Tài liệu Bài giảng công trình trên hệ thống thủy lợi công trình lấy nướ

CHƯƠNG 2. CÔNG TRÌNH LẤY NƯỚC
GIỚI THIỆU CHUNG
CÔNG TRÌNH LẤY NƯỚC KHÔNG ĐẬP
CÔNG TRÌNH LẤY NƯỚC CÓ ĐẬP
CHỈNH TRỊ ĐOẠN SÔNG CÓ CÔNG TRÌNH LẤY NƯỚC 2-1. GIỚI THIỆU CHUNG 2.1.1.Mục đích: - Lấy nước từ sông, kênh, hồ => phục vụ tưới, phát điện, cấp nước,= 2.1.2.Yêu cầu: - Lấy đủ nước theo biểu đồ đã định (số lượng), - Đảm bảo chất lượng nước lấy vào kênh (ngăn bùn cát có hại, vật nổi), - Kiểm soát được ảnh hưởng đến môi trường chung, - Các yêu cầu chung khác: ổn định, thuận tiện thi công, quản lý, mỹ quan (sử dụng) 2.1.3. Phân loại: a. Theo thành phần công trình đầu mối: - CLN có đập - CLN không đập b. Theo phương tách dòng từ dòng chính vào CLN: * Lấy nước bên cạnh: dòng chảy vào CLN hợp với phương dòng chính một góc ≈ 90o. * Lấy nước chính diện: dòng chảy vào CLN hợp với phương dòng chính một góc ≈ 0o. CTLN The intake structure with dam 2.2. CÔNG TRÌNH LẤY NƯỚC KHÔNG ĐẬP 2.2.1. Khái niệm chung • Bố trí: CLN bên bờ sông, không làm đập chắn ngang sông. • Điều kiện sử dụng: - Khi mực nước sông đủ lớn => lấy nước tự chảy. - Khi lưu lượng trong sông đủ cấp theo yêu cầu. • Ưu điểm: Kết cấu và bố trí đơn giản, rẻ. • Nhược: - Sự làm việc chịu ảnh hưởng nhiều của sông thiên nhiên. - Quản lý phức tạp, chi phí quản lý lớn. - Chất lượng lấy nước khó cải thiện. •Các ví dụ: •Cống Xuân Quan, Liên Mạc,= Cèng Xu©n Quan 2.2.2. Điều kiện làm việc của CLN không đập 1. Bố trí cửa lấy nước ở đoạn sông cong 1. Đoạn bồi cạn 2. Vực 3. Bãi bồi 2-I-2-I-2: Tuyến lạch Hình 2.2. Hình thái một đoạn sông • Hiện tượng: Tại đoạn cong có chảy vòng hướng ngang: Trên mặt → bờ lõm; dưới đáy → bờ lồi ∆ ∆ ∆ Hình 2.3. Sơ đồ dòng chảy ở đoạn sông cong •Giải thích hiện tượng và tính độ dốc ngang J • Sông cong => lưu tốc dọc đổi hướng => lực li tâm αmv 2 γ.H.α.v 2 p lt = = (1) R gR • Phân bố của Plt đồng dạng với phân bố V trên thủy trực => trên mặt có lực li tâm lớn => kéo nước về bờ lõm => tạo độ dốc hướng ngang. • Xét cân bằng của 1 cột chất lỏng có F = 1. Lực thủy tĩnh hướng về bờ lồi: Ptt = γ .∆H .H .1 = γ .∆H .H (2) 2 αV Từ (1) và (2) => ∆H = gR => Jn = αV 2 gR • Biểu đồ lưu tốc ngang đồng dạng với biểu đồ hợp lực => trên mặt → bờ lõm dưới đáy → bờ lồi • Kết hợp dòng chảy dọc + ngang => chảy xoắn • Hậu quả: - Dòng mặt: gây xói ở bờ lõm - Dòng đáy: gây bồi ở bờ lồi • Vị trí đặt CLN: - bờ lõm: có lợi - bờ lồi: bất lợi •Xác định vị trí cửa lấy nước ở đoạn sông cong * Vị trí mép trên (thượng lưu) của CLN: * Độ dài đoạn cong: r π.R.ar cos R L2 - 3 = 180 α α * Góc lấy nước: Vs cos ϕ = Vk Hình 2.6: Chọn vị trí đặt cửa lấy nước theo N.F. Danhêliia 2.2.2. Điều kiện làm việc của CLN không đập (tiếp) 2. Cửa lấy nước ở đoạn sông thẳng •Sơ đồ làm việc: - Chiều rộng dòng chảy đáy: Bd = 1,17(K + 0,40)Bk - Chiều rộng dòng chảy mặt: Bm = 0,73(K + 0,05)Bk - Nhận xét: Bđ ≈ 2Bm => bất lợi?? •Hiện tượng và diễn biến: -Khi một bộ phận dòng chảy tách khỏi dòng chủ lưu vào CLN sẽ hình thành dòng chảy cong. Vùng trước cửa lấy nước phát sinh hiện tượng chảy vòng hướng ngang và tạo thành các xoáy gây nên bồi lắng ở mép thượng lưu và xói lở ở mép hạ lưu của CLN -Bđ ≈ 2Bm => bất lợi vì dòng đáy mang bùn cát vào kênh - •Biện pháp xử lý: -Đặt hệ thống lái dòng nhân tạo: hướng dòng chảy mặt vào CLN, hướng dòng chảy đáy ra xa CLN. -Xây dựng đê dẫn để chuyển từ hình thức lấy nước bên cạnh sang lấy nước chính diện: Bđ = Bm ; dâng cao mực nước trước CLN. ®ª dÉn B® Bc 2.2. 2. Điều kiện làm việc của CLN không đập (tiếp) 3. Cửa lấy nước ở đoạn sông có bờ không ổn định + Sơ đồ: + Đặc điểm diễn biến: bờ sông diễn biến liên tục ⇒Vị trí CLN bị đẩy lùi về hạ lưu ⇒ giảm khả năng lấy nước Hình 2.5. Cửa lấy nước ở bờ không ổn định 1. Vùng bồi lắng 2. Vùng xói lở •Biện pháp xử lý: -Chän vÞ trÝ ®o¹n s«ng æn ®Þnh (hinh d¹ng lßng s«ng Ýt thay ®æi, kh«ng xãi lë, båi lÊp). -Bè trÝ t¹i ®o¹n s«ng cã ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt tèt, kh«ng bÞ xãi lë. - Gia cè, b¶o vÖ phÝa tr−íc cöa lÊy n−íc 2.2.3. Các hình thức bố trí CLN không đập 1- Lấy nước bên cạnh a. Điều kiện áp dụng: • Mực nước sông đảm bảo lấy nước tự chảy • Qlấy ≤ 0.2Qs • Điều kiện địa hình, địa chất cho phép. b. Các hình thức bố trí và đặc điểm: * Loại không có cống (1 cửa, nhiều cửa): - Đơn giản nhất nhưng không khống chế được Qlấy nước, - Bùn cát kéo vào cửa nhiều, CLN dịch xuống hạ lưu - Loại nhiều cửa: có thể luân phiên nạo vét. *Loại có cống: Hoàn thiện hơn loại không có cửa Khống chế được lưu lượng lấy nước vào kênh TH1: Cống đặt ở bờ sông: Khó khống chế bùn cát vào kênh TH2: Cống đặt ở cách xa bờ sông(1-2km): Hạn chế bùn cát vào kênh