Chng 5. Tớnh toỏn p khúa
Chng 5
TNH TON P KHO
Vai trũ ca p khúa cng ging nh vai trũ ca kố m hn. Nú cú tỏc dng lm
tng lu lng tuyn chy tu v xúi lũng dn n sõu thit k, ngoi ra cũn lm tng
cao trỡnh mc nc bờn nhỏnh chy tu, mc nc tng cao nht ti thng lu v gim
dn xung h lu (ti mt ct HL tng MN bng 0), sau khi xỏc nh c tng
MN ng vi MNTK iu ch
nh li sõu lung tu. p khoỏ ch xõy dng trờn cỏc
on sụng phõn nhỏnh, mt trong cỏc nhỏnh l chy tu, cỏc nhỏnh cũn li l khụng chy
tu.
Đập khóa
Z
Nhánh chạy tàu
Nhánh không chạy tàu
HL
Q
KCT
C
T
Q
TL
Z
Q
TL
Q
HL

Hỡnh 5-1. S xõy dng p khúa.
Do p khoỏ l cụng trỡnh tỏc ng vo dũng chy bng cỏch co hp lũng dn nờn
MNTT ca p ng lu lng to lũng kit. chnh tr on sụng phõn nhỏnh trc ht

+ Q
KCT
(5-2)
Do hai nhỏnh cú cựng chung mt ct thng lu v h lu nờn tng chờnh mc
nc i theo hai nhỏnh phi bng nhau:

=
KCTCT
zz
(5-3)
Theo cụng thc tớnh toỏn chờnh mc nc ta cú:
Z = Q
2
x F (5-4)
Q - lu lng chy trờn on tớnh Z;
F - h s mụul cn ca on.

5-1
Chương 5. Tính toán đập khóa
Thay vào công thức 5-4 có:
∑∑
=
KCTKCTCTCT
FQFQ ..
22
(5-5)
F =
2
TB
K

T
i
= ω
i
/B
i
- độ sâu trung bình của mặt cắt.
Từ 5-2 và 5-5 ta có:
∑
∑
=
CT
KCT
KCT
CT
F
F
Q
Q
;
CTTLKCT
QQQ −=
(5-8)
Q
CT
= (Q
TL
- Q
CT
) .

> Q
CTTT
. Khi đó không cần phải xây đập khoá vì lưu lượng chạy tàu >
lưu lượng chạy tàu tính toán và đã đảm bảo xói.
2. Q
TL
> Q
CTTT
>Q
CT
. Khi đó ta cần xây đập khoá để dồn nước từ nhánh không
chạy tàu sang chạy tàu vì lưu lượng chạy tàu chưa đủ để xói. Có thể xây dựng
một số các đập khoá, mỗi đập sẽ tạo ra một độ chênh mực nước nhất định khi độ
chênh mực nước của thượng, hạ lưu đập khoá lớn.
3. Q
CTTT
> Q
TL
> Q
CT
. Khi đó chỉ xây đập khoá thì chưa đủ bởi vì Q
TL
<Q
CTTT
, cần
phải xây thêm các kè mỏ hàn ở bên nhánh chạy tàu, làm co hẹp diện tích dòng
chảy và làm giảm Q
CTTT
.
5.2. Xác định độ chênh mực nước thượng lưu và hạ lưu của đập khoá:

3
45
6
7
1'
2'
3'
4'
5'6'
7'
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
VIII'
VII'
VI'
V'
IV'
III'
II'
I'
§Ëp

Hình 5-2. Sơ đồ phân chia mặt cắt nhánh sông
Tại đoạn sông phân nhánh lấy hai mặt cắt thượng và hạ lưu là hai mặt cắt chung của

tàu.
α
1
α
1
I
II
III
IV
V
I'
II'
III'
IV'
V'
TL
Z
Z
HL
D
∆Ζ
α
α
2
2
Z
HL
TB
Z
F

2
KCT
2
2
b.)QQ(
a2
b.Q
a2
tg
−
==α
(5-12)
Từ α
1
xác định được cao trình thượng lưu của nhánh chạy tàu như sau:
Từ Z
HL
kẻ 1 tam giác cân, góc ở 2 đáy là α
1
tiếp tục dựng tam giác đối với đoạn 2,
3, 4... cuối cùng ta được Z
TL
(đồ thị KCT của hình 5-4).
Do hai nhánh có cùng chung mặt cắt thượng, hạ lưu đập nên cao trình thượng hạ lưu
phải bằng nhau.
Chuyển cao trình Z
TL
và Z
HL
của đồ thị chạy tàu sang đồ thị không chạy tàu. Từ Z


Hình 5-5. Đồ thị xác định cao trình đỉnh đập
Tuỳ theo kết cấu của đập, nước có thể thấm qua, tuy nhiên lưu lượng thấm so với
lưu lượng tràn qua và lưu lượng bên nhánh chạy tàu là không đáng kể, nên khi xác định
lưu lượng tràn qua đập, người ta bỏ qua lưu lượng thấm.
Lưu lượng tràn qua đập phụ thuộc vào chế độ làm việc của đập (ngập hoặc không
ngập), hình dạng c
ủa đập (đập tràn đỉnh rộng, đập có mặt cắt thực dụng v.v...)
Để tính được cao trình đỉnh đập và lưu lượng tràn qua mặt đập, sơ bộ phải có kết
cấu đập, tức là có các thông số về chiều dài đập, chiều rộng mặt đập và góc nghiêng của
mái dốc thượng lưu.

5-4
Chương 5. Tính toán đập khóa
Ứng với mỗi cao trình đỉnh đập ta xác định được cột nước thượng lưu và chiều sâu
đập theo công thức sau:
H = Z
TLD
- Z
D
(5-13)
h
P
= Z
HLD
- Z
D
(5-14)
Trong đó cao trình Z
D

P

Hình 5-6. Sơ đồ tính toán lưu lượng qua đập
Từ kết cấu sơ bộ và cao trình đỉnh đập thì cần xác định xem đập thuộc loại nào theo
các điều kiện sau:
(2÷3)H ≤ B
D
≤ (6÷10)H : Đập tràn đỉnh rộng
B
D
> 10H : Kênh đáy thẳng.
B
D
< 2H : Đập có mặt cắt thực dụng.
B
D
- bề rộng mặt đập.
Thông thường đập khóa là loại đập tràn đỉnh rộng rất hiếm khi là đập mặt cắt thực
dụng.
Chiều dài đập tính toán: L
D
= 0,7L.
L
D
L

Hình 5-7. Xác định chiều dài đập tính toán.
Khi xác định lưu lượng tràn qua đỉnh đập ta cần xác định chế độ làm việc của đập
(ngập hoặc không ngập). Điều này phụ thuộc vào chỉ số ngập n.
n phụ thuộc vào 2 chỉ số: