Nghiên cứu cải tiến mố tiêu năng sau cống vùng triều có khẩu diện lớn – Áp dụng cho trường hợp cống thủ bộ

Tóm tắt: Với những cống vùng triều có khẩu diện lớn các mố nhám tiêu năng được thiết kế đặt

trong bể tiêu năng nhằm tăng cường khả năng tiêu tán năng lượng trong bể. Việc thiết kế mố nhám

tiêu năng làm tăng chi phí xây dựng công trình lên khá lớn. Mặt khác, với những cống có cột nước

lớn, cửa van phẳng hoặc cửa van cung với thời gian đóng mở tương đối lớn, dòng chảy qua cửa

van khi đóng/mở cũng là yếu tố gây xói lở hạ lưu cống. Chính vì vậy các mố tiêu năng trong bể

đóng vai trò hết sức quan trọng cho việc tiêu tán năng lượng trong bể. Nghiên cứu này ứng dụng

công cụ mô hình toán Flow-3D khảo sát dòng chảy qua cống vùng triều. Qua việc phân tích kết quả

khảo sát, chúng tôi tiến hành cải tiến hình dạng mố nhám thông thường và đề xuất loại mố nhám

chữ V với các ưu điểm nổi bật về thủy lực, mức độ tiêu tán năng lượng và giảm khối lượng xây

dựng so với các mố nhám tiêu chuẩn. Nghiên cứu được áp dụng thực tế cho công trình cống Thủ Bộ

- một công trình thuộc hệ thống công trình ngăn triều phục vụ chống ngập cho khu vực thành phố

Hồ Chí Minh.

pdf 8 trang yennguyen 6340
Bạn đang xem tài liệu "Nghiên cứu cải tiến mố tiêu năng sau cống vùng triều có khẩu diện lớn – Áp dụng cho trường hợp cống thủ bộ", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Nghiên cứu cải tiến mố tiêu năng sau cống vùng triều có khẩu diện lớn – Áp dụng cho trường hợp cống thủ bộ

Nghiên cứu cải tiến mố tiêu năng sau cống vùng triều có khẩu diện lớn – Áp dụng cho trường hợp cống thủ bộ
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 46 (9/2014) 19 
NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN MỐ TIÊU NĂNG SAU CỐNG VÙNG TRIỀU 
CÓ KHẨU DIỆN LỚN – ÁP DỤNG CHO TRƯỜNG HỢP CỐNG THỦ BỘ 
Phạm Văn Song1 
Tóm tắt: Với những cống vùng triều có khẩu diện lớn các mố nhám tiêu năng được thiết kế đặt 
trong bể tiêu năng nhằm tăng cường khả năng tiêu tán năng lượng trong bể. Việc thiết kế mố nhám 
tiêu năng làm tăng chi phí xây dựng công trình lên khá lớn. Mặt khác, với những cống có cột nước 
lớn, cửa van phẳng hoặc cửa van cung với thời gian đóng mở tương đối lớn, dòng chảy qua cửa 
van khi đóng/mở cũng là yếu tố gây xói lở hạ lưu cống. Chính vì vậy các mố tiêu năng trong bể 
đóng vai trò hết sức quan trọng cho việc tiêu tán năng lượng trong bể. Nghiên cứu này ứng dụng 
công cụ mô hình toán Flow-3D khảo sát dòng chảy qua cống vùng triều. Qua việc phân tích kết quả 
khảo sát, chúng tôi tiến hành cải tiến hình dạng mố nhám thông thường và đề xuất loại mố nhám 
chữ V với các ưu điểm nổi bật về thủy lực, mức độ tiêu tán năng lượng và giảm khối lượng xây 
dựng so với các mố nhám tiêu chuẩn. Nghiên cứu được áp dụng thực tế cho công trình cống Thủ Bộ 
- một công trình thuộc hệ thống công trình ngăn triều phục vụ chống ngập cho khu vực thành phố 
Hồ Chí Minh. 
Từ khóa: Cống vùng triều, mô hình toán, mô hình vật lý, Flow-3D. 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ1 
Cống lộ thiên là một hạng mục công trình 
thủy lợi quan trọng phục vụ phát triển dân sinh 
kinh tế. Thông thường, cống lộ thiên là dạng 
cống qua đê và nằm trong vùng chịu ảnh hưởng 
của thủy triều. Ngoài nhiệm vụ lấy nước phục 
vụ tưới, tiêu thoát nước phục vụ phát triển sản 
xuất nông nghiệp, cống còn có thể làm nhiệm 
vụ ngăn triều từ biển chống ngập úng cho vùng 
sản xuất và dân cư bên trong đồng. Ở Việt nam, 
cống vùng triều tập trung tại các vùng thuộc 
đồng bằng châu thổ các sông lớn như sông 
Hồng, sông Cửu Long (sông Mê Công), sông 
Sài Gòn. Cống vùng triều khu vực ĐBSCL và 
TpHCM có đặc thù khác với cống vùng khác là 
(1) ảnh hưởng thủy triều nên diễn biến chế độ 
thủy lực dòng chảy qua cống rất phức tạp; (2) 
cống đặt trên nền đất yếu có tính chất cơ lý rất 
1 Cơ sở 2 - Trường Đại học Thủy lợi. 
xấu, chủ yếu là đất sét mềm yếu kém chặt (đôi 
khi có xen kẹp lăng trụ cát hạt mịn) nên khả 
năng chống xói của đất với dòng chảy rất thấp. 
Đối với những cống vùng triều loại này đã có 
nhiều các nghiên cứu về tiêu năng phòng xói 
cho cống cả về lý thuyết và thực nghiệm. Tiêu 
biểu cho các nghiên cứu này là những nghiên 
cứu về kết cấu tiêu năng phòng xói của Viện 
khoa học Thủy lợi miền Nam ([6], [7]), Công ty 
tư vấn xây dựng Thủy lợi 2 ([11]), Phòng thí 
nghiệm quốc gia về động lực học sông biển – 
Viện khoa học Thủy lợi Việt nam ([1], [2], [5]), 
Trường Đại học Thủy lợi ([3], [4]). Kết quả 
nghiên cứu đã định ra được kết cấu tiêu năng 
dạng chuẩn cho các cống vùng triều cột nước 
thấp bao gồm: bể tiêu năng, hệ thống các 
ngưỡng tản dòng, hệ thống sân sau và hố phòng 
xói. Những kết quả nghiên cứu này đã ứng dụng 
khá tốt đối với rất nhiều các cống vùng triều 
vùng ĐBSCL 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 46 (9/2014) 20 
Với những cống làm nhiệm vụ ngăn triều 
chống ngập úng trong dự án chống ngập khu 
vực Thành phố Hồ Chí Minh là những cống có 
khẩu diện lớn (thông thường là khoảng 40m như 
cống Thủ Bộ) trong bể tiêu năng thiết kế đặt các 
mố nhám tiêu năng làm nhiệm vụ tăng cường 
khả năng tiêu tán năng lượng trong bể. Việc 
thiết kế mố nhám tiêu năng làm tăng chi phí xây 
dựng công trình lên khá lớn. Mặt khác, với 
những cống này do cột nước lớn, cửa van thông 
thường là dạng cửa van phẳng hoặc cửa van 
cung với thời gian đóng mở tương đối lớn, dòng 
chảy qua trong thời gian đóng/mở cửa van cũng 
là yếu tố quan trọng gây xói lở hạ lưu cống. 
Chính vì vậy các mố tiêu năng trong bể đóng 
vai trò hết sức quan trọng cho việc tiêu tán năng 
lượng trong bể. 
Nghiên cứu này ứng dụng công cụ mô hình 
toán 3 chiều mô phỏng dòng chảy qua cống 
vùng triều. Qua việc phân tích kết quả mô 
phỏng, chúng tôi tiến hành cải tiến hình dạng 
mố nhám thông thường và đề xuất loại mố nhám 
chữ V. Hình dạng mố nhám này có các ưu điểm 
nổi bật về chế độ thủy lực, hiệu quả tiêu tán 
năng lượng và giảm khối lượng xây dựng so với 
các mố nhám tiêu chuẩn. Nghiên cứu được áp 
dụng thực tế cho công trình cống Thủ Bộ - một 
công trình thuộc hệ thống công trình ngăn triều 
phục vụ chống ngập cho khu vực thành phố Hồ 
Chí Minh. 
2. GIỚI THIỆU VỀ CÁC DẠNG BỂ TIÊU 
NĂNG VÀ MỐ TIÊU NĂNG 
Đối với các cống vùng triều vận hành đóng 
mở bằng cửa van, khi đóng cửa dòng chảy bị co 
hẹp thì lưu tốc dòng chảy qua cửa cống lớn có 
thể gây xói lở đáy công trình phía hạ lưu, đòi 
hỏi phải xây dựng bể tiêu năng để tiêu tán năng 
lượng, giảm cường độ rối của dòng chảy khi qua 
bể để dòng chảy không gây nguy hiểm cho công 
trình. Thông thường trong bể tiêu năng, người ta 
sử dụng các thành phần bao gồm mố phóng 
(chute block), mố nhám (baffle block) và tường 
tiêu năng (endsill), những thành phần này được 
sử dụng để tạo ra các xáo trộn trong bể, tiêu tán 
năng lượng của dòng chảy. 
Các tài liệu về thủy lực ([8], [9]) và kết quả 
thực nghiệm trên mô hình vật lý đã chỉ ra rằng 
các hình thức, kích thước của thiết bị tiêu năng 
phụ thuộc vào trạng thái chảy và dạng nước 
nhảy sau công trình. Hình thức nước nhảy và 
đặc tính dòng chảy qua công trình liên quan tới 
thông số động năng của dòng chảy Fr2 = v2/gd 
(v là vận tốc dòng chảy; g là gia tốc trọng 
trường, d là độ sâu dòng chảy tại mặt cắt trước 
nước nhảy, Fr số Froud). Theo tài liệu của 
USBR (United States Department of Interior, 
Bureau of Reclamation) [9] các dạng bể tiêu 
năng có thể được phân loại theo số Fr như sau: 
- Trường hợp 1.7 < Fr < 2.5: Dòng chảy khu 
vực bể tiêu năng sẽ là dạng tiền nước nhảy 
(prejump stage). Bể tiêu năng được thiết kế là 
loại I không bao gồm mố nhám, tường tiêu năng. 
- Trường hợp 2.5 < Fr < 4.5: Dòng chảy 
khu vực bể tiêu năng ở trạng thái nước nhảy 
giao động. Bể tiêu năng được thiết kế là loại IV 
(hình 2a). 
- Trường hợp Fr > 4.5: Nước nhảy ổn định 
trong khu vực bể tiêu năng. Bể tiêu năng được 
thiết kế loại III (khi V1<18m/s) (hình 1b) hoặc 
loại II (khi V1> 18m/s) (hình 1a). 
- Trường hợp 1.7 < Fr < 17: Bể tiêu năng 
loại III được cải tiến bằng cách đặt hệ thống mố 
phóng, mố nhám và tường tiêu năng tạo nên bể 
loại SAF bởi Phòng thí nghiệm thủy lực Saint 
Anthony Falls, thuộc Đại học Minesota, Hoa Kỳ 
(hình 2b). 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 46 (9/2014) 21 
 (a) (b) 
Hình 1. Bể tiêu năng loại II (a) và loại III (b) 
(a) (b) 
Hình 2. Bể tiêu năng loại IV (a) và loại SAF (b) 
3. NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN HÌNH DẠNG 
MỐ TIÊU NĂNG TRONG BỂ TIÊU NĂNG 
CÔNG TRÌNH CỐNG THỦ BỘ 
3.1. Thiết kế tiêu năng công trình cống 
Thủ Bộ 
Công trình cống Thủ Bộ là 1 trong 12 cống 
lớn thuộc hệ thống công trình thuỷ phục vụ 
chống ngập úng khu vực Thành phố Hồ Chí 
Minh. Cùng với các công trình khác trong hệ 
thống cống Thủ Bộ có nhiệm vụ kiểm soát triều 
và lũ, chủ động điều tiết mực nước trên kênh 
rạch, tăng khả năng tiêu thoát cho hệ thống tiêu 
thoát nước đô thị, đảm bảo mục tiêu không cho 
ngập do triều và cải thiện điều kiện môi trường 
cho vùng I, đảm bảo giao thông thuỷ qua cống 
và qua âu thuyền trong thời gian không ngăn 
triều, qua âu thuyền trong thời gian ngăn triều 
và kết hợp làm cầu giao thông bộ qua cống. 
Cống Thủ Bộ bao gồm 04 khoang và 1 âu 
thuyền, mỗi khoang cống rộng 40m. Cao trình 
ngưỡng cống -6.5m, cửa van kiểu kéo thẳng 
đứng (lift gate) được vận hành đóng và mở bằng 
xi lanh thủy lực. Yêu cầu thiết kế cửa van phải 
được vận hành đóng trong thời gian 20 phút để 
cắt đỉnh triều trong các tháng triều cường. 
Qua phân tích trạng thái chảy của các trường 
hợp qua cống ứng với các tổ hợp mực nước, lưu 
lượng qua cống cho thấy trạng thái nối tiếp sau 
cống là chảy mặt, nhảy sóng hoặc chảy đáy, nhảy 
ngập. Để xác định ranh giới giữa 2 trạng thái nối 
tiếp Trịnh Công Vấn [11] đã dùng hệ số phân 
giới với = hh/htl (tỉ lệ độ sâu thượng, hạ lưu) 
xét cho vùng Đồng bằng sông Cửu Long lấy 
= 0.85khi đó: > 0.85 là chảy mặt,  < 0.85 
là chảy đáy. Hình thức nước nhảy và chế độ chảy 
với các tổ hợp mực nước thể hiện trên bảng 1. 
Bảng 1. Hình thức nước nhảy và chế độ chảy 
TT Trường hợp 
Trường hợp tính 
toán 
Qtt 
(m3/s) 
q 
(m2/s) Fr 
Hình thức 
nước nhảy 
Chế độ 
chảy 
1 Vận hành Mở hoàn toàn 2321,69 14,5 0,25 Không có nước nhảy Chảy mặt 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 46 (9/2014) 22 
Đóng cửa 50% 1879,88 11,7 1,08 Nước nhảy sóng Chảy mặt 
Đóng cửa 75% 1033,05 6,5 1,78 Nước nhảy yếu Chảy đáy 
Tháng 10 
Đóng cửa 90% 386,43 2,4 2,66 Nước nhảy yếu Chảy đáy 
Mở hoàn toàn 2134,03 13,3 0,21 Không có nước nhảy Chảy mặt 
Đóng cửa 50% 1437,68 9 0,76 Không có nước nhảy Chảy mặt 
Đóng cửa 75% 937,00 5,9 1,49 Nước nhảy sóng Chảy mặt 
2 Vận hành Tháng 11 
Đóng cửa 90% 366,09 2,3 2,35 Nước nhảy yếu Chảy đáy 
Theo tài liệu USRR [9], chiều dài nước nhảy 
được xác định theo quan hệ giữa L/y1 (y1 là độ 
sâu tại mặt cắt co hẹp) và số Fr theo hình 1 và 
thể hiện trên bảng 2. 
Hình 3. Chiều dài nước nhảy với kênh chữ nhật [8] 
Bảng 2. Bảng tính chiều dài nước nhảy 
y1 Chiều dài nước nhảy 
TT Trường hợp Trường hợp tính toán Fr L/y1 (m) (m) 
Đóng cửa 50% 1,08 0,84 2,28 1,92 
Đóng cửa 75% 1,78 7,85 1,11 8,68 1 Vận hành Tháng 10 
Đóng cửa 90% 2,66 16,58 0,44 7,24 
Đóng cửa 75% 1,49 4,91 1,17 5,74 
2 Vận hành Tháng 11 Đóng cửa 90% 2,35 13,46 0,46 6,21 
Với giá trị Fr = 1.7 ÷17, bể tiêu năng được lựa 
chọn là dạng bể Saint Anthony Falls (SAF – 
USBR) [9] với chiều dài được tính toán như sau: 
 Với (1) 
Kích thước bể được tính toán thiết kế sơ như 
sau: Chiều dài bể LB = 14m; khoảng cách từ 
chân ngưỡng cống đến mố nhám: S1 = LB/3 = 
5m; chiều cao ngưỡng cuối: hs = 0.07.D2 = 0.5m 
và bề rộng và khoảng cách giữa các mố nhám: 
WB = WC = 0.75 x D1.= 1m. 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 46 (9/2014) 23 
Qua kết quả thí nghiệm trên mô hình vật lý tại 
Phòng thí nghiệm thủy lực tổng hợp – Viện khoa 
học thủy lợi Miền Nam [13] ta có kích thước bể 
được xác định tối ưu như sau: Chiều dài bể LB = 
20m, chiều cao ngưỡng cuối: hs = 1m. 
3.2. Đề xuất sơ bộ hình dạng mố nhám 
trong bể tiêu năng 
Thông thường trong các loại bể tiêu năng mố 
nhám được thiết kế là dạng hình thang có hình 
dạng và kích thước như Hình 2 (trái) . Để tăng khả 
năng triết giảm cường độ rối, tăng hệ số tiêu tán 
năng lượng, đồng thời làm giảm khối lượng và chi 
phí xây dựng mố nhám, chúng tôi tiến hành thử 
nghiệm loại mố nhám tiêu năng được có dạng chữ 
V (kích thước như Hình 2 (phải)). Các mố nhám 
có hình chữ V được đặt vào lòng bể, và được xếp 
thành 3 hàng liền kề so le nhau; hàng mố nhám 
đầu cách chân ngưỡng cửa van 5m (xem Hình 2). 
Mố nhám hình V Mố nhám truyền thống 
0.48
1.20
49°
41°
Hình 4. Chi tiết các loại mố nhám và bố trí mố nhám trong lòng bể tiêu năng 
3.3. Phân tích hiệu quả của mố nhám cải 
tiến bằng mô hình toán Flow-3D 
3.3.1. Giới thiệu về mô hình toán Flow-3D 
Công cụ sử dụng là phần mềm mô phỏng dòng 
chảy 3 chiều Flow-3D được phát triển bởi công ty 
Flow Science, Inc, Mỹ. Phần mềm được thiết kế 
cho các bài toán mô phỏng dòng chảy 1, 2 và 3 
chiều theo thời gian. Flow-3D sử dụng kỹ thuật 
thể tích khối (volume of fluid (VOF)) để giải hệ 
phương trình Navier-Stokes ([10]). Flow-3D cung 
cấp người sử dụng một cái nhìn sâu sắc về các 
diễn biến của dòng chảy với độ chính xác cao. Với 
các tính năng đặc biệt về khả năng dự báo một 
cách chính xác dòng chảy, Flow3D là một phần 
mềm có thể sử dụng trong các giai đoạn thiết kế 
và trong việc cải thiện quy trình sản xuất. 
3.3.2. Đánh giá kết quả mô phỏng 
Phần mềm Flow-3D được sử dụng để mô 
phỏng dòng chảy qua cống với 2 trường hợp mố 
nhám dạng 1 (dạng hình thang truyền thống) và 
dạng 2 (dạng chữ V). Mô hình toán này cũng đã 
được cân chỉnh và kiểm định qua so sánh với 
kết quả với 1 trường hợp trên mô hình vật lý 
(Hình 5) [12]. 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 46 (9/2014) 24 
Hình 5. So sánh kết quả khảo sát trường vận tốc tại một số mặt cắt giữa mô hình vật lý 
và mô hình toán - Trường hợp đóng cống 75% mực nuớc tháng 10 
TH1: 03 hàng mố nhám hình thang 
Bể TH2: tiêu năng với 03 mố nhám hình V 
Hình 6. Cắt dọc công trình – Trường hợp đóng cống 75% 
Hình 7. Chi tiết dòng chảy qua 02 loại mố nhám - tại cao trình -7.0 
Khi dòng chảy qua bể tiêu năng có các mố 
nhám chữ V thì dòng quẩn sẽ tác động mạnh 
vào khe chữ V và giải phóng năng lượng nhiều 
hơn so với mố nhám hình thang thông thường 
(xem Hình 6). 
So sánh các phương án mố nhám tiêu năng 
(Hình 7), ta thấy dòng chảy qua bể tiêu năng có 
3 hàng mố nhám chữ V nhanh ổn định hơn, chỉ 
sau 10m thì dòng chảy đã ổn định, trong khi các 
phương án 3 hàng mố nhám hình thang thì vẫn 
chưa ổn định. 
Mức độ tiêu tán năng lượng của phương án 
đặt 3 hàng mố nhám chữ V cho kết quả vượt trội 
so với phương án 3 hàng mố nhám hình thang. 
Tương tự từ biểu đồ vận tốc (Hình 8), ta cũng 
thấy rằng chỉ cần đặt 1 hàng mố nhám chữ V thì 
đã cho hiệu quả tiêu tán năng lượng và làm triết 
giảm cường độ rối của dòng chảy gần bằng 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 46 (9/2014) 25 
phương án đặt 3 hàng mố nhám hình thang. 
Nghiên cứu đã được ứng dụng cho công trình 
cống Thủ Bộ. Chọn phương án đặt 3 hàng mố 
nhám hình V để thiết kế tiêu năng phòng xói 
phía hạ lưu cống Thủ Bộ. 
Với cống Thủ bộ có 04 khoang rộng 40 m, 
xây dựng 04 bể tiêu năng và đặt các mố nhám 
tiêu năng vào lòng bể tiêu năng ta thấy phương 
án mố nhám chữ V có số lượng mố nhám và 
khối lượng bê tông nhỏ hơn khá nhiều so với 
phương án mố nhám truyền thống hình thang 
(Bảng 3). 
Hình 8. So sánh cường độ rối và hệ số tiêu tán năng lượng giữa 2 phương án mố nhám khác nhau 
Bảng 3. So sánh khối lượng bê tông xây dựng mố nhám giữa 02 phương án. 
STT Phương án Mô tả Số lượng (mố) 
Khối lượng bê 
tông (tấn) 
1 Phương án 1 03 hàng mố nhám chữ V được đặt liền kề so le nhau. 39 110.2 
2 Phương án 2 
03 hàng mố nhám hình thang đặt so le nhau, 
khoảng cách giữa các mố là 0.8m, các hàng 
cách nhau 0.5m 
59 142.5 
4. KẾT LUẬN 
Đối với các cống vùng triều vận hành đóng 
mở bằng cửa van, khi đóng cửa dòng chảy bị co 
hẹp thì lưu tốc dòng chảy qua cửa cống lớn có 
thể gây xói lở đáy công trình phía hạ lưu. Việc 
xây dựng hệ thống bể tiêu năng để tiêu tán năng 
lượng, triết giảm cường độ rối của dòng chảy để 
giảm thiểu xói lở ở hạ lưu là hết sức quan trọng. 
Để kiểm soát nước nhảy, người ta sử dụng các 
thành phần bao gồm mố phóng (chute block), 
mố nhám (baffle block) và tường tiêu năng 
(endsill), những thành phần này được sử dụng 
để tạo ra nước nhảy ổn định và làm cho bể tiêu 
năng và chiều dài gia cố càng ngắn càng tốt. 
Với các cống có khẩu diện lớn việc xây dựng 
các mố nhám trong bể tiêu năng đôi khi làm 
tăng chi phí xây dựng lên khá lớn. Nghiên cứu 
này ứng dụng công cụ mô hình toán 3 chiều để 
khảo sát dòng chảy qua cống vùng triều. Qua 
việc phân tích kết quả tính toán, mố nhám thông 
thường đã được cải tiến và loại mố nhám chữ V 
được đề xuất với các ưu điểm nổi bật về thủy 
lực, mức độ tiêu tán năng lượng và giảm khối 
lượng xây dựng so với các mố nhám tiêu chuẩn. 
Kết quả mô phỏng cho thấy, khi dòng chảy qua 
bể tiêu năng có các mố nhám chữ V thì dòng 
quẩn sẽ tác động mạnh vào khe chữ V và giải 
phóng năng lượng nhiều hơn so với mố nhám 
hình thang thông thường, cường độ rối cũng như 
hệ số tiêu tán năng lượng tăng hơn đáng kể. 
Nghiên cứu được áp dụng thực tế cho công trình 
cống Thủ Bộ - một công trình thuộc hệ thống 
công trình ngăn triều phục vụ chống ngập cho 
khu vực thành phố Hồ Chí Minh. 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 46 (9/2014) 26 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. Trương Đình Dụ (1994): “Vài ý kiến về thiết kế sân sau của các cống tháo nước”, Tuyển tập kết 
quả khoa học và công nghệ (1988 – 1994) Viện KHTL Quốc Gia, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội. 
[2]. Lưu Như Phú (1992): “Các chế độ thủy lực tiêu năng phòng xói cống vùng triều”, Tuyển tập 
báo cáo khoa học, Viện Khoa học Thủy lợi, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội. 
[3]. Phạm Ngọc Quý (1992): “Mô hình toán thiết lập công thức thực nghiệm tính chiều sâu lớn 
nhất của hố xói ổn định sau đập tràn cột nước thấp”, Nội san khoa học, Trường Đại học 
Thủy lợi, Hà Nội. 
[4]. Phạm Ngọc Quý (2003): “Nối tiếp và tiêu năng hạ lưu công trình tháo nước”, NXB Xây 
dựng, Hà Nội. 
[5]. Hàn Quốc Trinh (1994): “Biện pháp tiêu năng phòng xói tối ưu cho cống vùng triều”, Tuyển 
tập kết quả khoa học và công nghệ (1988 – 1994) Viện KHTL Quốc Gia, Nxb Nông nghiệp, 
Hà Nội. 
[6]. Trần Như Hối và nnk (2000): “Phương pháp kiểm định và đề xuất giải pháp tiêu năng phòng 
xói cho cống vùng triều ĐBSCL”, Viện KHTL Miền Nam, TP. Hồ Chí Minh. 
[7]. Nguyễn Thanh Hải (2004): “Nghiên cứu xác định sơ đồ kết cấu tiêu năng phòng xói hợp lý 
cho cống vùng triều ĐBSCL - Ứng dụng cho cống Ba Lai tỉnh Bến Tre”, Luận văn thạc sĩ kỹ 
thuật, Trường Đại học Thủy lợi, Hà Nội . 
[8]. Peterka, A.J. (1984): “Hydraulic Design of Stilling Basin and Energy Dissipators”, United 
States Department of Interior, Bureau of Reclamation. 
[9]. U.S. Department of Transportation, Federal Highway Administration (2000): “Hydraulic 
Design of Energy Dissipators for Culverts and Channels”, Technical Report Documentation. 
[10]. Hirt, C.W. and Nichols, B.D. (1981): “Volume of Fluid (VOF) Method for the Dynamics of 
Free Boundaries”, Journal of Computational Physics 39, 201. 
[11]. Trịnh Công Vấn (2003): “Hố xói sau công trình thủy lợi tại ĐBSCL”, Luận án Tiến sỹ 
KHKT, Viện khoa học Thủy lợi Miền Nam, TP. Hồ Chí Minh. 
[12]. Phạm Văn Song và Vũ Hoàng Thái Dương (2012): “Sử dụng mô hình toán và mô hình vật lý 
xác định hình thức và quy mô hợp lý cho giải pháp tiêu năng phòng xói hạ lưu cho công trình 
cống Thủ bộ”, Tạp chí khoa học thủy lợi và Môi trường, ISSN 1859-3941, Vol 37/6-2012. 
[13]. Báo cáo kết quả mô hình thí nghiệm cống Thủ Bộ - Giai đoạn TKKT (2012), Viện khoa học 
Thủy lợi miền Nam, TP. Hồ Chí Minh. 
Abstract: 
DEVELOPMENT OF V-SHAPE BAFFLES OF STILLING BASIN 
FOR LARGE TIDAL BARRIER – APPLICATION FOR THU BO BARRIER 
For large tidal barriers, stilling basins are designed with baffles in order to enhance energy 
dissipation in the stilling basin. With this type of barrier, the baffle system increases the 
construction costs. On the other hand, barriers with high water head and lift gate or radial gate, 
the flow through the gate open is an important factor causing the esosion in downstream. 
Therefore, the baffles have an important role for dissipation in the stilling basins of large tidal 
barriers.The study uses the Flow-3D simulation tool to investigate the flow over the tidal barrier. 
Through the analysis of the simulation results, the classical shape of baffle (trapezoidal shape) is 
improved and a V-shape baffle is proposed with advantages of hydraulic energy dissipation. With 
the V-shape baffles, the construction costs are reduced and lower than the stilling basin with 
trapezoidal shape baffles. The study has been applied for Thu Bo barrier – one of the lagest 
barriers in the hydraulic work system in the project of flood protection for Ho Chi Minh ciy. 
Keywords: Tidal barier, numerical simulation, physical modeling, Flow-3D. 
Người phản biện: PGS.TS. Nguyễn Thu Hiền BBT nhận bài: 05/9/2014 
Phản biện xong: 17/9/2014 

File đính kèm:

  • pdfnghien_cuu_cai_tien_mo_tieu_nang_sau_cong_vung_trieu_co_khau.pdf