Nghiên cứu mạch động áp lực ở cống Cẩm Đình và vấn đề an toàn vận hành vào mùa lũ

Bài viết Nghiên cứu mạch động áp lực ở cống Cẩm Đình và vấn đề an toàn vận hành vào mùa lũ nghiên cứu áp lực mạch động của dòng chảy tại vị trí bể tiêu năng và đánh giá mức độ ảnh hưởng của nó tới ổn định và an toàn của công trình khi vận hành trong mùa lũ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu mạch động áp lực ở cống Cẩm Đình và vấn đề an toàn vận hành vào mùa lũ Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 NGHIÊN CỨU MẠCH ĐỘNG ÁP LỰC Ở CỐNG CẨM ĐÌNH VÀ VẤN ĐỀ AN TOÀN VẬN HÀNH VÀO MÙA LŨ Nguyễn Ngọc Thắng1, Nguyễn Phương Dung1 1 Trường Đại học Thủy lợi, email: nnthang@tlu.edu.vn1. ĐẶT VẤN ĐỀ Từ những kết quả tính toán áp lực mạch động đối với cống Cẩm Đình, nghiên cứu sẽ Cống qua đê là hạng mục quan trọng nhằmtiêu nước chống ngập lụt, lấy nước phục vụ sản chỉ ra ảnh hưởng của áp lực mạch động dòngxuất, đảm bảo thông thuyền,... Với số lượng chảy trong trường hợp cụ thể này. Cùng vớikhoảng 1490 cống trên địa bàn 18 tỉnh thì việc đó, các vấn đề về quá trình vận hành cốngđảm bảo an toàn cho cống nói riêng và cho trong mùa lũ cũng được đề cập.tuyến đê nói chung luôn là nhiệm vụ cấp thiết 2. TÍNH TOÁN MẠCH ĐỘNG ÁP LỰCvà cần được rà soát đánh giá hàng năm trước, VÀ ẢNH HƯỞNG TỚI AN TOÀN CỦAtrong và sau mùa lũ [1]. Đến nay, cống qua đê CÔNG TRÌNHvẫn được coi là một bộ phận của tuyến đê vàviệc vận hành các cống này có ý nghĩa đặc biệt Mạch động là sự dao động của giá trị cáctrong nhiệm vụ đảm bảo an toàn chống lũ trên thông số chảy (lưu tốc, áp lực, độ sâu...) xungtuyến đê. Nghiên cứu này sẽ chỉ ra vấn đề về quanh giá trị trung bình thời gian. Có thể biểuáp lực mạch động của dòng chảy ở cống qua đê diễn giá trị tức thời của các thông số dòng chảykhi vận hành trong mùa lũ, đặc biệt nhấn mạnh qua trị số trung bình thời gian và giá trị mạchđến ảnh hưởng của áp lực mạch động khi tháo động của chúng (Hình 1). Công thức chungnước qua cống. biểu diễn áp lực dòng chảy theo thời gian: Sau các cống qua đê thường là công trình p  p  p (1)tiêu năng đáy, có nhiệm vụ tiêu hao năng trong đó: p - trị số tức thời của áp lực tạilượng dòng chảy, phân bố lại dòng chảy và điểm đang xét trong dòng chảy; p - trị sốchống xói cho kênh sau cống. Biện pháp tiêu trung bình thời gian của p; p - mạch độngnăng đáy với hình thức bể tiêu năng gần như của áp lực. Trị số p có thể là dương, âm hoặcđược gặp ở hầu hết các cống qua đê. Đôi khi bằng không.trong bể còn được bố trí các thiết bị tiêu năngphụ hoặc tường tiêu năng cuối bể nếu dòngchảy qua cống có động năng lớn. Biện pháptiêu năng đáy có thể giảm được đến 70% nănglượng của dòng chảy. Dù có nhiều ưu điểmtrong khả năng giảm động năng dòng chảy saucống nhưng vấn đề mạch động dòng chảy saucống cũng mang lại nhiều điểm bất lợi trong bốtrí công trình. Trong phạm vi của nghiên cứu Hình 1. Sự biến động cột nước áp lực củanày sẽ nghiên cứu áp lực mạch động của dòng dòng chảy rối ở phần giữa nước nhảy [1].chảy tại vị trí bể tiêu năng và đánh giá mức độ Phương pháp tính toán được sử dụng trongảnh hưởng của nó tới ổn định và an toàn của nghiên cứu là phương pháp mô phỏng CFDcông trình khi vận hành trong mùa lũ. (Computational Fluid Dynamics). Từ số liệu sự 155Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8số đã xảy ra trong quá khứ với cống Cẩm Đình, là 1 đơn nguyên, bằng BTCT M200. Hai cửanghiên cứu đã thực hiện mô phỏng dòng chảy khoang lấy nước bố trí ở phía tả có kết cấu 2qua cống sử dụng Flow3D và tính toán mạch tầng, mỗi tầng bố trí 2 cửa phẳng kích thướcđộng áp lực dòng chảy qua cống. Kết quả tính (65)m. Hai khoang này được vận hành thườngtoán được sử dụng để đánh giá mức độ ảnh xuyên và có nhiệm vụ điều tiết nước qua cốnghưởng của mạch động đến ổn định và an toàn kể cả trong mùa lũ, lưu lượng lớn nhất quacông trình khi vận hành. Cơ sở lý thuyết cho cống vào mùa lũ là 70m3/s.việc mô phỏng bằng phần mềm Flow3D đượcgiải thích trong các tài liệu có độ tin cậy khác[2]. Trong nghiên cứu này sẽ ứng dụng phầnmềm và so sánh, kiểm định giá trị lưu lượng quacống với kết quả tính toán từ lý thuyết cơ họcchất lỏng - công thức (2) [3]. Qua đó sẽ tríchxuất kết quả áp lực thay đổi theo thời gian vàkiểm tra mạch động áp lực cho cống Cẩm Đình. Hình 2. Cắt dọc cống Cẩm Đình Q  c . .e . 2.g.Z (2) Sự cố cống Cẩm Đình năm 2016, 2017 được trong đó: c là hệ số vận tốc tại mặt cắt co ghi nhận với nhiều mạch đùn, mạch sủi xuấthẹp; ɛ là hệ số co hẹp đứng; e là diện tích hiện cả thượng lưu và hạ lưu cống. Trường hợpcủa lỗ; Z là cột nước tác dụng. tính toán được mô phỏng trong nghiên cứu này Mạch động ảnh hư ...