Bài giảng Công trình thủy nâng cao - Chương 7: Giếng điều áp - Nguyễn Thống

1 
4/26/2016 1 
 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM 
Khoa KTXD-Bộ môn Kỹ thuật & Quản lý Tài Nguyên Nước 
 PGS. TS. NGUYỄN THỐNG 
Email: nguyenthong@hcmut.edu.vn or nthong56@yahoo.fr 
Web:  
 Tél. (08) 38 640 979 - 098 99 66 719 
4/26/2016 2 
NỘI DUNG MÔN HỌC 
Chương 1: Thấm qua công trình. 
Chương 2: Áp lực khe rỗng. 
Chương 3: Đập vật liệu địa phương. 
Chương 3a: Mô phỏng Monte Carlo áp 
 dụng trong đánh giá ổn định 
 mái dốc. 
Chương 4: Đập bê tông trọng lực 
Chương 4a: Đập bê tông đầm lăng (RCC) 
CôNG TRìNH THủY NâNG CAO 
PGS. Dr. Nguy?n Th?ng 
4/26/2016 3 
NỘI DUNG MÔN HỌC 
Chương 4b: Bài toán toả nhiệt 3D. 
Chương 5: Phân tích ứng suất trong đập 
 bê tông khi xảy ra động đất. 
Chương 6: Đường hầm thủy công - 
 Giếng điều áp. 
Chương 7: Đường ống áp lực – Nước va 
 trong đường ống. 
CôNG TRìNH THủY NâNG CAO 
PGS. Dr. Nguy?n Th?ng 
4/26/2016 4 
NỘI DUNG THỰC HÀNH 
1. Hướng dẫn sử dụng phần mềm tính 
nước va trong đường ống áp lực 
WaterHammer_BK. 
2. Hướng dẫn sử dụng phần mềm tính 
khuếch tán nhiệt 3D trong bê tông thủy 
công. 
3. Hướng dẫn sử dụng phần mềm mô 
phỏng Monte Carlo ứng dụng trong tính 
ổn định mái dốc đập vật liệu địa 
phương. 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
4/26/2016 5 
TAØI LIEÄU THAM KHAÛO 
1. Thuûy coâng – Taäp 1. Tröôøng ÑHXD. T/g. 
Nguyeãn Xuaân Ñaëng. 
2. Cô hoïc ñaát – Tröôøng ÑHTL. 
3. Phần mềm SIGMA. 
4. Phần mềm SLOPE. 
5. Phần mềm SEEP. 
6. Phaàn meàm Crystal Ball. 
Tài liệu download tại địa chỉ Web: 
Web:  
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
4/26/2016 6 
CÔNG TRÌNH ĐIỀU ÁP 
1. Tổng quát. 
2. Hiện tượng dao động mực nước 
trong công trình điều áp (CTĐA). 
3. Cấu tạo CTĐA. 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
2 
4/26/2016 7 
TỔNG QUÁT 
SỬ DỤNG PHỔ BIẾN TRONG DỰ 
ÁN THỦY ĐIỆN KIỂU ĐƯỜNG 
DẪN 
 Hiện tượng nước va Thay đổi 
áp suất lớn trong đường dẫn 
(đường hầm, đường ống áp lực) 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 8 
TỔNG QUÁT 
Mục đích: 
- Giảm áp lực nước va trong 
đường ống áp lực. 
- Loại bỏ áp lực nước va trong 
đường hầm. 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 9 
TỔNG QUÁT 
 Giếng (tháp) điều áp. 
 Bể áp lực. 
Giếng điều áp được sử dụng khi đường dẫn 
nước loại có áp (đường hầm). 
Bể áp lực được sử dụng khi đường dẫn 
nước loại không áp (kênh dẫn). 
Công trình được bố trí ở vị trí cuối đường 
dẫn nước (đầu đường ống áp lực). 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 10 
 D=3,5m, L=9065m 
i=0,0061 
Giếng điều áp 
Đường hầm 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
Đường ống AL 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 11 
Q 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
CÁC LOẠI GIẾNG ĐIỀU ÁP 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 12 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
3 
4/26/2016 13 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 14 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 15 
ĐƯỜNG CỘT NƯỚC ĐO ÁP H 
Q 
Q 
p/γ 
p: áp suất nước tại vị trí xét 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
z 
Mặt chuẩn o- o 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
H 
4/26/2016 16 
HIỆN TƯỢNG DAO ĐỘNG MỰC NƯỚC GiẾNG 
Hồ chứa 
Mực nước tỉnh 
Đường hầm s (m2) 
Giếng 
S (m2) 
z 
t 
SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 
G0 G1 
Z(t) 
Zmax 
R R’ 
NM 
L 
W(m/s) 
V(m/s) 
Q 
Q 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 17 
Chú ý : 
• s : tiết diện hầm. 
• S : tiết diện giếng điều áp. 
• L : chiều dài hầm. 
• z : mực nước giếng tại thời điểm t. Quy 
ước chiều dương hướng lên và trên mực 
nước tỉnh. 
• w, v : vận tốc TB trong hầm và giếng tại t. 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 18 
MỤC ĐÍCH TÍNH 
1. Xác định kích thước giếng (S) 
xác định D nếu nó là giếng hình 
trụ. 
2. Xác định mực nước cao nhất 
trong giếng khi có nước va 
dương xác định cao trình 
miệng giếng Nước KHÔNG bị 
tràn ra ngoài. 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4 
4/26/2016 19 
MỤC ĐÍCH TÍNH 
3. Xác định mực nước thấp nhất 
trong giếng khi có nước va âm 
 Cao trình đáy đường hầm 
(đáy giếng) tại vị trí giếng điều 
áp Tránh hiện tượng không 
khí đi vào đường ống áp lực. 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 20 
KHẢO SÁT DAO ĐỘNG 
MỰC NƯỚC TRONG 
GIẾNG KHI CÓ NƯỚC VA 
 Sơ đồ lý tưởng 
 Sơ đồ thực 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 21 
SƠ ĐỒ LÝ TƯỞNG (không mất năng lượng) 
Giả thiết: 
• S hằng số (giếng điều áp hình trụ). 
• Thể tích hồ TL là rất lớn (MN không đổi 
khi có nước va). 
• Bỏ qua tổn thất năng lượng trong đường 
hầm và giếng. 
• Lưu lượng Q0 giảm về 0 (nước va dương) 
là tức thì. 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 22 
SƠ ĐỒ LÝ TƯỞNG 
Phương trình thiết lập với : 
- Luật Newton 2: F=ma 
- Luật bảo toàn khối lượng vật 
chất (phương trình liên tục). 
 Khảo sát khối chất lỏng giới 
hạn bởi G
0
 và G
1
(trong đường 
hầm). 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 23 
XÁC ĐỊNH TỔNG NGOẠI LỰC TÁC DỤNG LÊN G0G1 
Hồ chứa 
Mực nước 
tỉnh 
Giếng 
S (m2) 
z 
t 
G0 G1 
z 
Zmax 
R R’ 
L (H-z) 
Q 
Q 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
KHỐI CHẤT LỎNG 
XEM XÉT TÍNH F 
VỊ TRÍ 
XÉT PT 
LIÊN 
TỤC 
H 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 24 
Phương trình Newton (theo trục đ/hầm) : 
(1) 
Phương trình liên tục : 
(2) 
(w và z là 2 ẩn số) 
0 z
dt
dw
g
L
dt
dw
sL
g
zs


dt
dz
SSvsw 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
F 
m 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
Thể tích nước ra khỏi đường hầm 
Thể tích nước vào giếng 
Vận tốc TB nước 
trong hầm 
5 
4/26/2016 25 
Từ (1) & (2): 
Với 
Lời giải của phương trình vi phân trên có dạng: 
 z = Z
m
sin(t+ ) 
Đây là chuyển động điều hoà có biên độ không 
đổi Zm và tần số . 
00 2
2
2
2
2
 z
dt
zd
z
dt
zd
s
S
g
L

(3) 
LS
gs
 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 26 
Chu kỳ : 
Xác định biên độ chuyển động Zm sẽ dựa 
vào nguyên lý sau : 
 Thế năng khối chất lỏng (trong giếng) 
so với mặt chuẩn bằng động năng của 
khối chất lỏng trong đường hầm. 
s
S
g
L
T 2 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 27 
Q 
Q 
ĐỘNG NĂNG THẾ NĂNG 
W (m/s) 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 28 
Từ đó: 
2
0
2
1
2
. Lsw
g
Z
SZ mm

 
S
s
g
L
wZ 0m 
Thế 
năng 
Động 
năng 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 29 
XÁC ĐỊNH 
Trong sơ đồ lý tưởng 
Không có mất năng lượng 
Tại t=0, MN giếng = MN tỉnh 
 Z =0 
 0 = Zmsin( ) = 0 
Tóm lại: z = Zmsin(t) 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 30 
Ví dụ 1 : Cho hệ thống với các 
thông số : L=10km, s=10m2, 
S=100m2, w0=2m/s. Tính T và 
biên độ dao động nước trong 
giếng Zmax. Lấy g=10m/s
2. 
Lời giải : T=10’28’’, Zmax=20m. 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
6 
4/26/2016 31 
• Ví dụ 2 : Tương tự trên với : 
L=5km, s=15m2, S=250m2, w0=4m/s. 
• Ví dụ 3 : Một hệ thống có các thông 
số : L=3km, s=12m2, w0=4m/s. Tính 
D của giếng để biên độ dao động 
của nước trong giếng là Zmax= 
15m. 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 32 
Hồ 
chứa 
MN tỉnh 
Đường hầm 
Giếng 
điều áp 
z 
x 
G0 G1 
z 
Zmax 
R R’ 
NM 
HỆ THỐNG THỰC 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 33 
• Phương trình động lực: Theo phương X 
 Fx =max (4) 
Với 
L chiều dài; s tiết diện hầm. γ trọng lượng 
đơn vị nước, g gia tốc trọng trường. 
Fx = Lực tỉnh (F1) + Lực ma sát (F2). 
Ls
m
g

PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 34 
F1 =γs(z-dhg-dhv) : lực thuỷ tỉnh. 
 : mất năng lượng cục bộ giếng. 
 : mất năng do mở rộng đột ngột. 
 : lực tương đương với h*w. 
 : mất năng tổng trong hầm. 
g g
g g
V V
dh
2g
 
h h
V
V V
dh
2g
*
2 wF sh 
*
w L ch h h 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 35 
Từ đó: 
Gọi: 
Trong đường hầm: 
 (6) 
(Z theo chiều từ trên xuống) 
h h h h h h h h*
w c c2
V V V V L V V V VL
h
d 2g 2g C R 2g
   
*
w w g vh h dh dh 
 h w
h
dV g
z h
dt L
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 36 
PHƯƠNG TRÌNH LIÊN TỤC 
Nguyên lý bảo toàn khối lượng: 
 Qtuabin.dt = Vh .s.dt + S.dz 
 đường hầm giếng điều áp 
 tuabin h
dz 1
Q V s
dt S
h
h
Q
V
s
g
g
Q
V
S
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
Lưu lượng 
vào giếng 
Lưu lượng 
ra hầm 
Lưu lượng qua đường ống 
 áp lực 
7 
4/26/2016 37 
Giả thiết: 
(biên thiên tuyến tính Qtuabin) 
Nếu chọn chiều (+) hướng lên, phương 
trình (6) là: 
 (6*) 
Và phương trình (2) sẽ là: 
 (7*) 
max
tuabin max
van
Q
Q t Q
T
 h w
h
dV g
z h
dt L
 tuabin h
dz 1
Q V s
dt S
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 38 
Với 2 ẩn số z (mực nước giếng) và Vh (vận 
tốc dòng chảy trong hầm) sẽ xác định 
được với 2 phương trình (6)* và (7)*. 
Tuy vậy vì nó là phi tuyến do đó trong thực 
tế thường dùng phương pháp số (ví dụ 
sai phân hữu hạn) để giải. 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 39 
Điều kiện D. Thoma- Jaeger: Đó là điều kiện để 
dao động mực nước trong giếng là TẮT DẦN: 
• H0 =H-h0 : cột nước tác dụng (A0B0). h0 :mật 
năng lượng trong hầm. 
0
00
2
)/482,01(
gcH
HzLs
FF pg
5,0
0 )/(2/)/( gFLsVzetgDLc h 
(giải lặp !!!!) 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 40 
Điều kiện D. Thoma: 
• H0 : cột nước tác dụng (A0B0). 
• h0 mất năng lượng trong đường hầm với Vh. 
00
2
2 hgH
LsV
FF hpg 
gVDLh h 2/)./(
2
0  
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 41 
Bài tập 1: Tính đường kính tối thiểu của 
giếng để dao động mực nước là tắt dần 
theo Thoma và theo Thoma-Jaeger 
(g=9,81m/s2): 
a. Vh =4m/s, L=4km, d=4m, H0=200m, 
=0,005, =0,8. 
b. Vh =3.5m/s, L=8km, d=3m, H0=400m, 
=0,006, =1,5. 
 (xem Excel Thoma) 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 42 
PHƯƠNG PHÁP SAI PHÂN 
 Sai phân hiện 
 Sai phân ẩn 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
8 
4/26/2016 43 
PHƯƠNG PHÁP 
SAI PHÂN HIỆN 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 44 
Phương trình liện tục 
 dạng sai phân hiện: 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
  )2(VFQ*
F
t
zz thamhamtuabin
gieng
t
ham
1t
ham 
 tuabin h
dz 1
Q V s
dt S
4/26/2016 45 
Phương trình động lực 
 dạng sai phân hiện: 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
  )1(hz
L
tg
VV hamw
t
ham
t
ham
1t
ham 
 h w
h
dV g
z h
dt L
4/26/2016 46 
Nhận xét: 
Với sơ đồ hiện, 2 ẩn số sẽ 
được giải trực tiếp từ các 
phương trình (1) & (2). 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 47 
PHƯƠNG PHÁP 
SAI PHÂN ẨN 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 48 
HỆ PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN 
Phương trình động lực 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
]1[)hz(
L
g
dt
dV ham
w
ham
ham 
T(s) 
Z(m) 
0 
Cao trình mực 
nước giếng so 
với MC 
Vận tốc TB 
nước trong hầm 
9 
4/26/2016 49 
HỆ PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN 
Phương trình liên tục 
Với: 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
]2[)FVQ(
F
1
dt
dz
hamhamtuabin
gieng
T(s) 
Z(m) 
0 hamhamham FQV 
4/26/2016 50 
ẨN SỐ BÀI TOÁN 
 vận tốc dòng chảy trong hầm 
 cao độ mực nước giếng 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
hamV
z
4/26/2016 51 
HỆ PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN TRƯỜNG 
HỢP CHỌN z HƯỚNG LÊN 
Phương trình động lực 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
]1[)hz(
L
g
dt
dV ham
w
ham
ham 
T(s) 
Z(m) 
0 
4/26/2016 52 
HỆ PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN TRƯỜNG 
HỢP CHỌN z HƯỚNG LÊN 
Phương trình liên tục 
Với: 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
]2[)FVQ(
F
1
dt
dz
hamhamtuabin
gieng
T(s) Z(m) 
0 
hamhamham FQV 
4/26/2016 53 
PHƯƠNG TRÌNH SAI PHÂN 
Phương trình động lực 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
 hamwt1t
ham
t
ham
1t
ham
hz)1(z
L
g
t
VV

4/26/2016 54 
PHƯƠNG TRÌNH SAI PHÂN 
Phương trình động lực 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
  ]3[hz)1(
L
tg
Vz
L
tg
V
ham
w
t
ham
t
ham
1t
ham
1t
ham


10 
4/26/2016 55 
PHƯƠNG TRÌNH SAI PHÂN 
 tham số sai phân theo 
Preissmann 
 sơ đồ sai phân hoàn 
 toàn ẩn. 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
 13/2 
1 
4/26/2016 56 
PHƯƠNG TRÌNH SAI PHÂN 
Phương trình liên tục 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
 )V)1(V(FQ
*
F
1
t
zz
t
ham
1t
hamhamtuabin
gieng
t
ham
1t
ham
 
4/26/2016 57 
PHƯƠNG TRÌNH SAI PHÂN 
Phương trình liên tục 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
  ]4[)V)1((FQ
*
F
t
zV
F
tF
z
t
hamhamtuabin
gieng
t
ham
1t
ham
gieng
ham1t
ham


4/26/2016 58 
Nhận xét: 
Với sơ đồ ẩn, 2 ẩn số sẽ 
được giải từ hệ 2 phương 
trình (3) & (4). 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 59 
Giải hệ phương trình [3] & [4] 
cho phép xác định: 
 Zt+1 
 Vham
t+1 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 60 
Bài tập 1:Dùng sai phân theo sơ 
đồ hiện cho hệ p/t trình 6* & 
7*. Áp dụng giải cho số liệu 
sau với bước thời gian 
dt=1.0s. Lập bảng tính cho 10 
bước thời gian dt. 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
11 
4/26/2016 61 
Lập bảng xác định mực nước giếng Z theo 
thời gian (20dt). Số liệu áp dụng (nước va 
dương): 
• Q0 = Qmax=48 m
3/s, 
• Tvan=6s, dt=1.0s 
• dh=4m 
• dg=8m 
• Lh=800m 
• Mất năng lượng lấy gần đúng: 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
g2
V
*
d
L
*02.0dh
2
h
h
h  4/26/2016 62 
Bài tập 2: Dùng phương pháp 
sai phân hiện, giải hệ phương 
trình [1] & [2] để xác định z & 
V theo thời gian t với dt=6”, 
mô phỏng trong 15’. Xác định 
mực nước thấp nhất trong 
giếng. 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 63 
Số liệu áp dụng (nước va âm): 
• Q=0 Qmax=75 m
3/s. 
• Tmovan=12” 
• Zt=0 =0m 
• dh=5m 
• dg=20m 
2
h
L
8.10
d
c 0.8 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
210*5.1 
4/26/2016 64 
Bài tập: Dùng Excel với sơ đồ 
sai phân hiện, giải sự dao 
động mực nước trong giếng 
với các tham số như sau. 
(Xem Excel GiengDieuAp-
NuocVa.xls) 
 PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 65 
1. Thoâng soá ban ñaàu 
Tröôøng hôïp tính nöôùc va (1: n/va duong; 
2:n/va am) 2 
Thôøi gian ñoùng van tuabin T : 10 (s) 
Löu löôïng qua NM khi baét ñaàu ñoùng (môû) 
van : 86 (m3/s) 
Vaän toác nöôùc trong ñöôøng haàm taïi t=0 9.47 (m/s) 
Löu löôïng qua NM oån ñònh sau khi ñoùng 
(môû) van : 172 (m3/s) 
Löu löôïng MAX theo ñieàu kieän tuabin : 172 (m3/s) 
Chieàu daøi ñöôøng haàm : 9065 (m) 
Ñöôøng kính ñöôøng haàm : 3.4 (m) 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 66 
Dieän tích maët caét ngang ñöôøng haàm : 9.08 (m2) 
Ñöôøng kính gieáng ñieàu aùp D1: 7.0 (m) 
Dieän tích maët caét ngang gieáng S1: 38.48 (m2) 
Ñöôøng kính gieáng ñieàu aùp D2: 7.0 (m) 
Dieän tích maët caét ngang gieáng S2: 38.48 (m2) 
Ñöôøng kính gieáng ñieàu aùp D3: 15.0 (m) 
Dieän tích maët caét ngang gieáng S3: 176.71 (m2) 
Cao ñoä ñaùy thaùp ñieàu aùp 512.0 m 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
12 
4/26/2016 67 
Möùc nöôùc trong gieáng ñieáu aùp tröôùc khi xaõy 
ra nöôùc va 595.0 m 
MNDBT (m) : 605.0 m 
MNC (m) : 595.0 m 
Ñöôøng kính coå gieáng 3.4 m 
Tieát dieän coå gieáng 9.08 (m2) 
Möùc nöôùc trong gieáng ñieáu aùp oån ñònh sau 
khi xaõy ra nöôùc va 595.0 m 
Vaän toác nöôùc trong ñöôøng haàm oån ñònh sau 
nöôùc va 18.94 m/s 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 68 
2, Toån thaát naêng löôïng coät nöôùc 
H/soá toån thaát ñöôøng daøi + cuïc boä 
cöûa vaøo vaø trong haàm: 
Toång caùc heäsoá toån thaát cuïc boä treân 
ñöôøng haàm 3.0 0.15 
Heä soá toån thaát cuïc boä cöûa vaøo 
ñöôøng haàm aùp löïc : 0.8 0.04 
Heä soá toån thaát ñöôøng daøi QP 1-75 Δ  
 1.5 
0.00
4 2.33 
H/soá toån thaát cuïc boä vò trí noái 
ñ/haàm vaø gieáng : 1 
Heä soá coät nöôùc löu toác 1 
Heä soá toån thaát ñöôøng daøi 3.25 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 69 
Thoâng soá khaùc 
Heä soá nhaùm trong ñöôøng haàm : 0.017 
Ñoä doác ñöôøng haàm 0.007 
Böôùc thôøi gian trong sai phaân (s) 1.0 (s) 
Gia toác troïng tröôøng g ( m/s2) : 9.81 (m/s2) 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 70 
3, Tröôøng hôïp tính toaùn 
Nöôùc va döông 
Möïc nöôùc thöôïng löu 580 m 
Löu löôïng ban ñaàu qua NM 32.7 (m3/s) 
Löu löôïng sau khi ñoùng van 0 (m3/s) 
Nöôùc va aâm 
Möïc nöôùc thöôïng löu 541.7 m 
Löu löôïng ban ñaàu qua NM (1 toå 
maùy) 16.4 (m3/s) 
Löu löôïng sau khi môû van 32.7 (m3/s) 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 71 
530
540
550
560
570
580
590
600
610
620
630
640
0 180 360 540 720 900 1080 1260 1440
T (s)
Z(m) nöôùc va döông
Z(m) nöôùc va aâm
Möïc nöôùc tænh
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 72 
Z
max
 (m) 14.70 Zmin (m) -48.72 
MNCN (m) 619.70 MNTN (m) 546.28 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
13 
4/26/2016 73 
DỰ ÁN 
A VƯƠNG 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 74 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
350
360
370
380
390
400
0 240 480 720 960 1200 1440 1680
T (s)
Z (m)
MỰC NƯỚC GIẾNG DAO ĐỘNG 
KHI NƯỚC VA DƯƠNG 
4/26/2016 75 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
300
310
320
330
340
350
360
0 180 360 540 720 900 1080 1260 1440 1620 1800
T (s)
Z (m)
MỰC NƯỚC GIẾNG DAO ĐỘNG 
KHI NƯỚC VA ÂM 
4/26/2016 76 
Bài tập 1: Giải thích tác dụng 
của sự thay đổi tiết diện của 
giếng điều áp theo chiều cao. 
Bài tập 2: Phân tích ĐỊNH TÍNH 
(mực nước giếng, áp suất 
nước va trong đường ống áp 
lực) khi dùng giếng điều áp có 
co hẹp tại vị trí vào giếng. 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 77 
Bài tập 3: Phân tích ĐỊNH 
TÍNH khi dùng giếng điều 
áp có co hẹp tại vị trí vào 
giếng trong trường hợp làm 
việc đồng thời giữa Giếng 
điều áp & Đường ống áp 
lực. 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp 
4/26/2016 78 
PGS. TS. Nguyễn Thống 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 7: Giếng điều áp