Công nghệ    

Bố trí kết cấu tiêu năng phụ trong bể tiêu năng đối với tràn xả lũ có dốc nước tiêu năng đáy

Xuất xứ công nghệ

Kết quả được hình thành qua nghiên cứu thí nghiệm mô hình vật lý.

Quá trình nghiên cứu ra công nghệ

+ Năm 2010, Bộ Nông nghiệp và PTNT cho phép thực hiện nghiên cứu thí nghiệm mô hình tràn xả lũ Đá Hàn, Ban Quản lý Đầu tư và Xây dựng thủy lợi 4 làm chủ đầu tư, Công ty cổ phần tư vấn xây dựng thủy lợi Nghệ An là đơn vị tư vấn thiết kế, Phòng Thí nghiệm trọng điểm Quốc gia về động lưc học sông biển là đơn vị thí nghiệm mô hình.

- Công trình tràn có dốc nước và tiêu năng đáy sử dụng hình thức nối tiếp sau dốc nước với bể tiêu năng bằng đoạn cong chuyển tiếp dạng đường nước rơi. Bể tiêu năng được thiết kế với chiều dài 50m, sâu 3,5m; sân sau bảo vệ với chiều dài 50m. Kết quả thí nghiệm mô hình phương án thiết kế cho thấy nước nhảy sinh ra không nằm trọn trong bể (hai bên thừa, ở giữa lại thiếu, chiều sâu còn chưa phù hợp) vị trí đầu nước nhảy cách đầu bể từ 5 đến 15m và chiều dài nước nhảy 25m đến 30m và tồn tại nước nhảy thứ cấp ở sân sau ở dạng nước nhảy sóng với chiều dài nước nhảy 25 đến 45m. Qua kết quả thí nghiệm mô hình, kết hợp lý luận và thực nghiệm, bằng phương pháp dò tìm, với sáng kiến sử dụng hai hàng mố tiêu năng được bố trí so le nhau ở đầu bể tiêu năng nhằm mục cưỡng bước nước nhảy tại chân đoạn chuyển tiếp nhằm tăng cường khả năng tiêu hao năng lượng của dòng chảy trong nước nhảy và rút ngắn chiều dài nước nhảy, và kết quả thí nghiệm cho thấy nước nhảy nằm trọn trong bể tiêu năng, vị trí đầu nước nhảy đã nằm một phần trên đoạn cong chuyển tiếp, là tiền đề rút ngắn chiều dài bể tiêu năng và chiều dài bảo vệ đoạn sân sau.

- Kết quả đã  rút ngắn được 20m chiều dài bể tiêu năng và giảm bớt chiều dài sân sau cần phải gia cố bảo vệ  là 10m.

+ Công trình tràn xả lũ  EArơks tỉnh Đắc Lắc do Ban Quản lý đầu tư và xây dựng thủy lợi 8 làm chủ đầu tư, Viện Thủy điện và năng lượng tái tạo là đơn vị tư vấn thiết kế và Phòng Thí nghiệm trọng điểm Quốc gia về động lực học sông biển thực hiện thí nghiệm mô hình thủy lực năm 2010. Tràn thiết kế có dốc nước  dài 139m , nối tiếp sau dốc nước với bể tiêu năng bằng đoạn cong chuyển tiếp, thí nghiệm mô hình cho thấy chế độ tiêu năng trong bể có dạng nhảy mặt và nước nhảy đầu bể tiêu năng với chiều dài nước nhảy L=25¸33m nhưng chỉ ở một phần ở bể tiêu năng nên hiệu quả tiêu năng thấp. Nghiên cứu thực nghiệm trên mô hình kiến nghị cắt ngắn bớt chiếu dài dốc nước, sửa đường cong nước rơi để dòng cháy bám sát mặt cong không sinh ra chân không, đồng thời kết hợp sáng kiến sử dụng hai hàng mố so le trong bể rút ngắn được 12m chiều dài bể tiêu năng, rút ngắn chiều dài gia cố sau bể 25m.

Quy trình công nghệ

+ Nội dung: Bố trí kết cấu tiêu năng phụ dang mố trong bể tiêu năng, cụ thể sử dụng hai hàng mố tiêu năng được bố trí so le nhau ở đầu bể tiêu năng

+ Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật khác:

- Chiều cao mố hm= (0,8¸1,2)hc'; chiều dài mố Lm=(1,0¸1,2)hm

- Khoảng cách các mố trong hàng L1=(1,2¸1,5)Lm

- Khoảng cách giữa hai hàng L2= (2,5¸3,0)Lm.

Hình ảnh và sơ đồ kết cấu và bố trí hai hàng mố trong bể tiêu năng 

Quá trình hoàn thiện công nghệ

Công trình tràn xả lũ Đá Hàn: Với kết cấu bố trí hai hàng mố tiêu năng trong bể tiêu năng đã tạo được chế độ thủy lực dòng chảy thuận lợi, nước nhảy nhảy ngập và nằm hoàn toàn trong bể tiêu năng (chiều dài nước nhảy xa nhất với lũ kiếm tra vừa đến cuối bể tiêu năng), sau bể tiêu năng là dòng chảy êm. Như vậy với sáng kiến sử dụng hai hàng mố trong bể đảm bảo chế độ nối tiếp tiêu năng sau công trình đã rút ngắn được 20m chiều dài bể tiêu năng, giảm bớt 10m sân sau cần phải gia cố bảo vệ. Với kết quả này đã mang lại hiệu quả về kinh tế, đã giảm được 7 tỷ đồng kinh phí xây dựng dự án.

Công trình tràn xả lũ EArơks tỉnh Đắc Lắc: với giải pháp bố trí các thiết bị tiêu năng phụ đã rút ngắn chiều dài bể tiêu năng 20m, rút ngắn chiều dài đoạn chuyển tiếp 7m, (ngoài ra do kết quả thí nghiệm mô hình rút ngắn 45m chiều dà dốc nước) nên tổng chiều dài đường tràn được rút ngắn là 72m, giảm khoảng 800m3 bê tông cốt thép. Với sáng kiến bố trí các mố tiêu năng có vị trí và kích thước phù hợp và hình thức đoạn chuyển tiếp tối ưu mà đoạn dòng chảy quá độ sau nước nhảy được rút ngắn tạo cho lòng sông tự nhiên được an toàn hơn, phạm vi gia cố được rút ngắn. Đặc biệt sau khi thí nghiệm mô hình bể tiêu năng đã được đặt hoàn toàn trên nền đá gốc tránh được các điều kiện bất lợi về địa chất so với phương án thiết kế.

Lĩnh vực áp dụng

 - Các công trình tràn xả lũ có dốc nước tiêu năng đáy (dốc nước nối tiếp với bể tiêu năng bằng đoạn cong chuyển tiếp).

- Các công trình tràn xả lũ mũi phun tiêu năng đáy có mực nước hạ lưu không ổn định.

Quy mô và địa chỉ đã ứng dụng

- Kết cấu được ứng dụng trong xây dựng công trình tràn Đá Hàn (Hà Tĩnh).

- Áp dụng cho tràn xả lũ sự cố hồ Núi cốc tỉnh Thái Nguyên;

- Được áp dụng trong bản vẽ thiết kế thi công tràn xả lũ Earok tỉnh Đắc Lắc, đang trong quá trình thi công.

Theo vawr.org.vn