Chương 11 : Đập tràn
Chương 11
ĐẬP TRÀN
11.1 Khái niệm chung
11.1.1. Khái niệm :
Đập tràn là một vật kiến trúc ngăn một dòng chảy không áp làm cho dòng chảy tràn
qua đỉnh.
- Đập tràn được xây dựng nhằm tháo bớt một phần nước hoặc tạo nước dâng trong
sông.
Các đại lượng đặc trưng của đập tràn :

Hình 11 - 1: Đập tràn và các đại lượng đặc trưng
- Chiều rộng đập tràn : là chiều dài đoạn tràn nước
δ : chiều dày đập tràn.
H : cột nước tràn, là chiều cao mặt nước thượng lưu so với đỉnh đập (phải đo tại mặt
cắt cách đập từ (3-5)H về phía thượng lưu, nơi mặt nước chưa bị hạ thấp.
-P
1
: chiều cao đập so với đáy thượng lưu
-P
2
: chiều cao đập so với đáy hạ lưu.
h
n
= P
2
- h
h
: độ ngập hak lưu tính từ mặt nước hạ lưu đến đỉnh đập
h
h

b
b
c
.
Mè bªn

Hình 11 - 5: Đập tràn có mặt cắt bị thu hẹp
+ Đập tràn không thu hẹp.
11-2

Chương 11 : Đập tràn
B
§Ëp

Hình 11 - 6: Đập tràn mặt cắt không thu hẹp
d. Dựa theo ảnh hưởng của mực nước hạ lưu đến khả năng tháo nước của đập.
+ Đập tràn chảy ngập : MN hạ lưu > đỉnh đập
+ Đập tràn chảy không ngập : MN hạ lưu < đỉnh đập.
11.2 Công thức tính toán đập tràn
11.2.1. Trường hợp chảy không ngập :
Trong chế độ chảy không ngập, lưu lượng Q chảy qua đập tràn có quan hệ với kích
thước cửa tràn ω
c
, gia tốc trọng trường g, cột nước toàn phần H
0
. Tức là :
Q = f(ω
0
, d, H
0

0
)
z
(m
3
/s) = (m).(m
2
/s)
y
.(m)
z
m đại diện cho chiều dài L, s đại diện cho thời gian T, nên ta có :
z
y
y
L
T
L
L
T
L
..
2
3
=
→ Cân bằng số mũ : →
⎩
⎨
⎧
=

2
C
m =
: hệ số lưu lượng của đập tràn, phụ thuộc đặc tính kết cấu của đập và
P/H (độ cao tương đối của đập)
11-3

Chương 11 : Đập tràn
→
2
3
0
2. HgbmQ =
(11-1)
2. Trường hợp chảy ngập :
Trường hợp này, MN hạ lưu có ảnh hưởng đến khả năng tháo nước của đập, làm
giảm lưu lượng chảy qua đập (khi H
0
= const)
Công thức tính toán :
2
3
0
.2... HgbmQ
n
σ
=
(11-2)
σ
n

2
3
0
.2.... HgbmQ
n
σε
=
(11-3)
11.3 Đập tràn thành mỏng
11.3.1. Đập tràn thành mỏng cửa chữ nhật :
11.3.1.1. Các dạng chảy không ngập :
- Tùy theo tình hình không khí ở gần không gian dưới làn nước tràn, đập tràn thành
mỏng được phân 3 dạng chảy không ngập :
+ Chảy tự do : phần không gian dưới làn nước tràn có không khí ra vào tự do, áp
suất không khí ở đó bằng áp suất khí trời, làn nước rơi tự do.
11-4

Chương 11 : Đập tràn

Hình 11 - 8: Đập tràn thành mỏng chảy tự do
+ Chảy bị ép : không khí ở dưới làn nước tràn bị nước cuốn đị nhưng không được
bổ sung → gây ra chân không, làm cho làn nước không đổ tự do mà bị ép vào thành đập.
Loại này có m lớn, nhưng không ổn định.

Hình 11 - 9: Đập tràn thành mỏng chảy bị ép
+ Chảy bị ép sát : khi cột nước H nhỏ mà dưới làn nước tràn không khí không vào
được tự do gây chân không, làn nước bị ép sát vào thành đập, không rơi xuống.

Hình 11 - 10: Đập tràn thành mỏng chảy bị ép sát
11.1.1.2. Hình dạng làn nước tràn của đập tiêu chuẩn :

+=
vào :
2
3
2
3
2
0
2
3
2
0
2
12
2
2 H
gH
V
gmb
g
V
HgmbQ
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛

V
mm
α

→
2
3
0
2 HgbmQ =
(11-3)
m
0
được xác định từ thực nghiệm.
* Theo Badanh : (H ≥ 0,05m)
()
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
+
+
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝

0
= 0,50 (đập tràn mặt cắt thực dụng có chân không)
m
0
= 0,35 (đập tràn đỉnh rộng).
11.1.1.4. Ảnh hưởng co hẹp bên :
Khi đập tràn có co hẹp :
2
3
2.. HgbmQ
c
=
(11-4)
Trong đó : m
c
= m
0
.ε (ε - hệ số co hẹp)
ε được xác định từ thực nghiệm :
b
H
n2,01−=
ε

n : số cửa tràn
b : chiều rộng 1 khoang tràn.
11-6