Nông - Lâm - Ngư nghiệp - Bài 2: Công trình đê đập và kênh mương

BÀI 2CÔNG TRÌNH ĐÊ ĐẬP VÀ KÊNH MƯƠNGCÔNG TRÌNH ĐÊ ĐẬPKhái niệm về đê đậpTrong thủy sản các công trình đê đập thường làm bằng đất để giữ nước phục vụ cho sản xuất và nuôi trồng thủy sản. Đê, đập có nguyên lý thiết kế giống nhau.Tính năng của đê đậpĐê: chắn dọc sôngĐập: chắn ngang sông để ngăn dòng chảyƯu điểm của đập đất Vật liệu xây dựng tại chổ Cấu tạo đơn giản, giá thành thấp Yêu cầu nền móng không phức tạp Việc thi công không đòi hỏi chuẩn bị nhiều Bền, chống chấn động tốt Dể quản lý, duy tu bảo trìCÔNG TRÌNH ĐÊ ĐẬPCác bộ phận của đê đậpThân đậpThiết bị chống thấmThiết bị thoát nướcThiết bị bảo vệ mái đập Thiết bị thoát nướctường xiênthân đậptường lỏiđường bảo hòa nền đậpchân khayThượng lưuHạ lưuThiết bị chống thấmĐặc điểm làm việc của đê đập Thấm qua nền đập và thân đập Aûnh hưởng của nước thượng lưu và hạ lưu lên mái đập Tác hại của gió, mưa và nhiệt độ Lún của nền và thân đậpCÔNG TRÌNH ĐÊ ĐẬPPhân loại đê đậpTheo cấu tạoĐập đồng chấtĐập không đồng chất hoặc tổ hợpĐập có thiết bị chống thấm Tường lỏi Tường xiênĐập hổn hợpCÔNG TRÌNH ĐÊ ĐẬPCác yêu cầu đối với đê đậpThân đập và nền đập phải có tính ổn địnhDòng thấm qua thân và nền không cho phép xảy ra hiện tượng biến hình thẩm thấuĐỉnh đập phải có đủ độ caoKhớp nối giữa thân và nền đập phải liên kết chặt chẽMái đập phải được bảo vệ tốtCÔNG TRÌNH ĐÊ ĐẬPNguyên tắcNền và thân đập phải có tính ổn định trong mọi điều kiện công tácThấm qua nền và thân không mất đi lượng nước quá lớnCao trình đỉnh đập phải an toàn với sóng và lũCó các thiết bị bảo vệGiá thành và dưỡng hộ phí rẽChọn loại đập và cấu tạo đập phù hợp điều kiện nơi xây dựngCÔNG TRÌNH ĐÊ ĐẬPCác bước thiết kế So sánh và lựa chọn các loại đậpXác định các kích thước chủ yếu của đê đậpTính toán thẩm thấu và ổn địnhChọn cấu tạo chi tiết các bộ phậnDự trù khối lượng công trình, vật liệu, lao động CÔNG TRÌNH ĐÊ ĐẬPCÔNG TRÌNH ĐÊ ĐẬP  Các thông số kỹ thuật Cao trình đỉnh đậpHslΔHHHmaxCao trình đỉnh đập H = Hmax + Hsl + H H chiều cao đỉnh đập (m) Hmax chiều cao nước lũ (m) Hsl chiều cao sóng leo trên mái đập (m) H độ cao an toàn Đập thấp 0,5m Đập cao 0,75m Hsl = 3,2kHstgα k hệ số nhám mái đập, xây bằng đá hộc k = 0,8 α góc mái đập và mặt phẳng ngang Hs độ cao sóng trước khi lên mái đập Hs = 0,75 + 0,1L L chiều dài truyền sóng (km)Chiều rộng đỉnh đậpPhụ thuộc vào yêu cầu cấu tạo và giao thôngVề cấu tạoTheo công thức TortseTheo công thức kinh nghiệmYêu cầu giao thôngChọn theo yêu cầu phương tiện giao thông H 10m B = 7mMái đậpPhụ thuộc loại đất, phương pháp thi công, chiều cao đập, loại đất nền Mái thượng lưu tiếp xúc với nước và thường xuyên chịu ảnh hưởng của sóng nên cần thoải hơn mái hạ lưuTrong thiết kế có thể tham khảo các số liệu kinh nghiệmHệ số mái thượng lưu: m1=cotgα1 Hạ lưu : m2 = cotgα2α1Thân đậpMái thượng lưuMái hạï lưu (m2)Đỉnh đậpm1α2Hệ số mái đậpα1Thân đậpMái thượng lưuMái hạï lưu (m2)Đỉnh đậpm1α2BỀ RỘNG CHÂN ĐẬPL = B + H(m1+m2)Trục tang (tg)Trục cotang (cotg)Trục Cose (cos)Trục sine (sin)0Mái đập Theo loại đất đắpLoaïi ñaátm1 (maùi thöôïng löu)m2 (maùi haï löu)H 3seùt rôøi, thòt pha seùtseùt chaët vöøa, thòt pha seùtseùt chaët, thòt pha seùtseùt raát chaëtmaët laùt coûlaùt gaïch, xaây ximaêngmaët keânh beâtoâng, traùt ximaêng0,330,711,40,61.67.10,40,851,21,70,82,08,50,460,951,41,90,92,39,80,51,11,52,11,02,511Lưu tốc bồi lắng tới hạnGọi tắt là lưu tốc không lắng (Vkl) là lưu tốc nhỏ nhất cho phép đi qua kênh mà không gây hiện tượng bồi lắngVkl tùy thuộc hàm lượng bùn cát, kích thước hạt cát, tính chất thủy lực mặt cắt kênh, độ dốc đáy kênhVkl có thể tính R là bán kính thủy lực R = tiết diện ướt/chu vi ướt e hệ số tùy thuộc lượng phù sa, thành phần hạt, hệ số nhám lòng kênh - Bùn cát hạt thô e = 0,65-0,77 - Bùn cát hạt vừa e = 0,58-0,64 - Bùn cát hạt mịn e = 0,41-0,54 - Bùn cát hạt rất mịn e = 0,37-0,41Thường để tránh tích bùn trong kênh, Vkl > 0,2m/sĐể tránh tích cát trong kênh, Vkl > 0,4m/sĐộ dốc dọc đáy kênhĐộ dốc dọc đáy kênh (i) được quyết định dựa vào độ dốc tự nhiên của mặt đất và lưu tốc dòng chảy trong kênhMỗi loại đất có một trị số i lớn nhất cho phép; các cấp kênh cũng có trị số i khác nhauLoaïi ñaáti- ñaát seùt naëng- ñaát soûi- ñaát caùt- ñaát muøn höõu cô- ñaát caùt mòn1/1001/2501/8001/10001/6000- Keânh chính- Keânh nhaùnh vaø con1/2000 - 1/10.0001/500 - 1/3000Hệ số mái kênh m=cotgα Loaïi ñaátHeä soáKeânh ñaøoKeânh nöõa ñaøo nöõa ñaépmaùinöôùcLöu löôïng qua keânh (m3/s)töï nhieânkeânh saâu2 - 100,5 - 2(m)m1m2m1m2- seùt, thòt naëng, vöøa- thòt nheï- thòt pha caùt- caùt pha seùt11,251,501,50-211,251,501,7511,251,502111,251,7511,251,501,750,7511,251,50Kênh đàoKênh nữa đào nữa đắpm1m2mĐộ cao bờ kênh (Hk) và siêu cao an toàn bờ kênh (h)Độ cao bờ kênh Hk = h + hTrong đó: h: độ sâu nước trong kênhh: siêu cao an toàn bờ kênhĐộ cao an toàn h = h/3 (nhưng tuyệt đối không nhỏ hơn 0,25m)Có thể dùng:Kênh chính và nhánh với q = 2-10m3/s h = 0,4m với q < 2m3/s h = 0,35mKênh mương con h = 0,25mBề rộng đỉnh bờ kênhĐỉnh bờ kênh không dùng làm đường giao thông thì bề rộng tùy thuộc chiều cao bờ kênh và lưu lượng qua kênhĐỉnh bờ kênh dùng làm đường giao thông thì quyết định theo phương tiện giao thông; ví dụ xe ba gác, bề rộng bờ 2-3m Löu löôïng (m3/s)BRÑBK (m)Ghi chuù< 0,50,5-11-55-1010-200,5-0,80,8-11,251,52Duøng trò soá nhoû nhaát cho ñaát seùt, thòt pha seùt vaø trò soá lôùn nhaát cho ñaát thòt pha caùtTỉ lệ giữa mực nước h và bề rộng đáy kênh bĐể đảm bảo sự ổn định của lòng kênh cần khống chế tỉ lệ b/h trong một phạm vi thích hợp Điều kiện: (< 12)Lưu tốc của dòng chảyGiả thiết dòng chảy trong kênh là dòng chảy đều, là dòng chảy có diện tích và hình dạng mặt cắt nước đi qua không đổi theo phương vận động đồng thời lưu tốc của những điểm tương ứng trên tất cả mặt cắt nước đi qua đều bằng nhau R bán kính thủy lực i độ dốc dọc kênh c hệ số sedi, được xác định bởi hình dạng mặt cắt kênh, hệ số nhám lòng kênh n hệ số nhám của đất lòng kênh y số mũ có quan hệ với n và RXác định mặt cắt thủy lợi kênh tốt nhất Khi lưu lượng (Q), độ dốc (i) và độ nhám (n) nhất định, mặt cắt kênh nào có tiết diện ướt (w) nhỏ nhất mà chuyển được lưu lượng Q nói trên thì mặt cắt đó là mặt cắt thủy lợi kênh tốt nhấtKhi tiết diện ướt w của kênh không đổi và dưới những điều kiện độ dốc (i), độ nhám (n) nhất định thì hình dạng của một loại mặt cắt kênh nào có năng lực chuyển nước lớn nhất được gọi là mặt cắt thủy lợi kênh tốt nhất.Trong đó w, c, i cố định nên Q lớn nhất khi R lớn nhất, mà R = w/x nên R lớn nhất khi x nhỏ nhấtTheo lý thuyết thì mặt cắt là hình tròn có chu vi ướt nhỏ nhất, tuy nhiên với kênh có mặt cắt là hình thang cân thì chu vi ướt nhỏ nhất khi góc  = 600 m = cotg = cotg60 = 3/3 = 0,577Góc mái kênh  được quyết định bởi góc yên tĩnh (góc mái tự nhiên, thường < 600) và hệ số mái kênh được quyết định tùy theo loại đất; mỗi loại đất có m nhất địnhKhi m cố định, mặt cắt thủy lực tốt nhất sẽ phụ thuộc vào 2 yếu tố b và hỐng ngầmCông thức tính lưu lượng qua ống ngầm  hệ số lưu lượng của ống, thường lấy 0,6 w tiết diện mặt cắt ngang của ống cống g gia tốc trọng trường 9,81m/s2 z độ cao chênh lệch giữa 2 mức nước trong và ngoài aoThe end lesson 2