TCVN 9147:2012 Tiêu chuẩn quốc gia về Công trình thủy lợi - Quy trình tính toán thủy lực đập tràn

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 9147 : 2012
CÔNG TRÌNH THỦY LỢI − QUI TRÌNH TÍNH TOÁN THỦY LỰC ĐẬP TRÀN
Hydraulic structures − Hydraulic Calculation Process for Spillway
Lời nói đầu
TCVN 9147:2012 được chuyển đổi từ QP.TL. C-8-76 theo quy định tại khoản 1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a khoản 1 Điều 7 Nghị định số127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật.
TCVN 9147:2012 do Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam biên soạn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

CÔNG TRÌNH THỦY LỢI − QUI TRÌNH TÍNH TOÁN THỦY LỰC ĐẬP TRÀN
Hydraulic structures − Hydraulic Calculation Process for Spillway
1. Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này được áp dụng để tính toán thủy lực cho tất cả các loại đập tràn xả nước kiểu hở công trình thủy (thủy lợi, thủy điện, giao thông thủy), thuộc tất cả các cấp và ở mọi giai đoạn.
Khi áp dụng tiêu chuẩn này cần phải tuân thủ các qui định sau:
a) Tiêu chuẩn này không dùng để tính toán thủy lực của đập dùng để đo lưu lượng (tức là các đập dùng trong phòng thí nghiệm và đập dùng để đo đạc thủy văn).
b) Đối với công trình cấp I; II và một số trường hợp đặc biệt có điều kiện phức tạp, khi thiết kế cần phải chính xác hóa lại bằng các thí nghiệm mô hình vật lý thủy lực.
c) Các dạng khác với các dạng nêu trong tiêu chuẩn này, khi lập dự án cần phải xây dựng tiêu chuẩn riêng, trình cấp có thẩm quyền phê duyệt để áp dụng.
2. Thuật ngữ, định nghĩa
2.1. Công trình tràn xả nước
Các công trình tháo nước trong đầu mối công trình thủy là các công trình đập tràn xả nước.
Các phần cơ bản của công trình tràn xả nước được thể hiện ở Hình 1.
2.2. Đập tràn
Đập tràn là công trình để xả nước thừa từ thượng lưu về hạ lưu hoặc xả lượng nước thừa của lưu vực của sông bên cạnh, thường được bố trí ở đầu mối công trình thủy.
CHÚ DẪN:
1 Phần dẫn nước vào;
2 Phần cửa vào - đập tràn xả nước;
3 Phần nối tiếp (chuyển dẫn) nước;
4 Phần kết thúc của nối tiếp với hạ lưu (phần tiêu năng);
5 Phần dẫn nước ra sông hoặc kênh.
a) Công trình xả hở bên bờ                             b) Công trình xả hở trên lòng sông
Hình 1 - Các phần cơ bản của tuyến công trình xả nước
3. Các ký hiệu của đập tràn kiểu hở
Hình 2 -  Mặt cắt dọc tuyến tràn (Mặt cắt I-I) và mặt cắt ngang tràn (Mặt cắt II-II)
H
là cột nước trên đỉnh tràn (m), là độ chênh giữa mực nước thượng lưu với cao trình của điểm thấp nhất ở ngưỡng tràn. Khi tính H thì cao trình mực nước ở thượng lưu được đo tại mặt cắt T - T.
LT
là khoảng cách (m) tính từ mặt cắt mép thượng lưu đập đến mặt mặt cắt T-T được xác định theo các điều tương ứng với từng loại đập tràn được nêu chi tiết trong các loại đập nêu trong qui trình này.
b
là chiều rộng một khoang tràn (m) (chiều dài tràn nước một khoang) đối với đập tràn hình chữ nhật là một hằng số (xem Hình 3.a);
d
là chiều dày của đỉnh đập (m), (chiều rộng của ngưỡng tràn);
P1
là chiều cao của đập so với thượng lưu (m), bằng độ chênh giữa cao trình đỉnh ngưỡng tràn (điểm thấp nhất - xem mặt cắt 1-1 của hình -2) so với đáy sông (kênh) thượng lưu;
P
là chiều cao đập so với hạ lưu (m), bằng độ chênh giữa cao trình ở đỉnh ngưỡng tràn (điểm thấp nhất trên mặt cắt tuyến tràn) so với đáy sông (kênh) hạ lưu;
Bt
là chiều rộng lòng dẫn thượng lưu, (m);
ht
là chiều sâu nước ở thượng lưu, (m);
hH
là chiều sâu nước ở hạ lưu, (m);
hn
là chiều sâu nước ngập (m), tức là độ chênh giữa mực nước ở hạ lưu so với đỉnh ngưỡng tràn (điểm thấp nhất). Khi mực nước hạ lưu thấp hơn đỉnh tràn (điểm thấp nhất) ở cửa đập thì hn có trị số âm (xem Hình 2);
Z
là độ chênh giữa mực nước thượng lưu (chỗ mặt cắt T-T) với mực nước hạ lưu, (m);
v0
là lưu tốc đến gần bằng lưu tốc trung bình ở thượng lưu (tại mặt cắt T-T), (m/s);
g
là gia tốc trọng trường bằng 9,81 m/s2;
H0
là cột nước toàn phần trên đập (m), tức là cột nước tràn có tính cả cột nước lưu tốc tới gần;
Z0
là độ chênh mực nước thượng và hạ lưu (m), có tính đến lưu tốc tới gần;
Q
là lưu lượng chảy qua đập tràn, (m3/s).
4. Phân loại đập tràn
4.1. Phân loại theo hình dạng cửa vào
a) Đập tràn có cửa vào hình chữ nhật (Hình 3 a);
b) Đập tràn có cửa vào hình tam giác (Hình 3 b);
c) Đập tràn có cửa vào hình hình thang (Hình 3 c);
d) Đập tràn có cửa vào hình hình tròn (Hình 3 d);
e) Đập tràn có cửa vào hình pa- ra- bôn (Hình 3 e);
f) Đập tràn có cửa vào hình nghiêng (Hình 3 f).
Hình 3 - Các dạng mặt cắt cửa vào (cắt dọc tuyến tràn)
4.2. Phân loại theo hình dạng và kích thước mặt cắt ngang đập tràn
4.2.1. Đập tràn thành mỏng: là đập tràn có mặt thượng lưu và hạ lưu của thân đập là các mặt phẳng song song với nhau, đỉnh của nó nằm ngang hoặc nghiêng về phía hạ lưu (mép vào không uốn cong).
Chiều dày của đỉnh đập (d) phải thỏa mãn điều kiện sau đây:
Hình 4 - Mặt cắt ngang đập tràn thành mỏng
4.2.2. Đập tràn đỉnh rộng: là loại đập tràn có chiều cao bất kỳ với mặt thượng và hạ lưu có hình dạng tùy ý, nhưng đỉnh đập tràn phải nằm ngang, chiều dày đỉnh đập (d) phải thỏa mãn điều kiện sau đây:
(từ 2 đến 3)H < δ < (từ 8 đến 10)H                                  (4)
Tổn thất cột nước theo chiều dài ngưỡng tràn do ma sát gây nên rất nhỏ so với tổn thất cục bộ (tại nơi vào và nơi ra) nên không xét đến.
Khi d > (từ 8 đến 10)H thì vẫn coi là đập tràn đỉnh rộng nhưng có xét đến ảnh hưởng của kênh.
Hình 5 - Mặt cắt ngang đập tràn đỉnh rộng
4.2.3. Đập tràn có mặt cắt thực dụng:
- Đập tràn có mặt cắt thực dụng là loại đập tràn có mặt cắt ngang thuộc dạng chuyển tiếp giữa đập tràn thành mỏng và đập tràn đỉnh rộng. Đập tràn thực dụng có hai loại: có chân không và không có chân không.
+ Loại đập tràn thực dụng không có chân không là loại đập tràn có dòng chảy trên đập có áp suất dọc theo mặt đập là dương (Hình 6).
+ Loại đập tràn thực dụng có chân không là loại đập tràn có áp lực chân không ở đỉnh đập. Tọa độ đỉnh tràn có dạng elíp hoặc hình tròn (dạng cơ-ri-ghe Ô-phi-xê-rôp có chân không của Liên xô cũ) hoặc dạng Wes của Mỹ (Hình 7).
Hình 6 - Mặt cắt ngang đập tràn thực dụng không có chân không
Hình 7 - Mặt cắt ngang đập tràn thực dụng có chân không
4.3. Phân loại theo hình dạng đường viền ngưỡng tràn trên mặt bằng (hình dạng tuyến đập)
a) Đập tràn chính diện (Hình 8 a).
b) Đập tràn xiên (Hình 8 b).
c) Đập tràn bên (Hình 8 c).
d) Đập tràn gãy khúc (Hình 8 d).
f) Đập tràn cong (Hình 8 e).
g) Đập tràn kiểu giếng đứng (Hình 8 f): Tròn khép kín (Hình 8 f1); Bán nguyệt (Hình 8 f2).
Hình 8 - Các loại đập tràn phân loại theo hình dạng đường  viền ngưỡng tràn trên mặt bằng
4.4. Phân loại theo chế độ chảy
a) Đập tràn chảy không ngập (chảy tự do, khả năng xả không phụ thuộc vào MNHL);
b) Đập tràn chảy ngập (khả năng xả phụ thuộc vào MNHL);
c) Đập tràn ngang (đập tràn bên bờ);
d) Đập tràn không có co hẹp bên (Bt = b) (Hình 9 a);
e) Đập tràn có co hẹp bên (Bt > b) (Hình 9 b);

TCVN 9147:2012, Tiêu chuẩn quốc gia về Công trình thủy lợi - Quy trình tính toán thủy lực đập tràn, tiêu chuẩn về công trình thủy lợi,

Nhãn:

Đăng nhận xét

[blogger]

Author Name

Biểu mẫu liên hệ

Tên

Email *

Thông báo *

Được tạo bởi Blogger.