Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4118:1985 về hệ thống kênh tưới – tiêu chuẩn thiết kế đã được thay thế bởi Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 4118:2012 về Công trình thủy lợi – Hệ thống tưới tiêu – Yêu cầu thiết kế .
Nội dung toàn văn Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4118:1985 về hệ thống kênh tưới – tiêu chuẩn thiết kế
TIÊU CHUẨN VIỆTNAM
TCVN 4118 : 1985
HỆ THỐNG KÊNH TƯỚI – TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ
Irrigation systems – Design standard
Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu khi thiết kế mới và thiết kế sửa chữa các hệ thống kênh tưới.
1. Quy định chung
1.1. Hệ thống kênh tưới được phân cấp theo bảng 1
Bảng 1
|
Diện tích tưới (103ha) |
Cấp công trình kênh |
|
Lớn hơn 50 Lớn hơn 10 đến 50 Lớn hơn 2 đến 10 Nhỏ hơn hoặc bằng 2 |
II III IV V |
Chú thích:
1. Khi kênh tưới đồng thời làm nhiệm vụ khác (như giao thông thuỷ, cấp nước dân dụng công nghiệp v.v…) thì cấp của kênh tưới được lấy theo cấp của kênh làm nhiệm vụ nếu kênh tưới có cấp thấp hơn.
2. Cấp của các công trình trên kênh tưới cũng được xác định theo bảng 1. Khi có kết hợp với cấp của các công t1’in// trên kênh tưới lấy theo cấp của các công trình kĩ thuật này của công trình trên kênh tưới có cấp thấp hơn.
1.2. Hệ thống kênh tưới bao gồm các kênh thuộc mạng lưới kênh tưới và các công trình trên kênh. Các công trình trên kênh bao gồm: các công trình lấy nước, điều tiết, đo nước, chuyển nước, tiêu nước, xả nước, khi có sự cố và xả nước cuối kênh kênh, công trình giao thông và các công trình quản lí hệ thống kênh tưới.
1.3. Mạng lưới kênh tưới bao gồm: kênh chính các kênh nhánh cấp I, các kênh nhánh cấp II, các kênh nhánh cấp III, v.v… và các kênh nhánh cấp cuối cùng dẫn nước vào khoảng (lô) sản xuất.
Chú thích:
1. Kênh chính dẫn nước từ nguồn nước (tại đầu mối thuỷ lực) phân phối nước cho các kênh
2. Kênh nhánh cấp I dẫn nước từ kênh chính phân phối nước cho các kênh nhánh cấp II,
3. Kênh nhánh cấp II dẫn nước từ kênh nhánh cấp I phân phối nước cho các kênh nhánh cấp III, v.v…
1.4. Những kí hiệu các kênh thuộc mạng lưới kênh tưới được quy định như sau:
Kênh chính: K.C;
Kênh nhánh cấp I: N1, N2, N3; v.v…;
Kênh nhánh cấp II: Nl- l; Nl- 2; Nl- 3; v.v… ,
N2- l; N2- 2; N2- 3; v.v. ..;
N3- l; N3- 2; N3- 3 l v.v…
Kênh nhánh cấp III: Nl- l- 1; Nl- l- 2; Nl- 1- 3; v.v…
N1- 2- l , Nl- 2- 2; Nl- 2- 3.
Chú thích:
1. Trong trường hợp một hệ thống kênh tưới có nhiều kênh chính thì ký hiệu như sau: K.C1; K.C2, K.C3 v.v… (chỉ số 1; 2; 3;v.v…) đánh theo chiều kim đồng hồ
2. Những kí hiệu 1 chỉ số của kênh nhánh biểu thị kênh nhánh cấp I; có hai trị số biều thị kênh nhánh cấp II; có ba chỉ số, biều thị kênh nhánh cấp III; v.v…
3. Chỉ số biểu thị kênh nhánh cấp I như sau: nếu đi theo dòng nước chảy trên kênh chính thì dùng
số chẵn cho kênh bên phải, số lẻ cho kênh bên trái. Đối với kênh nhánh cấp II trở xuống thì kí hiệu theo thứ tự 1, 2, 3, v.v… kề từ dầu kênh cấp trên của chúng không phân bên phải hoặc bên trái.
Sơ đồ các kí hiệu mạng lưới kênh tưới được thể hiện ở hình 1.
1.5. Khi thiết kế hệ thống kênh tưới, cần xác định các hệ số sau:
a) Sử dụng ruộng đất (Ksd):
Trong đó:
(1)
ωdt– Diện tích đất thực tế được tưới bằng công trình thuỷ lợi, bao gồm diện tích cây lương thực, cây công nghiệp, rau, đồng cở và cây ăn quả;
Fd– Diện tích đất vùng được tưới, bao gồm cả diện tích ωdt và diện tích dùng làm hệ thống kênh tưới, các kênh trong khoảnh (lô), các công trình, đường sá, ao hồ, các khu xây dựng khác (nhà ở, trạm trại, công xưởng v.v… cũng như các diện tích nằm tách biệt bên trong các khoảng (lô) mà việc tưới các diện tích này xét thấy không hợp lí.
Chú thích: Để xác định diện tích đất vùng được tưới do công trình thuỷ lợi nào đảm nhiệm việc phân ranh giới vùng được tưới căn cứ vào ranh giới đồi núi, sông ngòi, đường sá, hoặc các ranh giới hành chính thuận lợi cho việc tổ chức quản lí, khai thác công trình.
b) Hệ số chiếm đất của hệ thống kênh (Kcđ):
Trong đó:
(2)
Fcđ – Diện tích chiếm đất của hệ thống kênh tưới và kênh tiêu làm mới do hệ thống kênh tưới gây trở ngại tình trạng tiêu tự nhiên như trước khi xây dựng hệ thống kênh tưới đó;
– Kí hiệu theo giải thích trong công thức (1) .
Trong mọi trường hợp, Kcđ Phải thoả mãn biểu thức dưới đây:
Kcđ ≤ [Kcđ]; (3)
Hệ số chiếm đất cho phép (Kcđ) xác định theo bảng 2
Bảng 2
|
Vùng |
Kcđ (%) |
|
1. Cây lương thực,rau – Miền núi – Trung du và đồng bằng 2. Cây công nghiệp 3. Đồng cỏ |
4 đến 6 5 đến 7 3 đến 4 2 đến 3 |
Khi biểu thức (3) không thoả mãn, trong thiết kế phải có luận chứng kinh tế kĩ thuật
2. Bố trí mặt bằng hệ thống kênh tưới
2.1. Hệ thống kênh tưới bằng đất.
2.1.1. Khi thiết kế mặt bằng tuyến kênh phải xét tưới quy hoạch trồng trọt trong khu vực nên bố trí kênh riêng biệt cho từng vùng trồng trọt như vùng trồng lúa nước,vùng rau mầu, vùng trồng cây công nghiệp v.v…
2.1.2. Cần bố trí các nhánh kênh sao cho phạm vi tối của chúng nằm gọn trong từng địa giới khu vực hành chính hoặc các đơn vị sản xuất như nông trường, hợp tác xã để việc tổ chức sản xuất nông nghiệp và quản lí phân phối nước hợp lí.
2.1.3. Khi thiết kế kênh tưới phải xét tưới việc sử dụng tổng hợp nhằm thoả mãn các nhu cầu dùng nước của các ngânh kinh tế để mang lại lợi ích lớn nhất, như phát điện vận tải thuỷ, cấp nước cho công nghiệp và dân dụng.
2.1.4. Kênh tưới phải được thiết kế sao cho việc tưới tự chảy được nhiều nhất.
2.1.5. Cần thiết kế mạng lưới kênh tưới đi qua những vùng có địa chất tốt để kênh ổn định, ít thấm.
2.1.6. Thiết kế kênh nhánh cấp trên phải tạo điều kiện thuận lợi để thiết kế kênh nhánh cấp dưới và các công trình trên kênh.
2.1.7. Phương án thiết kế kênh phải bảo đảm:
a) Kênh vượt qua chướng ngại vật ít nhất;
b) Khối lượng đào, đắp ít;
c) Chiếm ít diện tích đầt sản xuất;
d) Dễ thi công, dễ quản lí.
2.1.8. Hệ thống kênh tưới phải thiết kế đồng thời với hệ thống kênh tiêu, để tạo thành một hệ thống tưới, tiêu hoàn chỉnh.
2.1.9. Để tiết kiệm đất canh tác, việc lấy đất đắp kênh và đổ đất thải ra cần bố trí hợp lí. Phải san, lấp các thùng đấu san bãi thải, giữ đất mầu làm đất trồng trọt.
Khi lập dự toán phải chú ý tính cả chi phí bóc đất mầu và san trả đất mầu để canh tác.
2.1.10. Khi thiếu đất đắp hoặc lấy đất đắp bờ kênh khó khăn, có thể lấy đất ở lòng kênh để đáp nhưng phải thoả mãn các điều kiện sau:
Khoảng cách giữa các hố đào ở lòng kênh không được nhỏ hơn 3m;
Chiều dài của hố đào từ 3 đến 5m; chiều sâu của hồ đào được xác định bởi chiều sâu của mực nước ngầm (để nước ngầm không chảy vào kênh và ngược lại), bởi phương tiện đào hố và kích thước mặt cắt kênh, nhưng trong mọi trường hợp không được sâu hơn 0,5m.
Mái dốc của hố đào phải bằng hoặc lớn hơn mái dốc của kênh tại cùng một mặt cắt
2.1.11. Khi kênh đi dưới đường dây tải điện, khoảng cách tối thiểu từ đỉnh bờ kênh đến đường dây điện thấp nhất phải theo quy định dưới đây:
Điện thế đến 110KV, không nhỏ hơn 6m;
Điện thế đến 150KV, không nhỏ hơn 6,5m;
Điện thế đến 220KV, không nhỏ hơn 7,0m;
2.1.12. Khi kênh đi song song với đường dây tải điện thì khoảng cách từ mép trên ở phía mái dốc ngoài của kênh đến cột đường dây không được nhỏ hơn chiều cao cột tương ứng.
2.2. Hệ thống tưới bằng máng nổi
2.2.1. Hệ thống tưới bằng máng nổi được áp dụng trong các điều kiện sau:
a) Tuyến kênh đi qua vùng đất thấm nước mạnh, lầy thụt;
b) Tuyến kênh đi qua vừng đồi núi hoặc thung lũng có hiện tượng sụt lở, kém ổn định
2.2.2. Khoảng cách giữa các máng nổi phân nước được quy định tuỳ theo điều kiện địa hình của khu tưới và phải xác định trên cơ sở tính toán kinh tế, kĩ thuật.
2.2.3. Máng nổi nên thiết kế với vận tốc lớn để giảm mặt cắt ngang của máng và chống bồi lắng trong máng.
2.2.4. Mặt cắt ngang của máng nên thiết kế dạng parabôn, nửa hình tròn, chù nhật hoặc hình thang.
3. Các công trình trên hệ thống kênh tưới .
3.1. Các công trình trên hệ thống kênh tưới phải được bố trí một cách hợp lí nhằm:
Phân phối nước, điều tiết lưu lượng và mực nước trong kênh (như công trình lấy nước, cống điều tiết, v.v…);
Đo lượng nước tại điểm lấy nước và trong hệ thống phân phối nước (như các công trình đo nước);
Nổi tiếp mực nước thượng, hạ lưu làm giảm độ dốc của đáy kênh, giảm khối lượng đào, đắp kênh (như bậc nước, dốc nước);
Chuyển nước trên kênh qua những chỗ giao nhau giữa kênh tưới với sông suối, với kênh tưới, kênh tiêu khác, với đường sắt, với vùng đầt trũng (như cầu máng, cống luồn, cầu giao thông v.v…);
Bảo đảm sự an toàn của hệ thống (như tràn bên kênh gọi tắt: là tràn bên, cống tháo nước cuối kênh);
Ngăn cát và phù sa hạt thô (như bể lắng cát, đập chắn cát ở đầu kênh chính, v.v…);
Bảo đảm giao thông thuỷ, bộ trên những đoạn kênh có điều kiện (như công trình cầu giao thông, âu thuyền);
Bảo đảm khả năng thoát lưu và tiêu úng (như các công trình tiêu nước);
Tạo điều kiện thuận lợi cho công tác quản. lí và khai thác hệ thống, từng bước hiện đại hoá hệ thống tưới (như nhà quản lí, hệ thống liên lạc, hệ thống mốc độ cao và cột kilômét.
Khi xây dựng các công trình trên hệ thóng kênh tưới cần phải rút bởi tối đa số lượng các công trình trên kênh bằng cách kết hợp một công trình làm nhiều chức năng (như một công trình vừa làm nhiệm vụ chia nước, điều chỉnh mức nước, đo nước, v.v. ..).
Các công trình điều tiết ở gần nhau cần kết hợp thành một cụm để bảo đảm thuận tiện trong việc khai thác hệ thống đo nước sử dụng, tạo ra các mực nước khống chế
3.2. Những yêu cầu kĩ thuật đối với các công trình trên hệ thống kênh tưới:
3.2.1. Cống lấy nước phải bảo đảm chuyển được lưu lượng nước từ kênh cấp trên vào kênh nhánh cấp dưới phù hợp với nhu cầu dùng nước.
Cửa cống phải kín nước, đóng mở thuận tiện cho công tác phân phối và tưới nước.
3.2.2. Công trình điều tiết mực nước và lưu lượng.
Công trình điều tiết có tác dụng dâng nước và điều tiết lưu lượng phục vụ tưới luân phiên và dâng nước tại những nơi cần thiết (thường là những nơi có sự thay đổi đột ngọt về độ cao mực nước hoặc đoạn kênh dài có tổn thất đâu nước lớn không đạt được mực nước khống chế…). Công trình điều tiết phải có cửa van kín và thiết bị đóng mở thuận tiện. Công trình điều tiết thường được kết hợp làm cầu qua kênh hoặc công trình nổi tiếp như bậc hoặc dốc nước. Khi kênh có kết hợp vận tải thuỷ thì chiều rộng cửa và độ cao tĩnh không phải phù hợp với loại tàu thuyền qua lại trên kênh.
3.2.3. Công trình đo nước.
Trong hệ thống kênh tưới cần phải bố trí công trình đo mực nước và lưu lượng, phục vụ cho lông tác quản lí, phân phồi nước, tưới nước.
Công trình đo nước đặt ở đầu kênh chính, đầu các kênh nhánh.
Ngoài các công trình đo nước, trong hệ thống kênh tưới cần có công trình đo chuyên dùng để đo các thông số vận tải, độ bối, xói v.v…
Công trình đo nước ở đầu kênh chính dùng để đo lượng nước từ nguồn nước của hệ thống và đặt cách cống lấy nước ở đầu kênh chính về phía hạ lưu khoảng 50 đến 200m (đặt tại nơi có dòng chảy đã trở lại trạng thái chảy ổn định đều trong kênh).
Công trình đo nước ở đầu các kênh nhánh aùng để đo lượng nước từ kênh cấp trên vào kênh nhánh cấp dưới, do tổn thất đầu nước trên kênh và đặt cách cống lấy nước ở đầu kênh nhánh về phía hạ lưu từ 20 đến 100m (đặt tại nơi có dòng chảy đã trở lại trạng thái chảy ổn định đều trong kênh).
Có thể tận dụng công trình thủy công để đo nước.
3.2.4. Các điều kiện sử dụng công trình thủy công để đo nước:
Công trình thủy công phải hoàn chỉnh, không hư hỏng, rò rỉ, biến dạng, thiết bị đóng mở phải tốt, vận hành an toàn;
Trước và sau công trình rãnh cửa không có bùn cát lắng đọng, không có rác tích tụ làm cản trở dòng chảy;
Khi dòng chảy từ phía bên vào công trình thì vận tốc dòng chảy không được quá 0,7 m/s. Dòng chảy vào công trình phải ồn định;
Dòng chảy vào công trình theo phía chính diện phải đối xứng; Tổn thất cột nước qua công trình không được nhỏ hơn 5cm;
Dòng chảy qua công trình ở trạng thái tự do, khi ở trạng thái chảy ngập thì chi tiêu ngập như sau:
Chiều sâu nước hạ lưu phải thấp hơn hoặc bằng 0,90 chiều sâu nước thượng lưu.
3.2.5. Công trình nổi tiếp: bậc nước hoặc dốc nước.
Bậc nước hoặc dốc nước có thể bố trí tập trung hoặc phân tán tuỳ theo yêu cầu khống chế mực nước trên kênh và điều kiện kinh tế, kĩ thuật.
Bậc nước hoặc dốc nước cần có hình thức cửa vào thích hợp để duy trì được mức nước ở thượng lưu công trình, tránh hiện tượng phát sinh đường nước hạ.
3.2.6. Công trình chuyển nước: cầu máng, cống luồn a) Cầu máng:
Khi kênh cắt qua đường giao thông, mà mặt đường giao thông thấp hơn nhiều so với đáy kênh thì nên làm cầu máng qua đường. Chiều cao từ mặt đường đến đáy cầu máng phải lớn hơn độ cao của các phương tiện đi lại trên đường.
Đối với nước dòng sông, suối, kênh không có yêu cầu giao thông thuỷ, khi có kênh tưới cần vượt qua mà đáy kênh tưới cao hơn mực nước lớn nhất của sông suối thì nên làm cầu máng nổi tiếp kênh tưới. Trường hợp đặc biệt vẫn phải làm cầu máng khi đáy của máng thấp hơn mực nước lớn nhất của sông, suối mà kênh cầt qua (nhưng không được ngập máng) thì cầu máng phải có kết cấu vững chắc để chống lực đẩy nổi, chống các tác động cơ học của các vật nổi và lực xô ngang của dòng chảy.
Đối với nước sông, suối, kênh có yêu cầu giao thông thuỷ thì độ dài của nhịp máng phải vượt qua và độ cao tĩnh không phải đảm bảo cho tàu thuyền qua lại dưới gầm cầu máng được an toàn.
Hai đầu cầu máng cần có biện pháp chống thấm tốt tránh rò rỉ.
Chân trụ cầu máng phải được bảo vệ vững chắc, tránh xói, lở.
b) Cống luồn:
Khi kênh tưới đi qua sông, suối, kênh tưới, tiêu, đường sá mà mực nước kênh tưới chênh không nhiều với mực nước sông, suối, kênh khác và cao trình mặt đường thì nên làm cống luồn.
Nếu lưu lượng của sông suối nhỏ hơn lưu lượng kênh tưới cắt qua (kể cả trong mùa lũ) thì nên làm cống luồn dưới kênh.
Đối với cống luồn nằm dưới kênh, cần đắp một lớp đất đầm chặt trên đỉnh cống luồn dày khoảng từ 0,3 đến 0,5m.
Khoảng cách từ đáy kênh tưới đỉnh cống luồn nằm dưới nó không nhỏ hơn một độ dày f.
Trường hợp kênh có giao thông thuỷ f – 1,0m;
Trường hợp kênh không có giao thông thuỷ f = 0,5 ÷ 0,7m.
Đối với đoạn cống luồn nghiêng, góc nhọn nghiêng hợp bởi giữa tim cống luồn và đường nằm ngang không nên lớn hơn 200
Để tránh lắng đọng bùn cát trong cống luồn, vận tốc dòng chảy trong cống luồn nên tế 1,5 đến 4m/s và không được nhỏ hơn vận tốc dòng chảy trong kênh tại đoạn vào và ra của cống luồn đó. Trường hợp vận tốc trung bình của dòng chảy trong cống luồn nhỏ hơn 1,5m/s, tnỉớc cống luồn cần có bể lắng cát. Cần có luận chứng kinh tế và kĩ thuật để chọn vận tốc dòng chảy trong cống luồn và đường kính của cống hợp lí.
Trước cửa cống luồn phải có lưới chắn rác. Phải kiểm tra các chế độ thuỷ lực trong cổng luồn đối với lưu lượng lớn nhất và nhỏ nhất, tránh hiện tượng nước chảy trong cống.
Chỉ làm cống luồn bằng thép trong trường hợp áp suất trong cống luồn lớn hơn 10at. Khi áp suất nhỏ hơn 10at, muốn làm cống luồn bằng thép phải có luận chứng kinh tế kĩ thuật.
3.2.7. Công trình xả nước khi có sự cố và xả nước cuối kênh.
a) Tràn bên
Hệ thống kênh tưới cần phải có các công trình tràn bên để phòng ngừa nước tràn bờ kênh, gây sạt lở vỡ bờ khi:
Cống lấy nước đầu kênh bị hỏng, nước vào kênh quá nhiều; nước mưa, nước lũ ở các lưu vực nhỏ hai bên bờ kênh chảy vào trong kênh quá nhiều;
Cống ở đầu kênh đã mở, nhưng các cồng lấy nước hoặc cống điều tiết ở phiá sau mở chậm hoặc mở nhỏ hơn quy định làm cho nước trong kênh dâng cao gây tràn bờ.
Các vị trí cần đặt tràn bên:
Hạ lưu các cống lấy nước đầu kênh;
Thượng lưu đoạn kênh xung yếu, như đoạn kênh đắp nổi dễ bị xói lở hoặc đoạn kênh đi men sườn dốc;
Thượng lưu cống điều tiết: cầu máng, cống luồn hoặc cống phân phối nước, v,v…
Cuối đoạn kênh có nước mưa lũ chảy vào.
Độ cao đường tràn bên lấy bằng độ cao mức nước thiết kế trong kênh, cột nước tràn bằng hiệu số giữa mức nước lớn nhất và mực nước thiết kế trong kênh.
Lưu lượng thiết kế qua tràn bên có thể lấy bằng 50% lưu lượng thiết kế của kênh ở vị trí đặt tràn bên.
Khi dùng tràn bên để tháo lượng nước mưa lũ chảy vào kênh thì lưu lượng qua tràn bên lấy bằng lưu lượng mưa lũ chảy vào kênh đó. Trong trường hợp này cần có biện pháp xủ lí sự lắng đọng bùn cát trong kênh và cần có tràn bên để tháo hết lượng nước mưa lũ đã chảy vào kênh.
Chú thích: Chi nên làm tràn bên để tháo nước mưa lũ chảy vào kênh khi địa hình không cho phép làm cống tiêu nước cắt qua kênh và lưu vực tập trung nước mưa nhỏ
b) Cống tháo nước cuối kênh.
Trong mạng lưới kênh tưới mà đoạn kênh cuối có lưu lượng bằng hay lớn hơn 0,5 m3/s, phải làm cống tháo nước cuối kênh để xả bớt nước trong kênh khi mực nước dâng quá cao hoặc tháo cạn nước trong kênh để sửa chữa kênh hoặc công trình trên kênh. Cống tháo nước cuối kênh lấy bằng 25 đến 50% lưu lượng thiết kế của đoạn cuối kênh.
3.2.8. Bể lắng bùn cát.
Bể lắng bùn cát thường được đặt ở những vị trí: Sau cống lấy nước đầu kênh chính;
Trước công trình dẫn nước như cầu máng, cống luồn v.v… Nơi có vận tốc nước trong kênh giảm đáng kề;
Nơi có điều kiện địa hình, địa chất thích hợp cho việc rửa bùn cát lắng đọng.
3.2.9. Công trình vận tải thuỷ trên kênh.
ở những đoạn kênh tưới có mực nước thay đổi, muốn kết hợp vận tải thủy, cần xây dựng các âu thuyền để tàu và thuyền qua lại an toàn. Việc thiết kế âu thuyền phải do các cơ quan có thẩm quyền quyết định.
3.2.10. Cầu qua kênh.
Khi kênh hoặc công trình trên hệ thống kênh cắt qua đường giao thông, cần bố trí cầu giao thông để đảm bảo giao thông bình thường. Khi thiết kế cầu trên kênh cần xét đến yêu cầu cải tạo và mở rộng của mạng lưới giao thông khu vực.
Cầu giao thông (sắt, bộ), phải thiết kế theo các tiêu chuẩn, quy phạm hiện hành
Đối với kênh có giao thông thuỷ, cầu giao thông phải bảo đảm độ cao tĩnh không cho tàu, thuyền qua lại
3.2.11. Các công trình quản lí khai thác hệ thống kênh tưới. Trên hệ thống kênh tưới cần có:
a) Khu trung tâm và các đơn vị quản lí khu vực (nhà làm việc, nhà ở của công
b) Hệ thống liên lạc giữa khu trung tâm và các đơn vị quản lí khu vực;
c) Cột km đặt trên bờ kênh bên phải, khi nhìn theo chiều dòng chảy của kênh chính và kênh nhánh cấp I có lưu lượng bằng hoặc lớn hơn 1m3/s;
d) Hệ thống mốc độ cao dùớỉ đáy kênh và dọc theo tim kênh đối với kênh chính và kênh nhánh cấp I có lưu lượng bằng hoặc lớn hơn 1m3/s được làm tương ứng với cột km trên bờ kênh.
Chú thích: Cột km và cột mốc độ cao phải có kết cấu vững chắc, thuận tiện cho công tác quản lí, không làm ảnh hưởng đến sự đi lại trên bờ kênh.
4. Mực nước khống chế trên kênh tưới
4.1. Hệ thống kênh tưới phải có năng lực chuyển nước và bảo đảm mực nước cần thiết
4.2. Độ cao mực nước trong hệ thống kênh phụ thuộc độ cao mặt ruộng được tưới và Độ cao mực nước của kênh cấp trên tại đầu kênh nhánh cấp dưới xác định như sau:
Trong đó:
ψn – Tổn thầt đầu nước qua cống đầu kênh nhánh cấp dưới;
’n Mực nước tại đầu kênh nhánh cấp dưới ứng với lưu lượng thiết kế;
A0 – Độ cao mặt ruộng’cần tưới tự chảy;
HR – Chiều sâu lớp nước tưới trên mặt ruộng:
Tổng các tổn thất cột nước trong hệ thống kênh nhánh cấp dưới do mưa sát dọc theo chiều dài;
Tổng các tổn thất cột nước (cục bộ) qua các công trình trên hệ thống kênh nhánh cấp dưới
4.3. Khi chọn trị số A0 cần có luận chứng kinh tế kĩ thuật.
4.4. Đối với ruộng lúa nước hoặc ruộng tưới rãnh, mực nước ở kênh nhánh cấp cuối cùng ứng với lưu lượng thiết kế phải cao hơn lớp nước mặt ruộng hoặc cao hơn mực nước cao nhất ở đầu luồng từ 0,05 đến 0,1m.
4.5. Tổn thất cột nước qua các công trình trên hệ thống kênh tưới xác định theo phụ lục l.
4.6. Để bảo đảm mực nước tưới cần thiết khi kênh làm việc với lưu lượng nhỏ nhất, cần có các công trình điều tiểt để nâng cao mực nước.
5. Tính toán lưu lượng và hệ số lợi dụng của hệ thống kênh tưới
5.1. Các lưu lượng dùng để thiết kế kênh
5.1.1. Để xác định mặt cắt kênh tưới cần dùng 3 cấp lưu lượng: Lưu lượng thiết kế Q (gọi tắt là lưu lượng kênh)
Lưu lượng nhỏ nhất Qmin;
Lưu lượng lớn nhất (lưu lượng bất thường) Qmax
Lưu lượng thiềt kế là lưu lượng lớn nhất trong biểu đồ lưu lượng thiết kế thuộc một đoạn kênh, một cầp kênh hay một hệ thống kênh. Biểu đồ lưu lượng được xây dựng trên cơ sở của biểu đồ hệ số tưới của các loại cây trồllg do kênh đó đảm nhiệm tưới sau khi đã được điều chỉnh.
Lưu lượng thiết kế dùng để xác định kích thước mặt cắt kênh và để thlết kế các công trình trên kênh.
Lưu lượng nhỏ nhất dùng để kiểm tra khả năng bối lắng trong kênh, khả năng bảo đảm tưới tự chảy, để trên cơ sở đó nghiên cứu, thiết kế công trình điều tiết trên kênh.
Lưu lượng nhỏ nhất của một đoạn kênh, một cấp kênh, một hệ thống kênh không được nhỏ hơn 40% lưu lượng thiết kế tương ứng.
Lưu lượng lớn nhất dùng để kiểm tra khả năng xói lở và xác định độ cao an toàn của đỉnh bờ kênh. Lưu lượng lớn nhất được xác định bằng lưu lượng thiết kế nhân thêm với hệ số K. Hệ số K được quy định như sau:
a) Khi lưu lượng thiết kế Q nhỏ hơn lm3/s thì K bằng 1,2 đến 1,3.
b) Khi lưu lượng thiết kế Q bằng l đến 10m3/S thì K bằng 1,15 đến 1,2
c) Khi lưu lượng thiết kế Q lớn hơn 10m3/s thì K bằng 1, 10 đến 1,15
Chú thích: Hệ số K sc tỉ lệ nghịch với lưu lượng Q (tức là Q càng lớn thì K càng nhỏ).
Ví dụ: Q = 1m3/s và 10m3/s.
Qmax (ứng với Q – 1m3/s) = 1 x 1,20 = 1,20 m3/s.
Qmax (ứng với = 10m3/s — 10 x 1,15 = 11,5 m3/s.
5.1.2. Lưu lượng thiết kế thực tế (Q thực tế) là lưu lượng thiết kế của kênh chưa kế tổn thất
(Qthưc tế ) =q.ω.10-3, (m3/s) (6)
Trong đó:
q – Hệ số tưới thiết kế trên mặt ruộng (1/s.ha);
ω – Diện tích tưới do kênh đó phụ trách (ha) .
Căn cứ vào biểu đồ hệ số tưới đã được điều chỉnh của các loại cây trồng chính để chọn hệ số tưới q.
5.1.3. Lưu lượng nhỏ nhất thực tế (Qminthực tế) được xác định theo công thức (6). Trong đó q được thay thể bằng qmin.
Căn cứ vào biểu đồ hệ số tưới đã được điều chỉnh để chọn trị số của hệ số tưới qmin
5.1.4. Lưu lượng toàn bộ của kênh là lưu lượng cần chuyển vào đầu kênh để bảo đảm Qthực tế đã xác định kí htệu là Qtoàn bộ
Qtoàn bộ = Qthực tế + Qtồn thất; (7a)
hoặc
(7b)
Trong đó:
Qtổn thất – Lưu lượng tổn thất trên kênh tương ứng với Qtoàn bộ cần xác định trên kênh đó;
η- Hệ số lợi dụng của kênh, xác định theo các điều (5.3. 1) đến (5.3.6)
Chú thích: Qthực tế; Qmin thực tế ; Qtoàn bộ; Qtổn thất trong các điều 5.1.2; 5.1.3; 5.1.4 là lưu lượng ở đầu một hệ thống kênh, đầu một cấp nhánh kênh hoặc đầu một đoạn kênh được xét.
5.1.5. Khi xác định các yếu tố thủy lực của kênh làm việc liên tục, lưu lượng tính toán được phép lấy tròn vể phía có trị số lớn hơn theo bảng 3.
Bảng 3
|
Lưu lượng (m3/s) |
1 đến 10 |
10 đến 50 |
lớn hơn 50 |
|
Trị số lấy tròn |
0,1 |
0,5 |
1,0 |
Ví dụ:
Q từ 1,11 đến 1,19 được phép lấy tròn Q bằng 1,2;
Q từ 10,1 đến lo,4 được phép lấy tròn Q bằng 10,5;
Q tù 10,6 đến 10,9 được phép lấy tròn Q bằng 11,0;
Q từ 50,1 đến 50,9 được phép lấy tròn Q bằng 51,0;
Q từ 51, 1 đến 51,9 được phép lấy tròn Q bằng 52
5.2. Tổn thất lưu lượng do thấm.
5.2.1. Tổn thất lưu lượng do thấm trên kênh phụ thuộc vào các yếu tố sau: Tính chất vật lí của đất;
Điều kiện thuỷ lực của kênh (tiết diện của kênh, chiều sâu nước trong kênh);
Điều kiện địa chất thuỷ văn (chiều sâu nước ngầm và hướng thoát nước ngầm đó); Chế độ làm việc của kênh (tưới luân phiên hay tưới đồng loạt);
Mức độ bối lắng trong kênh;
Tình hình về mạng lưới kênh tiêu trong khu vực.
5.2.2. Tính toán tổn thất lưu lượng do thấm.
5.2.2.1. Trường hợp kênh đi qua những vùng có nước ngầm ở sâu và dễ thoát nước, chế độ làm việc của kênh là liên tục.
a) Khi mặt cắt kênh được xác định:
Đối với kênh có mặt cắt ngang gần với dạng hình thang
(8a)
Đối với kênh mặt cắt hình thang;
Trong đó:
Qt – Lưu lượng thấm trên km chiều dài kênh (m3/s);
Kt – Hệ số thấm xác định theo phụ lục 2;
A – Hệ số phụ thuộc vào tỉ số B và m xác định theo bảng 4;
B – Chiều rộng mặt cắt ơt của kênh ở chiều sâu h;
h – Chiều sâu nước trong kênh;
m – Hệ số mái dốc kênh
Bảng 4
|
B h |
Trị số A và µ |
|||||
|
m=1 |
m=1,5 |
m=2 |
||||
|
A |
µ |
A |
µ |
A |
µ |
|
|
(1) |
(2) |
(3) |
(4) |
(5) |
(6) |
(7) |
|
2 |
– |
0,98 |
– |
0,78 |
– |
0,62 |
|
3 |
– |
1,0 |
– |
0,96 |
– |
0,82 |
|
4 |
– |
1,14 |
– |
1,04 |
– |
0,94 |
|
5 |
3,0 |
– |
2,5 |
– |
2,1 |
– |
|
6 |
3,2 |
– |
2,7 |
– |
2,3 |
– |
|
7 |
3,4 |
– |
3,0 |
– |
2,7 |
– |
|
10 |
3,7 |
– |
3,2 |
– |
2,9 |
– |
|
15 |
4,0 |
– |
3,6 |
– |
3,3 |
– |
|
20 |
4,2 |
– |
3,9 |
– |
3,6 |
– |
b) Khi chưa có mặt cắt kênh xác định có thể dùng công thức;
(9)
Trong đó:
Qt – Lưu lượng thấm trên 1km chiều dài (1/s km) (có thể lấy Qt gần đúng theo phụ lục 3)
At, mt – Hệ số ảnh hưởng của chất đất đến lưu lượng thấm xác định theo phụ lục 4;
Q- Lưu lượng nước trong kênh
c) Khi chưa có mặt cắt kênh xác định, tổn thất nước do thấm có thể xác định sơ bộ theo công thức sau:
(10)
s – Tổn thất nước do thấm (tính bằng % của Q)trên 1km chiều dài của kênh;
m0, ∆- Hệ số phụ thuộc vào loại đất, xác định theo phụ lục 4.
5.2.2.2. Trường hợp kênh làm việc theo chế độ định kì, thời gian mở nước ngắn.
Trong trường hợp này Qt cũng xác định theo công thức (8a), (8b), (8c), nhưng hệ số Kt được thay bằng Ktb;
Ktb – Hệ số thấm bình quân trong thời kì mở nước được xác định bằng thí nghiệm.
5.2.2.3. Trường hợp kênh có tầng nước ngầm ở nông và khó thoát nước.
Trong trường hợp này 
cũng xác định theo công thức (8a) đến (9), nhưng kết quả được nhân thêm hệ số J
– Hệ số điều chỉnh, phụ thuộc lưu lượng trong kênh, chiều sâu mực nước ngầm và xác định theo phụ lục 5.
5.3. Hệ số lợi dụng của kênh và hệ thóng kênh.
5.3.1. Khi xác định hệ số lợi dụng của kênh (hoặc hệ thống kênh, hoặc tìmg cấp nhánh kênh) phải xét lưu lượng tổn thất kể từ kênh đó tưới mặt ruộng.
5.3.2. Trong trường hợp thiếu tài liệu thực tế, hệ số lợi dụng của kênh nhô (diện tích tưới không quá 300ha, lưu lượng tưới không quá 0,3 m3/s) có thể xác định theo phụ lục 6.
5.3.3. Hệ số lợi dụng của hệ thống kênh ảnh hưởng trực tiếp tưới giá thành xây dựng công trình đầu mối và hệ thống kênh, ảnh hưởng tới hệ số chiếm đất của kênh, do đó cần tìm mọi biện pháp để nâng cao hệ số này.
Hệ số lợi dụng của hệ thống kênh tưới không được nhỏ hơn hệ số lợi dụng cho phép [η]h trong bảng 5.
Bảng 5
|
Diện tích tưới của hệ thống (103ha) |
Lớn hơn 50 |
Lớn hơn 10 đến 50 |
Từ 2 đến 10 |
Nhỏ hơn 2 |
|
[η]h |
0,5 |
0,65 đến 0,55 |
0,75 đến 0,65 |
0,7 |
Chú thích:
1. Trong trường hợp đất khu tưới có tính thấm lớn, kết quả tính toán không phù hợp với trị số cho trong bảng trên, cần có biện pháp chống thấm có hiệu quả nâng cao hệ số lợi dụng của hệ thống kênh tưới và phải có luận chứng kinh tế kĩ thuật .
2. Hệ số [K]h cho trong bảng 5 có thề xác định bàng nội suy tuyến tính theo diện tích tưới
5.3.4. Các phương pháp xác định hệ số lợi dụng của kênh.
a) Hệ số lợi dụng của một cấp nhánh kênh l1 khi kênh làm nhiệm vụ dẫn nước là tỉ số giữa lưu lượng cuối kênh và lưu lượng đầu kênh.
(12)
Khi kênh vừa làm nhiệm vụ dẫn nước, vừa phân phối nước thì hệ số lợi dụng của kênh xác định như sau:
(13)
Trong đó:
– Là tổng lưu lượng được tính đồng thời khi phân phối vào các kênh nhánh cấp dưới.
b) Hệ số lợi dụng của một hệ thống kênh Kh là tỉ số giữa lượng nước lấy vào mặt ruộng và lượng nước lấy vào công trình đầu môi của hệ thống kênh tưới trong thời gian nhất định:
Chú thích: Khi sử dụng công thức này phài theo một hệ đơn vị thống nhất.
Wt – Lượng nước lấy vào mặt ruộng;
W – Lượng nước lấy vào công trình đầu mối;
qi – Hệ số tưới thiết kế của khu tới thứ i;
ωi – Diện tích đất thực tế được tưới của khu tưới thứ i;
ti – Thời gian lấy nước vào khu tưới thứ i;
Qtoàn bộ – Kí hiệu như điều (5. 1.4)
T – Thời gian lấy nước vào công trình đầu mối.
(14)
5.3.5. Hệ số lợi dụng thực tế của kênh khi Qthực tế thay đổi và nhỏ hơn Qthiết kế định theo bảng 6.
Bảng 6
|
α |
η |
|||||||
|
0,6 |
0,65 |
0,7 |
0,75 |
0,80 |
0,85 |
0,90 |
0,95 |
|
|
0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 |
0,45 0,49 0,52 0,54 0,55 0,58 0,60 |
0,50 0,54 0,57 0,60 0,62 0,64 0,65 |
0,56 0,60 0,62 0,65 0,67 0,68 0,70 |
0,62 0,66 0,68 0,70 0,72 0,74 0,75 |
0,68 0,72 0,74 0,76 0,79 0,79 0,80 |
0,76 0,78 0,80 0,82 0,83 0,84 0,85 |
0,83 0,85 0,86 0,88 0,89 0,90 0,90 |
0,91 0,92 0,93 0,94 0,94 0,95 0,95 |
Trong đó:
α = và hệ số lợi dụng thực tế của kênh ηthực tế thay đổi theo α và hệ số lợi dụng thiết kế η
5.3.6. Trường hợp kênh có biện pháp chống thấm, có thể xác định mức giảm bớt về tổn thất thấm (tính bằng %) theo biểu thức:
(12)
Trong đó:
η1 và η2 lần lượt là hệ số lợi dụng của kênh khi không có biện pháp chống thấm và
có biện pháp chống thấm.
Chú thích: Căn cứ vào trị số ∆(%) đã tìm được, kết hợp vái việc so sánh kinh tế kĩ thuật để chọn biện pháp chống thấm cho thích hợp.
6. Tính toán mặt cắt kênh tưới
6.1. Những yêu cầu về cấu tạo mặt cắt kênh tưới và các yếu tố cần thiết để xác định kích thước mặt cắt kênh.
6.1.1. Hệ số mái kênh và chiều sâu nước trong kênh phải thoả mãn các điều kiện về ổn định, điều kiện thi công và khai thác.
Trường hợp kênh được thi công bằng cơ giới, chiều rộng đáy kênh phải thoả mãn điều kiện công tác của máy.
Ngoài các yêu cầu về kĩ thuật, về mặt kinh tế cần xác định hợp lí giữa chiều sâu và chiều rộng đáy kênh sao cho khối lượng đất đào, đắp và diện tích chiếm đất của kênh ít nhất
Lưu lượng kênh lớn hơn 1m3/s nên thiết kế với hệ số β trong khoảng:
Trong đó:
b- Chiều rộng đáy kênh (m);
h – Chiều sâu nước trong kênh (m);
Sơ bộ, có thể xác định h theo công thức
( 13)
Trong đó:
Vk.x – Vận tốc không xói cho phép (m/s) xác định theo phụ lục 8;
Q- Lưu lượng thiết kế của kênh, (m3/s) .
Khi lưu lượng kênh bằng hoặc nhỏ hơn 1m3/s có thể xác định mặt cắt kênh theo phụ lục 7.
6.1.2. Kênh có độ dốc đáy lớn hơn độ dốc phân giới nên thiết kế với mặt cắt kênh hình đa giác hoặc hình chữ nhật. Chỉ nên thiết kế mặt cắt đa giác đối với những kênh lớn có chiều sâu lớn hơn 4,5 đến 5m.
Để ngăn ngừa việc tạo sóng cho các kênh có chiều dài lớn và có độ đốc đáy lớn hơn độ dốc phân giới, nên thiết kế mặt cắt kênh có chiều sâu tăng dần về phía trục kênh, thể hiện trên hình 2.
Khi i nhỏ hơn 0,1 lấy m bằng 4 đến 5;
Khi i bằng 0,l đến 0,2 lấy m bằng 3 đến 4
Trong đó:
i- Độ dốc (dọc)đáy kênh;
m: Hệ số mái kênh
6.1.3. Hệ số mái kênh hình thang phụ thuộc điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn, chiều sâu của kênh, chiều sâu nước trong kênh, cấu tạo mặt cắt ngang của kênh (kênh có bọc hay không có bọc) và điều kiện thi công.
Đối với kênh đào đắp:
Khi chiều sâu của kênh H nhỏ hơn hay bằng 5m.
Chiều sâu nước trong kênh h nhỏ hơn hay bằng 3m, lúc có hệ số mái kênh, có thể xác định theo bảng 7 cho kênh đào hoặc bảng 8 cho kênh đắp.
Trong đó:
H- Chiều sâu hình học của kênh tính từ đỉnh bờ kênh đến đáy kênh.
Khi chiều sâu kênh H lớn hơn 5m, chiều sâu nước trong kênh h lớn hơn 3m, phải tính toán ổn định để xác định hệ số mái kênh.
Bảng 7
|
Loại đất |
Chiều sâu nước trong kênh |
||
|
h=1 |
h > 1 đến 2 |
h > 2 đến 3 |
|
|
Đá cuội liên kết vừa Đá cuội sỏi lẫn cát Đất sét |
1,00 1,25 1,00 |
1,00 1,50 1,00 |
1,00 1,50 1,25 |
|
Đất sét pha Đất cát pha Đất cát |
1,25 1,50 1,75 |
1,25 1,50 2,00 |
1,50 1,75 2,25 |
Bảng 8
|
Loại đất |
Lưu lượng của kênh |
|||||||
|
Q>10 |
Q<10 đến 2 |
Q< 2 đến 0,5 |
Q< 0,5 |
|||||
|
Mái trong |
Mái ngoài |
Mái trong |
Mái ngoài |
Mái trong |
Mái ngoài |
Mái trong |
Mái ngoài |
|
|
Đất sét Đất sét pha Đất cát pha Đất cát |
1,25 1,50 1,75 2,25 |
1,00 1,25 1,50 2,00 |
1,00 1,25 1,50 2,00 |
1,00 1,00 1,25 1,75 |
1,00 1,25 1,50 1,75 |
0,75 1,00 1,25 1,50 |
1,00 1,00 1,25 1,50 |
0,75 1,00 1,00 1,25 |
6.1.4. Đối với kênh có chiếu sâu H lớn hơn 5m, cần làm thêm cơ, cứ cao từ 3 đến 5m làm một cơ, chiều rộng của cơ từ 1 đến 2m.
Nếu cơ dùng để kết hợp đường giao thông thì chiều rộng của cơ sẽ xác định theo các yêu cầu của giao thông. Mặt cơ phải có độ dốc về phía rãnh thoát nước từ 0,01 đến 0,02. Trên chiều dài rãnh từ 100 đến 200 m phải thiết kế đường tháo nước.
Rãnh thoát nước và đường tháo nước phải được gia cố chống xói.
6.1.5. Trường hợp bờ kênh đắp không kết hợp làm đường giao thông, chiều rộng được xác định theo bảng 9.
Trường hợp bờ kênh kết hợp đường giao thông chiều rộng được xác định theo các quy phạm hiện hành.
Bảng 9
|
Lưu lượng của kênh (m3/s) |
Chiều rộng của bờ kênh (m) |
|
Nhỏ hơn 0,5 Từ 0,5 đến 1,0 Từ 1,0 đến 5,0 Từ 5,0 đến 10,0 Từ 10 đến 30 Từ 30 đến 50 Từ 50 đến 100 |
Từ 0,5 đến 0,8 Từ 0,8 đến 1,0 Từ 1,0 đến 1,25 Từ 1,25 đến 1,50 Từ 1,50 đến 2,0 Từ 2,0 đến 2,50 Từ 2,50 đến 3,0 |
6.1.6. Chiều cao an toàn tính từ mực nước lớn nhất tới đỉnh bờ kênh xác định theo bảng 10.
Khi kênh có lưu lượng lớn hơn 100m3/s chiều cao an toán được xác định có xét tới sóng do gió, do tầu thuyền gây ra.
Bảng 10
|
Lưu lượng của kênh (m3/s) |
Chiều cao an toàn (m) |
|
|
Kênh đất |
Kênh được bọc bằng bê tông, bê tông cốt thép, vật liệu atphan và bitun |
|
|
Nhỏ hơn 1 Từ 1 đến 10 Từ 10 đến 30 Từ 30 đến 50 Từ 50 đến 100 |
0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 |
Từ 0,1 đến 0,15 0,20 0,30 0,35 0,10 |
Khi bờ kênh kết hợp làm đường giao thông thì ngoài những quy định trên, chiều cao an toàn phải phù hợp với yêu cầu của tiêu chuẩn và quy phạm về giao thông.
6.1.7. Trị số bán kính cong của tuyến kênh không nên nhỏ hơn 5 lần chiều rộng mặt thoáng của kênh tại đoạn cong đó, ứng với mực nước thiết kế.Khi cần phải giảm nhỏ bán kính cong của tuyến kênh, phải có luận chứng đầy đủ, nhưng trong mọi trường hợp phải thoả mãn biểu thức dưới đây:
r ≥ 2B (14)
Trong đó:
r – Bán kính cong của tuyến kênh .
B – Chiều rộng mặt thoáng kênh tại đoạn cong đó, ứng với mực nước thiết kế
Những kênh có lưu lượng Q lớn hơn hay bằng 50m3/S, bán kính cong của tuyến kênh không được nhỏ hơn 100 đến 150m.
Phải kiểm tra vận tốc tại đoạn tuyến kênh cong để thoả mãn điều kiện.
Vmax < Vkx
(15)
Vmin > Vk l
Trong đó:
Vkx – vận tốc không xói cho phép (m/s), xác định theo phụ lục 8
Vmax – Vận tốc lớn nhất tại đoạn cong (m/s);
Vmin – Vận tốc nhỏ nhất tại đoạn cong (m/s)
Vkl – vận tốc không lắng cho phép (m/s), xác định theo công thức (40)
Vmax, Vmin – Xác định theo công thức:
(16)(17)
Trong đó:
Q – Lưu lượng của kênh (m3/s)
ω- Diện tích mặt cắt ướt của kênh (m2);
Btb – Chiều rộng trung bình của mặt cắt ướt (m).
Đối với kênh hình thang:
Btb =b + mh
b – Chiều rộng đáy kênh (m);
m – Hệ số mái kênh;
h – Chiều sâu nước trong kênh (m).;
r1, r2 Lần lượt là bán kính cong của tuyến kênh ở bờ lồi và bờ lõm (m)
Đối với tuyến kênh cong, tại một mặt cắt ngang, mực nước ở bờ lõm cao hơn mực nước ở bờ lồi một đại lượng ∆h
(18)
Trong đó:
V – Vận tốc trung bình của dòng chảy ở chỗ tuyến kênh cong (m/s);
r – Bán kính cong của tuyến kênh (m);
B – Chiều rộng mặt cắt ướt (m)
g – Gia tốc trọng trường (m/s2) .
6.1.8. Độ dốc (dọc) đáy kênh cần thoả mãn các điều kiện sau:
a) Tổn thất đầu nước theo chiều dài kênh không lớn;
b) Không có hiện tượng bối lắng hoặc xói lở lòng kênh;
c) Khối lượng đào đắp kênh và các công trình trên kênh .
Khi tuyến kênh đi qua vùng địa hình có độ dốc lớn và dòng chảy trong kênh có lượng phù sa lớn thì độ dốc đáy kênh có thể chọn từ 1/2000 đến 1/2500.
Đối với kênh dẫn nước từ hồ chứa, nếu địa hình không dốc lắm, độ dốc đáy kênh có thể chọn từ 1/3000 đến 1/5000.
Đối với tuyến kênh đi qua vùng đồng bằng, địa hình tương đối bằng phẳng, độ dốc đáy kênh nên chọn từ 1/5000 đến 1/15.000.
Nói chung, khi chọn dộ dốc đáy kênh cần có luận chứng kinh tế kĩ thuật.
6.1.9. Hệ số nhám lòng kênh xác định theo các tài liệu đo đạc thuỷ văn hoặc theo phương pháp so sánh với lòng kênh tương tự. Trường hợp không có tài liệu, có thể xác định theo phụ lục 9.
6.2. Những yêu cầu về cấu tạo mặt cắt kênh tưới kết hợp vận tải thuỷ.
6.2.1. Khi kênh tưới kết hợp vận tải thuỷ, ngoài những yêu cầu nêu trong các điều từ
6.1.1 đến 6.l.9 cần căn cứ vào điều kiện đi lại của tàu thuyền và điều kiện kinh tế để thiết kế mặt cắt kênh.
6.2.2. Mặt cắt ướt tối thiểu của kênh xác định theo công thức:
Trong đó:
(19)
ω – Diện tích mặt cắt ướt của ‘kênh ứng với mực nước giao thông thấp nhất (m2);
ω Ф- Diện tích mặt cắt ngang của phần tàu, thuyền chìm trong nước ứng với tải trọng tính toán;
n – Hệ số, phụ thuộc vào cấp đường vận tải thuỷ;
Đường vận tải thuỷ cấp I,n bằng 4,0;
Đường vận tải thuỷ cấp II, n bằng 3,5;
Đường vận tải thuỷ cấp III, IV, n bằng 3,0;
Đường vận tải thuỷ cấp V, VI, n bằng 2,5.
Cấp đường vận tải thuỷ xác định theo quy phạm về giao thông đường thuỷ
6.2.3. Chiều rộng mặt cắt ướt của kênh tại ngay mức nước khi tàu thuyền chở đầy tải trọng được xác định như sau:
Khi tàu, thuyền chạy một chiều hiệu B1.
B1≥(1,3 – 1,5)Bt (20)
Trong đó:
1,3 – Hệ số, lấy đối với kênh có lượng hàng hoá vận chuyển trung bình từ 15.000 tấn/ngày – đêm trở xuống;
1,5 – Hệ số, lấy đối với kênh có lượng hàng hoá vận chuyển trung bình lớn hơn 15.000 tấn/ngày đêm;
Bt – Chiều rộng tối đa của tàu thuyền.
Khi tàu, thuyền chạy hai chiều kí hiệu B2:
B2 = 2B1 (21)
6.2.4. Chiều rộng của kênh ở chỗ tuyến kênh cong khi tàu thuyền chạy hai chiều, phải mở rộng thêm về phía bờ lồi một đoạn ∆B .
(22)
Trong đó:
L – Chiều dài tính toán lớn nhất của tàu thuyền (m);
r – Bán kính cong của tuyến kênh (m) .
Khi r nhỏ hơn hay bằng 6L và vận tốc dòng chảy trong kênh lớn hơn 0,3 đến 0,4 m/s thì phải nhân trị số ∆B tính trong công thức (22) với hệ số an toàn K xác định như sau:
Trong đó:
Vt – Vận tốc của tàu, thuyền chạy trên kênh (m/s);
V – Vận tốc dòng chảy trong kênh (m/s);
Khi r lớn hơn 201,không phải mở rộng kênh thêm.
(23)
6.2.5. Để tàu thuyền có thể chạy được trong mọi trường hợp, chiều sâu nước nhỏ nhất trong kênh (kí hiệu hmin) phải thoả mãn điều kiện:
h min ≥ 1,2T (24)
T – Mớn nước tính toán toàn phần của tầu, thuyền trong khi chạy.
6.2.6. Bán kính cong của kênh phải thoả mãn điều kiện sau:
r ≥ K.L (25)
Trong đó:
r, L- Theo kí hiệu như điều 6.2.4;
K – Hệ số;
L, K – Xác định theo bảng 11 .
Bảng11
|
Loại tàu thuyền |
L |
K |
|
Tàu tự hành Tàu kéo
Tàu đẩy Bè |
Lấy bằng chiều dài của tàu Lấy bằng chiều dài của chiếc xà lan lớn nhất trong đoàn tàu kéo Lấy bằng chiều dài của cả đoàn tàu đẩy Lấy bằng chiều dài Bè dài nhất |
3
5 3,5 5 |
6.2.7. Độ cao an toàn của đỉnh bờ kênh có vận tải lớn cần xác định theo kết quả tính sóng do gió và do tàu thuyền gây ra.
Nếu dùng phương tiện đi trên bờ kênh để kéo tàu, thuyền thì chiều rộng của đỉnh bờ kênh được xác định theo yêu cầu của phương tiện dùng để kéo.
6.2.8. Để bảo vệ mái kênh không bị phá hoại do sóng gây ra, phải gia cố mái kênh trong phạm vi tác dụng của sóng. Tải trọng tác dụng của sóng do gió và do tàu thuyền gây ra xác định theo quy phạm hiện hành.
Chú thích:
1. Biên độ của sóng do tàu thuyền gây ra phải xác định trên cơ sở tính toán sự chuyển động của
tàu, thuyền trong kênh với tốc độ cho phép lớn nhất ứng với mức nước giao thông thuỷ cao nhất và thấp nhất.
2. Kênh tưới kết hợp vận tải thuỷ có thể không cần gia cố mái khi có luận chứng đầy đủ.
6.3. Xác định kích thước mặt cắt kênh. .
6.3.1. Kích thước mặt cắt kênh theo chể độ nước chuyển động ổn định đều được xác định theo công thức:
(26)
Trong đó:
Q – Lưu lượng của kênh (m3/s);
– Diện tích mặt cắt ướt của kênh (m2);
R – Bán kính thuỷ lực (m); .
i – Độ dốc đáy kênh;
C – Hệ số sezy, xác định theo công thức:
n – Hệ số nhám của kênh xác định theo phụ lục 9.
Trong tính toán sơ bộ có thể dùng công thức gần đúng dưới đây để xác định y:
Khi R < lm. thì: y = 1,5
Khi R > lm thì: y = 1,3
Đối với kênh hình thang:
(29) (30) (31) Trong đó:
ω, R – Kí hiệu như công thức (26)
b – Chiều rộng đáy kênh (m);
h – Chiều sâu nước trong kênh (m);
m – Hệ số mái kênh;
X – Chu vi ướt của kênh (m);
Mặt cắt ướt của kênh nên xác định theo phương pháp mặt cắt thuỷ lực lợi nhất giới thiệu trong phụ lục 10.
6.3.2. Vận tốc trung bình của dòng chảy trong kênh xác định theo công thức
C, R, i – Kí hiệu như điều (6.3.1.)
(32)
Khi xác định kích thước mặt cắt, kênh theo phương pháp mặt cắt thuỷ lực lợi nhất nên xác định trị số vận tốc theo phụ lục 7.
6.3.3. Khi nước chuyển động không đều trong lòng kênh lăng trụ thì việc tính toán thuỷ lực sê tiến hành theo công thức chuyển động không đều, nếu như theo điều kiện làm việc của kênh không thể bỏ qua các sự sai khác so với chế độ chảy đều.
6.3.4. Khi nước chuyển động không đều, có thể xuất hiện đường cong nước dâng lên khi độ dốc mặt nước nhỏ hơn độ dốc đáy kênh, hoặc đường cong nước hạ khi có độ dốc mặt nước lớn hơn độ dốc đáy kênh.
Chế độ dòng chảy quyết định dạng của đường cong, chế độ này phụ thuộc vào mối tương quan giữa chiều sâu bình thường của dòng chảy và chiều sâu phân giới hk.
6.3.5. Xác định chiều sâu phân giới của dòng chảy bằng cách thử dần theo phương trình:
(33)
Trong đó:
ωk – Diện tích mặt cắt ướt ở chiều sâu phân giới (m2) .
Bk – ch;ều rộng mặt cắt ướt ở chiều sâu phân giới (m);
α – Hệ số động năng của dòng chảy; (thường lấy ( D = 1, l)
Q – Lưu lượng của kênh (m3/s); .
g – Gia tốc trọng trường (m/s2).
6.3.6. Đối với kênh hình thang, có thể xác định chiều sâu phân giới theo phương pháp của I- I- Agros- kin. .
hkt =k.hkc (34)
Trong đó:
xác định theo bảng 12.
hkt – chiều sâu phân giới của kênh hình thang;
hkc– Chiều sâu phân giới của kênh hình chủ nhật có cùng lưu lượng và chiều rộng đáy với kênh hình thang và xác định:
(35)
Trong đó:
Q, g – Kí hiệu như điều 6.3.5;
q = – Lưu lượng đơn vị (là lưu lượng trên một đơn vị chiều rộng mặt cắt kênh chữ nhật);
b – Chiều rộng đáy kênh (m) .
6.3.7. Xác định độ dốc phân giới ik, theo công thức:
Trong đó:
Xk, Bk, Ck – Lần lượt là chu vi ướt, chiều rộng mặt cắt ướt và hệ số sezy khi chiều sâu phân giới hk bằng h0 (h0 là chiều sâu chảy đều).
ở chế độ phân giới của dòng chảy, sự thay đổi không đáng kể về tỉ năng của dòng chảy liên quan tưới sự thay đổi đáng kể của chiều sâu dòng chảy. Do đó cần phải tránh thiết kế kênh có chế độ gần với chế độ phân giới: Trong trường hợp đặc biệt cho phép chế độ dòng chảy trong kênh gần với chế độ phân giới với điều kiện phải tân theo nhũng yêu cầu của điều 6.1.2.
6.3.8. Việc tính toán thuỷ lực những lòng dẫn tự nhiên sử dụng như kênh dẫn được tiến hành theo những công thức chuyển động không đều. Khi mặt cắt ngang và độ dốc của lòng dẫn không thay đổi, cho phép tính toán theo công thức chuyển động đều.
Bảng 12
|
|
K |
|
K |
|
K |
|
K |
|
0,005 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,11 |
0,998 0,997 0,993 0,99 0,987 0,983 0,98 0,976 0,973 0,97 0,967 0,964 |
0,20 0,21 0,22 0,23 0,24 0,25 0,26 0,27 0,28 0,29 0,30 0,31 |
0,937 0,934 0,931 0,928 0,925 0,922 0,919 0,917 0,914 0,911 0,909 0,906 |
0,40 0,41 0,42 0,43 0,43 0,45 0,46 0,47 0,48 0,49 0,50 0,52 |
0,884 0,881 0,878 0,876 0,874 0,872 0,769 0,767 0,865 0,862 0,86 0,856 |
0,7 0,72 0,74 0,76 0,78 0,80 0,82 0,84 0,86 0,88 0,90 0,92 |
0,82 0,816 0,812 0,809 0,806 0,802 0,799 0,796 0,793 0,789 0,786 0,783 |
|
0,12 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 |
0,961 0,958 0,955 0,952 0,949 0,946 0,943 0,94 |
0,32 0,33 0,34 0,35 0,36 0,37 0,38 0,39 |
0,903 0,900 0,898 0,895 0,893 0,89 0,883 0,886 |
0,54 0,56 0,58 0,60 0,62 0,64 0,66 0,68 |
0,852 0,848 0,844 0,839 0,835 0,831 0,827 0,823 |
0,94 0,96 0,98 1,00 1,1 1,2 1,3 1,4 |
0,780 0,777 0,774 0,771 0,757 0,744 0,731 0,719 |
6.3.9. Để tránh bối lắng và xói lở lòng kênh, trong tất cả các chế độ làm việc từ Qmin đến Qmax , vận tốc trong kênh phải thoả mãn:
Vmin >Vk1 (37)
Vmax <Vk.x (38)
Trong đó:
Vk1, Vkx – Lần lượt là vận tốc không lắng và không xói cho phép, xác định theo công thức (40), (39)
Vmin, Vmax – Lần lượt là vận tốc dòng chảy tương ứng với Qmin , và Qmax
Trường hợp đặc biệt phải tăng vận tốc trong kênh, cần có biện pháp gia cố kênh.
6.3.10. Vận tốc không xói cho phép phụ thuộc:
Tính chất cơ lí của đất nơi tuyến kênh đi qua để dùng đắp kênh hoặc làm vật liệu gia cố kênh;
Lượng ngậm phù sa và tính chất phù sa của dòng chảy trong kênh;
Lưu lượng của kênh, kích thước mặt cắt ngang của kênh và các yếu tố thuỷ lực của dòng chảy trong kênh.
Khi lưu lượng của kênh không lớn lắm (Q nhỏ hơn 100 m3/s), Vận tốc không xói cho phép xác định theo phụ lục 8.
6.3.11. Khi không biết bán kính thuỷ lực, vận tốc không xói cho phép được xác định theo công thức:
Vk.x = K.Q0,1 (39)
Trong đó:
K – Hệ số phụ thuộc vào đất lòng kênh, xác định theo bảng 13;
Q – Lưu lượng của kênh.
Bảng 13
|
Loại đất |
K |
|
Đất pha cát Đất sét pha nhẹ Đất sét pha vừa Đất sét pha nặng Đất sét |
0,53 0,57 0,62 0,68 0,75 |
Khi lưu lượng của kênh lớn (Q lớn hơn 100m3/s) Cần thí nghiệm để xác định vận tốc không xói cho phép.
6.3.12. Vận tốc không lắng cho phép phụ thuộc vào kích thước mặt cắt kênh, lượng ngậm phù sa, độ thô thuỷ lực của bùn cát và các yếu tố thuỷ lực của dòng chảy trong kênh.
Vận tốc không lắng cho phép được xác định theo công thức:
(40)
Trong đó:
W Độ thô thuỷ lực (mm/s) của hạt có đường kính trung bình dtb (mm);
dtb – Đường kính trung bình của đại bộ phận các hạt phù sa lơ lửng (mm);
R – Bán kính thuỷ lực (m);
n – Hệ số nhám của lòng kênh;
p – Tỉ lệ phần trăm tính theo trọng lượng của các hạt phù sa lơ lửng có đường kính xấp xỉ 0,25mm.
Khi thiếu tài liệu đo đạc trực tiếp về độ thô thuỷ lực của hạt có đường kính trung bình có thể căn cứ vào đường kính trung bình của hạt để xác định độ thông thuỷ lực theo bảng 14.
Bảng 14
|
dtb(mm) |
W (mm/s) |
dtb (mm) |
W (mm/s) |
dtb (mm) |
W (mm/s) |
|
0,005 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 |
0,017 0,069 0,277 0,623 1,110 1,730 |
0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,125 |
2,49 3,39 4,43 5,61 6,92 10,81 |
0,150 0,175 0,200 0,225 0,250 0,275 |
15,6 18,90 21,6 24,3 27,0 29,79 |
Khi lượng phù sa lơ lửng có đường kính hạt lớn hơn 0,25mm không vượt quá 0,01% tính theo trọng lượng thì vận tốc không lắng cho phép trong kênh có bán kính thuỷ lực R bằng lm, có thể xác định gần đúng theo trị số dtb theo bảng 15.
Bảng 15
|
dtb(mm) |
Vkt (m/s) |
dtb(mm) |
Vkt (m/s) |
dtb(mm) |
Vkt (m/s) |
|
0,1 0,2 0,4 0,6 0,8 |
0,22 0,45 0,67 0,82 0,90 |
1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 |
0,95 1,0 1,02 1,05 1,07 |
2,0 2,4 2,5 2,6 3,0 |
1,10 1,10 1,11 1,11 1,11 |
Chú thích: Đối với kênh có bán kính thuỷ lực R khác 1m thì trị số Vkt tra ở bảng này phải nhân với √R
Trường hợp hàm lượng cát của dòng chảy ít (nước lấy từ hồ chứa) và nước chảy trong kênh nhỏ, có thể lấy Vk1 bằng 0,2 m/s.
6.3.13. Để tránh sự phát triển của cỏ dại trong lòng kênh, vận tốc nhỏ nhất trong kênh không được nhỏ hơn 0,3m/s.
7. Các biện pháp chống. thấm cho kênh
7.1. Các biện pháp chống thấm
7.1.1. Căn cứ vào tính chất của đất ở lòng kênh, các điều kiện địa chất thuỷ văn, kích thước của kênh và vật liệu hiện có để chọn biện phăp chống thấm.
Các biện pháp chống thấm thông thường là lớp bao bọc bằng bê tông, bê tông cốt thép, tường nghiêng bằng đất và lớp đất tự bối lắng (làm tắc mạnh).
Biện pháp chống thấm của kênh cần được lựa chọn trên cơ sở luận chứng kinh tế kĩ thuật.
7.1.2. Hiệu quả của lớp áo chống thấm được đánh giá theo: Sự giảm lượng nước tổn thất do thấm;
Sự tăng sản lượng nông nghiệp do tăng lượng nước được tưới dẫn tới tổng diện tích được tới;
Sự giảm chi phí xây dựng các kết cấu tiêu nước và cải tạo đất; Tuổi thọ của lớp áo chống thấm xác định theo bảng 16.
Bảng 16
|
Vật liệu lớp áo chống thấm |
Hệ số thấm trung bình (cm/s) |
Tuổi thọ (năm) |
|
Bê tông đổ tại chỗ Bê tông cốt thép đổ tại chỗ Bê tông cốt thép lắp ghép (*) Tường nghiêng bằng đất sét |
(3 đến 5).10-6 (2,5 đến 3,5).10–6 (0,5 đến 2,1).10-6 7.10-6 đến 1.10-6 |
15 đến 20 20 đến 25 35 đến 40 5 đến 10 |
Chú thích: Hệ số thấm của bê tông hoặc bê tông cốt thép lắp ghép có mối nổi chống thấm bằng polime đàn hồi.
7.1.3. Đối với kênh đắp và kênh nửa đào nửa đắp, các lớp áo chống thấm cần làm trong lòng đến đỉnh bờ kênh. Đối với những kênh đào sâu thì lớp áo chống thấm cần làm trong lòng kênh tới trên mực nước lớn nhất một đoạn bằng chiều cao an toàn, xác định theo bảng 10. Trong trường hợp này, tạị mép trên của lớp áo có thể làm cơ, có chiều rộng đủ để thi công và sửa chữa kênh khi cần thiết.
7.1.4. Vận tốc không xói cho phép của kênh có lớp áo chống thấm xác định theo phụ lục 8.
7.2. Công tác chuẩn bị nền đối với các lớp áo chống thấm.
7.2.1. Nền của các lớp áo chống thấm cần phải chặt và ổn định.
Tuỳ theo kiểu áo chống thấm, điều kiện địa chất thuỷ văn và các điều kiện khác, công tác chuẩn bị nền của lớp áo chống thấm thường được tiến hành như sau:
Làm chặt đất đắp hoặc đầt tơi xốp;
Sàn phẳng mái và đáy kênh; Cho thuốc trừ cỏ
7.2.2. Các lớp áo bằng bê tông đổ tại chỗ có thể đặt trực tiếp trên nền đất, đá san phẳng.
7.2.3. Để đảm bảo bê tông lắp ghép tiếp xúc tốt với nền đất dính, cần có lớp đệm bằng sạn, sỏi đã được san phẳng, dày khoảng 10cm. Cho phép đặt trực tiếp các tấm bê tông trên nền đất khi nền được san thật bằng phẳng.
7.2.4. Khi kênh đi vên sườn đồi núi cần đặt các kết cấu tiêu, lọc nước ở mái kênh để đảm bảo sự ổn định của mái tại nơi cần thiết.
7.3. Lớp áo bằng bê tông hoặc bê tông cốt thép
7.3.1. Các lớp áo bằng bê tông hoặc bê tông cốt thép phải sử dụng khớp nổi kín nước đàn hồi. Tính toán mác bê tông hoặc bê tông cốt thép của lớp áo phải tuân theo TCVN 4116: 1985 “kết cấu bê tông và bê tông cốt thép thuỷ công.Tiêu chuẩn thiết kế”.
7.3.2. Hệ số mái kênh có lớp áo bê tông hoặc bê tông cốt thép được quy định như sau: Khi lớp áo bằng bê tông hoặc bê tông cốt thép liền khối, m lớn hơn hay bằng 1,5
Khi lớp áo bằng bê tông cốt thép lắp ghép, m lớn hơn hay bằng 1,0.
7.3.3. Chiều dày của lớp áo bằng bê tông liền khối lấy theo bảng 17.
Bảng 17
|
Chiều sâu nước trong kênh h, (m) |
Chiều dày của lớp áo bê tông liền khối, (cm) |
|
h nhỏ hơn 1 h bằng 1 đến 2 h lớn hơn 2 |
8 đến 10 10 đến 12 12 đến 15 |
Chú thích: Đối với kênh có lưu lượng lớn hơn 50m3ls, chiều dày của lớp áo phải xét đến tải trọng tác động của sóng đo gió và tàu, thuyền lên mái theo các quy dịnh hiện hành.
7.3.4. Lớp áo bằng bê tông cốt thép liền khối thì lới thép hàn được quy định như sau:
Đường kính cốt thép: 6 đến 8mm;
Mắt lưới: 15 x 15cm; 20 x 20cm; 25 x 25cm;
Chiều dày lớp áo xác định theo tính toán ổn định và độ bền nhưng trong mọi trường hợp không được nhỏ hơn 10cm.
7.3.5. Các khe lún và khe nhiệt độ trong các lớp áo bằng bê tông hoặc bê tông cốt thép liền khối được quy định như sau:
Khe lún ngang: từ 3 đến 4m làm một khe;
Khe nhiệt độ:
+ Ngang: từ 12 đến 16m làm một khe;
+ Dọc: theo đường tiếp giáp giữa đáy và mái kênh.
7.3.6. Các mối nối thi công của lớp áo bê tông hoặc bê tông cốt thép liền khối cần kết hợp với khe lún và khe nhiệt độ.
7.3.7. Lớp áo bằng bê tông cốt thép lắp ghép áp dụng có hiệu quả khi:
ở vùng có nhà máy bê tông đúc sẵn; Mỏ vật liệu để làm bê tông ở xa;
Việc vận chuyển vật liệu làm bê tông có nhiều khó khăn và tốn kém;
Cần thi công lớp áo cả trong mùa mưa;
Kênh xây dựng ở những vùng thiếu nước, nhiệt độ cao, điều kiện bảo dưỡng bê tông đổ tại chỗ khó khăn.
7.3.8. Nên làm lớp áo bê tông cốt thép lắp ghép bằng những tấm mỏng, phẳng, bê tông cốt thép ứng suất trước.
7.3.9. Khi thiết kế các tấm bê tông cốt thép lắp ghép làm áo kênh phải chọn phương án tối ưu về kích thước của tấm (ứng với những kích thước của giá thành lm2 lớp áo là nhỏ nhất).
Chỉ tính toán giá thành của lm2 lớp áo bằng bê tông cốt thép lắp ghép cần xét đến: Chi phí về bê tông cốt thép;
Khoảng cách giữa các mối nổi; Vật chống thấm;
Điều kiện chuyên chở và lắp ráp tấm.
7.3.10. Có thể thiết kế kết hợp giữa bê tông liền khối và bê tông cốt thép lắp ghép trong một đoạn kênh như đáy kênh là bê tông liền khối, còn mái kênh là các tấm bê tông cốt thép lắp ghép.
7.3.11. Để bảo đảm cho mặt trên của tấm bê tông được phẳng khi đầm bằng máy, các vòng móc cần bố trí vào thành của tấm và theo chiều dài của tấm.
7.4. Lớp áo bằng đất.
Lớp áo kênh bằng đất chí có tác dụng chống thấm, không bảo vệ được cho đáy và mái kênh chống tác động của sóng và các tác động cơ học khác.
7.4.1. Khi đáy và mái kênh là đất sét, sét pha bị thấm, để tăng độ chống thấm có thể làm tơi lớp đất mặt dày khoảng 40cm của đáy và mái kênh (trường hợp hệ số mái kênh m lớn hơn 4), sau đó đầm chặt lại bằng các máy đầm.
Khi hệ số mái kênh nhỏ hơn 2, việc làm tơi đất và đầm chặt đất phải được tiến hành đồng thời.
Nếu bảo đảm được độ ẩm tối ưu của đất đầm thì có thể đầm chặt đất tới độ sâu 0,6 đến 1m và làm giảm tổn thất thấm từ 1,2 đến 1,4 lần.
7.4.2. Kênh đất rời thấm nước mạnh (cát pha, cát) có thể dùng các biện pháp chống thấm dưới đây:
a) Thay đất ở đáy và mái kênh bằng các loại đất ít thấm hơn (sét pha sét), chiều dày lớp áo ở đáy là 0,4 đến 0,6m; ở mái là 0,6 đến 1,0 m. Chiều dày lớp áo ở đáy kênh phải được quy định xuất phát từ điều kiện an toàn cho xe cộ đi lại trên bờ kênh. Mặt lớp áo đất nền được gia cố bằng đá dăm (hoặc đất cấp phối) từ mép đỉnh tới dưới mức nước thấp nhất (M.N. min) trong kênh là 0,5m (hình 3).
Không cho phép hạ nhanh mực núớc trong kênh xuống thấp hơn mực nước ngầm ở sau áo kênh. Trong trường hợp không thúc hiện được điều quy định này, phải bố trí hệ thống lọc, tiêu ngầm sau áo kênh.
Khi tháo cạn nước trong kênh để sửa chữa, phải tính toán tốc độ hạ thấp nước trong kênh và khi cần thiết phải hạ mực nước ngầm xuống.
b) Gây bồi chống thấm: gây bồi chống thấm được sử dụng đối với các kênh đi qua vùng cát.
Để gây bồi, sử dụng dòng chảy tự nhiên có lượng bùn cát lơ lửng lớn, hoặc bằng phương pháp nhân tạo, như đưa một dung dịch sét (cỡ hạt 0,1 đến 0,05mm) vào dòng chảy trong kênh.
Khi gây bối nhân tạo, các hạt sét thường trôi sâu vào trong đất cát từ 5 đến 20cm tuỳ theo đường kính trung bình của hạt đất cát được bồi D và hạt sét gây bồi d.
Tỉ số 
không được nhỏ hơn 0,2 đến 0,15.
Thời gian liên tục cần tiến hành gây bối xác định theo công thức:
(44)
Trong đó:
W – Lượng sét khô yêu cầu để gây bồi (kg/m2);
s – Diện tích bề mặt lòng kênh cần gây bồi (m2);
r – Độ đục của dòng chảy trong kênh cần được gây bồi, (kg/m3)
Q – Lưu lượng nước đưa vào kênh cần được gây bồi, (m3/s).
Để bảo đảm lắng được nhiều các hạt sét trên bề mặt kênh, vận tốc dòng chảy trong kênh ở thời kì gây bồi không được vượt quá 0,2m/s, còn tốc độ sau đó ở các kênh đã được gây bồi không được lớn hơn 0,6 đến 0,7m/s.
Phụ lục 1
Tổn thất cột nước của các công trình trên hệ thống kênh tưới
1. Tổn thất cột nước qua cấu giao thông
Tổn thất cột nước qua cầu phụ thuộc vận tốc dòng chảy trong kênh và hệ số co hẹp εc lấy theo bảng 1.
Bảng 1 Tổn thất cột nước qua eấu giao thông (m), phụ thuộc vào vận tốc trong kênh v(m/s) và hệ số co hẹp εc
|
V (m/s) |
εc |
|||||
|
0,4 |
0,6 |
0,8 |
0,9 |
0,95 |
0,99 |
|
|
0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 |
0,052 0,080 0,115 0,157 0,210 |
0,019 0,030 0,041 0,055 0,070 |
0,007 0,010 0,014 0,021 0,030 |
0,004 0,005 0,008 0,011 0,015 |
0,003 0,004 0,005 0,007 0,009 |
0,002 0,002 0,003 0,005 0,006 |
Trong tính toán sơ bộ có thể lấy
Trong đó:
ω, ωc– Lần lượt là diện tích mặt cắt ướt của kênh và mát cắt ướt của kênh bị thu hẹp do trụ cầu (m2)
d – Tổng các chiều dày của trụ cầu (m);
Btb – Chiều rộng của dòng chảy trong kênh lấy theo chiều rộng trung bình:
Btb = b + mh; (m);
b – Chiều rộng đáy kênh (m);
m- Hệ số mái kênh
h – Chiều sâu nước trong kênh (m).
2. Tổn thất cột nước qua cầu máng
Tổn thất cột nước qua máng trong trường hợp có phần vào và phần ra thu hẹp và mở rộng đột ngột lấy theo bảng 2. Trường hợp mở rộng và thu hẹp dần, theo bảng 3.
Trong đó:
V – Vận tốc trung bình của dòng chảy trong kênh (m/s), ứng với lưu lượng thiết kế.
Bảng 2 – Tổn thất cột nước qua cấu máng, có phần vào, phần ra, thu hẹp và mở rộng dột ngột (m).
|
V (m/s) |
εm |
|||
|
0,4 |
0,6 |
0,8 |
0,9 |
|
|
(1) |
(2) |
(3) |
(4) |
(5) |
|
0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 |
0,076 0,120 0,172 0,234 0,307 |
0,023 0,037 0,051 0,068 0,090 |
0,007 0,010 0,914 0,020 0,025 |
0,003 0,004 0,006 0,008 0,010 |
Bảng 3 – Tổn thất cột nước qua cầu máng có phấn vào,phấn rạ, thu hẹp và mở rộng dần (m)
|
V (m/s) |
εm |
|||
|
0,4 |
0,6 |
0,8 |
0,9 |
|
|
0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 |
0,066 0,104 0,149 0,203 0,266 |
0,021 0,033 0,045 0,061 0,081 |
0,007 0,010 0,014 0,020 0,025 |
0,003 0,004 0,006 0,008 0,010 |
Hệ số co hẹp do máng
Trong đó:
ωm – Diện tích mặt cắt ướt của cầu máng, (m2);
ω- Diện tích mặt cắt ướt của kênh, (m2).
3. Tổn thất cột nước qua cống luồn
Tổn thất cột nước qua cống luồn bao gồm:
tổn thất cột nước ở phần vào, phần ra, hW1 (m);
tổn thất cột nước dọc theo chiều dài cống hW2 (m);
tổn thất cột nước qua một đoạn cong (nếu có) hW3 (m).
(Cống luốn cong thường có 2 đoạn cong theo mặt cắt dọc cống kí hiệu hW3 –tổn thất cột nước qua chỗ cong).
Tổn thất cột nước qua cống luồn:
hW = hW1 + hW2 + hW3, (m)
Các trị số hW1, hW2, hW3 xác định theo bảng 4 hoặc bảng 5, bảng 6 và bảng 7
Trong các bảng trên:
Trong đó:
V – Vận tốc của dòng chảy trong kênh (m/s), ứng với lưu lượng thiết kế;
Vc – Vận tốc của dòng chảy trong cống (m/s), ứng với lưu lượng thiết kế;
Bảng 4- Tổn thất cột nước ở phần vào, phần ra (hw1) thu hẹp và mở rộng đột ngột (m)
|
Vc (m/s) |
K |
|||
|
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
|
|
1,0 1,5 2,0 |
0,103 0,230 0,409 |
0,076 0,712 0,204 |
0,051 0,115 0204 |
0,025 0,058 0,102 |
Bảng 5 – Tổn thất cột nước ở phần vào, phần ra (hW1) thu hẹp và mở rộng dần (m)
|
Vc (m/s) |
K |
|||
|
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
|
|
1,0 1,5 2,0 |
0,087 0,195 0,347 |
0,066 0,149 0,265 |
0,046 0,104 0,184 |
0,025 0,038 0,102 |
Bảng 6 – Tổn thất cột nước dọc theo chiều dài cống luồn hW2 (m)
|
d(m) |
0,05 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
||||||||
|
L (m) |
Vc (m/s) |
|||||||||||
|
1,0 |
1,5 |
2,0 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
|
|
5. 10. 15. 20. 25. 30. 35. 40. 45. 50. 60. 70. 80. 90. 100. |
0,03 0,05 0,08 0,10 0,13 0,15 0,18 0,20 0,23 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 |
0,05 0,11 0,17 0,22 0,28 0,33 0,39 0,41 0,50 0,55 0,66 0,77 0,88 0,99 1,10 |
0,10 0,20 0,30 0,39 0,49 0,59 0,69 0,78 0,88 0,98 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 |
0,01 0,02 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,06 0,07 0,08 0,10 0,11 0,13 0,14 0,16 |
0,02 0,04 0,05 0,07 0,09 0,11 0,13 0,14 0,16 0,18 0,24 0,28 0,32 0,36 0,40 |
0,03 0,06 0,10 0,13 0,15 0,19 0,22 0,25 0,28 0,32 0,36 0,42 0,48 0,51 0,60 |
0,00 0,01 0,01 0,02 0,02 0,03 0,03 0,04 0,04 0,05 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 |
0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 |
0,02 0,04 0,05 0,07 0,09 0,11 0,12 0,14 0,16 0,18 0,24 0,28 0,32 0,36 0,40 |
0,00 0,00 0,00 0,01 0,02 0,02 0,02 0,02 0,03 0,03 0,04 0,04 0,05 0,05 0,06 |
0,01 0,01 0,02 0,03 0,03 0,04 0,05 0,06 0,06 0,07 0,08 0,10 0,11 0,12 0,14 |
0,01 0,02 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,10 0,11 0,12 0,12 014 0,16 0,18 0,20 |
Trong đó:
d- Đường kính cống luồn (m);
L- Chiều dài cống luồn (m).
Bảng 7- Tổn thất cột nước tại chỗ hW3 của cống luồn (m)
|
Vc (m/s) |
r0: d |
||||||
|
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
15 |
20 |
|
|
1,0 1,5 2,0 |
0,002 0,005 0,004 |
0,001 0,004 0,006 |
0,001 0,003 0,006 |
0,001 0,003 0,009 |
0,001 0,003 0,005 |
0,001 0,002 0,004 |
0,001 0,002 0,003 |
r0 – Bán kính cong tính đến trục cống tại đoạn cong hW3 của cống luồn (m)
4. Tổn thất cột nước qua cống điều tiết
Tổn thất cột nước qua cống điều tiết làm việc theo sơ đồ đập tràn, đỉnh rộng lấy theo bảng 1.
Trường hợp theo sơ đồ chảy qua lỗ lấy theo bảng 8.
Bảng 8 – Tổn thất cột nước qua cống điều tiết theo sơ đồ chảy qua lỗ (m)
|
Vc (m/s) |
K1 |
|||||||
|
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
|
|
1,0 1,5 2,0 |
0,151 0,346 0,616 |
0,149 0,336 0,600 |
0,145 0,326 0,580 |
0,142 0,320 0,591 |
0,139 0,314 0,558 |
0,131 0,296 0,529 |
0,121 0,271 0,483 |
0,111 0250 0,445 |
Chú thích: V0 – Vận tốc trung bình của dòng chảy qua lỗ (cửa cống ) tính bằng m/s.
Trong đó:
h- Chiều sâu nước trước cống (m)
a- Chiều cao của lỗ (m)
5. Tổn thất cột nước qua cống lấy nước:
Cống có áp: xác định theo cống luồn (mục 3 của phụ lục này) Cống không áp: Theo cống điều tiết (mục 4 phụ lục này).
Phụ lục 2
Hệ số thấm Kt của các loại đất
(Dùng trong công thức 8a)
|
Tính chất của đất |
Kt (m/ ngày đêm) |
|
Đất có tính chất thấm nước rất nhỏ (đất sét nặng) Đất có tính chất thấm nước nhỏ (đất sét, đất sét pha nặng) Đất có tính chất thấm nước vừa (đất sét pha) Đất có tính chất thấm nước lớn (đất cát pha, đất cát mịn) Đất có tính chất thấm nước rất lớn (cát thô, sỏi sạn) |
0,01 0,01 đến 0,05 0,05 đến 0,5 0,4 đến 1,00 1,00 |
Phụ lục 3
Bảng tính sẵn lưu lượng thấm trên 1km chiều dài kênh
(Theo công thức 9)
|
Lưu lượng của kênh (m3/s ) |
Lưu lượng thấm trên 1km chiều dài kênh Qt (1/s – km) |
||||
|
Thấm rất ít A = 0,7 m = 0,30 |
Thấm ít A = 1,3 m = 0,35 |
Thấm vừa A = 1,9 m = 0,40 |
Thấm nhiều A = 2,65 m = 0,45 |
Thấm rất mạnh A = 3,40 m = 0,50 |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
0,051 – 0,060 0,061 – 0,070 0,071 – 0,080 0,081 – 0,090 0,091 – 0,100 0,101 – 0,120 0,121 – 0,140 0,141 – 0,170 |
0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,50 1,70 1,90 |
2,00 2,20 2,50 2,60 2,80 3,10 3,10 3,80 |
3,30 3,70 4,00 4,30 4,60 5,00 5,60 6,20 |
5,40 5,90 6,40 6,80 7,30 7,90 8,60 9,70 |
8,00 8,70 9,30 9,80 10,00 11,00 12,00 13,00 |
|
0,171 – 0,200 0,201 – 0,230 0,231 – 0,260 0,261 – 0,300 0,301 – 0,350 0,351 – 0 400 0,401 – 0,450 0,451 – 0,500 0,501 – 0,600 0,601 – 0,700 0,701 – 0,850 0,851 – 1,000 1,001 – 1,250 1,251 – 1,500 1,501 – 1,750 1,751 – 2,000 2,001 – 2,500 2,501 – 3,000 3,001 – 3,500 3,501 – 4,000 4,001 – 5,000 5,001 – 6,000 6,001 – 7,000 7,001 – 8,000 8,001 – 9,000 9,001 – 10,00 10,001 – 12,00 12,001 – 14,00 14,001 – 17,00 17,001 – 20,00 20,001 – 23,00 23,001 – 26,00 26,001 – 30,00 |
2,10 2,40 2,60 2,90 3,20 3,50 3,80 4,20 4,60 5,20 5,80 6,50 7,10 8,70 9,90 11,00 12,00 14,90 16,00 18,00 20,00 23,00 26,00 29,00 31,00 34,00 37,00 42,00 48,00 54,00 60,00 66,00 72,00 |
4,30 4,70 5,10 5,00 6,00 6,60 7,30 7,90 8,70 9,70 10,90 12,30 13,90 15,70 18,30 19,30 22,00 24,30 27,10 30,00 34,00 39,10 43,00 47,00 51,00 55,00 61,00 68,00 76,00 86,00 94,00 102,00 110,00 |
6,90 7,60 8,20 8,80 9,60 10,00 11,00 12,00 13,00 15,00 16,00 18,00 20,00 23,00 26,00 28,00 31,00 35,00 39,00 42,00 47,00 53,00 58,00 64,00 69,00 74,00 81,00 89,00 98,00 109,00 120,00 150,00 159,00 |
10,60 11,60 12,20 13,10 14,20 15,40 16,10 17,50 18,00 20,80 22,80 25,00 28,20 31,20 34,80 37,00 41,00 46,00 50,00 54,00 60,00 68,00 74,00 80,00 86,00 91,00 98,00 101,00 120,00 132,00 144,00 152,00 162,00 |
15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 21,00 22,00 23,00 25,00 27,00 30,00 33,00 36,00 40,00 43,00 46,00 51,00 57,00 62,00 66,00 72,00 80,00 87,00 93,00 99,00 105,00 112,00 122,00 134,00 147,00 158,00 168,00 180,00 |
Phụ lục 4
Hệ số ảnh hưởng của chất đất đến lưu lượng thấm (At và mt) dùng trong công thức (9)
Bảng 1
|
Loại đất |
Tính chất thấm |
At |
mt |
|
Đất sét Đất sét pha nặng Đất pha sét vừa Đất sét pha nhẹ Đất cát pha |
Thấm rất ít Thấm ít Thấm vừa Thấm nhiều Thấm rất mạnh |
0,07 1,30 1,90 2,65 3,40 |
0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 |
Bảng 2 – Bảng tính hệ số ‘ và m0 trong công thức10
|
Loại đất |
At |
mt |
|
Đất pha sét nhẹ Đất pha sét vừa Đất pha sét nặng |
(2,85 đến 3,5) (1,87 đến 2,3) (1,0 đến 1,3) |
0,5 0,4 đến 0,5 0,3 đến 0,5 |
Trong bảng trị số ∆ nhỏ tương ứng với trị số m0 nhỏ
Phụ lục 5
Hệ số hiệu chỉnh dùng trong công thức (11)
|
Q (m3/s) |
Chiều sâu mức nước ngầm (m) kể từ đáy kênh |
|||||||
|
1 |
3 |
5 |
7,5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
|
|
0,3 1,0 3,0 10,0 20,0 30,0 50,0 100,0 |
0,02 0,63 0,50 0,41 0,36 0,35 0,32 0,28 |
– 0,79 0,63 0,50 0,45 0,42 0,37 0,33 |
– – 0,82 0,65 0,57 0,54 0,49 0,42 |
– – – 0,79 0,71 0,66 0,60 0,52 |
– – 0,91 0,82 0,77 0,64 0,58 |
– – – – – 0,94 0,84 0,73 |
– – – – – – 0,97 0,84 |
– – – – – – – 0,94 |
Phụ lục 6
Hệ số lợi dụng của kênh nhỏ
Bảng 1 – Hệ số lợi dụng của kênh nhỏ dựa theo diện tích của khu tưới, loại kênh và tính chất đất đắp kênh
|
Diện tích tưới (ha) |
Kênh loại A |
Kênh loại B |
||||
|
Đất thấm nhiều |
Đất thấm vừa |
Đất thấm ít |
Đất thấm nhiều |
Đất thấm vừa |
Đất thấm ít |
|
|
25 50 100 150 200 300 |
0,80 0,75 0,72 0,69 0,66 0,62 |
0,90 0,87 0,84 0,84 0,70 0,74 |
0,95 0,92 0,90 0,87 0,84 0,80 |
0,75 0,70 0,66 0,63 0,60 0,57 |
0,85 0,80 0,75 0,72 0,70 0,66 |
0,90 0,86 0,83 0,80 0,77 0,74 |
Chú thích: kênh loại A có chiều dài nhỏ hơn hoặc bằng 50m/ha và số lượng cửa lấy nước nhỏ hơn hoặc bằng 3; Kênh B có chiều dài lớn hơn hoặc 5om/ha và số lượng của cửa lấy nước lớn hơn 3.
Bảng 2 – Hệ số lợi dụng của kênh nhỏ dựa theo chiều dài của kênh và lưu lượng trong kênh
|
Lưu lượng (m3/s) |
Chiều dài của kênh (km) |
|||
|
<2 |
2 đến < 4 |
4 đến < 6 |
6 đến 8 |
|
|
Nhỏ hơn 0,025 0,025 đến nhỏ hơn 0,05 0,05 đến nhỏ hơn 0,100 0,100 đến nhỏ hơn 0,150 0,150 đến nhỏ hơn 0,200 0,200 đến nhỏ hơn 0,250 0,250 đến 0,300 |
0,80 0,83 0,85 0,87 0,88 |
0,75 0,78 0,80 0,82 0,84 0,85 0,86 |
– – 0,75 0,78 0,80 0,82 0,83 |
– – – 0,75 0,78 0,79 0,80 |
Phụ lục 7
Các kích thước mặt cắt kênh
Kích thước mặt cắt kênh khi: (lấy từ bảng 1 đến bảng 10 của phụ lục 7)
|
Lưu lượng |
Q nhỏ hơn hoặc bằng 1m3/s; |
||
|
Hệ số mái kênh |
m |
bằng |
1 và 1,5 |
|
Hệ số nhám |
n |
bằng |
0,025; |
|
Độ dốc đáy kênh |
i |
bằng |
0,0002 đến 0,001 |
Chú thích: Các bảng 1đến bảng 10 được biểu thị như sau;
b- Chiều rộng đáy kênh (m)
Dòng trên – các trị số chiều sâu nước trong kênh (h) tính bằng mét;
Dòng dưới – các trị số vận tốc trung bình trong mặt cắt, tính bằng m/s
Kí hiệu (-) và (x) biểu thị mặt cắt quá hẹp và quá rộng;
trị số :
Không nên thiết kế kênh có trị số E lớn quá vì những mặt cắt này thường chiếm nhiều diện tích mặt bằng.
Phụ lục 8
Vận tốc không xói cho phép
Bảng 1 – Vận tốc không xói cho phép (m/s) đối với đất dính
|
Loại đất |
Kích thước hạt (mm) |
Vkx ứng với chiều sâu nước trung bình trong kênh (m/s) |
|||
|
htb= 0,4 |
htb= 1,0 |
htb= 2,0 |
htb ≥ 3 |
||
|
Bụi và bùn Cát nhỏ Cát vừa Cát thô Sỏi nhỏ Sỏi vừa Sỏi lớn Đá dăm nhỏ Đá dăm vừa Đá dăm lớn Đá cuội nhỏ Đá cuội vừa Đá cuội lớn Đá tảng |
0,005 đến 0,05 0,05 đến 0,25 0,25 đến 1,00 1 đến 2,5 2,5 đến 5,0 5 đến 10,0 10 đến 15 15 đến 25 25 đến 40 40 đến 75 75 đến 100 100 đến 150 150 đến 200 lớn hơn 200 |
0,12 đến 0,17 0,17 đến 0,27 0,27 đến 0,47 0,47 đến 0,53 0,53 đến 0,65 0,65 đến 0,80 0,8 đến 0,95 0,95 đến 1,2 1,2 đến 1,5 1,3 đến 2,0 2 đến 2,3 2,3 đến 2,8 2,8 đến 3,2 lớn hơn 3,2 |
0,15 đến 0,21 0,21 đến 0,32 0,32 đến 0,57 0,57 đến 0,65 0,65 đến 0,8 0,8 đến 1,0 1,0 đến 1,2 1,2 đến 1,4 1,1 đến 1,8 1,8 đến 2,4 2,4 đến 2,8 2,8 đến 3,4 3,4 đến 3,9 lớn hơn 3,9 |
0,17 đến 0,24 0,24 đến 0,37 0,37đến 0,65 0,65 đến 0,75 0,75 đến 0,9 0,9 đến 1,1 1,1 đến 1,3 1,3 đến 1,6 1,6 đến 2,1 2,1 đến 2,8 2,8 đến 3,2 3,2 đến 3,9 3,9 đến 4,5 lớn hơn 4,5 |
0,19 đến 0,26 0,26 đến 0,4 0,4 đến 0,7 0,7 đến 0,8 0,8 đến 0,95 0,95 đến 1,2 1,2 đến 1,4 1,4 đến 1,8 1,8 đến 2,2 2,2 đến 3,0 3,0 đến 3,1 3,1 đến 4,2 4,2 đến 4,9 lớn hơn 4,9 |
Bảng 2 – Vận tốc không xói cho phép đối với đất dính khi bán kính thủy lực R= 1 và hàm lượng phù sa trong nước 0,1kg/m3
|
Loại đất |
Tỉ lệ hạt có đường kính (d) dưới 0,005mm (%) |
Dung trọng khô của đất (T/m3) |
||
|
1,1 đến 1,3 |
1,3 đến 1,7 |
1,7 đến 2,0 |
||
|
(1) |
(2) |
(3) |
(4) |
(5) |
|
Đất sét pha nhẹ Đất sét pha vừa Đất sét pha nặng Đất sét |
12 đến 18 18 đến 25 25 đến 31 33 |
0,40 đến 0,60 0,45 đến 0,65 0,55 đến 0,70 0,65 đến 0,75 |
0,60 đến 0,80 0,65 đến 0,85 0,70 đến 1,00 0,75 đến 0,90 |
0,80 đến 0,90 0,85 đến 1,00 1,00 đến 1,20 0,95 đến 1,25 |
Chú thích:
1. Nếu hàm lượng phù sa trong nước lớn hơn 0,1kg/m3 thì trị số vận tốc không xói trong bảng trên có thể cộng thêm một số gia theo bảng 3.
2. Khi R khác 1, các trị số trong bảng 2 cần nhân với R1/3
Bảng 3 – Số gia của vận tốc không xói cho phép khi hàm lượng phù sa dòng chảy trong kênh lớn hơn 0,1kg/m3
|
Loại đất |
Số gia (%) |
Loại đất |
Số gia (%) |
|
Cát nhỏ và cát vừa Cát to Sỏi nhỏ Sỏi vừa Sỏi to |
15 đến 30 25 đến 35 25 đến 35 20 đến 25 10 đến 20 |
Cuội Đất sét pha nhẹ Đất sét pha vừa Đất sét pha nặng Đất sét |
5 đến 10 10 đến 15 15 đến 20 20 đến 25 20 đến 25 |
Bảng 4 – Vận tốc không xói cho phép của kênh đào trong đá (m/s)
|
Loại đá |
Lưu lượng của kênh (m3/s) |
||
|
dưới 1 |
1 y 10 |
trên 10 |
|
|
– Đá trầm tích phong hóa mềm yếu (sét kết, bột kết, cát kết phong hoá) – Đá trầm tích phong hoá vừa (đá dăm kết, đá vôi nứt nẻ, cát kết nứt nẻ) – Đá trầm tích rắn chắc (cát kết, đá vôi, đá vôi silic) – Đá kết tinh, đá phún xuất |
2,5
3,5 5,0 8,0 |
3,00
4,25 6,00 9,00 |
3,5
5,0 7,0 10,0 |
Bảng 5 – Vận tốc không xói cho phép của kênh có lớp áo bọc chống thấm (m/s)
|
Loại gia cố |
Mác bê tông hoặc vữa xây |
Chiều sâu nước trong kênh (m) |
|||
|
0,5 |
1,0 |
3,0 |
5,0 |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Lớp áo bằng bê tông (trong dòng chảy |
50 |
9,6 |
10,6 |
12,3 |
13,0 |
|
không có cát và cuội sỏi) |
75 100 150 200 300 |
11,2 12,5 14,0 15,6 19,2 |
12,4 13,8 15,6 17,3 21,2 |
11,3 16,0 16,0 20,0 24,6 |
15,2 17,0 19,1 21,2 21,1 |
|
Lớp áo bằng đá xây (trong dòng chảy không có cát và cuội sỏi) |
150-50 25 10 |
7,4 6,3 4,3 |
8,7 7,1 5,6 |
10,7 9,1 6,2 |
11,6 9,8 6,7 |
|
Rọ đá (2,5 x 5,0 x 1,0) m và lớn hơn |
– |
4,7 |
5,5 |
6,8 |
7,3 |
|
áo bằng một lớp đá hộc đặt trên lớp đá dăm hoặc đất sét: + Nền bằng đất đắp mới đầm nện khi cỡ đá hộc; 15 đến 20cm 20 đến 30cm |
|
2,4 2,8 |
2,8 3,3 |
3,5 4,1 |
3,8 4,4 |
|
+ Nền đá lún hoặc được đầm nện chặt khi có đá hộc: 15 đến 20 20 đến 30 |
– – |
2,6 3,0 |
3,0 3,6 |
3,7 4,5 |
4,0 4,9 |
|
áo gồm 2 lớp đá hộc đặt trên lớp đá dăm khi cỡ đá hộc: 15 đến 20 20 đến 30 |
– – |
3,0 3,1 |
3,5 3,7 |
4,3 4,7 |
4,7 5,1 |
Phụ lục 9
Hệ số nhám của kênh và sông suối
Bảng 1- Hệ số nhám của kênh đất
|
Đặc điểm của kênh |
Hệ số nhám (n) của lòng kênh |
|
|
Kênh tưới |
Kênh tiêu |
|
|
1. Lưu lượng kênh lớn hơn 25m3/s – Tuyến kênh đi qua đất dính và các loại đất cát – Tuyến kênh đi qua đất lẫn sỏi cuội 2. Lưu lượng của kênh từ 01 đến 25 m3/s – Tuyến đi qua đất dính và các loại đất cát – Tuyến đi qua đất lẫn sỏi cuội 3. Lưu lượng của kênh nhỏ hơn 1m3/s 4. Kênh sử dụng theo định kì |
0,020 0,0225
0,0225 0,025 0,035 0,0275 |
0,025 0,0275
0,030 0,0325 0,035 |
Bảng 2 – Hệ số nhám của kênh đào trong đá
|
Đặc điểm của mặt lòng kênh |
Hệ số nhám (n) |
|
1. Mặt được sửa sang tốt 2. Mặt được sửa sang vừa và không có chỗ lồi lõm 3. Mặt được sửa sang vừa, có chỗ lồi lõm |
0,02 đến 0,025 0,03 đến 0,035 0,04 đến 0,045 |
Bảng 3 – Hệ số nhám của kênh có lớp áo bọc
|
Loại gia cố |
Đặc điểm ở trên mặt |
Hệ số nhám (n) |
|
1. Tráng vữa xi măng trên mặt bằng phẳng
2. Mặt bằng bê tông
3. Mặt phun vữa xi măng 4. Cầu máng bằng gỗ
5. Mặt lát bằng đá tròn cạnh 6. Mặt xây lát bằng đá đã gia công 7. Mặt xây lát bằng gạch 8. Mặt xây lát đá hộc trát bằng vữa xi măng |
– Nhẵn – Không nhẵn – Dùng ván khuôn bằng gỗ – Mặt nhám – Mặt đã sửa chữa bằng phẳng – Mặt chưa sửa – Gỗ bào nhẵn – Gỗ chưa bào nhẵn |
0,012 0,014 0,015 0,017 0,015 0,018 0,012 0,013 0,0225 0,015 0,013 0,011- 0,012 |
Bảng 4 – Hệ số nhám của sông suối thiên nhiên
|
Đặc trưng của lòng dẫn |
Hệ số nhám (n) |
|
– Lòng dẫn là đất trong điều kiện thuận lợi (sạch, thẳng) – Lòng dẫn có lẫn đá trong điều kiện thuận lợi – Lòng dẫn là đất cứng trong các điểu kiện rất thuận lợi – Lòng dẫn có dòng chảy quẩn,có nhiều bối tích hoặc thực vật che phủ, dòng chảy quẩn,cô nhiều tạp chất và rất cong. – Lòng dẫn cong đều đặn với số lượng bãi bối và hố xói không lớn lắm – Như trên nhưng dòng chảy có nhiều tạp chất và đá lăn – Những đoạn sông có nhiều tạp chất,dòng chảy rất chậm và các hố xói sâu – Những đoạn sông có rất nhiều tạp chất kiểu đầm lầy (rác rưởi, ở nhiều chỗ nước ứ đọng) – Các bãi bối của sông lớn và trung bình có các lớp phủ bằng thực vật (có bụi cây) – Các bãi bối có rất nhiều tạp chất,dòng chảy yếu, hố xói sâu và lớn – Như trên nhưng với dòng chảy xiết – Các bãi bồi khô, các lùm cây rậm |
0,025 đến 0,03 0,03 đến 0,04 0,04 0,05
0,033 đến 0,045 0,035 đến 0,05 0,05 đến 0,08 0,075 đến 0,15 0,05 0,08 0,10 0,20 |
Phụ lục 10
Xác định kích thước mặt cắt kênh theo phương pháp mặt cắt thuỷ lực lợi nhất
Bài toán 1:
– Xác định chiều rộng đáy kênh hình thang, biết Q = 8m3/s; h = 1,60m; m = 1,75; n = 0,025 và i= 0,0004
Tính trị số
Trong đó:
– xác định theo bảng 1 của phụ lục này;
Bln – bán kính thuỷ lực ứng với mặt cắt thuỷ lực lợi nhất.
– Từ bảng 2 tìm được Bln = 1,03m do đó:
– Theo bảng 3, khi m = 1,75 tỷ số
Ta có: 
=3,28 và chiều rộng đáy kênh cần tìm sẽ là
Bài toán 2:
Xác định chiều sâu nước h của kênh hình thang biết:
b = 2m, Q = 3m3/s, m = 1, n = 0,014, i =0,0008
Theo bảng 2 khi n = 0,014 ta thấy trị số:
Rln = 0,54m do đó
Từ bảng 3 tìm được 
Chiều sâu của dòng chảy trong kênh: h = 1,46 Rln= 1,46.0,54 = 0,79m
Bài toán 3:
Tính kích thước của kênh hình thang biết:
Q = 4,25m3/s, m = 1,5, i= 0,0004, n = 0,225 và vận tốc V = 0,75m/s.
Tra bảng 2 với n = 0,0225 có:
Rln= 0,81m và 
Rln = 38,54m/s
Vận tốc ứng với mặt cắt thuỷ lực lợi nhất
Theo bảng 3 ứng với:
Kích thước kênh sẽ là:
Bài toán 4:
Xác định chiều rộng đáy và độ dốc của kênh hình thang để tải lưu lượng:
Q = 3,5m3/s, cho biết m = 1,5, n = 0,025, h = 1,2m và V = 0,5m/s.
– Bán kính thuỷ lực:
– Tra bảng 2:
– ứng với n= 0,025 tìm được
– Độ dốc đáy kênh:
Bảng 1 – Bảng xác định trị số (4m0)-1 theo m
|
m |
0 |
0,50 |
0,75 |
1,25 |
1,50 |
1,75 |
2,00 |
2,25 |
2,5 |
3,00 |
|
m0 (4m0) -1 |
2,000 0,1250 |
1,736 0,144 |
1,750 0,143 |
1,828 0,137 |
1,952 0,128 |
2,106 0,119 |
2,282 0,110 |
2,482 0,101 |
2,885 0,087 |
3,325 0,076 |
