TÓM TẮT: Đập tràn phím piano với khả năng tháo gấp 4~5 lần khả năng tháo đập tràn truyền

thống. Bài báo trình bày các kết quả thí nghiệm thủy lực công trình trên mô hình đập tràn phím piano

ngưỡng thấp, kiểu A, với mục đích: nghiên cứu khả năng xây dựng nó trên kênh tiêu nước, nâng cao độ

tin cậy của công trình, tự động hóa trong tháo nước, giảm được nhân công vận hành hệ thống. Các kết

quả thí nghiệm này có thể sử dụng trực tiếp hoặc hiệu chỉnh cho phù hợp, để tính toán các đặc trưng

thủy lực của đập tràn (chiều dài tràn, chiều dài nước nhảy).

1.TỔNG QUAN

Thông thường các công trình điều tiết

nước trên hệ thống kênh được thiết kế theo các

dạng đập tự tràn hoặc tràn có cửa van nhằm

cung cấp nước cho cây trồng theo các chu kỳ

sinh trưởng và tháo nước lũ trong mùa mưa.

Nhược điểm của các công trình điều tiết nước

hiện nay là việc vận hành được thực hiện bằng

phương pháp thủ công với các phương tiện lạc

hậu. Hoạt động các cửa van có độ tin cậy thấp,

thất thoát nước ở các kênh tiêu làm hạ thấp

mực nước ngầm và gây ảnh hưởng đến môi

trường sinh thái, năng suất cây trồng. Vì vậy,

việc nghiên cứu đưa vào ứng dụng công trình

giữ nước và tháo nước tự động, có độ tin cậy

cao trong vận hành là yêu cầu hết sức bức thiết.

Để nâng cao khả năng tháo nước trong

điều kiện tương tự về chiều rộng tuyến tràn

tháo nước, đập tràn phím piano đã được đề xuất

nghiên cứu ứng dụng. Theo các nghiên cứu ,

cho thấy đập tràn phím Piano với các đặc

điểm sau:

 Có thể xây dựng trên các bệ móng

phẳng.

 Lưu lượng đơn vị q có thể đạt từ 5 đến

100 m3/s-m.

 Trong cùng chiều rộng kênh tháo lũ B,

lưu lượng tháo lũ tăng ít nhất là 4 lần so với

kiểu đập tràn thực dụng Creager truyền thống.

 Cao trình ngưỡng tràn piano đặt ngang

cao trình mực nước thiết kế của kênh tiêu. Cao

trình mực nước tràn lớn nhất trên ngưỡng tràn

piano bằng cao trình mực nước lớn nhất trong

kênh tiêu. Để tháo cạn nước trong kênh tiêu khi

cần thiết sẽ bố trí ống thoát nước có van điều

tiết vào tường biên hoặc trong trụ giữa của tràn

piano.

 Cấu trúc đơn giản và dễ xây dựng với

nguồn vật liệu xây dựng có sẵn tại chỗ.

Đã có 3 phòng thí nghiệm thuỷ lực thử

nghiệm kiểu đập tràn này tháo lũ cho các hồ

chứa và có thể tiến hành nghiên cứu từ mà

không cần mua bản quyền. Kiểu thiết kế đầu

tiên đã được thử nghiệm vào năm 1999 ở

phòng thí nghiệm L.N.H của Điện lực Pháp

(Electricité de France) và vào năm 2002 ở

trường đại học Roorke của Ấn Độ cùng với

trường đại học Biskra của Algeria. Sau đó một

số hình dạng thiết kế đã được chọn dựa vào:

 Một sơ đồ hình chữ nhật hơi giống

hình dạng các phím đàn Piano nên được đặt tên

là kiểu đập tràn phím Piano.

 Một kết cấu đáy nghiêng về phần

thượng và hạ lưu, khu vực dòng chảy đi vào

được gọi là thượng lưu và phần đi ra gọi là hạ

lưu.

Sau đó nhiều công trình thử nghiệm kỹ

lưỡng đã được tiến hành vào năm 2003 để chọn

kiểu thiết kế ở Đại học Biskra và một số thử

nghiệm trên một máng dẫn nước rất rộng ở

phòng thí nghiệm L.N.H.

Các cuộc thử nghiệm chi tiết đã cho thấy

trên cùng chiều rộng tuyến tràn lưu lượng tháo

của đập tràn phím piano lớn hơn các đập tràn

truyền thống. Khả năng tăng lưu lượng của đập

tràn phím piano phụ thuộc vào các tỷ số giữa

chiều dài, độ sâu, chiều rộng và hình dáng của

các phím và đặc biệt là sự phụ thuộc vào tỷ số

N - tổng chiều dài tường tràn / bề rộng đập

tràn. Vấn đề nghiên cứu tác động của va đập

cũng đã được đặt ra. Những giải pháp khả thi

nhất đã được lựa chọn về kết cấu và biện pháp

TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 12, SỐ 18 - 2009

Bản quyền thuộc ĐHQG-HCM Trang 19

xây dựng nhằm bảo đảm an toàn cao. Các mặt

cắt đọc đơn giản hiện cũng được đưa ra nhằm

cải tiến hình dạng để tăng cường hiệu quả chi

phí