Thạc Sĩ Luận văn cao học ngành công trình thủy về Tràn xả lũ dạng Xiphong

Trong đầu mối công trình thủy lợi hồ chứa nước,ngoài một số công trình như đập dâng, công trình lấy nước, công trình chuyênmôn, còn phải làm các công trình để tháo nước lũ thừa không thể chứa được tronghồ. Các công trình đó có lúc đặt ở sâu để đảm nhận thêm việc tháo cạn một phầnhay toàn bộ hồ chứa khi cần thiết phải kiểm tra sửa chữa hoặc tháo bùn cát tronghồ. Có công trình tháo lũ thì hồ mới làm việc được bình thường và an toàn.

Gầnđây, yêu cầu đảm bảo an toàn cho công trình đầu mối trong trường hợp lũ vượt tầnsuất thiết kế. Bên cạnh đó, việc xây dựng một đập dâng qua các con sông lớn còncần phù hợp với cảnh quan, thân thiện với môi trường và quản lý vận hành dễdàng cũng là những yêu cầu quan trọng cho người thiết kế. Để giải quyết đượcbài toán đa mục tiêu đó, vấn đề quan trong nhất là đảm bảo được khả năng thoátlũ thuận lợi, tôn trọng trạng thái tự nhiên của lòng sông tại vị trí đập dâng,nhằm hạn chế tối đa ảnh hưởng khả năng thoát lũ. Hiện tại những tràn xả lũ đãxây dựng thường có dạng đập tràn đỉnh rộng, thực dụng Creager hoặcCreager-Ophixerop, và để tăng khả năng thoát lũ cho đập tràn ta thường dùng cửavan để hạ thấp cao trình ngưỡng tràn (tăng chiều cao lớp nước tràn) để chủ độngđiều tiết lưu lượng. Tuy nhiên với những công trình đập dâng lớn, việc bố trínhiều khoang tràn có cửa sẽ gây khó khăn cho việc vận hành, ít an toàn (do kẹtcửa van, mất điện trong mùa mưa bão), và giá trị xây lắp lớn.

Việcxác định khả năng tháo của tràn tự do khi đã khống chế mực nước thượng lưu thìyếu tố quan trọng nhất là chiều rộng tràn. Tuy nhiên không phải công trình nàocũng đáp ứng được điều đó, một số công trình mặt bằng tràn do các yêu cầu về địahình, giao thông, dân cư không thể mở rộng. Do đó gần đây một số công trìnhđang được thiết kế đã đặt vấn đề nghiên cứu tăng cường khả năng thoát lũ bằngviệc áp dụng hình thức đường tràn ziczắc như tràn Labyrinth, tràn ngưỡng phímPiano và Xi phông.

Những hình thức tràn nêu trên trong công trình Đầu mối hệthống thủy lợi là một ứng dụng rất mới. Tuy nhiên khả năng tháo của tràn sẽ bị ảnhhưởng rất lớn bởi mực nước hạ lưu, đặc biệt trong điều kiện chảy ngập.

Ngoài ra quá trình lựa chọn tuyến tràn cho các phương ántràn phụ thuộc nhiều vào yếu tố địa hình, địa chất, chế độ nối tiếp tiêu năngphòng xói hạ lưu công trình để cho công trình ổn định và hoạt động an toàn, bềnvững lâu dài cũng là yếu tố vô cùng khó khăn đối với nhà thiết kế.