ThS. Trần Vũ
KS. Nguyễn Huy Thắng
Viện Năng lượng
Bài viết nêu kết quả nghiên cứu, phân tích, đánh giá số liệu thí nghiệm mô hình thủy lực một số công trình thuỷ lợi, thuỷ điện do Viện Năng lượng và Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam thực hiện. Từ đặc điểm bố trí công trình thủy công, số liệu thí nghiệm mô hình thủy lực, các đại lượng về vận tốc, áp suất, sóng hạ lưu… nhóm nghiên cứu đã rút ra một số kết luận, kiến nghị của đề tài, là cơ sở khoa học và thực tiễn đối với bài toán thiết kế công trình tiêu năng đáy sau tràn xả lũ.
Một trong những hạng mục quan trọng ở đầu mối công trình thuỷ lợi, thủy điện là công trình tháo lũ. Dòng chảy qua công trình tháo lũ thường là dòng chảy xiết có lưu tốc cao, năng lượng dư thừa lớn. Khi chảy xuống hạ lưu, nó có thể gây ra xói lở lòng dẫn nếu không được gia cố đầy đủ dẫn đến làm mất ổn định công trình. Có nhiều giải pháp tiêu năng để đảm bảo an toàn cho công trình đầu mối cũng như hạn chế xói lở hạ lưu công trình:
– Tiêu năng đáy: có thể dùng bể, hay bể tường kết hợp.
– Tiêu năng mặt: dòng chảy của hình thức tiêu năng này là dòng mặt.
– Tiêu năng dòng phun: là lợi dụng mũi phun ở chân đập hoặc cuối dốc nước để dòng chảy với vận tốc lớn phóng xa xuống lòng sông hạ lưu để hình thành hố xói cách xa chân công trình, không ảnh hưởng tới an toàn của hồ chứa.
Ở nước ta hiện nay, các công trình thuỷ lợi và thủy điện đang phát triển mạnh, trong đó nhiều công trình có cột nước không cao nhưng lưu lượng qua công trình tháo lũ lại khá lớn, địa chất nền hạ lưu là nền đá yếu. Các công trình này có hình thức tiêu năng đáy sau tràn được sử dụng khá rộng rãi và phổ biến. Theo thống kê: công trình tiêu năng nối tiếp bởi dốc nước thường có chiều cao đập từ 30 ÷ 50m. Những công trình có chiều cao đập Hđ 30m thường không có dốc nước.
Lý thuyết tính toán, thiết kế công trình tiêu năng khá đầy đủ, tuy nhiên chỉ được áp dụng trong điều kiện bài toán phẳng. Đặc điểm công trình xả lũ nối tiếp tiêu năng đáy thường rất phức tạp và liên quan đến nhiều công trình phụ trợ. Do đó đòi hỏi cần có thêm thí nghiệm mô hình để tìm ra kết cấu tiêu năng hợp lý đối với các công trình quan trọng hoặc có đặc điểm bố trí công trình phức tạp.
