TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9151 : 2012 CƠNG TRÌNH THỦY LỢI - QUY TRÌNH TÍNH TỐN THỦY LỰC CỐNG DƯỚI SÂU Hydraulic structures - Hydraulic calculation process of ground sluice Lời nói đầu TCVN 9151:2012 chuyển đổi từ QP-TL-C-1-75 Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn theo quy định tài khoản điều 69 Luật tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật điểm a khoản điều Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 Chính phủ quy định chi tiết thi hành số điều Luật tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật TCVN 9151:2012 Viện thủy điện lượng tái tạo - Viện khoa học thủy lợi Việt Nam biên soạn, Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ công bố CƠNG TRÌNH THỦY LỢI - QUY TRÌNH TÍNH TỐN THỦY LỰC CỐNG DƯỚI SÂU Hydraulic structures - Hydraulic calculation process of ground sluice Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn dùng để tính tốn thủy lực cống sâu cho cấp cơng trình, giai đoạn thiết kế Ngoài việc áp dụng tiêu chuẩn này, thiết kế cần vận dụng kinh nghiệm khai thác kết nghiên cứu cơng trình tương tự Đối với cơng trình cấp I cấp II cấp thấp phức tạp (không thể dùng cơng thức thơng thường để tính tốn thủy lực) cần tiến hành thí nghiệm thủy lực mơ hình CHÚ THÍCH: Khi nghiên cứu trạng thái dịng chảy cống, liên hiệp dòng chảy sau cống với hạ lưu tiêu cống, cần thực với nhiều độ mở (lưu lượng) khác Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm cơng bố áp dụng phiên nêu Đối với tài liệu viện dẫn khơng ghi năm cơng bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi, bổ sung (nếu có) TCVN 9147:2012 Cơng trình thủy lợi - u cầu tính tốn thủy lực đập tràn Thuật ngữ định nghĩa 3.1 Cống sâu (sluice) Cống có cao độ trần cống cửa vào thấp cao độ mực nước thượng lưu (H ≥ 1,5h), đó: H chiều sâu nước thượng lưu, tính đến ngưỡng cống; h chiều cao cống cuối đầu vào (các ký hiệu biểu thị Hình 1) CHÚ THÍCH: 1) Khi nói “cống” hiểu cống lấy nước tháo nước 2) Cống sâu chia thành phần đoạn theo Hình tên gọi quy định 3.1 đến 3.8 3) Ngoài chiều sâu nước thượng lưu H chiều cao cống cuối đầu vào h, độ ngập cửa vào phụ thuộc nhiều yếu tố khác như: hình dạng kích thước phần vào (3.2), cửa vào, cửa ra, chế độ liên hiệp thượng hạ lưu quy định chưa đầy đủ thiếu xác Để đầy đủ xác cần tiến hành thí nghiệm xác định độ ngập cửa vào 3.2 Phần vào (inlet) Phần bố trí kết cấu (tường biên, tường dẫn dịng v.v ) trước cửa vào (phần 1, Hình 1) Hình - Bố trí chung cống 3.3 Đoạn chuyển tiếp (inlet contraction) Đoạn từ cửa vào đến mặt cắt bình thường, thường đoạn ống thu hẹp dần (phần 2, Hình 1) 3.4 Đoạn sau chuyển tiếp (upstream sluice) Đoạn từ đầu vào đến buồng cửa van (phần 3, Hình 1) 3.5 Buồng cửa van (gate chamber of sluice well) Phần bố trí cửa van, tường ngăn phần chuyển tiếp từ mặt cắt bình thường đến mặt cắt phần bố trí cửa van (phần 4, Hình 1) 3.6 Đoạn (downstream sluice) Đoạn từ buồng cửa van đến đầu (phần 5, Hình 1) 3.7 Đầu (Outlet) Phần chuyển tiếp từ mặt cắt bình thường đến mặt cắt (phần 6, Hình 1) Đầu đoạn ống mở rộng thu hẹp theo chiều dòng chảy 3.8 Phần liên hiệp (Energy dissipating device) Phần nối tiếp cống với hạ lưu (phần 7, Hình 1) Phần đoạn kênh chuyển tiếp, kết cấu tiêu năng, mũi phun v.v CHÚ THÍCH: Trong cơng trình cụ thể, phần đoạn riêng cống khơng có kết hợp Ví dụ, cửa van bố trí cuối đầu vào khơng có đoạn vào; cửa van đặt cửa ra, cơng trình khơng có đoạn ra; trường hợp cửa không mở rộng thu hẹp, cổng khơng có đầu v.v 3.9 Khí hóa (Gasify) Hiện tượng xuất hàng loạt bong bóng chứa khí lịng chất lịng có nhiệt độ bình thường, áp suất bị giảm xuống trị số giới hạn gọi áp suất phân giới 3.10 Áp suất phân giới (Delimited pressure) Áp suất hóa 3.11 Khí thực (Cavitation) Hiện tượng tróc rỗ, phá hoại xâm thực bề mặt vật liệu lịng dẫn khí hóa đủ mạnh tác động thời gian đủ dài 3.12 Hệ số khí hóa K (Coefficient of gasify) Đại lượng dùng để biểu thị mức độ mạnh yếu khí hóa nước 3.13 Vật chảy bao Vật rắn có mặt ngồi (hay phần mặt ngồi) tiếp xúc với dịng nước chảy 3.14 Hàm khí Hiện tượng chất lỏng có chứa thể tích khơng khí định, khơng khí chứa chất lỏng khí hịa tan tự nhiên khí bị hút vào dịng chảy từ mặt thống dịng chảy có lưu tốc lớn khơng khí đưa vào dịng chảy thơng qua phận tiếp khí 3.15 Cột nước phục hồi Hiệu số cao độ mực nước hạ lưu cao độ mực nước trực tiếp sau cửa Ký hiệu b chiều rộng cống, tính mét (m); c hệ số Sedi; e độ mở cửa van tuyệt đối, tính mét (m); Fr số Froude; h chiều cao cống, tính mét (m); h2 chiều sâu liên hiệp với chiều sâu thu hẹp hc, tính mét (m); hc chiều sâu mặt cắt co hẹp, tính mét (m); hk độ sâu phân giới, tính mét (m); hr chiều sâu mực nước cửa ra, tính mét (m); H chiều sâu mực nước thượng lưu tính đến ngưỡng cống, tính mét (m); HDT cột nước áp lực tồn phần đặc trưng dịng chảy bao quanh cơng trình hay phận xét, tính mét (m); g gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2; K hệ số khí hóa; Kpg hệ số khí hóa phân giới; L chiều dài cống, tính mét (m); Q lưu lượng qua cống, tính mét khối giây (m3/s); Qa lưu lượng khơng khí, tính mét khối giây (m 3/s); Qac lưu lượng tự hàm khí mặt thống dịng chảy, tính mét khối giây (m3/s); Qax lưu lượng khơng khí bị hút vào cống nước nhảy, tính mét khối giây (m3/s); R bán kính thủy lực, tính mét (m); t chiều sâu mực nước hạ lưu, tính mét (m); V lưu tốc bình qn mặt cắt cuối đầu vào, tính mét giây (m/s); Vc lưu tốc bình quân mặt cắt co hẹp, tính mét giây (m/s); VDT lưu tốc (trị số trung bình thời gian) đặc trưng dỏng chảy bao quanh cơng trình hay phận xét, tính mét giây (m/s); Z cột nước tác dụng cống, tính mét (m); Zv chênh lệch cao độ mực nước thượng lưu với cao trình trần cống mặt cắt cuối đầu vào, tính mét (m); Zph cột nước phục hồi, tính mét (m); α hệ số động lượng; ωr diện tích mặt cắt cửa ra, tính mét vng (m2); µ hệ số lưu lượng cống; µk hệ số lưu lượng ống dẫn khí; ϕc hệ số vận tốc mặt cắt co hẹp; γ trọng lượng riêng nước, tính kilơgam mét khối (kg/m 3) Những yêu cầu kỹ thuật việc tính tốn thủy lực cống sâu 5.1 Khả tháo cống sâu phải phù hợp với mục tiêu nhiệm vụ cống 5.2 Cống sâu với cơng trình khác (cơng trình xả mặt, âu thuyền, nhà máy thủy điện v.v ) phải đảm bảo lưu lượng tính tốn với mức nước thượng lưu định 5.3 Cống sâu cần bảo đảm tháo cạn nước hồ thời gian quy định thiết kế Khi tháo cạn nước hồ cần lợi dụng chức tháo cơng trình khác (cơng trình xả mặt, âu thuyền, nhà máy thủy điện v.v ) Nếu xây dựng cơng trình xả chun để tháo cạn nước hồ cần phải có luận chứng kinh tế kỹ thuật 5.4 Khi dịng chảy có bùn cát cần nghiên cứu biện pháp xả cát qua cống 5.5 Vị trí, kích thước số lượng cơng trình xả phụ thuộc vào yếu tố sau: - Thành phần, kết cấu nhiệm vụ cơng trình; - Các thiết bị khí; - Điều kiện địa hình, địa chất; - Lưu lượng cột nước tính tốn; - Điều kiện thi công, khả kết hợp chức cơng trình xả lũ thi cơng khai thác; - Điều kiện thủy lực công trình (chế độ dịng chảy cống, liên hiệp thượng hạ lưu, tiêu v.v ); - Điều kiện vận hành cơng trình CHÚ THÍCH: Kích thước cửa cống có cửa van cần xác định với trường hợp mực nước thấp cống mở hồn tồn lấy đủ lưu lượng thiết kế 5.6 Khi lựa chọn vị trí, kích thước, số lượng kết cấu cơng trình cần phải so sánh phương án sở kinh tế, kỹ thuật Các phương án cần thỏa mãn yêu cầu nêu 5.1 đến 5.4 Trong lúc so sánh phương án cần xét đến khả kết hợp cơng trình lấy nước tháo nước 5.7 Việc lựa chọn hình dạng kích thước đường hầm kết cấu bọc tiến hành theo tiêu chuẩn thiết kế đường hầm thủy lợi hành 5.8 Tuỳ theo kiểu đập, kết cấu ống xả là: - Các ống có khơng có lớp bọc nằm thân đập; - Các ống bê tông cốt thép nằm thân đập bê tông cốt thép; - Các ống bê tông cốt thép đặt đập vật liệu địa phương; - Các ống kim loại nằm tự hành lang bê tông bê tông cốt thép 5.9 Các kiểu bọc ống xả sau: - Trát phun vữa xi măng vào mặt ống có cốt thép trường hợp đặc biệt khơng có cốt thép, sau tiếp tục làm nhẵn bề mặt; - Những bê tông cốt thép khe nối, nối liền với nhau; - Những lớp áo có độ cứng đặc biệt bê tơng mác cao, bê tông vỏ kim loại, bê tông bê tông cốt thép theo phương pháp chân không v.v - Trong trường hợp đặc biệt - lớp áo kim loại có dạng ống CHÚ THÍCH: Trong trường hợp đặc biệt, sở luận chứng đầy đủ kinh tế kỹ thuật dùng lớp bọc khác đá tốt, gang v.v 5.10 Kiểu bọc phụ thuộc vào đại lượng áp suất tác dụng lên mặt ống, mác bê tơng đập khu vực đặt cơng trình xả, vận tốc dịng chảy, khả phát sinh khí thực, số lượng, độ lớn độ rắn hạt cát bị dòng chảy qua cống, thời gian làm việc cơng trình điều kiện thi cơng Khi cột áp ống nhỏ 30 m thỏa mãn điều kiện kể khơng cần làm lớp bọc Khi cột áp ống từ 30 m đến 50 m nên làm lớp bọc Vấn đề chống thấm lớp bọc giải theo điều kiện làm việc cơng trình Khi cột áp ống từ 50 m đến 100 m cống kết hợp với nhà máy trạm thủy điện cột nước phải làm lớp bọc bê tông thủy công chống thám mác “B8” đổ bê tông phương pháp chân không Khi cột áp ống lớn 100 m với tổ hợp bất lợi áp suất (chân không) vận tốc kết cấu kiểu bọc cần lựa chọn sở nghiên cứu có xét đến điều kiện thực tế CHÚ THÍCH: Trường hợp phía mặt chịu áp lực đập có lớp bê tơng chống thấm bê tơng có chất lượng cao, làm thêm lớp bọc cơng trình xả loại bê-tơng 5.11 Trong trường hợp chung, áo lớp vỏ cống sâu cần thỏa mãn điều kiện độ chắc, tính chống thấm, chống tác dụng xâm thực bào mịn Tính tốn u cầu nói lựa chọn kiểu bọc cần tiến hành sở nghiên cứu 5.12 Tùy theo cách bố trí, buồng cửa van chia thành khoang, hai khoang nhiều khoang Chế độ chuyển động nước phạm vi buồng cửa van chuyển động có áp hỗn hợp - trước cửa van có áp cịn sau cửa khơng áp Buồng cửa van bố trí đoạn nằm ngang đoạn dốc cơng trình xả Mặt cắt buồng cửa van khơng đổi biến đổi theo diện tích Buồng cửa van gồm phần bố trí cửa van phần chuyển tiếp Chiều dài phần bố trí cửa van xác định theo số lượng cách bố trí cửa dự trữ, cửa sửa chữa phụ thuộc vào chiều rộng khe cửa van, khoảng cách cho phép nhỏ khe cửa theo điều kiện bố trí thiết bị khí, quan sát sửa chữa cửa van (cơng tác) Chiều dài đoạn chuyển tiếp phụ thuộc vào biến đổi hình dạng kích thước phạm vi phần phụ thuộc vào góc mở rộng cho phép (xem Bảng 1) 5.13 Với mục đích giảm loại trừ đại lượng chân không, buồng cửa van trụ ngăn cần có dáng hình thoi thuận mặt cắt ngang thay đổi đặn theo chiều dài buồng Nói chung cần thoả mãn điều kiện: µi ωi Z i ≥ µi +1.ωi +1 Z i +1 (1) µi, ωi, Zi hệ số lưu lượng, diện tích mặt cắt ngang độ ngập buồng cửa van mực nước thượng lưu mặt cắt thứ i xác định theo 7.3 7.4 CHÚ THÍCH: Khi độ chân không buồng cửa van lớn, không nên làm buồng cửa van theo kiểu mở rộng Trong buồng cửa van có phần mở rộng góc mở rộng không lớn trị số ghi Bảng Bảng - Góc mở rộng giới hạn buồng cửa van Vận tốc dòng chảy mặt cắt nhỏ (m/s) Góc tâm giới hạn đoạn Mở rộng phẳng mở rộng trục thẳng Mở rộng không gian 25 40 60 4°30’ 2° 1° 2°15' 1° 0°30’ 5.14 Khi thiết kế buồng cửa van cần đánh giá tính chất nguy hiểm tượng xâm thực cấu kiện buồng sở nghiên cứu thực nghiệm đề biện pháp khắc phục hư hỏng tượng gây 5.15 Để quan sát sửa chữa, chiều cao chiều rộng mặt cắt cống không nhỏ 1,6 m 1,2 m Khi không thực theo quy định cần phân tích kỹ điều kiện cụ thể 5.16 Độ dốc đáy cống dài cần tháo cạn nước cống không nhỏ 0,001 5.17 Trường hợp trước cửa vào cống có bố trí lưới chắn rác, tùy theo điều kiện vớt rác thủ công hay máy nên khống chế vận tốc trước lưới từ 0,5 m/s đến 1,0 m/s Các thiết bị cống 6.1 Cống sâu có thiết bị chủ yếu sau đây: 6.1.1 Cửa van dùng để ngăn nước cống không làm việc điều tiết lưu lượng cần thiết Theo điều kiện làm việc, cửa van chia thành hai loại: cửa van điều tiết lưu lượng cửa van không điều tiết lưu lượng Cửa van điều tiết lưu lượng làm việc độ mở cịn cửa van khơng điều tiết lưu lượng làm việc đóng mở hồn tồn 6.1.2 Cửa van dự trữ dùng để đóng cống trường hợp có cố thi cơng khai thác: Có thể dùng cánh cửa dự trữ để đóng cống thời gian sửa chữa cửa van cống (trong trường hợp gọi cánh cửa dự trữ - sửa chữa) 6.1.3 Cánh cửa sửa chữa dùng để đóng cống thời gian sửa chữa Trong thực tế thường dùng cánh cửa dự trữ - sửa chữa 6.1.4 Lưới chắn rác dùng để ngăn rác vật tương đối lớn bị dòng chảy vào cống 6.1.5 Các thiết bị khí đóng, mở cửa lưới chắn rác 6.2 Kiểu cánh cửa định kích thước kết cấu cống, đại lượng cột nước trước cánh cửa yêu cầu khai thác Khi so sánh kinh tế kỹ thuật phương án cần xét: - Điều kiện thủy lực cửa van, khả phát sinh tượng khí thực rung động; - Đặc điểm tăng mức nước thượng lưu có lũ tốc độ mở cửa cần thiết lúc đó; - Điều kiện tiêu dịng nước chảy qua cống; - Khả kết hợp công trình xả lũ thi cơng khai thác; - Điều kiện bố trí thiết bị đóng mở, quan sát sửa chữa; - Điều kiện sửa chữa làm kín nước cửa van CHÚ THÍCH: Khi lựa chọn kiểu cửa van cần dựa vào đặc tính cơng tác đặc trưng thủy lực loại cánh cửa sâu ghi Phụ lục A B 6.3 Cột nước tác dụng lên cửa van ảnh hưởng tới đặc trưng thủy lực tải trọng tác dụng lên cửa xác định kích thước cửa lực nâng cần ý tới đại lượng 6.4 Khi chọn kiểu cửa van vị trí cửa cống cần theo quy định sau: 6.4.1 Khi diện tích cửa lớn 20 m2, theo thứ tự hợp lý dùng cửa cung phẳng 6.4.2 Khi diện tích cửa từ m2 đến 20 m2 theo thứ tự hợp lý dùng cửa cung, cửa phẳng, van kim van hình nón (đặt phần cuối ống) 6.4.3 Khi diện tích cửa nhỏ m2 dùng tất loại cửa sâu Nếu bố trí cửa phần cuối cống, dùng van kim van hình nón 6.4.4 Khi bố trí cửa cuối cống loại trừ tượng chân không cống, dễ dàng quan sát sửa chữa cửa v.v Song, trường hợp này, đoạn ống trước cửa van chịu tác dụng áp lực nước điều kiện liên hiệp thượng hạ lưu cống xấu so với trường hợp bố trí cửa cuối đầu vào đoạn vào 6.4.5 Khi thiết kế cống có cửa đặt cuối đầu vào đoạn vào, cột nước lớn, cần thay đổi mặt cắt cống phạm vi gần cửa để bảo đảm chế độ chảy không áp ổn định đưa khơng khí vào cống Trong trường hợp cần nghiên cứu lớp bọc mặt ống khu vực sau cửa, hình dạng khe van, mép cửa van ngưỡng để tạo chế độ thủy lực tốt sau cửa 6.4.6 Nếu chuyển động nước sau cửa van chuyển động có áp tốt nên dùng loại cửa van không cần khe van giảm diện tích mặt cắt Khi giảm diện tích mặt cắt ra, khả tháo cống giảm cần phải luận chứng kinh tế 6.4.7 Trong buồng cửa van cho phép chảy chuyển tiếp trường hợp đưa khơng khí vào cống đầy đủ khơng có nước chảy trực tiếp sau cửa chuyển dịch buồng cửa van 6.5 Đối với cửa dự trữ - sửa chữa nên dùng loại cửa phẳng 6.6 Khi phận cống có khả khí hóa dịng chảy cần áp dụng biện pháp phịng chống khí thực thay đổi đường biên cơng trình, dùng loại vật liệu có độ bền khí thực bố trí ống dẫn khơng khí vào cống Ống dẫn khơng khí tính tốn cần đảm bảo vận tốc khơng khí ống khơng lớn 60 m/s CHÚ THÍCH: Để giảm đại lượng chân khơng, tăng trị số sức kháng phần sau cửa hạ thấp cao độ trục ống mặt cắt cửa ngập nước hạ lưu 6.7 Cần lựa chọn thiết bị đóng mở để đóng mở cửa nhanh chóng kịp thời, đồng thời bố trí thiết bị nâng chỗ khô (buồng hầm), v.v CHÚ THÍCH: Có thể ứng dụng thiết bị điều khiển từ xa tự động 6.8 Cần thiết kế thiết bị đóng mở riêng cửa Trong trường hợp cống có nhiều cửa dùng thiết bị đóng mở số cửa Nội dung trình tự tính tốn thủy lực cống sâu 7.1 Các nội dung cần tính tốn Trong trường hợp chung, tính tốn thủy lực cống sâu gồm: - Nghiên cứu chế độ dòng chảy phần cống; - Xác định khả tháo (lưu lượng) cống; - Kiểm tra khả hình thành phễu khí; - Kiểm tra khí hóa, khí thực xác định áp suất thủy động cống; - Tính tốn liên hiệp dịng chảy sau cống hạ lưu 7.2 Chế độ dòng chảy cống sâu sơ đồ tính tốn thủy lực 7.2.1 Theo chế độ thủy lực, cống sâu chia ra: - Cống có áp, cửa khơng ngập ngập (Hình 2a,b); - Cống làm việc theo chế độ chảy hỗn hợp (Hình 2c,d); - Cống khơng áp (Hình 2e) 7.2.2 Cống sâu cần đảm bảo chế độ có áp không áp ổn định Khi thiết kế cống sâu làm việc theo chế độ chuyển tiếp từ có áp sang không áp ngược lại, từ không áp sang có áp hay chế độ hỗn hợp cần nghiên cứu thực nghiệm luận chứng kinh tế, kỹ thuật 7.2.3 Khi cột nước ngưỡng cửa vào H < 1,15h cống làm việc theo sơ đồ chảy qua đập tràn Trong trường hợp này, khả tháo cửa cống xác định theo TCVN 9147:2012 7.2.4 Trường hợp H ≥ 1,5h cống làm việc theo sơ đồ chảy qua lỗ, qua vòi (ống ngắn) ống có áp Nếu chiều dài cống L nhỏ chiều dài giới hạn Lgh, cống làm việc theo sơ đồ chảy qua lỗ Trị số Lgh, phụ thuộc hình dáng cửa vào, lấy theo Bảng Khi L > Lgh, cống làm việc theo chế độ chảy có áp thoả mãn điều kiện nêu 7.2.5 CHÚ THÍCH: 1) Ống coi ống ngắn (có thể bỏ qua tổn thất ma sát theo chiều dài ống) L gh < L < 40R (R bán kính thủy lực) 2) Những vấn đề tồn tiêu chuẩn ngập cửa vào điều 7.2.3 xem thích 3.1 Hình - Các chế độ dòng chảy qua cống Bảng - Chiều dài giới hạn cống Hình dáng đầu vào Lgh Cửa vào mép sắc 4h Cửa vào có mép trịn với: r/h ≈ 0,5 3h r/h ≈1,0 2h Cửa vào có hình dáng thuận (khơng có tượng tia dịng tách khỏi miệng ống) h 7.2.5 Cống làm việc chế độ có áp ổn định khi: - Bố trí cửa van cửa ra; - Cửa cống đặt đầu vào, mở hoàn toàn thoả mãn điều kiện: a) Cửa vào thuận; b) Thỏa mãn bất đẳng thức ξv + ωv Z v > ∑ξ + ωr Z (2) đó: ξv hệ số tổn thất đầu vào; ωv diện tích mặt cắt cuối đầu vào, tính m 2; ωr diện tích mặt cắt cửa ra, tính m2; Zv hiệu số cao độ mực nước thượng lưu cao độ trần cống mặt cắt cuối đầu vào, tính m; Z cột nước tác dụng cống, tính m; ∑ ξ tổng hệ số tổn thất từ cửa vào đến cửa tính với mặt cắt CHÚ THÍCH: Nếu không thỏa mãn điều kiện (2) cần thu hẹp mặt cắt ra, tăng độ nhám phần xả hay bố trí cửa mực nước hạ lưu 7.2.6 Cống làm việc theo chế độ không áp ổn định thực biện pháp sau: - Tăng khoảng khơng mặt thống trần cống; - Bố trí trần cống cửa cao mực nước hạ lưu; - Tăng độ dốc đáy; - Đưa khơng khí vào đầu đoạn khơng áp CHÚ THÍCH: 1) Để đảm bảo chế độ chảy không áp ổn định cống dài (L/h > 10) số Froude lớn (Fr > 10), tất trường hợp cần đưa khơng khí vào đầu đoạn khơng áp 2) Tính ổn định chế độ không áp biện pháp đưa khơng khí vào cơng trình cấp I, cấp II cơng trình phức tạp (tuyến cống, Fr > 15 ÷ 20) cấp cần phải luận chứng nghiên cứu chuyên đề 3) Kích thước ống dẫn cần tính tốn cụ thể (xem 7.8) không nhỏ Ωmin xác định theo điều kiện: µk.Ωmin = 0,04ω đó: (3) µk hệ số lưu lượng ống dẫn khí, xác định theo công thức thủy lực thông thường; Ωmin diện tích mặt cắt ngang tối thiểu ống dẫn khí, tính mét vng (m 2); ω điện tích mặt cắt ngang cống, tính mét vuỗng (m 2) 4) Độ dày (theo diện tích) ống không áp không lớn trị số ghi Bảng Bảng - Độ dày giới hạn ống không áp Fr < 10 10-20 > 20 ωn/ω 0,90 0,80 0,75 CHÚ THÍCH 1: ωn diện tích mặt cắt ướt dịng chảy, tính mét vng (m 2); CHÚ THÍCH 2: ω diện tích mặt cắt ngang cống, tính mét vng (m 2) 7.2.7 Tính ổn định theo chế độ chảy khơng áp xác định theo số Froude (Fr) dòng chảy cống số Froude giới hạn (Frgh) Khi: Fr < Frgh (4) chế độ chảy không áp phần xả cống ổn định Số Frgh xác định theo 7.2.8 7.2.8 Đối với cống dài (L/h > 10), mặt cắt chữ nhật, chuyển động dòng chảy cống gần chuyển động < Fr < 45, số Frgh xác định theo đồ thị Hình (Khi số Fr > 45 cần nghiên cứu thủy lực mơ hình) CHÚ THÍCH: 1) Khi mặt cắt cống khơng phải hình chữ nhật tính tương đương theo diện tích mặt cắt chữ nhật có kích thước tương ứng với diện tích tính đổi; 2) Trường hợp Fr < 5, xác định tính ổn định chế độ chảy không áp, không cần xét đến ảnh hưởng khơng khí, tức dùng phương pháp vẽ đường mặt nước theo công thức thủy lực thơng thường (7.2.9) để nghiên cứu tính ổn định chế độ chảy không áp cống (khi khơng có nước nhảy cống chiều sâu dịng chảy cống nhỏ chiều cao cống chế độ chảy qua cống không áp ổn định); 3) Khi độ dày ωn/ω lớn 0,7 đến 0,8 Fr < phát sinh tượng tạo sóng cống trường hợp đặc biệt, chiều sâu dòng chảy cống gần chiều sâu phân giới h k phát sinh tượng nhảy sóng CHÚ THÍCH: h n chiều sâu dịng chảy cống; K= µ k Ω ; b.h a) Trường hợp thu hẹp đột ngột, mức độ thu hẹp lớn (Hình A.5a, b), hệ số η = 0,5 b) Trường hợp thu hẹp dần (Hình A.5c,d) hệ số η tra đồ thị Hình A.6a, b - Đối với sơ đồ Hình A.5c theo đồ thị A.6a - Đối với sơ đồ Hình A.5d theo đồ thị A.6b Hình A.5 - Các dạng thu hẹp c) Trường hợp thu hẹp thuận (Hình A.5e, g), hệ số xác định sau: - Đối với sơ đồ Hình A.5e theo đường cong a đồ thị Hình A.7 - Đối với sơ đồ Hình A.5g theo đường cong b đồ thị nói Hình A.6 - Biểu đồ xác định hệ số η thu hẹp dần d) Hệ số tổn thất phần co hẹp từ cửa van đến mặt cắt co hẹp C-C (hình 22), xác định theo công thức η= ωc ; ωc ω diện tích mặt cắt thu hẹp mặt cắt bình thường ω CHÚ THÍCH: 1) Hệ số tương quan ξth quan hệ với vận tốc trung bình mặt cắt co hẹp cịn ξ'th vận tốc trung bình mặt cắt bình thường sau phần thu hẹp (mặt cắt 2-2 Hình 22); 2) Tổn thất cột nước không xuất phần thu hẹp mà sau phần đó, thu hẹp mở rộng dịng chảy Hình A.7 - Biểu đồ xác định hệ số η thu hẹp thuận A.7 Hệ số tổn thất cục cửa van A.7.1 Hệ số tổn thất cục cửa van phẳng Hệ số sức kháng thủy lực cửa van phẳng phụ thuộc hình dạng mép cửa van Bảng A.7 - Hệ số tổn thất cửa van phẳng có mép sắc cạnh e/h 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 ξcc 186,2 43,8 17,48 8,38 4,27 2,13 1,01 0,38 0,08 a) Đối với cửa van phẳng có mép sắc cạnh (hình A8a, b) đặt ống chữ nhật, hệ số tổn thất thủy lực ξcc lấy theo Bảng A.7 b) Khi cửa van có mép cong thuận (hình A8c) đặt ống chữ nhật, trị số ξcc lấy theo Bảng A.8 Hình A.8 - Các dạng cửa van phẳng Bảng A.8 - Hệ số tổn thất cửa van phẳng có mép cong thuận e/h ξcc 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 22,96 10,56 4,71 2,46 1,24 0,72 0,34 0,12 c) Trường hợp cửa van phẳng, mép sắc, đặt ống trịn (hình A9a), hệ số ξcc lấy theo Bảng A.9 Bảng A9 - Hệ số tổn thất cửa van phẳng, mép sắc, đặt ống tròn d −e e 1/8 2/8 3/8 4/8 5/8 6/8 7/8 ωe/ω 1,000 0,948 0,856 0,740 0,609 0,466 0,315 0,159 ξcc 0,00 0,07 0,26 0,81 2,06 5,52 17,0 97,8 CHÚ THÍCH: Trong Bảng A.9, e độ mở, tính mét (m); d đường kính ống, tính mét (m); ωe diện tích mặt cắt ứng với độ mở e, tính mét vng (m 2); ω diện tích mặt cắt ống, tính mét vng (m2) d) Đối với cửa van phẳng kiểu Lu-đlơ (Hình A.9b) đặt ống tròn, trị số ξcc lấy theo Bảng A.10 Bảng A.10 - Hệ số tổn thất cửa van phẳng kiểu Lu-đlô e/d 0,25 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 ξcc 30,0 22,0 12,0 5,3 2,8 1,5 0,8 0,3 0,15 Hình A.9 - Cửa van phẳng đặt ống tròn A.7.2 Hệ số tổn thất cột nước cửa van cung Hệ số tổn thất thủy lực cửa van hình cung đặt ống chữ nhật có bán kính cong r ≈ 1,5h, góc cong mở hoàn toàn (ϕ = 46°) lấy theo Bảng A.11 Bảng A.11 - Hệ số tổn thất thủy lực cửa van cung e/h 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 ξcc 68,7 18,3 7,76 3,74 1,95 0,99 0,47 0,17 0,04 A.7.3 Hệ số tổn thất thủy lực van nón Hệ số tổn thất thủy lực van nón với A = 0,68.D α = 50° (Hình A.10) lấy theo Bảng A.12 Hình A.10- Van nón Bảng A.12 - Hệ số tổn thất thủy lực van nón Độ mở theo % độ mở toàn phần D' D 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1,10 66,3 19,7 9,83 5,77 3,73 2,50 1,71 1,17 0,80 0,52 1,04 128,3 30,5 13,6 7,67 4,86 3,27 2,29 1,63 1,18 0,91 A.7.4 Hệ số tổn thất thủy lực van kim (Hình B.1) Hệ số sức kháng thủy lực van kim sơ lấy theo Bảng A.13 Bảng A.13 - Hệ số tổn thất thủy lực van kim Độ mở 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 ξcc 143,3 39,4 19,0 9,4 5,5 3,9 3,0 2,1 1,6 1,4 CHÚ THÍCH: 1) Các đại lượng ξcc khơng bao gồm hệ số tổn thất thủy lực khe van 2) Cột nước tổn thất cửa van xác định theo cơng thức v vận tốc trung bình mặt cắt bình thường, tính mét giây (m/s) 3) Cột nước tổn thất cục xác định theo cơng thức đó: ξci hệ số tổn thất cục vị trí tính tốn (tổn thất cửa vào, lưới chắn rác, khe van, đoạn cong, phần thu hẹp, mở rộng ); vi vận tốc tính tốn quy định với loại tổn thất, tính mét giây (m/s) Đối với tổn thất thu hẹp mở rộng vận tốc tính tốn quy định riêng phụ thuộc vào cách tính hệ số tổn thất (xem Điều A.5 A.6) Đối với tổn thất cục khác tính với vận tốc trung bình mặt cắt thường PHỤ LỤC B (Tham khảo) Những đặc tính cửa van thường dùng B.1 Cửa van phẳng Khi cửa van mở khơng hồn tồn, đặc trưng thủy lực phụ thuộc vào độ mở hình dạng mép cánh cửa Theo quan điểm cửa van phẳng chia thành hai loại Cửa van phẳng có mép cong (Hình A.8c); Cửa van phẳng có mép sắc (Hình A.8a, b) Sơ đồ Hình A.8a ứng dụng nghiên cứu lý thuyết Trong thực tế, người ta dùng cửa van phẳng có mép tày Khi cửa đóng, mép cạnh cửa đè lên đệm kim loại mềm đặt ngưỡng lỗ Thơng thường dùng cửa van có đệm (Hình A.8b) Đối với loại cửa này, tính tốn thủy lực xem cửa van phẳng mép sắc Sơ đồ Hình A.8c có sức kháng thủy lực nhỏ cửa mở khơng hồn tồn, cửa van phẳng mép sắc (Hình A.8b) ưa thích vì: cửa van phẳng mép cong khơng tránh tượng tia dòng tách khỏi thành ống tất độ mở Khi có tượng này, mặt cong mép cửa van phát sinh khu xốy khơng ổn định khu áp lực giảm thấp làm biến đổi lực tác dụng vào cánh cửa rung động cửa van Ngoài ra, độ mở định, khu xốy có tác dụng tải trọng phụ thiết bị nâng Đối với cửa van phẳng mép sắc, tượng giảm tới mức tối thiểu B.2 Cửa van hình cung Cửa van hình cung dùng cột nước lớn đến 120 m, cửa có kích thước khoảng từ 25 m2 đến 30 m2 yêu cầu lực nâng nhỏ Do ưu điểm kể trên, cửa van hình cung thường ứng dụng rộng thực tế B.3 Cửa van hình nón Van nón thường đặt cuối cống Dịng chảy từ cửa van khơng khí nước dạng vịng (Hình A.10) có tác dụng tiêu tốt Ngồi van nón có tác dụng điều chỉnh lưu lượng tốt B.4 Van kim Van kim có tác dụng điều chỉnh lưu lượng xác Nó mở khơng hồn tồn trường hợp cột nước lớn yêu cầu lực nâng nhỏ Van kim ứng dụng cột nước lớn đến 800 m đường kính van tới 6,5 m Thông thường van kim đặt cuối cống tia nước từ cửa van chảy vào khơng khí Nhược điểm van kim là: Kết cấu phức tạp, đắt trường hợp nước có bùn cát van kim làm việc tồi Hình B.1 - Van kim PHỤ LỤC C (Tham khảo) Xác định chiều sâu liên hiệp sau cống khơng có bậc C.1 Kênh lăng trụ, chiều rộng kênh chiều rộng cống C.1.1 Khi mặt cắt kênh có dạng bất kỳ, chiều sâu h2 xác định theo phương trình đó: Q lưu lượng dịng chảy, tính mét khối giây (m 3/s); yr y2 khoảng cách từ mặt thoáng đến trọng tâm mặt cắt mặt cắt 2-2 phần liên hiệp, tính mét (m); ωr ω2 diện tích mặt cắt ứng với chiều sâu hr h2, tính mét vng (m2); Phương trình phải giải phương pháp thử dần vẽ đồ thị h = ϕ(h) C.1.2 Trường hợp mặt cắt chữ nhật, chiều sâu h2 xác định theo công thức q lưu lượng đơn vị, tính m2/s C.1.3 Trường hợp mặt cắt hình thang, chiều sâu h xác định theo phương trình (C1) theo cơng thức gần A.N Ra-khơ-ma-nốp hk chiều sâu phân giới, tính mét (m), xác định theo Phụ lục D Công thức A.N Ra-khơ-ma-nốp dùng với ξ"k ≤ cho kết với sai số nhỏ % C.2 Kênh lăng trụ mặt cắt chữ nhật, chiều rộng kênh rộng chiều rộng cống Các đặc trưng thủy lực đoạn kênh lăng trụ sau cống, chiều rộng kênh rộng chiều rộng cống (Hình C.1) xác định theo phương pháp sau: C.2.1 Xác định tọa độ đường dòng đường đẳng sâu, đẳng tốc theo cơng thức: Trong đó: x, y tọa độ tính tốn theo hệ xOy (Hình C.1); b Frr chiều rộng cống số Froude mặt cắt ra; Trị số Frr xác định theo quan hệ: Vr hr trị số vận tốc chiều sâu mặt cắt ra; x , y toạ độ tính đổi, lấy theo Bảng C.1 Bảng C.1 - Toạ độ đường đẳng sâu, đẳng tốc Trị số đường ∆Q = % x ∆Q = 10 % y x y ∆Q = 20 % x y ∆Q - 30 % x y ∆Q = 40 % x y ∆Q = 50 % x y 0,9 0,050 0,503 0,165 0,405 0,270 0,310 0,370 0,210 0,450 0,115 0,480 0,000 0,8 0,150 0,510 0,305 0,420 0,430 0,330 0,520 0,230 0,590 0,125 0,610 0,000 0,7 0,280 0,530 0,460 0,450 0,610 0,360 0,710 0,250 0,750 0,140 0,770 0,000 0,6 0,400 0,565 0,610 0,500 0,780 0,410 0,880 0,290 0,920 0,160 0,940 0,000 0,5 0,500 0,620 0,790 0,575 0,970 0,480 1,060 0,350 1,120 0,190 1,130 0,000 0,4 0,600 0,675 1,000 0,690 1,220 0,580 1,360 0,440 1,430 0,230 1,450 0,000 0,3 0,730 0,760 1,210 0,820 1,590 0,750 1,800 0,560 1,910 0,300 1,950 0,000 0,2 0,860 0,870 1,660 1,110 2,140 1,020 2,460 0,770 2,690 0,410 2,760 0,000 0,1 1,100 1,100 2,770 1,980 3,790 1,840 4,370 1,360 4,770 0,760 4,940 0,000 0,05 - - 4,170 3,380 6,920 3,360 8,140 2,520 9,250 1,350 9,950 0,000 a) Trị số đường đẳng sâu h = ϕ.hr; (C.7) trị số ϕ lấy theo Bảng C.1 Riêng đường ∆Q = %, trị số ϕ xác định sau: y ≤ 1,1 hệ số ϕ lấy theo Bảng C.1; Khi 1,1 < Khi y < 1,7, hệ số tính theo cơng thức y > 1,7 lấy ϕ = 0,05 b) Trị số đường đẳng tốc C.2.2 Từ số liệu tính tốn nói vẽ đường dịng đường đẳng sâu, đẳng tốc mặt (xem Hình C.1) sau vẽ đường nước nhảy thẳng nhảy xiên theo trình tự sau: a) Vẽ đường nước nhảy thẳng: Mặt nước nhảy phẳng thẳng góc với đường dịng từ điểm D vẽ đường thẳng thẳng góc với đường dịng ∆Q = %, đường cắt đường dòng ∆Q = 10 % điểm a’ (Hình C.1) Từ điểm a’ tiếp tục vẽ đường thẳng góc với đường dịng ∆Q = 10 % xác định điểm b' Theo trình tự định vị trí cao điểm c', d’, e’ nối điểm xác định theo đường cong thuận đường nước nhảy thẳng b) Vẽ đường nước nhảy xiên Vị trí đường nước nhảy xiên xác định góc đường nước nhảy xiên với đường dòng ∆Q = % điểm D (Hình C.1) Khoảng cách từ mặt cắt cửa đến mặt cắt mở rộng hoàn toàn LD xác định theo công thức: LD = (0,15.Frr + 0,27) (B-b) (C 10) B chiều rộng kênh sau cống, xem Hình C.1, tính mét (m); Các ký hiệu khác xem C.2.1 Hình C.1 - Sơ đồ nước nhảy xiên Trị số góc β xác định theo trình tự sau: - Xác định độ sâu tương đối giao điểm D đường dòng giới hạn (∆Q = %) thành lịng dẫn theo cơng thức (C.7) (C.9), tức: hD 0,1 = hr ( y D − 0,1)3 / hD = 0,05 hr Ở 1,1 < y D ≤ 1,7 y D > 1,7; y D - toạ độ tính đổi điểm D, tức y D = - Với trị số Frr B ; b FrD , từ đồ thị hình C2 xác định góc δD (góc đường dịng ΔQ = % đường thẳng song song với trục Ox) Khi biết δD FrD , dùng đồ thị hình C3 để tìm góc βD vẽ đường nước nhảy xiên mặt (hình C1) theo góc βD xác định CHÚ THÍCH: Khi vẽ đường nước nhảy xiên nên xác định đoạn AE (Hình C.1) theo cơng thức: AE= B.ctg(βD - δD) C.2.3 Trên sơ đồ nghiên cứu (hình C1), xác định đại lượng δ, h, v c (giao điểm đường nước nhảy xiên với đường dòng) Fr điểm a, b, C.2.4 Tính chiều sâu tương ứng ha’, hb' sau nước nhảy xiên theo quan hệ: ha' = ηa.ha; hb' = ηa.hb; ha, hb chiều sâu nước điểm a, b ηa, ηb… xác định đồ thị Hình C.3 theo δa, δb… Fra , Frb … biết Hình C.2 - Đồ thị xác định góc δ C.2.5 Xác định chiều sâu ha", hb" liên hiệp với ha’, hb’ theo công thức (C.2) C.2.6 Trên sở chiều sâu nước hạ lưu t, phân tích trạng thái nhảy phạm vi nghiên cứu Ví dụ, t = h", nước nhảy thẳng xuất mặt cắt dịng chảy bắt đầu chốn đầy chiều rộng kênh dẫn Khi t < hE" có tượng nước nhảy xa trường hợp t< h E’ xuất nhảy xa sau phần nhảy xiên, tức sau điểm E dòng chảy tiếp tục chảy xiết tạo tượng nhảy xiên Khi t > hE", nước chảy vào khu vực sau đường dòng ΔQ = %; tạo xoáy phát sinh dòng chảy phụ ngược chiều với hướng chuyển động dịng Hình C3 - Đồ thị xác định hộ số η nước nhảy xiên C.3 Kênh mở rộng dần, mặt cắt chữ nhật Chiều sâu liên hiệp đoạn kênh mở rộng dần sau cống xác định theo phương trình: đó: br hr chiều rộng chiều sâu mặt cắt ra; hr’ chiều sâu liên hiệp với chiều sâu hr; αr αr’ hệ số động lượng mặt cắt có chiều sâu h r hr' Đối với tính tốn sơ lấy αr = αr' = 1; B chiều rộng kênh mặt cắt có chiều sâu hr’ tính theo quan hệ: θ góc mở rộng, nên dùng θ ≤ 7°; ln chiều dài nước nhảy phần mở rộng Đại lượng ln nên xác định theo công thức: In' chiều dài nước nhảy kênh lăng trụ, mặt cắt chữ nhật, tính theo cơng thức: qr lưu lượng riêng mặt cắt PHỤ LỤC D (Tham khảo) Xác định chiều sâu độ dốc phân giới D.1 Xác định chiều sâu phân giới Trong trường hợp chung (mặt cắt kênh có dạng bất kỳ) chiều sâu phân giới h k xác định theo công thức: ωk3 α Q = ; Bk g (D.1) đó: ωk diện tích mặt cắt ướt kênh ứng với chiều sâu h k, tính mét vng (m2); Bk bề rộng mặt thoáng kênh ứng với chiều sâu hk, tính mét (m); α hệ số động lượng; Q lưu lượng dòng chảy, tính mét khối giây (m 3/s) Đối với kênh có mặt cắt xác định, chiều sâu h k tính theo cơng thức sau: D.1.1 Kênh có mặt cắt chữ nhật: hkn = α q ; g q lưu lượng đơn vị (m2/s) Khi tính α = 1; g = 9,81 m/s2 (D.2) hk = 0,467.q2/3 D.1.2 Kênh có mặt cắt hình parabol: (D.3) Q2 hk = 0,455 P (D.4) đó: P thơng số parabol xác định theo phương trình x2 = 2.P.y D.1.3 Kênh có mặt cắt hình tam giác: m = tg (D.5) hk = 2.α Q g m (D.6) ϕ ; (ϕ góc đỉnh) (D.7) D.1.4 Kênh có mặt cắt hình thang: Hình D1 - Đồ thị xác định hệ số f(σ) hkn chiều sâu phân giới kênh chữ nhật, xác định theo công thức (D.2) (D.3); b đáy mặt cắt hình thang; f(σ) tra bảng D1 đồ thị Hình D.1 D.2 Xác định độ dốc phân giới Độ dốc phân giới ik xác định theo công thức: ωk, Ck, Rk tiết diện ướt, hệ số Sedi bán kính thủy lực ứng với chiều sâu tới hạn h k Bảng D.1 - Giá trị hệ số f(σ) σ f(σ) σ f(σ) σ f(σ) σ f(σ) σ f(σ) 0,120 0,961 0,270 0,927 0,420 0,879 0,640 0,831 0,940 0,780 0,130 0,958 0,280 0,914 0,430 0,876 0,660 0,827 0,960 0,777 0,140 0,955 0,290 0,911 0,440 0,874 0,680 0,834 0,980 0,774 0,150 0,952 0,300 0,909 0,450 0,871 0,700 0,820 1,000 0,771 0,160 0,949 0,310 0,906 0,460 0,869 0,720 0,816 1,050 0,763 0,170 0,946 0,320 0,903 0,470 0,867 0,740 0,813 1,100 0,757 0,180 0,943 0,330 0,901 0,480 0,865 0,760 0,809 1,150 0,750 0,190 0,940 0,340 0,898 0,490 0,862 0,780 0,805 1,200 0,744 0,200 0,937 0,350 0,895 0,500 0,860 0,800 0,802 1,250 0,737 0,210 0,934 0,360 0,893 0,520 0,856 0,820 0,799 1,300 0,731 0,220 0,931 0,370 0,891 0,540 0,852 0,840 0,796 1,350 0,726 0,230 0,928 0,380 0,888 0,560 0,848 0,860 0,793 1,400 0,721 0,240 0,925 0,390 0,886 0,580 0,843 0,880 0,789 0,250 0,922 0,400 0,883 0,600 0,839 0,900 0,786 0,260 0,920 0,410 0,881 0,620 0,835 0,920 0,783 PHỤ LỤC E (Tham khảo) Tổn thất ma sát theo chiều dài cống E.1 Cơng thức tổng qt tính tổn thất cột nước dọc đường cho dòng chảy đều, dùng cho dịng chảy tầng lẫn chảy rối đó: hd tổn thất ma sát theo chiều dài ống; λ L hệ số tổn thất ma sát theo chiều dài ống; D λ hệ số sức cản dọc đường; L chiều dài đoạn ống; D đường kính ống, tính mét (m); V vận tốc trung bình dịng chảy, tính mét giây (m/s) E.2 Hệ số sức cản dọc đường E.2.1 Hệ số sức cản dọc đường chảy tầng Liên hệ hệ số λ hệ số sedi C có dạng CHÚ THÍCH: 1) Đối với ống có mặt cắt trịn hệ số Râynơn (Re) xác định theo cơng thức v D xem Điều E.1; υ hệ số nhớt động học chất lỏng; 2) Đối với ống có mặt cắt ngang khác 3) Đối với ống khơng phải mặt cắt trịn tính đổi đường kính tương đương R bán kính thủy lực, tính mét (m); ω diện tích mặt cắt ướt, tinh mét vuông (m2); x chu vi ướt, tính mét (m) E.2.2 Hệ số sức cản dọc đường chảy rối thành trơn thủy lực + Khi Re ≤ 100.000 + Khi Re > 100.000 + Trường hợp Re = 5000 ÷ 3000000 tính hệ số λ theo cơng thức E.2.3 Hệ số sức cản dọc đường chảy rối thành hoàn toàn nhám Δ độ nhám tuyệt đối tương đương, tra theo Bảng E.1 ; D đường kính ống, tính mét (m) E.2.4 Hệ số sức cản dọc đường khu vực thành nhám Các ký hiệu giống E.2.3 Bảng E.1 - Độ nhám tuyệt đối Vật liệu loại ống Trạng thái ống Δ (mm) Ống kéo thủy tinh kim loại mầu Mới trơn kỹ thuật 0,001 - 0,01 Ống thép khơng có khe Mới sạch, đặt cẩn thận 0,02 - 0,05 Sau số năm khai thác 0,15 - 0,30 Mới 0,03 - 0,10 Sau làm han rỉ 0,10 - 0,20 Ống hàn thép Bị rỉ không nhiều Bị rỉ, cũ 2,00 - 4,00 Hàng đinh đặt dọc ngang theo hàng cố định, tình trạng mặt ngồi tốt 0,30 - 0,40 Hai hàng đinh dọc hàng ngang, không bị han rỉ 0,60 - 0,70 Ngang hàng, dọc hàng, quét nhựa sơn phía 1,20 - 1,30 Có - hàng đinh dọc, khai thác nhiều năm 2,00 Ngang có hàng, dọc có hàng Ống thép pha kẽm 0,80 - 1,50 Bị rỉ có nhiều lớp lắng đọng Ống thép nối đinh tán 0,30 - 0,70 4,00 Quét atfan 0,12 - 0,30 0,20 - 0,50 Đã dùng cũ 0,50 - 1,50 Rất cũ 3,00 Bằng gỗ bào cẩn thận 0,10 - 0,30 Bằng gỗ thường 0,30 - 1,00 Bằng gỗ không bào Ống xi măng 0,40 - 0,70 Mới Ống gỗ 0,10 - 0,20 Sau số năm khai thác Ống gang Mới 1,00 - 2,50 Mới 0,05 - 0,10 Đã sử dụng Ống bê tơng Có bề mặt tốt, mài nhẵn Chất lượng trung bình Bề mặt thơ (nhám) Ống nối cao su 0,60 0,30 - 0,80 2,50 3,00 - 9,00 0,03 E.2.4 Hệ số sức cản dọc đường khu sức cản bình phương Các kí hiệu xem E.2.3 THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] 14TCN 198- 2006: Cơng trình thủy lợi - cơng trình tháo nước - Hướng dẫn tính tốn khí thực [2] QPTL C - - 76: Quy phạm tính tốn thủy lực đập tràn [3] Sổ tay tính tốn thủy lực P.G Kixêlep [4] Sổ tay kỹ thuật thủy lợi [5] EM 1110 - - 1602 Hydraulic design of reservoir outlet works MỤC LỤC Phạm vi áp dụng Tài liệu viện dẫn Thuật ngữ định nghĩa Ký hiệu Những yêu cầu kỹ thuật việc tính tốn thủy lực cống sâu Các thiết bị cống Nội dung trình tự tính tốn thủy lực cống sâu 7.1 Các nội dung cần tính tốn 7.2 Chế độ dịng chảy cống sâu sơ đồ tính toán thủy lực 7.3 Xác định khả tháo cống sâu 7.4 Xác định cột nước tác dụng cống sâu 7.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả tháo cống 7.6 Kiểm tra khả hình thành phễu khí 7.7 Kiềm tra khả xuất khí hóa 7.8 Xác định khả tháo ống dẫn khơng khí 7.9 Xác định vị trí nước nhảy cống: 7.10 Xác định áp suất thủy động cống Phụ lục A: Xác định hệ số tổn thất cục cống (Quy định) Phụ lục B: Những đặc tính cửa van thường dùng (Tham khảo) Phụ lục C: Xác định chiều sâu liên hiệp sau cống khơng có bậc (Tham khảo) Phụ lục D: Xác định chiều sâu độ dốc phân giới (Tham khảo) Phụ lục E: Tổn thất ma sát theo chiều dài cống (Tham khảo) ... tốn thủy lực cống sâu 7.1 Các nội dung cần tính tốn Trong trường hợp chung, tính tốn thủy lực cống sâu gồm: - Nghiên cứu chế độ dòng chảy phần cống; - Xác định khả tháo (lưu lượng) cống; - Kiểm... nước, tính kilơgam mét khối (kg/m 3) Những u cầu kỹ thuật việc tính tốn thủy lực cống sâu 5.1 Khả tháo cống sâu phải phù hợp với mục tiêu nhiệm vụ cống 5.2 Cống sâu với cơng trình khác (cơng trình. .. khí; - Kiểm tra khí hóa, khí thực xác định áp suất thủy động cống; - Tính tốn liên hiệp dòng chảy sau cống hạ lưu 7.2 Chế độ dòng chảy cống sâu sơ đồ tính tốn thủy lực 7.2.1 Theo chế độ thủy lực,