng chân không đ hút n

c ki u kín, làm vi c t đ ng tháo l nhanh

c;

6. ng d n; 7. B tiêu n ng
1.2.2.2 Công trình tháo l ngoài thân đ p
ây là công trình đ

c xây d ng r t ph bi n

đ p chính b ng v t li u đ a ph

c ta hi n nay, áp d ng khi h có

ng nh đ t, đá... Vi c l a ch n v trí và hình th c

công trình tháo l cho các h ch a lo i này th
k thu t v i nhi u ph

n

ng ph i qua phân tích, so sánh kinh t ,

ng án khác nhau. V c b n, có các hình th c công trình tháo

l ngoài thân đ p nh sau:
ng tràn d c

a.

ng tràn d c là lo i đ
c ađ

ng tháo n

c

c. Tiêu n ng cu i d c


n

c có th b trí hình th c x đáy ho c phóng xa, c a kênh h l u d n n

c x ra b

trí xa thân đ p và các h ng m c công trình trong đ u m i khác tránh nh h
chúng. Lo i đ
khi đ a hình t
ho c

ng tràn này đ

c áp d ng r ng rãi n

ng đ i tho i, có th b trí đ

ng đ n

c ta hi n nay, s d ng h p lý

ng tràn d c theo núi


tràn d c
B

A

B

C

p ng n
n c
C

Lòng su i c

c)

A

B

C

ng tràn d c

Hình 1.3

đ u đ p [1]

a) M t b ng t ng th ; b) m t c t d c tràn; c) m t c t ngang tràn

ng sang máng bên r t ph c t p, dòng ch y

ng ba h

ng mà cho đ n nay v n đ này v n ch a

c nghiên c u tri t đ .

9


II
I

I
II
i-i

ii - ii

id

Hình 1.4

ng tràn ngang

1- Máng bên; 2- Kênh tháo; 3- công trình n i ti p
4- Kênh d n h l u; 5-

Hình 1.5


mi ng gi ng hình loa tròn toàn ph n ho c bán ph n. Gi ng tháo l th
th

c nh h n nhi u so v i đ

gi ng làm vi c

i

ng có kích

ng tràn h có cùng n ng l c x l . Tuy nhiên, khi

ch đ ch y có áp thì kh n ng ch u đ

gi ng là r t nh , nên ph i b trí thêm tràn s c

c quá t i v l u l

ng c a

h ch a.

b)

Hình 1.6 Gi ng tháo l [1]
a) M t b ng; b) c t ngang tuy n đ p; c) m t c t d c gi ng
1.3 Áp d ng đ
1.3.1 Các tr


ng tràn ngang có th áp d ng đ làm tràn ph , tràn

các h ch a đã xây d ng. Áp d ng đ
ng tràn d c theo đ

ng tràn ngang có u đi m là b trí

ng đ ng m c, có th kéo dài ng

công trình t ng không đáng k so v i đ
h th p m c n

c trong h , gi m đ

ng tràn mà kh i l

c di n tích ng p và đ m b o an toàn cho đ p
ng.

1.3.2 M t s công trình th c t đã áp d ng

Vi t Nam

Trong th c t xây d ng công trình đ u m i th y l i đã l a ch n đ
đ

ng đ i nhi u, d

ng

Quang Hi n

Vân Canh - Bình

4

Ông Lành

Vân Canh - Bình

5

iS n

6

N

7

Ph

8
9

Hoài Nh n - Bình

c Nh n

a My

40

nh

106,00

2,08

20

86,55

1,38

30

268,00

1,99

60

130

1,93

40

Tánh Linh - Bình Thu n



12


TT Tên công trình

D

Qu ng Ngãi

379,81

-

40

Mi u

Hà N i

619,00

3,02

74

12

V nS n


L u l ng C t n c Chi u
x l n nh t
tràn r ng tràn
(H t )
(Q x max )
(B t )
3
m /s
m
m

i đây là m t s hình nh và thông s tràn ngang đã đ

13

c xây d ng

Vi t Nam.


H Quang Hi n: u c xây d ng
hoàn thành n m 2007 thu c đ a
bàn huy n Vân Canh t nh Bình
nh.
Các thông s chính tràn nh sau:
Hình th c tràn: tràn ngang.
Bt =40m; C t n
Qx

max


c Ng t, t nh Ninh Thu n


H Ông Lành: u c xây d ng
hoàn thành n m 2013 thu c đ a
bàn huy n Vân Canh, t nh Bình
nh Các thông s chính tràn
máng bên nh sau:
Hình th c tràn: tràn ngang.
Bt =20m; Ht=2,08m;
Qx max =106,30 m3/s;
B0=3,0m;
BN =8,0m;

Hình 1.9 Tràn x l h Ông Lành, t nh Bình

nh

i=0,02.
N i ti p sau máng bên là kênh
chuy n ti p và d c nu c.
Hình th c tiêu n ng m i phun.

H M Bình: xây d ng n m
1996 đ a vào s d ng n m
1998 thu c đ a ph n huy n
Hoài Nhon, t nh Bình nh.
Các thông s chính tràn nh
sau:

c

công b ch a nhi u, các tính toán áp d ng trong thi t k ch y u d a nhi u vào kinh
nghi m, s l

ng công trình công b lo i đ

ng tràn này c ng không nhi u, có th k

đ n nghiên c u n i b t cho đ n nay là:
Nghiên c u c a hai tác gi Nguy n Chi n và Lê Thanh Hùng nghiên c u quy trình
tính toán th y l c và h p lý hóa các thông s b trí máng bên c a đ
đ

c đ ng t i trong t p chí khoa h c th y l i và môi tr

Nghiên c u c a Nguy n Xuân
h

ng v đ

ng dòng vào công trình tháo l .

ng tràn ngang,

ng s 7, n m 2004.

ng vi n h p lý c a b kênh d n và t

ng

Trong gi i h n ph m vi c a lu n v n, tác gi ch t p trung nghiên c u tính toán th y
l c máng bên và xác đ nh các thông s b trí h p lý máng bên.
Vi c tính toán xác đ nh ch đ th y l c máng bên hi n nay th
ph

ng pháp lý thuy t g n đúng và kinh nghi m th c t .

trong máng bên là s gia t ng c a l u l
dòng ch y. T n th t c t n

ng s d ng m t s

c đi m c a ch đ th y l c

ng và l u t c ch y trong máng theo chi u

c c b n do s gia t ng l u t c theo chi u dài máng bên và

có xét đ n l u t c ban đ u cho kh i n

cm iđ

16

c gia nh p vào máng bên.


M c đích tính toán là xác đ nh các thông s c a máng bên đ
tr


ng tràn ngang so v i các d ng đ

đ

ng tràn ngang kinh t h n vì nó gi m đ

l

ng xây d ng ng

ng tràn khác là trong đi u ki n đ a hình phù h p,
c công tác đào đ p, gi m đ

ng tràn, không ph i b trí đo n thu h p, gi m c t n

kh n ng quá t i cho th

c kh i

c tràn, t ng

ng l u tràn mà không ph i b trí thêm tràn s c .

2/ Vi c nghiên c u đ xác đ nh các thông s c a đ

ng tràn ngang đ n nay ch a đ

c

đ c p nhi u, còn d a vào kinh nghi m, ch a có nh ng lu n ch ng xác đáng khi áp