Giáo trình

Máy bơm và trạm bơm

Science and Technology

Công trình dẫn nước tới nhà máy bơm

Tác giả: Nguyễn Quang Đoàn

CÔNG TRÌNH DẪN NƯỚC TỚI NHÀ MÁY BƠM

Công trình dẫn nước từ cửa lấy nước đến nhà máy bơm có thể là đường dẫn kín hoặc kênh dẫn hở. Đường dẫn kín thường được dùng dẫn nước từ sông có bãi bồi rộng ngập nước vào mùa lũ và nằm trong đất yếu. Kênh dẫn hở nếu dùng trong điều kiện này sẽ không lợi ví mái dốc dễ bị sạt lở khi mực nước lên xuống nhanh và kênh dễ bị đọng cát trong quá trình khai thác.

Đường dẫn kín.

Trong đa số trường hợp đường dẫn kín dẫn nước từ cửa lấy nước lòng sông đến giếng bờ hoặc bể lắng cát. Đường dẫn này có thể là đường ống dẫn tự chảy hoặc xi phông. Để bảo đảm cấp nước an toàn thì số lượng đường dẫn không ít hơn hai. Đường dẫn tự chảy chia ra hai loại: tự chảy không áp và tự chảy có áp:

Đường dẫn tự chảy không áp:

Đường dẫn tự chảy không áp được dùng đối với lưu lượng Q > 5 m3/s và giao động mực nước không vượt quá 0,5 m. Mặt cắt ngang của nó có thể hình tròn, chữ nhật hoặc ô van. Đỉnh của trần ống phải cao hơn mực nước trong ống không nhỏ hơn 0,2 m. Ống có thể làm bằng tấm lắp ghép, ống đúc và đặt trên nền với độ dốc dương không đổi.

Đường ống tự chảy có áp:

Đường ống tự chảy có áp ( xem Hình 12 - 4,a ) được dùng với lưu lượng và giao động mực nước nguồn bất kỳ. Mặt cắt ngang của nó có thể hình tròn hoặc chữ nhật, làm bằng bê tông cốt thép, bằng gang, pôlime ... các đường ống đặt trong các rãnh đào và có biện pháp thoát nước, biện pháp chống xói lở. Đường ống chạy dưới nơi có tàu thuyền qua lại phải đặt thấp hơn đáy tầu từ 0,8 ... 1,5 m; đặt ở nơi không có tàu thuyền qua lại thì thấp hơn đáy tàu 0,5 m.

Đường dẫn xi phông

Đường dẫn xi phông thường áp dụng với công trình dẫn nước quan trọng khi điều kiện địa chất và địa chất thủy văn không lợi và cũng không kinh tế cho việc đặt ống tự chảy. Diện tích mặt cắt ngang đường dẫn tự chảy và xi phông xác định theo kết quả tính toán. Vận tốc dòng chảy chọn đảm bảo tránh đọng bùn cát và đảm bảo tổn thất cột nước là nhỏ nhất thường lấy 1 ... 2 m/s. Để kiểm tra mặt cắt ống tự chảy không bị bồi lắng, theo A. C. Obrazobski:

bình của bùn cát, m/s ; v - vận tốc tính toán của dòng nước trong ống, m/s ; D - đường kính ống, m ; C - hệ số sê di ; g - gia tốc trọng trường , m/s2.

Nếu thỏa mãn bất đẳng thức ( 12 - 3 ) thì có thể coi rằng không lắng đọng trong ống.

Để xử lý và quan trắc đọng cát trong ống cứ 75 ... 100 m đặt một giếng quan trắc.

Đường dẫn nước hở ( kênh dẫn ).

Loại này thường dùng để dẫn nước từ các nguồn nước mặt như sông, hồ và kênh khi điều kiện địa chất, thủy văn và địa hình thuận lợi. Kênh dẫn được sử dụng với điều kiện: có tính kinh tế, rút ngắn chiều dài ống áp lực, nước có ít bùn cát, tiến hành làm sạch bùn cát trong kênh mà vẫn bảo đảm lấy đủ lưu lượng theo biểu đồ lưu lượng yêu cầu, ổn định bờ của nguồn nước, biên độ giao động mực nước sông nhỏ và giao động chậm. Kênh dẫn có hai loại : không tự điều tiết và tự đièu tiết.

Kênh không tự điều tiết

Kênh không tự điều tiết có đỉnh kênh thấp dần về nhà máy và song song với đáy kênh ( xem Hình 12 - 6,a ). Để tránh nước tràn qua đỉnh kênh, ở đầu kênh xây công trình lấy nước và có cửa van và ở cuối kênh xây công trình tràn nước thừa. Công trình này cần làm việc tự động tuân theo sự làm việc của trạm bơm.

Sơ đồ kênh tự và không tự điều tiết.

a - kênh không tự điều tiết ; δ - kênh tự điều tiết.

1- nguồn nước; 2- kênh; 3- nhà máy bơm; 4- ống hút; 5- tràn ; 6- cửa lấy nước;

a - a: đáy kênh; b - b và d - d: đường mặt nước khi Qmax và khi Q = 0; c-c : bờ kênh.

Kênh tự điều tiết

Đặc điểm của kênh tự điều tiết là cao trình đỉnh kênh không thay đổi suốt chiều dài kênh, do vậy mặt cắt ngang của kênh càng gần nhà máy càng lớn ( xem Hình 12 - 6,δ ) .

Do đỉnh kênh nằm ngang nên khi máy bơm không làm việc ( Qk = 0 ) thì nước không bị tràn ra ngoài, mực nước trong kênh ngang bằng mực nước nguồn, kênh tự điều tiết có khả năng trữ nước. Thiết kế kênh với dòng đều khi Qk = Qmax , lúc này mặt nước trong kênh song song với đáy kênh. Khi lưu lượng trong kênh Qk nhỏ hơn hoặc lớn hơn Qmax thì dòng chảy trong kênh là dòng không đều: khi Qk < Qmax thì đường mặt nước trong kênh là đường nước dâng, ngược lại - đường nước đổ. Đường nước dâng gây nên lắng đọng bùn cát trong kênh, còn dòng nước đổ trong kênh không cho phép vì làm tăng cột nước địa hình của máy bơm dẫn đến làm giảm lưu lượng và tăng xói lở nếu không có lớp

bảo vệ lòng kênh. Kênh tự điều tiết có chiều sâu lớn nên chi phí xây dựng lớn, bởi vậy nên chọn hình thức nửa đào nửa đắp. Loại kênh nầy thường được dùng khi lấy nước từ hồ và từ kênh. Khi khởi động hoặc dừng máy bơm trong kênh sẽ xuất hiện chuyển động sóng và khi trạm bơm lấy nước từ hồ chứa lớn cần phải tính đến một số đặc tính : xuất hiện dòng chảy dọc bờ, biến dạng bờ ... Ở phần đầu kênh có thể lắng đọng bùn cát và bị biến dạng.

Mặt cắt ngang của kênh dẫn thường có dạng hình thang, dạng đa giác chỉ dùng khi nền đất yếu. Kích thước mặt cắt ngang xác định qua tính toán. Thường dùng biện pháp bảo vệ lòng kênh sau:

- Dùng đá đổ, tấm bê tông hay bê tông cốt thép để bảo vệ mái kênh dưới tác hại của sóng và vận tốc dòng chảy lớn;

- Dùng vật liệu ác phan và nhựa đường, bê tông khối lớn và tấm bê tông cốt thép để chống thấm nước từ kênh;

- Dùng lớp trát xi măng để giảm độ nhám lòng kênh ( thường dùng khi đá cứng )

Sử dụng biện pháp nào cần thông qua tính toán kinh tế - kỹ thuật mà quyết định.

Tính toán thủy lực kênh dẫn theo dòng đều và kiểm tra điều kiện không xói không lắng trong kênh.

Mục lục
Đánh giá:
0 dựa trên 0 đánh giá
Nội dung cùng tác giả
 
Nội dung tương tự