L IăCAMă OAN
Tên tôi là: D Th Thanh T

i

H c viên l p: 23C11
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên c u c a riêng tôi. Các thông tin tài li u
trích d n trong Lu n v n đ

c ghi rõ ngu n g c, nh ng n i dung và k t qu trình bày

trong Lu n v n là trung th c và ch a đ

c ai công b trong b t k công trình khoa h c

nào.
Tác gi

D ăTh ThanhăT

i

i


L I C Mă N
Sau m t th i gian h c t p và nghiên c u t i Khoa Công trình tr
Hà N i, d
tr

ng

i h c Th y l i

i s d y b o, giúp đ t n tình c a các th y cô giáo các b môn trong

ng, s c ng tác c a các c quan chuyên môn và các b n bè c ng s , đ ng nghi p

v i s n l c ph n đ u c a b n thân, tác gi đư hoàn thành Lu n v n Th c s k thu t,
chuyên ngành k thu t xây d ng Công trình th y v i n i dung: “Nghiên c u ng d ng
hình th c tràn m v t cho h ch a n

c lo i v a và nh , áp d ng cho h

k Trít, Kon

Tum”.
Tác gi xin bày t lòng bi t n sâu s c đ n th y giáo GS.TS Nguy n Chi n, cán b
h

ng d n khoa h c, đư t n tình h

ng d n, ch b o cho tác gi nh ng ki n th c qúy

báu đ tác gi hoàn thành Lu n v n.
Xin chân thành c m n s giúp đ c a các th y cô giáo Khoa Công trình tr
h c Th y l i và các b n đ ng nghi p

ng

i


nhi u l nh v c chuyên môn khác nhau, các c

quan, đ n v đư cung c p các tài li u và t o đi u ki n thu n l i giúp tác gi hoàn thành
Lu n v n này.
Tác gi xin chân thành c m n ng

i thân, gia đình, c quan tác gi đang công tác đư

t o m i đi u ki n trong su t quá trình h c t p và nghiên c u đ tài.
Do đi u ki n th i gian và trình đ còn h n ch nên trong quá trình làm Lu n v n
không tránh kh i nh ng khi m khuy t, tác gi mong đ

c đóng góp ý ki n, ch b o

c a các th y cô giáo, các b n bè đ ng nghi p đ Lu n v n đ

c hoàn ch nh và tr n

v n h n.
Hà N i, tháng 8 n m 2016
Tác gi

D ăTh ThanhăT

ii

i



M CL C
M
CH
N

U .................................................................................................................. VIII
NGă1 T NG QUAN V XÂY D NGă

NG TRÀN

H

CH A

C ........................................................................................................................... 3

1.1 Xây d ng H ch a n

c

Vi t Nam........................................................................3

1.1.1 M c đích và nhi m v c a vi c xây d ng h ch a. .............................................3
1.1.2 Quá trình xây d ng, phát tri n h đ p

Vi t Nam. .............................................3

1.1.3 V n đ qu n lý, khai thác và an toàn h đ p. .......................................................6
1.2 Nhi m v và hình th c b trí công trình tháo l


h ch a n

1.2.1 Nhi m v c a công trình tháo l

c. ...............................................7

h ch a n

1.2.2 Hình th c b trí công trình tháo l

h ch a n

1.3 Yêu c u và đ c đi m b trí công trình tháo l
1.3.1 Yêu c u b trí công trình tháo l
1.3.2 Kh n ng đi u ti t l u l

ng

1.5
CH

h ch a n

c lo i v a và nh . ....11

công trình tháo l . ............................................12
h ch a n

c v a và nh . ........................13


t nhi m v nghiên c u. ..................................................................................15
K t lu n ch

ng 1. .............................................................................................15

NGă2 NGHIÊN C U T NG QUÁT V B

L CăMÁNGăTHUăN
2.1

c. ............................................8

h ch a. ......................................................11

1.3.3 L a ch n b trí công trình tháo l
1.4

c. ............................7

C C A TRÀN M

B trí công trình tràn t đ ng

TRÍ VÀ TÍNH TOÁN TH Y

V T ....................................................17

h ch a v a và nh .........................................17

2.1.1 Yêu c u chung v b trí tràn


h ch a n

2.1.2 Các hình th c đi u ti t l u l

ng c a đ p tràn t i các h ch a. ........................18

2.1.3 Các hình th c b trí ng
2.2

c. ...................................................17

ng tràn t đ ng. .........................................................18

B trí tràn t đ ng ki u m v t. ..........................................................................23

2.2.1 B trí m t b ng. ..................................................................................................23
2.2.2 M t c t ngang c a ng
2.3

ng tràn. .........................................................................25

Tính toán th y l c máng thu n

c c a tràn m v t. ...........................................26

2.3.1 Yêu c u tính toán. ...............................................................................................26
2.3.2 Các ph

ng pháp tính toán th y l c máng thu. .................................................26


2.3.3 L a ch n ph
2.4

ng pháp tính toán. .......................................................................31

Nghiên c u t ng quát các thông s th y l c c a máng thu n
iii

c

tràn m v t. 32


2.4.1 Gi i h n ph m vi bi n đ i c a các thông s . ..................................................... 32
2.4.2 Quy trình tính toán. ............................................................................................ 34
2.4.3 K t qu tính toán. ............................................................................................... 35
2.4.4 Nh n xét k t qu tính toán. ................................................................................ 47
2.5
CH
3.1

K t lu n ch

ng 2. ............................................................................................. 48

NGă3ăăăăă NG D NG TÍNH TOÁN CHO TRÀNă

KăTRệT ................... 50


k Trít. ....................................................................... 50

Gi i thi u chung v h

3.1.1 Tên d án:........................................................................................................... 50
3.1.2

a đi m xây d ng: ............................................................................................ 50

3.1.3 M c tiêu và nhi m v c a d án: ....................................................................... 50
3.1.4 Các h ng m c chính trong d án........................................................................ 50
3.1.5

i u ki n t nhiên, xã h i. ................................................................................. 50

3.1.6 Gi i thi u H

k Trít. ...................................................................................... 52

3.2

B trí đ

ng tràn trong ph

3.3

Tính toán đi u ti t l cho ph

ng án nâng c p h


k Trít. ................................ 55

ng án ch n......................................................... 55

3.3.1 M c đích tính toán. ............................................................................................ 55
3.3.2 Tài li u tính toán. ............................................................................................... 56
3.3.3 L a ch n ph

ng án đi u ti t l . ....................................................................... 57

3.3.4 N i dung tính toán. ............................................................................................. 57
3.4

Tính toán th y l c máng thu n

c tràn

k Trít. .............................................. 64

3.4.1 Các hình th c b trí tràn. .................................................................................... 64
3.4.2 Tính toán th y l c máng thu n

c cho các ph

ng án. ..................................... 66

3.4.3 Phân tích k t qu tính toán. ................................................................................ 72
3.4.4 So sánh v i k t qu nghiên c u
3.4.5 Phân tích l a ch n ph

3.5

K t lu n ch

ch

ng 2. ..................................................... 72

ng án. ........................................................................... 73

ng 3. ............................................................................................. 75

K T LU N VÀ KI N NGH . ................................................................................... 76
TÀI LI U THAM KH O .......................................................................................... 78
PH L C ..................................................................................................................... 79

iv


DANH M C HÌNH V
nh Bình - Bình

Hình 1 - 1: H

Hình 1 - 2: H C a

nh ...........................................................................4

t- Thanh Hóa ..............................................................................5


Hình 1 - 3: H T Tr ch - Th a thiên Hu .....................................................................5
Hình 1 - 4: H Hòa Bình - Hòa Bình ..............................................................................6
Hình 1 - 5:

p h ch a

m Hà

ng - Qu ng Ninh v ngày 30/10/2014 .................7

Hình 1- 6:

ng tràn d c. [1]........................................................................................9

Hình 1 - 7:

ng tràn ngang [1] ..................................................................................10

Hình 1 - 8: Tràn b sung c a h Núi C c - nhìn t h l u ...........................................12
Hình 1 - 9: Tràn s c h Tru i nhìn t h l u .............................................................13
Hình 1 - 10: Mô hình 1/2 tràn Ph
Hình 1 - 11: Tràn phím piano
Hình 1 - 12: Ng

c Hòa (nhìn t th

ng l u) ...................................14

p dâng V n Phong - Bình


ng tràn ki u Zik z c

Hình 2 - 1: Tràn ngang H ch a n

đ p dâng Ph

nh ................................14

c Hòa - Bình D

c Ông Lành - Bình

Hình 2 - 2: Tràn x l tuy n cong H Tuy n Lâm - Lâm

ng ............15

nh .....................................20
ng .................................20

Hình 2 - 3: Tràn x l Sông Móng - Bình Thu n ..........................................................21
Hình 2 - 4: M t b ng các d ng ng

ng tràn zik z c .....................................................21

Hình 2 - 5: M t b ng tràn m v t ...................................................................................22
Hình 2 - 6: Máng thu m r ng d n (S đ 1) ................................................................24
Hình 2 - 7: Máng thu thu h p d n (S đ 2) .................................................................25
Hình 2 - 8: Máng thu l ng tr (S đ 3) ........................................................................25
Hình 2 - 9: M t s d ng đ nh tràn. [9] ..........................................................................26
Hình 2 - 10: Hình minh h a tính di n tích gia c máng thu..........................................35

Hình 2 - 11: Minh h a xác đ nh tr s i h p lý ..............................................................35
Hình 2 - 12: Quan h i ~ q, H, theo các s đ ...............................................................42
Hình 2 - 13: Quan h i ~ H, q, theo các s đ ...............................................................43
Hình 2 - 14: Quan h Fmin ~ q, H, theo các s đ ........................................................45
Hình 2 - 15: Quan h Fmin ~ H, q, theo các s đ ........................................................46
k Trít [6] ................................................54

Hình 3 - 1: M t b ng t ng th khu v c h

Hình 3 - 2: Bi u đ đi u ti t l t n su t Thi t k P = 1% .............................................63
Hình 3 - 3: Bi u đ đi u ti t l t n su t l Ki m tra P = 0,2% .....................................63
v


Hình 3 - 4: M ng b ng b trí máng thu m r ng d n (S đ 1) ................................... 65
Hình 3 - 5: M ng b ng b trí máng thu thu h p d n (S đ 2) ..................................... 65
Hình 3 - 6: M ng b ng phân chia m t c t tính đ
Hình 3 - 7: Minh h a đ

ng m t n
ng m t n

c (S đ 1) .................. 68

c trong máng bên (S đ 1 ) .............................. 68

Hình 3 - 8: M ng b ng phân chia m t c t tính đ
Hình 3 - 9: Minh h a đ

ng m t n

ng m t n

c (S đ 2) .................. 68

c trong máng bên (S đ 2) ............................... 68

Hình 3 - 10: Minh h a m t b ng, c t d c, c t ngang tràn (S đ 2) ............................. 75

vi


DANH M C B NG BI U
B ng 2 - 1: Tính toán đ

ng m c n

c trong máng cho m t tr

ng h p; hình th c m

r ng d n. ........................................................................................................................36
B ng 2 - 2: Tính di n tích gia c máng thu; hình th c m r ng d n ............................37
B ng 2 - 3: B ng t ng h p k t qu tính di n tích gia c máng thu ...............................38
B ng 2 - 4: Quan h i, q, H, theo các s đ ...................................................................41
B ng 2 - 5: Quan h i, H, q, theo các s đ ...................................................................41
B ng 2 - 6: Quan h Fmin ~ q, H, theo các s đ .........................................................44
B ng 2 - 7: Quan h Fmin ~ H, q, theo các s đ .........................................................44
B ng 3 - 1: Quá trình l đ n t i tuy n đ p

k Trít. ....................................................56


B ng 3 - 2: Quan h F ~ Z và V ~ Z H ch a

k Trít. ...............................................56

B ng 3 - 3: Tính toán đi u ti t l Thi t k T n su t P = 1% Theo ph

ng pháp th d n..61

B ng 3 - 4: Tính toán đi u ti t l Ki m tra T n su t P = 0,2% Theo ph

ng pháp th d n.62

B ng 3 - 5: T ng h p k t qu tính toán đi u ti t l h ch a
B ng 3 - 6: B ng tính h s l u l
B ng 3 - 7: Tính toán đ

ng m c n

k Trít ..........................63

ng m ......................................................................66
c trong máng bên theo ph

ng pháp th d n,

hình th c máng thu m r ng d n.................................................................................. 69
B ng 3 - 8: Tính toán đ

ng m c n


c trong máng bên theo ph

ng pháp th d n,

hình th c máng thu Thu h p d n .................................................................................. 70
B ng 3 - 9: B ng tính di n tích gia c máng M r ng d n d n ....................................71
B ng 3 - 10: B ng tính di n tích gia c máng Thu h p d n ..........................................71
B ng 3 - 11: B ng t ng h p, so sánh di n tích gia c máng thu ...................................71

vii


DANH M C CÁC CH

VI T T T

MNDBT

:M cn

c dâng bình th

NN&PTNT

: Nông nghi p và phát tri n nông thôn

QTLD

: Quá trình l đ n


QTXL

: Quá trình x l

BNN & PTNT

: B nông nghi p & phát tri n nông thôn

QCNV

: Quy chu n Vi t Nam

TCVN

: Tiêu chu n Vi t Nam

viii

ng


M
1

U
Tính c p thi t c a đ tài.

Trong th i gian qua, xây d ng th y l i và th y đi n đư và đang phát tri n m nh m ,
đem l i nh ng thành t u khoa h c to l n trong s nghi p đ i m i công nghi p hóa,

hi n đ i hóa đ t n
h ch a đ

c. Do nhu c u dùng n

c, phát đi n không ng ng t ng lên nên các

c xây d ng ngày càng nhi u, phong phú v hình th c và khác bi t v quy

mô, hàng ngàn d án Th y l i, th y đi n l n nh đ
phát đi n, t

i tiêu, c p n

c th c hi n cho các m c đích

c dân d ng, công nghi p c i t o môi tr

thiên tai….. đư góp ph n to l n trong vi c phát tri n kinh t đ t n

ng, phòng ch ng
c, c i thi n đ i

s ng nhân dân. Do m c đ quan tr ng và đ c thù c a công trình Th y l i, nh ng yêu
c u v đ m b o an toàn và kinh t trong vi c tính toán thi t k , thi công và qu n lý
khai thác đ t ra ngày càng cao.
Theo th ng kê

Vi t Nam hi n nay, g n 50% s c h đ p là do n


b i các lý do khác nhau nh l v
van…

c tràn đ nh đ p

t thi t k , l t p trung quá nhanh, hay s c k t c a

i u này càng tr nên tr m tr ng h n trong đi u ki n bi n đ i khí h u, r ng

phòng h b phá ho i… Vì v y trong thi t k m i h ch a, ho c rà xoát n ng l c x l
c a các h đư xây d ng, c n xem xét các ph

ng án tràn có n ng l c x l cao và làm

vi c t đ ng, đ h n ch th p nh t s c h do l .
S d ng lo i tràn t đ ng (t c cao trình ng

ng tràn b ng MNDBT) và có b r ng tràn

l n có nh ng u đi m n i b t nh :
- Tràn t đ ng làm vi c khi có l v , lo i tr đ
c a ng

c s c do k t c a van, ho c b t c n

i qu n lý.

- Do Bt l n nên gi m đ
k thì đ gia t ng m c n


cc tn

c tràn; đ c bi t khi l đ n v

c h là nh , tránh đ

v , đ c bi t là khi đ p b ng v t li u đ a ph

c kh n ng n

t quá l u l

ng thi t

c tràn đ nh đ p gây

ng (đ t đá).

V b trí, tràn t đ ng có Bt l n có th b trí d ng tràn ngang bên b h , ho c tràn
d ng m v t khi phía tr
hi n ch a đ
sau ng

c đ p có đ a hình thích h p. Tuy nhiên lo i tràn d ng m v t

c nghiên c u nhi u. M t s v n đ v b trí m t b ng máng thu n

c

ng tràn nh đ d c máng, đ m r ng theo chi u dòng ch y, ch n chi u r ng


m t c t cu i máng… ch a đ

c làm rõ.

1


Vì v y lu n v n này ch n đ tài nghiên c u b trí d ng tràn m v t cho h ch a n

c

lo i v a và nh là c n thi t, có ý ngh a khoa h c và th c ti n.
M căđíchăc a đ tài.

2

- Nghiên c u các ph

ng pháp tính toán Th y l c máng thu n

n ng ch y ng p qua ng

ng c a tràn m v t.

- Nghiên c u các thông s Th y l c c a máng thu n
ph

c, t đó ki m tra kh


ng án b trí, l a ch n ph

c, đánh giá tính h p lý c a t ng

ng án thích h p đ áp d ng.

- Áp d ng tính toán cho công trình th c t .
3 Cách ti p c năvƠăph

ngăphápănghiênăc u.

- Thu th p, th ng kê và t ng h p tài li u nghiên c u liên quan đ n đ tài.
- Tham kh o các tài li u lý thuy t có liên quan đ n đ tài đ ph c v m c đích nghiên
c u
- Nghiên c u ng d ng: đ xu t các t h p b trí, tính toán và phân tích.
- Áp d ng cho công trình th c t .
4 K t qu đ tăđ
-

c.

xu t quy trình b trí và tính toán th y l c ng

ng tràn và máng thu n

c ki u tràn

m v t.
- Nghiên c u t ng quát v xác đ nh các thông s b trí tràn m v t (đ d c máng, đ
m r ng, b r ng cu i máng … ) đ làm tài li u tham kh o khi thi t k .

- L a ch n đ

c s đ b trí tràn m v t và máng thu thích h p v i đi u ki n c a h

ak Trít - Kon Tum.

2


CH
NGă1
N
C

T NG QUAN V XÂY D NGă

1.1 Xơyăd ngăH ăch aăn

NG TRÀN

H

CH A

că ăVi tăNam.

1.1.1 M c đích và nhi m v c a vi c xây d ng h ch a.
H ch a n

c có m t v trí quan tr ng trong đi u ch nh dòng ch y ph c v các yêu


c u dùng n

c khác nhau. M t khác h ch a còn là công trình phòng ch ng, gi m nh

thiên tai. Nh t là hi n nay v n đ bi n đ i khí h u toàn c u đang di n ra theo h
t ng thêm b t l i cho công tác th y l i t
Vì v y h ch a n

i tiêu và s n xu t nói chung.

c là công trình quan tr ng đ khai thác s d ng n

ch ng tác h i do ngu n n

c gây ra. Nhi u n m nay h ch a n

quan tr ng trong vi c phát đi n, tr n

c mùa m a, c p n

kh n thi t h i do h n hán gây ra, c i thi n môi tr
đ

c xây d ng, s t o s

ng

c và phòng


c đư đóng vai trò

c mùa ki t, gi m b t khó

ng s ng. Khi m t h ch a n

c

n đ nh và phát tri n kinh t xư h i cho c m t khu v c; t o

công n vi c làm, gi i quy t th t nghi p, phân b lao đ ng, l p các trung tâm dân c
m i; m t khác còn góp ph n đ m b o an ninh, qu c phòng.
M t h ch a n
đi u ti t l
đ

c sau khi đư đ

ng n

c con ng

c xây d ng ngoài th c hi n nhi m v ch a n

c, phòng ch ng l l t, làm ch m con l đ b o v h l u thì còn

i khai thác, t n d ng tri t đ nh ng ti m n ng c a dòng n

cho cu c s ng c a chính mình. Chính vì th khai thác h ch a n
ch a n


c ph c v

c là v n hành h

c đ m b o an toàn và th a mưn các m c tiêu đ t ra theo nguyên t c l i d ng

t ng h p ngu n n
1.1.2

c và

c.

Quá trình xây d ng, phát tri n h đ p

Vi t Nam.

V i s phát tri n c a xư h i nói chung và l nh v c khoa h c k thu t nói riêng, t bu i
s khai khi con ng

i bi t dùng v t li u t i ch nh đ t đá, cành cây, g … đ ch n

dòng trên các sông su i đ nâng cao m c n

c, l y n

c vào các kênh ph c v s n

xu t và sinh ho t thì s ra đ i c a các h đ p nhân t o là h t s c c n thi t. Vi t Nam

có đi u ki n đ a hình, đ a ch t, sông ngòi t
ch a đ

ng đ i thu n l i nên vi c xây d ng các h

c phát tri n m nh. Theo th i gian, t nh ng n m 30 c a th k tr

d ng m t s công trình nh : Bái Th

ng (Thanh Hóa), ô L
3

c đư xây

ng (Ngh An), sau n m


1954

mi n B c đư xây d ng m t s công trình nh : Thác Bà, C m S n,

ng Mô, su i Hai, Núi C c…

c bi t t khi n

làm Th y l i hàng lo t h ch a, đ p dâng đ

i L i,

c nhà th ng nh t, trong cao trào


c xây d ng, đ n nay s h ch a xây

d ng không nh ng t c đ phát tri n nhanh, mà c v quy mô công trình c ng l n lên
không ng ng. Hi n nay, trong công cu c công nghi p hóa, hi n đ i hóa đ t n
b t đ u xây d ng h l n, đ p cao

c, đư

c nh ng n i có đi u ki n t nhiên ph c t p. Theo

s li u th ng kê c a B Nông nghi p và Phát tri n nông thôn, đ n nay c n

c có

6.648 h ch a thu l i v i t ng dung tích tr kho ng 11 t m3, trong đó 560 h ch a
l n có dung tích tr trên 3 tri u m3, 1.752 h có dung tích tr t 0,2 đ n 3 tri u m3, còn
l i là 4.336 h có dung tích nh h n 0,2 tri u m3. Các đ a ph
h ch a là Ngh An, Thanh Hoá,

ng đư xây d ng nhi u

k L k, Hoà Bình, Tuyên Quang, B c Giang, Bình

nh, Phú Th …

Hình 1 - 1: H

nh Bình - Bình


4

nh


Hình 1 - 2: H C a

t- Thanh Hóa

Hình 1 - 3: H T Tr ch - Th a thiên Hu

5


Hình 1 - 4: H Hòa Bình - Hòa Bình
1.1.3 V n đ qu n lý, khai thác và an toàn h đ p.
Qu n lý và khai thác h ch a là s d ng h ch a, c ng c nâng cao ch t l
b od

ng, duy tu

ng, quan tr c nghiên c u nh m đ m o an toàn cho c h th ng c ng nh t ng

h ng m c công trình, nh m phát huy hi u qu công trình theo nhi m v h ch a đư
đ

c n đ nh.

H ch a đ


c coi là an toàn, khi nó đ m b o đ y đ nhi m v đ

thái làm vi c n đ nh bình th

c giao trong tr ng

ng c a c c m đ u m i c ng nh c a

t ng h ng m c công trình. V i t c đ phát tri n xây d ng h ch a n

c nhanh đư đem

l i nhi u l i ích khác nhau cho nhân lo i, nh ng nh ng s c h h ng, c ng t ng theo,
bên c nh vi c xây d ng h đ p thì v n đ an toàn đ p ngày càng đ

c chú tr ng. Theo

đánh giá c a B NN-PTNT, sau h n 10 n m tri n khai th c hi n ch

ng trình đ m

b o an toàn h ch a đư đ t nhi u k t qu khích l .
n nay, các h có dung tích l n h n 100 tri u m3 đư đ

c s a ch a, nâng c p

m c

b o đ m an toàn cao, các h ch a có dung tích h n 10 tri u m3 và m t s h có dung
tích t 3 tri u m3 n

Tuy nhiên, s l
h có dung tích d

c tr lên b xu ng c p c b n đư đ

ng h ch a có dung tích d

c s a ch a, b o đ m an toàn.

i 3 tri u m3 đ

c s a ch a không nhi u,

i 1 tri u m3 c n s a ch a nâng c p còn l i r t l n,

c tính kho ng

1.150 h ch a b h h ng xu ng c p và thi u kh n ng x l c n ph i s a ch a, nâng
c p đ m b o an toàn. S l

ng h h h ng ch y u là h ch a nh . Trong khi đó, vi c
6


n m b t thông tin v h trong mùa m a bưo còn h n ch , vi c tri n khai ng c u khi
có s c th

ng ch m.

M t s hình nh v s c h đâp.


p h ch a

Hình 1 - 5:

m Hà

ng - Qu ng Ninh v ngày 30/10/2014

1.2 Nhi măv ăvƠăhìnhăth căb ătríăcôngătrìnhătháoăl ă ăh ăch aăn
1.2.1 Nhi m v c a công trình tháo l

h ch a n

Khi xây d ng đ u m i công trình h ch a n
n

c.

c.

c, đ p dâng trên sông, công trình l y

c và m t s công trình ph c v cho m c đích chuyên môn thì công trình tháo l là

m t h ng m c không th thi u

các đ u m i th y l i, nó có ch c n ng tháo n

c th a


trong mùa l đ đ m b o an toàn cho b n thân công trình đ u m i c ng nh vùng h
m t s đ u m i th y l i, công trình tháo l còn đ

du.
th

c k t h p đ tháo n

c

ng xuyên xu ng h l u, x bùn cát, tháo c n h ch a khi c n thi t, hay k t h p đ

tháo n

c trong th i k thi công công trình.

Trong các công trình đ u m i, có th làm công trình ng n n
c ng có th làm riêng công trình tháo bên b .
c t thép, th

ng b trí công trình tháo n

c và tháo n

c k t h p,

i v i đ p bê tông tr ng l c và bê tông

c ngay trên thân đ p.


v t li u t i ch , đ p b n ch ng thì công trình tháo l đ

i v i các đ p dùng

c tách riêng g i là đ

ng tràn

l bên b .
ng tràn l có th có c a van kh ng ch , c ng có th không có. Khi không có c a
van, cao trình ng
n

ng tràn v a b ng cao trình m c n

c h b t đ u dâng lên và cao h n ng

xu ng h l u. Khi đ
m cn

c dâng bình th

ng tràn thì n

c trong h t đ ng ch y

ng tràn có c a van kh ng ch , cao trình ng

c dâng bình th


ng tràn th p h n

ng. Khi đó c n có d báo l , quan sát m c n

ch a đ xác đ nh th i đi m m c a tràn và đi u ch nh l u l
7

ng, lúc m c

ng tháo.

c trong h


1.2.2 ảình th c b trí công trình tháo l

h ch a n

c.

i v i t ng lo i đ u m i công trình th y l i c n phân tích k đi u ki n đ a hình, đ a
ch t, th y v n và đ c đi m làm vi c c ng nh
... mà ch n cách b trí, hình th c, kích th

yêu c u v thi công, qu n lý, khai thác

c công trình tháo l thích h p, đ m b o an

toàn cho công trình và đáp ng yêu c u kinh t . Xét v hình th c công trình tháo l có

r t nhi u lo i:
+ Công trình tháo l d

i sâu: Có th đ t

ki n c th mà công trình tháo n

d

i đ p hay trong b , tùy thu c vào đi u

c ki u này th

ng đ

c k t h p v i nhi u m c đích

khác nhau, tháo l k t h p x bùn cát, d n dòng thi công, l y n
Do công trình đ t

cao trình th p nên có th tháo c n đ

c ). Th c t

Vi t nam công trình tháo n

đ

ng h m.


ng ng, đ

+ Công trình tháo l trên m t: th

cd

ng đ t

c cho yêu c u t

i…

c h (khi s a ch a hay có s

i sâu đ

cao trình t

c k đ n là c ng ng m,

ng đ i cao, nên ch y u đ

tháo dung tích phòng l c a h ch a, công trình tháo l trên m t có các hình th c nh
đ p tràn, đ

ng tràn d c, đ

ng tràn ngang, máng bên, xi phông tháo l …

V i nh ng u đi m c b n là làm vi c an toàn, d thi công, thu n ti n cho qu n lý và

s a ch a khi c n thi t nên đ p tràn, đ

ng tràn d c, đ

trong đ i đa s các h ch a đư xây d ng

ng tràn ngang đ

c áp d ng

Vi t Nam và xu th này s đ

c ti p t c

duy trì, phát tri n trong th i gian t i.
1.2.2.1

ng tràn d c.

ng tràn d c là lo i đ
đ

ng tháo sau ng

ng tràn h có h

ng n

ng trùng v i h


ng c a

ng.

ng tràn d c là lo i công trình tháo l đ
t

c vào ng

ng đ i tho i, có th b trí đ

ng tràn d c

hai đ u đ p.

8

c s d ng khi đ a hình khu đ u m i
eo núi,

m t đ u đ p, ho c th m chí c


105
110
11
12 5
125 0
130


135
130

125
120
115
110
105

a)

A

B

b)

A

B

C

C

c)

A

B


C

Hình 1- 6:
ng tràn d c. [1]
a) m t b ng t ng th ; b) m t c t d c; c) m t c t ngang.
Thành ph n c a m t đ ng tràn d c g m có: kênh d n vào, ng ng tràn, kênh tháo và
b ph n n i ti p h l u.
+ Kênh d n vào: Có nhi m v h
trí ng

ng tràn, phía th

kênh d n, nh ng c n có t

ng n

ng l u đ

c ch y thu n dòng vào ng

ng tràn. Tùy v

ng tràn, có kênh d n dài, ng n, ho c không có

ng cánh h

ng dòng.

áy kênh có đ d c i = 0 ho c i < 0


theo chi u dòng ch y. M t c t ngang kênh có th là hình ch nh t (n n đ t, có t

ng

bên) ho c hình thang (n n đá).
+ Ng

ng tràn: Có th là đ p tràn th c d ng hay đ nh r ng, trên đ nh có ho c không

có c a van. Trên n n đ t, th

ng ng

đá đ t ng thêm kh n ng tháo n

ng th p nên theo hình th c đ nh r ng. Trên n n

c và gi m chi u r ng đ

ng tràn có th dùng đ p

tràn th c d ng.
Ng

ng tràn nói chung là th ng đ dòng ch y vào đ

ng

ng. C ng có tr


thành đ
ng

ng th

ng h p b trí ng

ng tràn thành đ

ng gãy đ t ng thêm chi u dài tràn n
ng r i lo n nên ng

c thu n l i và th ng góc v i

c. Tr

ng cong, th m chí có lúc
ng h p này, dòng ch y sau

i ta c ng ít dùng. Sau ng

ng tràn có th b trí thi t

b tiêu n ng ho c n i ti p ngay v i kênh tháo.
+ Kênh tháo: N i ti p sau ng

ng tràn đ chuy n n

th


c.

ng là d c n

c ho c b c n

d cn

9

c, n ng l

c xu ng h l u. Kênh tháo
ng th a đ

c tiêu hao m t


l n

cu i d c, hình th c tiêu n ng có th là tiêu n ng đáy ho c tiêu n ng phóng xa,

tùy theo m c n ng l
n ng l

ng th a đ

ng th a và đi u ki n đ a ch t
c tiêu hao r i đ u trên đ


nh nhàng h n so v i b
h n so v i d c n

ng tháo ki u b c n

c,

ng tháo, đi u ki n làm vi c c a m i b c

cu i d c, tuy nhiên kh i l

ng công trình

b cn

cl n

c.

ng tràn ngang.

1.2.2.2

Trên th c t tr

ng h p đ u m i công trình không có v trí thích h p đ làm đ

tràn d c, (đ a hình d c và h p) thì nên dùng đ
ng tràn ngang c ng là đ


ng tràn h g m các b ph n, ng

ng tràn, kênh tháo. H

góc v i h

ng tháo sau ng

ng c a đ

ng n

ng tràn, máng bên

c vào ng

ng tràn g n vuông

ng. Thành ph n c a đ

Kênh d n vào (có th r t ng n ho c không có), ng
ng và đ

ng

ng tràn ngang.

n m tr c ti p sau ng


ng

lo i đ

ng tràn ngang g m:

ng, máng bên đ t tr c ti p sau

ng tháo n i ti p sau máng bên.
4
3

II

5

I

I
II
2

6

1

7

II - II


I -I

1

7

1

Hình 1 - 7:
ng tràn ngang [1]
1. Máng bên; 2. Kênh tháo; 3. Công trình n i ti p; 4. Kênh d n; 5. p;
6. C u; 7. Ng ng tràn.
Do đ i h ng dòng ch y t ng ng sang máng bên, dòng ch y trong máng bên là
dòng bi n l
đ

ng, xo n c, có ch đ th y l c ph c t p nên khi tính toán th y l c

ng tràn ngang, c n xác đ nh đ

ch y qua ng

ng m t n

c trong máng bên đ ki m tra tr ng thái

ng. Vi c tính toán máng bên sao cho th a mãn yêu c u tháo l và th a

mưn đi u ki n v n t c trong máng ≤ Vcpx.
tr ng thái ch y qua ng


ng là dòng đ u (t do).

10

đ m b o an toàn, th

ng kh ng ch


Nguyên t c thi t k đ

ng tháo n

c c a tràn ngang c ng nh đ

ng tràn d c. Trong

th c t đ t ng b r ng tràn n

c nh m gi m c t n

l t, có th áp d ng các d ng ng

ng tràn zik z c trên m t b ng, tràn labyrinth …

c trên tràn, gi m di n tích ng p

1.3 Yêuăc uăvƠăđ căđi măb ătríăcôngătrìnhătháoăl ă ăh ăch aăn


1.3.1 Yêu c u b trí công trình tháo l

h ch a.

Trong các công trình đ u m i c a h ch a n
c ng l y n

călo iăv a và nh .

c, ngoài các h ng m c nh đ p dâng,

c và m t s công trình nh th y đi n… thì công trình tháo l (tràn x l )

là m t h ng m c quan tr ng, không th thi u. Nhi m v c a tràn x l trong h ch a
đóng vai trò nh m t van an toàn c a h th ng công trình th y l i, th y đi n đ x
n

c th a, kh ng ch m c n

c th

ng l u không cho v

t quá m c cho phép t

ng

ng v i t n su t l c a công trình. Trong th i gian g n đây s thay đ i khí h u toàn
c u làm cho c


ng đ l l n h n, l t p trung quá nhanh, … và s phát tri n c a xã

h i làm cho nhu c u dùng n
không đ m b o đ

c t ng lên… đư làm cho các công trình đư xây d ng

c an toàn trong mùa m a l và gi m hi u qu trong khai thác v n

hành.
Vì nh ng lý do trên mà t i các c m công trình đ u m i, lúc đ u th
đ

ng tràn chính, sau vì nh ng nguyên nhân khác nhau ng

ng xây d ng

i ta đư xây d ng thêm

nh ng tràn ph v i nh ng m c tiêu khác nhau. Ngày nay th c t đa d ng, vi c làm
nhi u tràn x l v i nh ng ch c n ng nhi m v có ph n khác nhau đư đ

c xem xét

nghiên c u đ a ra ngay t khi l p d án thi t k .
1.3.1.1 Tràn chính.
Tràn chính (hay tràn x l chính) là tràn x l đ

c thi t k , xây d ng đ x ph n


chính ch y u c a m t tr n l ho c x l thi t k ho c x l xu t hi n v i t n su t
nh . Ph n l x qua tràn chính chi m t l khá l n. Ph n còn l i do tràn khác đ m
nh n.
1.3.1.2 Tràn s c .
Tràn s c (hay tràn x l s c ) là công trình tháo x l kh n c p khi tính toán v i
l v

t tiêu chu n thi t k ho c khi m c n

11

c l tính toán trong h v

tm cn

c


l thi t k do nhi u nguyên nhân khác nhau nh m đ m b o an toàn, tránh s c cho
h ch a, c ng nh các công trình trong c m đ u m i công trình th y l i, th y đi n.
Tràn s c đ
n

c s d ng nh m t tràn ph đ gi m nh quy mô c a tràn chính.

c ta, trong nh ng n m qua, đ

ng tràn ph đ

gi i pháp tình th đ h tr tháo các con l v

1.3.2

Kh n ng đi u ti t l u l

ng

c xây d ng

các h ch a là m t

t quá l thi t k .

công trình tháo l .

Kh n ng tháo l c a công trình là m t thông s quan tr ng, liên quan đ n an toàn c a
b n thân công trình đ u m i c ng nh khu v c h du.
n ng tháo c a công trình chính là l u l

ng tháo (Qx, m3/s).

1.3.2.1 Tràn x l có c a van (Tháo n

c có đi u ti t).

Lo i này có ng

là kh n ng tháo n
nh

ng đ c tr ng cho kh


ng đ t th p h n MNDBT c a h , có c a đ đi u khi n l u l

tháo. C a van có th là lo i trên m t ho c d
h p đ tháo n

il

i sâu.

u đi m chính c a tràn có c a van

c l n, ch đ ng t t trong vi c h th p m c n

c th

ng c n

c h , có th k t

ng xuyên ho c tháo c n h ch a khi c n thi t, tuy nhiên có

c đi m qu n lý ph c t p.

các h ch a có s d ng m t ph n dung tích h u ích

đ phòng l , nh các h Hòa Bình, S n La, Tuyên Quang… thì nh t thi t ph i s d ng
c a tháo n

c có đi u ti t. Tuy nhiên c n trang b h th ng c a van và thi t b đóng


m đ tin c y. S tr c tr c c a thi t b đóng m c a van hay k t c a van có th d n
đ n s c công trình. Ví d

đ

ng tràn c a th y đi n H Hô (Hà T nh), trong c n l

tháng 10 n m 2010, h th ng v n hành b m t đi n, van không m đ
dâng r t nhanh, n

c làm n

ch

c tràn qua đ nh đ p bê tông d i xu ng h l u, phá h y toàn b nhà

máy th y đi n và đe d a an toàn c a đ p.

Hình 1 - 8: Tràn b sung c a h Núi C c - nhìn t h l u
12


1.3.2.2 Tràn x l không có c a van (tràn tháo n
Lo i này có ng
h v

c t đ ng).

ng tràn đ t ngang v i MNDBT c a h ch a. Khi có l và m c n


t quá MNDBT, công trình tháo n

h tr v MNDBT. Lo i tháo n

c s làm vi c t đ ng cho đ n khi m c n

c t đ ng này th

ng áp d ng v i các h ch a n

v a và nh , đ c bi t là các h ch a nh do các đ a ph
c a nó là làm vi c t đ ng, tháo l nhanh, d qu n lý. Nh
th p đ

cm cn

ng thi t k .

c
c
c

u đi m c b n

c đi m c a nó là không h

c trong h khi c n.

Hình 1 - 9: Tràn s c h Tru i nhìn t h l u

1.3.3 L a ch n b trí công trình tháo l
i v i h ch a n

h ch a n

c v a và nh .

c lo i v a và nh , do đ c đi m h có b ng ch a nh nên khi có l

v , l t p trung nhanh đòi h i yêu c u x l c ng ph i nhanh và t đ ng, đ gi m m c
n

cl

th

ng l u, gi m di n tích ng p l t

S d ng lo i tràn t đ ng (t c cao trình ng

lòng h , đ m b o an toàn vùng h du.

ng tràn b ng MNDBT) và có b r ng tràn

l n có nh ng u đi m n i b t nh : Tràn t đ ng làm vi c khi có l v , lo i tr đ
c do k t c a van, ho c b t c n c a ng
đ

cc tn


c h là nh , tránh đ

bi t là khi đ p b ng v t li u đ a ph
Th

ng đ

i qu n lý. Do b r ng tràn Bt l n nên gi m

c tràn (tháo l nhanh); đ c bi t khi l đ n v

đ gia t ng m c n

c áp d ng r ng rãi

cs

c kh n ng n

t quá l u l

ng thi t k thì

c tràn đ nh đ p gây v , đ c

ng (đ t đá).

n i có đi u ki n đ a hình, đ a ch t thu n l i nh có

yên ng a th p, r ng và dài; n n có kh n ng ch ng xói t t đ gi m kh i l

13

ng gia c .


V b trí, tràn t đ ng có b r ng tràn Bt l n có th b trí d ng tràn ngang bên b h ,
ho c tràn d ng m v t khi phía tr
công trình tháo l
và đang đ

các h ch a n

c đ p có đ a hình thích h p. B i v y yêu c u b trí
c v a và nh , t ng kh n ng tháo c a đ p tràn đư

c xã h i quan tâm, nghiên c u, ng d ng.
* Tràn x l Ph c Hòa (Bình D ng):
- Tràn có c a k t h p tràn labyrinth.
- L u l ng x :Qmax = 8700 m3/s
- C t n c tràn max: Hmv=7.85m;
Hc a=18.25m.
- T ng chi u dài tràn labyrinth:
L= 190m
- Chi u dài tràn có c a: L=40m
- S đ n nguyên tràn labyrinth: n=20

Hình 1 - 10: Mô hình 1/2 tràn Ph
Hòa (nhìn t th ng l u)

c


Hình 1 - 11: Tràn phím piano

14

p dâng V n Phong - Bình

nh


Hình 1 - 12: Ng

đ p dâng Ph

c Hòa - Bình D

ng

tănhi măv ănghiênăc u.

1.4
it
n

ng tràn ki u Zik z c

ng nghiên c u c a Lu n v n là nghiên c u hình th c tràn m v t cho h ch a

c v a và nh , trong đó c n chú tr ng các v n đ .


- Nghiên c u các s đ b trí máng thu n

c, (các ph

ng án m r ng, thu h p và

l ng tr )
- Ph

ng án và quy trình tính toán th y l c máng thu n

- Nghiên c u các thông s Th y l c c a máng thu n
ph

ng án b trí, l a ch n ph

- Áp d ng tính toán cho h
1.5

K tălu năch

c c a tràn m v t.

c. ánh giá tính h p lý c a t ng

ng án thích h p đ áp d ng.
k Trít - Kon Tum.

ngă1.


V i đi u ki n đ a hình, đ a ch t, sông ngòi t

ng đ i thu n l i

Vi t Nam nên vi c

xây d ng các h ch a ngày càng phát tri n. Hàng ngàn d án Th y l i, th y đi n l n
nh đ

c th c hi n cho các m c đích phát đi n, t

nghi p c i t o môi tr
tri n kinh t đ t n

i tiêu, c p n

ng, phòng ch ng thiên tai... đư góp ph n to l n trong vi c phát

c, c i thi n đ i s ng nhân dân.

Bên c nh đó các v n đ v an toàn h đ p ngày càng đ
đ u.

t ng kh n ng tháo l qua đ p tràn ng

th p cao trình ng
đi u ti t l

ng n


c dân d ng, công

c chú tr ng và đ t lên hàng

i ta dùng đ p tràn có c a van đ h

ng tràn xu ng (hay t ng chi u cao l p n

c tràn) đ ch đ ng

c x . Tuy nhiên trong công tác qu n lý, v n hành ph c t p và ít

an toàn h n (k t c a van) so v i đ p t tràn.

15


c i thi n kh n ng tháo l c a đ p t tràn, hi n nay đư và đang áp d ng nhi u s đ
tràn t đ ng khác nhau, trong đó có lo i tràn m v t. Lo i tràn m v t v i b r ng tràn
l n có nh ng u đi m n i b t nh : tràn t đ ng làm vi c khi có l v , lo i tr đ
c do k t c a van, ho c b t c n c a ng
đ

cc tn

c tràn, gi m ng p l t

th

cs


i qu n lý: do b r ng tràn Bt l n nên gi m
ng l u.

Tuy nhiên nh ng t ng k t và cách b trí tràn m v t, c ng nh nh ng nghiên c u sâu
h n v tính toán th y l c lo i tràn này là ch a có. Vì v y Lu n v n đ t nhi m v
nghiên c u, đ xu t quy trình tính toán th y l c máng thu n
nghiên c u t ng quát các ph

ng án b trí máng thu n

c nh m tìm ra ph

trí h p lý nh t dùng đ tham kh o trong thi t k lo i tràn này.

16

c c a tràn m v t và
ng án b


NG 2

CH

NGHIÊN C U T NG QUÁT V

TH Y L CăMÁNGăTHUăN

C C A TRÀN M


B

TRÍ VÀ TÍNH TOÁN

VT

2.1 B ătríăcôngătrình tràn t ăđ ngă ăh ăch aăv aăvƠănh
2.1.1 Yêu c u chung v b trí tràn

h ch a n

c.

Vi c b trí đ p tràn tháo l trong đ u m i công trình có liên quan đ n đi u ki n đ a
ch t, đ a hình, l u l
Khi l u l

ng tháo, l u t c cho phép

ng tháo l n, c t n

h l u...

c nh , lòng sông không n đ nh và n n có c u t o đ a

ch t ph c t p thì hình th c và b trí đ p tràn có ý ngh a quy t đ nh. Khi c t n
ph i tiêu hao n ng l
- Tr


c l n,

ng l n, vi c ch n v trí đ p tràn có ý ngh a quan tr ng.

c tiên ph i đ ý đ n đ a ch t n n, khi có n n đá thì vi c xây d ng đ p tràn là

thích h p nh t. N u không có n n đá ho c n n đá x u thì c ng có xem xét b trí trên
n n không ph i là đá.
- Ph i gi c nh quan thiên nhiên v n có c a lòng sông, do đó tr
c u ph

c tiên c n nghiên

ng án b trí đ p tràn t i lòng sông ho c g n bưi sông. N u rút ng n chi u

r ng đ p tràn thì đi u ki n thu l c ban đ u có th b phá ho i, do đó ph i có bi n
pháp tiêu n ng ph c t p. Tuy nhiên, nhi u tr
đ p tràn v n là kinh t h n. N u l u l

ng h p, ph

ng án rút ng n chi u r ng

ng tháo nh ho c dòng ch y đư đi u ti t t t thì

không nh t thi t ph i b trí đ p tràn gi a lòng sông.
- B trí đ p tràn ph i phù h p v i đi u ki n tháo l u l

ng thi công và ph


ng pháp

thi công.
- Khi ph m vi n n đá không r ng, đ p không tràn không ph i là đ p bê tông, có th
dùng bi n pháp t ng l u l

ng đ n v đ rút ng n chi u r ng đ p tràn, đ ng th i có th

k t h p hình th c x m t và x đáy đ tháo l và t n d ng kh n ng tháo l qua nhà
máy thu đi n, âu thuy n v.v...
- Khi có công trình v n t i thu , vi c b trí đ p tràn c n chú ý đ m b o cho dòng ch y
và l u t c

h l u không nh h

ng đ n vi c đi l i c a tàu bè.

- B trí đ p tràn c n đ m b o cho lòng sông và hai b h l u không sinh ra xói l , đ m
b o an toàn c a công trình.
-

i v i các sông nhi u bùn cát, b trí đ p tràn c n tránh sinh ra b i l ng nghiêm

tr ng.

17