Sau khi xây dựng công trình lấy nước, trạng thái của dòng sông thay đổi. Để đảm bảo lưu lượng lấy nước và chất lượng nước lấy, cần chỉnh trị đoạn sông có công trình lấy nước. Chỉnh trị đoạn sông có công trình lấy nước không đập nhằm mục đích lái dòng chủ lưu đến gần cửa lấy nước đồng thời loại trừ bùn cát vào kênh.
1. Lái dòng đáy tách khỏi cửa lấy nước
Đặt cửa lấy nước ở bờ lõm của sông hoặc dùng hệ thống lái dòng của giáo sư M.V.Pôtapốp (Hình 252) có tác dụng lái dòng đáy tách khỏi cửa lấy nước.
Hệ thống lái dòng có tác dụng hướng dòng chảy mặt vào cửa lấy nướcvà đẩy bùn cát đi (Hình 252a,b), hoặc thay đổi dòng chủ lưu ở đoạn sông cong (hình 252c), hoặc bảo vệ bờ khỏi xói.
Chiều dài của hệ thống lái dòng là: L =
sin Bd
; (225)
76 trong đó:
Bđ: chiều rộng của dòng đáy, ảnh hưởng đến cửa lấy nước;
: góc hợp bởi trục lái dòng với phương dòng chảy, có thể chọn từ 150200
Hình 2-52. Hệ thống lái dòng M.V.Pôtapốp
1. Dòng mặt; 2. Dòng đáy; 3; Lạch sông; 4. Cửa lấy nước; 5. Đập tràn.
Kết cấu của hệ thống lái dòng biểu thị ở hình 253.
0
c ) a )
3 2 4
2
2
3 1
2
b )
0
2 4
0 0
6 5
d = 0,165 6
5
0
Hình 2-53. Kết cấu của hệ thống lái dòng
77
a) Hình dạng phao trên mặt bằng; b) Hệ thống lái dòng hai hàng phao;
c) Kết cấu của một phao dạng cung
1.Khung thép; 2.Phao; 3.Dây neo; 4.Mắt nối; 5.Lỗ quan sát; 6.Ống đổ nước vào phao.
Phao thường là thùng thép mặt cắt chữ nhật hoặc hình cung có dạng như là hình 253 a,c.
Các phao này liên kết thành một hay hai hàng (hình 253b) gọi là hệ thống lái dòng. Các phao được đổ nước để ngập xuống một độ sâu cần thiết. Kích thước phao và vị trí tối ưu của phao có thể chọn theo giáo sư H.F.Danhêliia như sau:
= 200; lph = (1,5 2)h; hph = 0,33h; l = 0,9h;
trong đó:
h là chiều sâu nước tại vị trí đặt phao;
lph: chiều dài mỗi phao;
hph: chiều cao của phao;
l: khoảng cách giữa các phao.
2. Giữ cho chủ lưu luôn đi sát cửa lấy nước Tuỳ từng trường hợp mà có thể áp dụng:
Đào vát cong ở đoạn bờ sông bị lồi ở phía thượng lưu cửa lấy nước (hình 254a).
Làm đập mỏ hàn để uốn lại chủ lưu (hình 254b)
Dùng hệ thống lái dòng để xói bãi bồi (hình 254c)
Kè bảo vệ những đoạn sông cong (hình 254d)
b )
d ) c )
a )
Hình 2-54. Biện pháp giữ và hướng chủ lưu đi sát cửa lấy nước không đập.
3. Giữ và nâng cao mực nước trước cửa lấy nước
Xây mỏ hàn hoặc đê hướng dòng ngắn (hình 255a). Hình thức mỏ hàn chẳng những có lợi cho việc nâng cao mức nước trước cửa cống mà còn có lợi cho việc ngăn chặn bùn cát đáy vào kênh.
Xây đê hoặc tường hướng dòng dài (hình 255b) để nâng cao mực nước trước cửa kênh.
78
a ) b )
Hình 2-55. Biện pháp nâng cao mực nước trước cửa lấy nước.
2.6.2. Đoạn sông có công trình lấy nước có đập
Việc chỉnh trị đoạn sông có công trình lấy nước có đập là đảm bảo cho đoạn sông đó được ổn định, lấy được lượng nước yêu cầu, loại trừ được bùn cát đáy vào kênh và xả chúng xuống hạ lưu một cách thuận lợi.
Khi nghiên cứu chỉnh trị đoạn sông có công trình lấy nước có đập, S.T.Altunhin và I.A.Buzunôp đã đề ra một số nguyên tắc cơ bản sau:
Khi tạo đoạn sông cong ở thượng lưu và hạ lưu đập, bán kính cong (hình 258a) lấy như sau:
Ở thượng lưu: R1 = 7B; R2= 3,5B Ở hạ lưu : R1 = 7B1; R2= 3,5B1
Chiều rộng B lòng sông chỉnh trị gần cửa lấy nước xác định ứng với lũ tần suất 3%10% và theo công thức:
B = A 02
5 0
J Q
. .
; (226)
trong đó:
Q: lưu lượng tạo lòng;
J : độ dốc dọc của đường mặt nước sông;
A: hệ số, lấy như sau:
Với sông miền núi A= 0,750,9;
Với sông miền trung du A = 1,0;
Với sông miền đồng bằng A = 1.1;
Vùng cửa sông A = 1,31,7.
Chiều dài đoạn sông chỉnh trị phụ thuộc vào hình thức bố trí cửa lấy nước.
Khi lấy nước một bên, chiều dài đoạn sông chỉnh trị ở thượng lưu không nhỏ hơn (56)B, ở hạ lưu không nhỏ hơn (45)B1, khi lấy nước cả hai bên thì ở thượng lưu không nhỏ hơn (67)B, ở hạ lưu (34)B1, khi lấy nước theo trình tự hai phía, ở thượng lưu không nhỏ hơn (810)B, ở hạ lưu (45)B1, trong đó: B và B1 chiều rộng ổn định của lòng sông thẳng ở thượng lưu và hạ lưu.
79
b ) a )
1
1 8
c )
1
2
7 5 3
3 3
2
6 4 2
1 4
3 2
II
d )
I
1
2
1
1 1
2
2 54
7 5
2 4
1
1
4
Hình 2-56. Sơ đồ chỉnh trị đoạn sông có cửa lấy nước có đập a) Cửa lấy nước một phía ; b,c) Cửa lấy nước hai phía;
d) Cửa lấy nước theo trình tự hai phía.
1. Đê hướng dòng; 2. Đập; 3. Cửa lấy nước; 4,5. Kênh lấy nước;
6. Bể lắng cát; 7. Đê ngăn.
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 2
1.Người ta xây dựng công trình lấy nước để làm gì? Các yêu cầu cơ bản đối với công trình lấy nước?
2.Thế nào là công trình lấy nước không đập? Ưu nhược điểm, phạm vi sử dụng của loại công trình này?
3.Hãy nêu tên một công trình lấy nước không đập mà anh chị biết. Mô tả cấu tạo của công trình đó?
4.Đặc điểm thủy lực của dòng chảy ở đoạn sông cong?
5.Cách chọn vị trí cửa lấy nước không đập?
6.Đoạn sông thẳng, có cửa lấy nước không đập, thì dòng chảy diễn biến như thế nào?
7.Các hình thức bố trí công trình lấy nước bên cạnh không đập?
8.Các hình thức bố trí công trình lấy nước chính diện không đập.
9.Thế nào là lấy nước có đập?
10.Kể tên một công trình lấy nước có đập ở nước ta? Nêu cấu tạo của công trình đó.
80
11.Nêu diễn biến lòng sông sau khi xây đập để bố trí cửa lấy nước?
12.Các hình thức bố trí cửa lấy nước có đập (đặc điểm, ưu điểm và điều kiện ứng dụng của từng hình thức)?
13. Thế nào là đập dâng và đập ngăn dòng? Cấu tạo của đập ngăn dòng?
14.Các khả năng hư hỏng đập ngăn dòng khi có mất ổn định thấm? Biện pháp khắc phục?
15.Chất lượng nước thay đổi thế nào, khi có đập ngăn dòng?
16.Thế nào là cống lấy nước? Các hạng mục công trình ở đầu mối có bố trí cống lấy nước?
17.Cách chọn vị trí cống lấy nước ?
18.Các công trình điều khiển bùn cát ở cửa lấy nước?
19.Thế nào là bể lắng cát?
20. Trình bày cấu tạo, ưu nhược điểm, phạm vi ứng dụng các công trình lấy nước, chia nước, điều tiết nước trên kênh?
21.Mục đích và các hình thức chỉnh trị đoạn sông có công trình lấy nước không đập? có đập?
81