Một số giới hạn khi áp dụng tràn mỏ vịt để tăng khả năng tháo

Bài viết Một số giới hạn khi áp dụng tràn mỏ vịt để tăng khả năng tháo sẽ trả lời câu hỏi, liệu có giới hạn nào cho việc áp dụng các hình thức tràn vừa nêu ở đầu mối công trình thủy để tăng khả năng tháo lũ. Bài viết sẽ đánh giá tập trung vào các đặc điểm: cột nước trên tràn, hệ số lưu lượng thực tế, hệ số hình dạng mặt cắt ở tràn mỏ vịt.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Một số giới hạn khi áp dụng tràn mỏ vịt để tăng khả năng tháo Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0 MỘT SỐ GIỚI HẠN KHI ÁP DỤNG TRÀN MỎ VỊT ĐỂ TĂNG KHẢ NĂNG THÁO Nguyễn Phương Dung1, Hồ Sỹ Tâm1 Nguyễn Văn Thức2 1 Trường Đại học Thủy lợi, email: nguyenphuongdungn@tlu.edu.vn 2 Công ty Tư vấn - CTC Trường Đại học Thủy lợi1. ĐẶT VẤN ĐỀ Nguyên mẫu kích thước công trình được lấy Trong số gần 7000 hồ chứa ở Việt Nam [1] từ Báo cáo TKKT tràn Ea Uy Thượng, huyệnthì số lượng các hồ chứa thủy lợi cần tăng Krông Păk, tỉnh Đắk Lắk [2]. Nghiên cứu sẽkhả năng tháo lũ là rất nhiều. Việt Nam nằm tập trung vào biện pháp tăng chiều dài ngưỡngtrong số 5 nước chịu ảnh hưởng lớn do nước bằng cách đẩy lùi nó về phía thượng lưu - tạobiển dâng và biến đổi khí hậu, đặc điểm này thành hình mỏ vịt trên mặt bằng, phía saudẫn đến dòng chảy các đầu mối công trình ngưỡng tràn giữ nguyên kích thước dốc nướcthủy thay đổi đáng kể: vào mùa lũ lưu lượng và công trình tiêu năng (xem Hình 1).tăng lên so với phương án thiết kế ban đầu;thời gian lũ có thể kéo dài, đỉnh lũ lớn hoặclũ chồng lũ. Việc nâng cấp đầu mối, cải tạo tràn đặt ranhu cầu bức thiết về việc đảm bảo khả năngtháo được lũ cực đoan, đồng thời đảm bảo antoàn cho đầu mối và hạ du. Thực tế cho thấyrất nhiều các đầu mối đã tiến hành nâng cấp Tràn xả lũtràn để tăng khả năng tháo cho tràn chính Hình 1. Mặt bằng tràn Ea Uy Thượnghoặc làm thêm tràn phụ. Bài toán giữ được sau khi nâng cấphiện trạng công trình mà vẫn tăng khả năngtháo được giải quyết với một số hình thức Nhiệm vụ cụ thể của nghiên cứu là tínhnhư tràn mỏ vịt, tràn labyrinth, tràn piano… toán lưu lượng tháo qua tràn mỏ vịt với cácCác hình thức này đã được chứng minh tăng cột nước khác nhau; đánh giá hiệu quả tháokhả năng tháo lũ so với tràn đỉnh rộng hoặc của tràn mỏ vịt theo các thông số kỹ thuật đãthực dụng truyền thống. có, từ đó chỉ ra các giới hạn áp dụng của tràn Nghiên cứu này sẽ trả lời câu hỏi, liệu có mỏ vịt trong thực tế.giới hạn nào cho việc áp dụng các hình thứctràn vừa nêu ở đầu mối công trình thủy để 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUtăng khả năng tháo lũ. Bài viết sẽ đánh giá Các tác giả sẽ sử dụng phần mềm CFD môtập trung vào các đặc điểm: cột nước trên phỏng dòng chảy qua tràn mỏ vịt và đốitràn, hệ số lưu lượng thực tế, hệ số hình dạng chứng với kết quả tính toán từ các phươngmặt cắt ở tràn mỏ vịt. Khả năng tháo của tràn trình cơ học chất lỏng.mô phỏng trên mô hình toán sẽ được so sánhvới lưu lượng tháo tính theo phương pháp cơ 2.1. Phương pháp thể tích hữu hạnhọc chất lỏng trong cùng điều kiện. Trong (FVM - Finite Volume Method)giới hạn của nghiên cứu sẽ chỉ tìm hiểu về Mô hình động lực học hai chiều được xâykhả năng tháo của tràn tự do dạng mỏ vịt. dựng dựa trên cơ sở hệ phương trình 211Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0Raynolds với các thành phần được lấy trung 2.2. Phương pháp cơ học chất lỏngbình theo độ sâu, dưới dạng véc tơ [3], được Lưu lượng tháo qua tràn tự do khi tăng chiềuviết như sau: rộng tràn nước được tính theo công thức (4). q F G Mặt cắt của ngưỡng được thể hiện trên Hình 3.   D (1) t x y Bản chất toán học của phương pháp thểtích hữu hạn là biến đổi hệ phương trình sóngđộng lực hai chiều ngang dưới dạng cácphương trình đạo hàm riêng thành hệ các Hình 3. Mặt cắt tràn Ea Uy Thượngphương trình vi phân thỏa mãn các điều kiệnban đầu và điều kiện tại biên. Khi đó, việc Q = εm.b + b. 2g .Ho3/2 (4)giải bài toán sóng động lực đã trở thành bài Trong đó: b là chiều dài mở rộng của tràn.toán tìm nghiệm của hệ các phương trình vi Từ các kết quả tính toán khả năng tháophân thường. Trạng thái gần đúng đối với số bằng phương pháp mô hình toán và phươngReynolds cao dòng chất lưu trên bề mặt có pháp cơ học chất lỏng sẽ tiến hành so sánhthể được chia thành khu vực ngoài của dòng trong các trường hợp khác nhau để kết luận vềkhông nhớt không bị ảnh hưởng bởi độ nhớt một số giới hạn nhất định khi áp dụng hình(phần lớn của dòng chảy) và gần với khu vực thức tràn mỏ vịt ở đầu mối công trình thủy.mà độ nhớt là quan trọng (các lớp biên). 2.3. Các trường hợp tính toán ...