Bài giảng Thực hành ứng dụng - Chương 10: Các công trình Thủy lực

ường là giá thành cao, yêu cầu khối lượng bê tông lớn, và có nhiều vấn đề về môi trường như việc giữ và phát nhiệt của thân đập và vết nứt do hiện tượng co giãn của bê tông.Các đập trọng lực loại lớn thường có độ cao khoảng từ 50-150m. Đập Grand Coulee trên sông Columbia ở Washington có chiều cao 168m, chiều dày chân đập là 122m. Chương 10: Các công trình thủy lực10.1 ĐậpĐập trọng lực bằng bê tông và đập trọng lực lõi đất có lát mái Chương 10: Các công trình thủy lực10.1 ĐậpĐập trọng lực Grand Coulee, Washington Chương 10: Các công trình thủy lực10.1 ĐậpĐập trọng lực Grand Coulee, Washington Chương 10: Các công trình thủy lực10.1 ĐậpĐập Shasta trên sông Sacramento ở bắc California. Cao 183m, chiều dầy chân đập 165m chiều dầy đỉnh đập 9m. Chương 10: Các công trình thủy lực10.1 ĐậpĐập cánh cung thường được làm từ bê tông gia cường (cốt thép), và thường chỉ sử dụng khoảng 20% lượng bê tông so với dạng đập trọng lực. Với cấu trúc hình cánh cung, đập có tác dụng truyền tải áp lực thủy tĩnh xuống phần nền móng. 2 – Đập cánh cungĐập cánh cung thường được xây dựng ở các thung lũng sông hẹp và dốc. Thông thường thì chiều dài đỉnh đập chỉ giới hạn dưới 10 lần chiều cao đập. Chương 10: Các công trình thủy lực10.1 ĐậpCấu trúc đập cánh cung Chương 10: Các công trình thủy lực10.1 ĐậpĐập cánh cung Monticello, California, USA cao 93m, rộng 312m, chiều rộng đỉnh đập 3,7m và chiều rộng chân đập là 30,5m. Chương 10: Các công trình thủy lực10.1 ĐậpĐập cánh cung Monticello, California, USA cao 93m, rộng 312m, chiều rộng đỉnh đập 3,7m và chiều rộng chân đập là 30,5m. Chương 10: Các công trình thủy lực10.1 ĐậpĐập cánh cung Kariba nằm trên biên giới giữa Zambia và Zimbabwe (phòng lũ và thủy điện) Chương 10: Các công trình thủy lực10.1 ĐậpLà những loại đập lai giữa đập trọng lực và đập cánh cung, có mặt đập hướng về thượng lưu là một mặt liên tục (hoặc là nghiêng hoặc là thẳng đứng để tăng độ ổn định), còn mặt phía hạ lưu sẽ có nhiều trụ ốp đỡ nhằm tăng khả năng chống chịu của đập3 – Đập buttress (đập có trụ hỗ trợ)Loại đập này chỉ cần khoảng 60% lượng bê tông so với đập trọng lực nhưng chưa chắc giá thành đã rẻ hơn vì cần có thêm nhiều cốt thép trong các cột trụ ốp đỡ. Chương 10: Các công trình thủy lực10.1 Đập3 – Đập buttress (đập có trụ hỗ trợ)Cấu trúc một loài vài đập có trụ hỗ trợ Chương 10: Các công trình thủy lực10.1 Đập3 – Đập buttress (đập có trụ hỗ trợ)Cấu trúc đập có trụ hỗ trợ và các lực tác dụng Chương 10: Các công trình thủy lực10.1 Đập3 – Đập buttress (đập có trụ hỗ trợ)Đập Ekbatan, Iran Chương 10: Các công trình thủy lực10.1 Đập3 – Đập buttress (đập có trụ hỗ trợ)Đập Wilson, Alabama, Mỹ Chương 10: Các công trình thủy lực10.1 Đập3 – Đập buttress (đập có trụ hỗ trợ)Đập Manic, Quebec, Canada Chương 10: Các công trình thủy lực10.2 Cửa cống và các cửa điều khiểnCửa cống dùng để khống chế dòng chảy trong sông và các kênh nhân tạo. Đôi khi (trong tiếng Anh) còn được gọi là underflow-gate vì thực tế thì dòng chảy luôn chảy phía dưới cánh cửa cống Chương 10: Các công trình thủy lực10.2 Cửa cống và các cửa điều khiểnCửa cống phía trên đỉnh đập John Kerr, Virginia, Mỹ Chương 10: Các công trình thủy lực10.2 Cửa cống và các cửa điều khiểnDòng chảy qua cửa cống và dòng chảy qua lỗ có nhiều nét tương tự nhau, nhưng cũng có những khác biệt quan trọng:Với lỗ nhỏ thì sự co hẹp của dòng chảy diễn ra ở mọi hướng trong khi đó ở dòng chảy dưới cửa cống thì không có sự co hẹp theo chiều ngang, và dòng chảy gần sát đáy qua điểm mở cống không có sự thay đổi đáng kể.Tuy nhiên, dòng chảy ở phía đỉnh của phần cống mở sẽ có sự co hẹp rất lớn, và ảnh hưởng của nó lớn hơn bình thường rất nhiều, và vì thế nếu tinh tổng chung thì dòng chảy qua cống và qua vòi có thể xem là tương tự Chương 10: Các công trình thủy lực10.2 Cửa cống và các cửa điều khiểnCống Hoàng Xá đổ ra sông Tô Lịch, xã Hòa Bình, huyện Thường Tín, Hà TâyCống tiêu nước đổ ra sông Nhuệ, Vân Đình, T.Tín, Hà Tây Chương 10: Các công trình thủy lực10.2 Cửa cống và các cửa điều khiểnCửa cống kết hợp đập tràn nhằm mục đích ngăn nước bẩn trên sông Nhuệ đổ vào đoạn sông Tô Lịch Chương 10: Các công trình thủy lực10.2 Cửa cống và các cửa điều khiểnCác công thức tính dòng chảy dưới cửa cống:a) Chảy không ngập:Dòng chảy ra khỏi cửa cống sẽ bị co hẹp theo chiều thẳng đứng, đạt max tại mặt cắt C-C, ở đó đường dòng song song với đáy cốngViết PT Béc-nui-y cho 2 m/c 1-1 và C-C:11cc(10.1) được xác định từ thực nghiệm, phụ thuộc vào hình dạng và mức độ thu hẹp dòng chảy Chương 10: Các công trình thủy lực10.2 Cửa cống và các cửa điều khiểnCác công thức tính dòng chảy dưới cửa cống:b) Chảy ngập:Nếu giả thiết phần nước cuộn cũng có áp suất tuân theo quy luật thủy tĩnh, tương tự ta có:11cc(10.2)(10.3) Chương 10: Các công trình thủy lực10.3 CốngCống là đoạn máng có mặt cắt khép kín (có nắp phẳng hoặc vòm). Cống thường được xây dựng ở những nơi sông (kênh nhân tạo) chảy qua phía dưới đường (cao tốc), hoặc các công trình khác như kè đường sắt Chúng cũng có thể được sử dụng thể thoát nước cho một khu vực xác định và nhiều khu vực, đô thị đã bị ngập do khả năng của cống không đáp ứng được yêu cầu tiêu thoát.Cống có thể dài từ vài mét đến hàng trăm mét.Với lỗ nhỏ thì sự co hẹp của dòng chảy diễn ra ở mọi hướng trong khi đó ở dòng chảy dưới cửa cống thì không có sự co hẹp theo chiều ngang, và dòng chảy gần sát đáy qua điểm mở cống không có sự thay đổi đáng kể.Tuy nhiên, dòng chảy ở phía đỉnh của phần cống mở sẽ có sự co hẹp rất lớn, và ảnh hưởng của nó lớn hơn bình thường rất nhiều, và vì thế nếu tính tổng chung thì dòng chảy qua cống và qua vòi có thể xem là tương tự Chương 10: Các công trình thủy lực10.3 Cống Chương 10: Các công trình thủy lực10.3 CốngCống qua đường tỉnh lộ 427 Hà Tây trên sông Hòa Bình, thuộc hệ thống tiêu thoát cho các xã thuộc huyện Thường Tín.TT Thường Tín Chương 10: Các công trình thủy lực10.3 CốngCống qua đường cao tốc Pháp Vân – Cầu Giẽ trên đoạn nối sông Tô Lịch ở Văn Điển đến sông Nhuệ. Xã Duyên Thái, Thường Tín, Hà Tây. Chương 10: Các công trình thủy lực10.3 CốngDòng chảy trong cống ngầm có thể có 3 hình thức:Chảy không áp: khi mực nước trước cống và trong cống đều thấp hơn đỉnh cốngChảy có áp: khi dòng chảy lấp đầy toàn bộ mặt cắt cốngChảy nửa áp: khi mực nước thượng lưu ngập đỉnh cống nhưng mực nước sau cửa cống vẫn thấp hơn đỉnh cống và có mặt thoáng (trong cống có 2 chế độ chảy, phần trước là chảy có áp, đoạn sau là chảy không áp) Chương 10: Các công trình thủy lực10.3 CốngChảy không áp: Tính toán giống như trong trường hợp kênh hở bình thườngChảy có áp: tính như dòng chảy qua vòi hay ống ngắnChảy nửa áp: tính giống như dòng chảy qua cửa cống Chương 10: Các công trình thủy lựcBài tập về cống và cửa cốngBài tập 54: Tính lưu lượng Q chảy dưới cửa cống phẳng biết độ sâu thượng lưu H=2m, vận tốc thượng lưu v=0.75m/s, độ cao mở cống a=0.7m, chiều rộng cống b=3.0m, độ sâu hạ lưu hz=1.2m. Cho hệ số =0.95.Hướng dẫn: tính độ sâu tại mặt cắt co hẹp hc theo công thức với được ra trong bảng sau:0.00.100.150.200.250.300.350.400.450.500.550.600.650.700.750.6110.6150.6180.6200.6220.6250.6280.6300.6380.6450.6500.6600.6750.6900.705 Chương 10: Các công trình thủy lựcBài tập về cống và cửa cốngBài tập 55: Cống hình chữ nhật rộng 1.5m, cao 2.0m, dài L=60m, n=0.014 dùng để tháo nước qua thân đập. Nền cống nằm từ cao trình 20.10m (thượng lưu) đến 20.04m, cao trình mực nước hạ lưu là 21.54m, lưu lượng là 18m3/s. Giả sử cống mở hoàn toàn, xác định cao trình mực nước thượng lưu. Cho hệ số =0.95.Hướng dẫn: - Xác định đường mặt nước trong cống để biết trạng thái chảy - Giả thiết tạm giá trị để xác định H, sau đó thay lại H để tính lặp lại Chương 10: Các công trình thủy lực10.3 Cống Chương 10: Các công trình thủy lực10.4 Dòng chảy qua trụ cầu1- Dòng chảy qua trụ tròn: Chương 10: Các công trình thủy lực10.4 Dòng chảy qua trụ cầu2- Dòng chảy qua chân đế trụ cầu: Chương 10: Các công trình thủy lực10.5 Đập trànVật kiến trúc ngăn một dòng không áp, làm cho dòng đó chảy tràn qua đỉnh gọi là đập trànĐập tràn là một trong những bộ phận chủ yếu của nhiều công trình thủy lợi: phần tràn nước tháo lũ của hồ chứa, đập ngăn sông dâng nước,b: chiều rộng đập tràn; P1: chiều cao đập so với đáy thượng lưu; P: chiều cao đập so với đáy hạ lưu; : chiều dày đỉnh đập; H: cột nước tràn; hh: chiều cao hạ lưu; hn: độ ngập hạ lưu; Z: độ chênh mực nước (thượng và hạ lưu) Chương 10: Các công trình thủy lực10.5 Đập trànPhân loại:Đập tràn thành mỏng: Khi chiều dày của đỉnh đập  velocity near the bedChương 12: Dòng chảy không ổn định trong sông  thiên nhiên12.1 Khái niệm chungChuyển động không ổn định là chuyển động mà trong đó các yếu tố thủy lực ở một vị trí xác định đều thay đổi theo thời gian.- Chuyển động thay đổi chậm- Chuyển động thay đổi gấpDo dòng không ổn định trong lòng dẫn hở có quan hệ với hiện tượng sóng nên người ta cũng gọi chuyện động không ổn định là chuyển động sóng. - Chuyển động thay đổi chậm  sóng liên tục - Chuyển động thay đổi nhanh  sóng gián đoạnSóng trong lòng dẫn hở khác với sóng biển hoặc hồ do gió sinh ra, sóng này có khả năng vận chuyển một lượng nước lớnChuyển động không ổn định trong đó thuần túy chỉ có nâng cao hoặc hạ thấp mực nước gọi là sóng một chiềuChương 12: Dòng chảy không ổn định trong sông  thiên nhiên12.1 Khái niệm chungSóng truyền theo chiều dòng chảy gọi là sóng thuận, trường hợp ngược lại gọi là sóng nghịchSóng có đặc tính nâng cao mặt nước gọi là sóng dương, nếu làm hạ thấp mực nước thì gọi là sóng âmChương 12: Dòng chảy không ổn định trong sông  thiên nhiên12.1 Khái niệm chungĐầu sóng chuyển động gây ra sự thay đổi đột ngột trong d/chảy còn ở phạm vi thân sóng thì thường các yếu tố thủy lực thay đổi chậmKhi lòng dẫn có sự thay đổi đột ngột  phản xạ sóng. Sóng tiếp tục truyền đi theo chiều ban đầu  sóng khúc xạ, sóng quay ngược trở lại  sóng phản xạSóng đổi hướng – sóng phức tạpChương 12: Dòng chảy không ổn định trong sông  thiên nhiên12.2 PT vi phân cơ bản của CĐ không ổn định thay đổi chậm1. Phương trình liên tụcq là lưu lượng trên một đơn vị chiều rộng kênh lăng trụ, mặt cắt hình chữ nhật(12.1)(12.2)Chương 12: Dòng chảy không ổn định trong sông  thiên nhiên12.2 PT vi phân cơ bản của CĐ không ổn định thay đổi chậm2. Phương trình động lựcchuyển động thay đổi chậmTổn thất dọc đường của dòng không ổn định được tính như dòng ổn địnhtrong TH tổng quát, có thể có dòng chảy 2 chiều(12.3)(12.4)Chương 12: Dòng chảy không ổn định trong sông  thiên nhiên12.2 PT vi phân cơ bản của CĐ không ổn định thay đổi chậm3. Tích phân PT chuyển động(12.5)(12.6)Chương 12: Dòng chảy không ổn định trong sông  thiên nhiên12.2 PT vi phân cơ bản của CĐ không ổn định thay đổi chậm3. Tích phân PT chuyển độngLoại 1: Phân tích toán học chặt chẽ (PP đường đặc trưng)Loại 2: PP sóng biên độ nhỏLoại 3: PP trạng thái tức thờiLoại 4: PP sử dụng máy tính điện tửCó 4 loại cách giảiChương 12: Dòng chảy không ổn định trong sông  thiên nhiên12.2 PT vi phân cơ bản của CĐ không ổn định thay đổi chậm4. Điều kiện ban đầu và điều kiện biênĐiều kiện ban đầu: là tình hình dòng chảy lúc ban đầu hoặc tại một thời điểm t0 nào đó. Điều kiện ban đầu cần phải biết trước.Điều kiện biên: là quy luật biến đổi theo thời gian của cùng 1 hoặc 2 yếu tố thủy lực trong hệ Q,z, v và  tại mặt cắt 2 đầu (biên).Chương 12: Dòng chảy không ổn định trong sông  thiên nhiên12.3 Giải hệ PT cơ bản bằng phương pháp đường đặc trưng1. Các phương trình đặc trưngKhi có một nhiễu động (biến đổi) xảy ra ở một m/c có tọa độ s, thì nhiễu động đó sẽ truyền sang các m/c khác với tốc độ W.Các đặc trưng theo thời gian:(12.6)Nhân PTLT với một hàm số f, cộng với PTDL, thực hiện biến đổiChương 12: Dòng chảy không ổn định trong sông  thiên nhiên12.3 Giải hệ PT cơ bản bằng phương pháp đường đặc trưng1. Các phương trình đặc trưng(12.7)- Dấu (+) ứng với hệ phương trình đặc trưng thuận- Dấu (-) ứng với hệ phương trình đặc trưng nghịch Thứ nguyên của c là thứ nguyên tốc độ và c có ý nghĩa là tốc độ lan truyền ảnh hưởng của nhiễu động khi chưa kể đến vận tốc dòng chảy v.Chương 12: Dòng chảy không ổn định trong sông  thiên nhiên12.3 Giải hệ PT cơ bản bằng phương pháp đường đặc trưng2. Cách giải phương trình đặc trưng(12.8)(12.9)Hệ PT đặc trưng thuận(12.10)(12.11)Hệ PT đặc trưng nghịchtsChương 12: Dòng chảy không ổn định trong sông  thiên nhiên12.3 Giải hệ PT cơ bản bằng phương pháp đường đặc trưng3. Giải hệ PT đặc trưng bằng PP sai phân(12.8)(12.9)Hệ PT đặc trưng thuận(12.10)(12.11)Hệ PT đặc trưng nghịchtsChương 12: Dòng chảy không ổn định trong sông  thiên nhiên12.4 Một số dạng PT cơ bản thường dùng1. Phương trình Navie-StokesPhương trình liên tụcChương 12: Dòng chảy không ổn định trong sông  thiên nhiên12.4 Một số dạng PT cơ bản thường dùng1. Phương trình Navie-Stokesunsteady accelerationconvective accelerationpressure gradientviscosityother forcesChương 12: Dòng chảy không ổn định trong sông  thiên nhiên12.4 Một số dạng PT cơ bản thường dùng2. Phương trình Navie-Stokes viết ở dạng trung bình Reynold (RANS)Chương 12: Dòng chảy không ổn định trong sông  thiên nhiên12.4 Một số dạng PT cơ bản thường dùng3. Phương trình Saint-Venant một chiềuChương 12: Dòng chảy không ổn định trong sông  thiên nhiên12.4 Một số dạng PT cơ bản thường dùng4. Phương trình nước nông (trung bình theo độ sâu) trên hệ tọa độ Đề-cáczxzbhwuChương 12: Dòng chảy không ổn định trong sông  thiên nhiên12.4 Một số dạng PT cơ bản thường dùng4. Phương trình nước nông (trung bình theo độ sâu) trên hệ tọa độ Đề-cácChương 12: Dòng chảy không ổn định trong sông  thiên nhiên12.4 Một số dạng PT cơ bản thường dùng4. Phương trình nước nông (trung bình theo độ sâu) trên hệ tọa độ Đề-cácChương 12: Dòng chảy không ổn định trong sông  thiên nhiên12.4 Một số dạng PT cơ bản thường dùng5. Phương trình nước nông (trung bình theo độ sâu) trên hệ tọa độ congyxChương 12: Dòng chảy không ổn định trong sông  thiên nhiên12.4 Một số dạng PT cơ bản thường dùng5. Phương trình nước nông (trung bình theo độ sâu) trên hệ tọa độ cong Chương 13: Lý thuyết cơ bản về thấm13.1 Khái niệm chungChuyển động của nước trong môi trường có lỗ hổng dưới đất gọi là chuyển động của nước thấmNước trong các môi trường có lỗ hổng (đất và các nham thạch) có thể ở nhiều trạng thái:a) Nước ở thể khíb) Nước ở thể bám chặt: Bao quanh hạt đất bằng một lớp rất mỏng, gắn chặt với hạt đất bằng các lực dính. Chỉ có thể tách ra khỏi hạt đất ở nhiệt độ sôi và chỉ có thể di chuyển ở trạng thái hơic) Nước ở thể màng mỏng: Bao quanh hạt đất bằng các lực phân tử, có thể di chuyển trong đất dưới tác dụng của lực phân tử nhưng không thể truyền áp suấtd) Nước mao dẫn: Chứa đầy trong các lỗ hổng rất nhỏ của đất, chịu tác dụng của sức căng mặt ngoài và trọng lực, có thể di chuyển và truyền áp suất, vùng nước mao dẫn nằm trên mực nước trọng lực. Chiều cao dâng lên của nước mao dẫn phụ thuộc độ lớn của hạt đấte) Nước trọng lực hay nước thấm: Là nước tự do chứa đầy trong các lỗ hổng đất, di chuyển dưới tác động của trọng lực và truyền áp suất. Có thể là chuyển động ổn định, không ổn định, có áp, không áp, Chương 13: Lý thuyết cơ bản về thấm13.1 Khái niệm chungĐặc tính của đất thấm nước:a) Đất đồng chất và Đất không đồng chất: Đất đồng chất có tính chất thấm đối với mọi điểm như nhau, còn đất không đồng chất thì tính chất thấm phụ thuộc vị trí của từng điểmb) Đất đẳng hướng và Đất không đẳng hướng: Trong đất đẳng hướng tính chất thấm không phụ thuộc vào phương chuyển động của dòng thấm, và ngược lại với đất không đẳng hướngTrong thiên nhiên, đất thường nằm thành từng lớp, mỗi lớp các tính chất thấm có thể khác nhau, có thể vận chuyển theo các khe nứt,Giả thiết: đất đồng chất, đẳng hướng trên các tầng đất phẳng không thấm nước Chương 13: Lý thuyết cơ bản về thấm13.2 Định luật Đác-xi về thấm (Darcy)1. Mô hình thấm: Chương 13: Lý thuyết cơ bản về thấm13.2 Định luật Đác-xi về thấm (Darcy)2. Định luật thấm:Darcy đã tiến hành nhiều thí nghiệp đối với các loại đất cát và đưa ra định luật cơ bản về thấm gọi là định luật Darcy.Quan sát hiện tượng thấm trong đ/k chuyển động không ổn địnhk là hệ số tỷ lệ, phụ thuộc vào tính chất đất, gọi là hệ số thấmH là cột nước đo áp tại m/c a-a nằmg ngang so với mặt chuẩnLưu tốc thấm tỷ lệ bậc nhất với gradient thủy lực, hoặc tổn thất cột nước trong dòng thấm tỷ lệ bậc nhất với lưu tốc thấmChuyển động chảy tầng(13.1)(13.2) Chương 13: Lý thuyết cơ bản về thấm13.2 Định luật Đác-xi về thấm (Darcy)2. Định luật thấm:Định luật Darcy có thể viết ở dạng vi phân:(13.3)H là cột nước đo áp, s là tọa độ theo hướng uKhi nghiên cứu dòng thấm ổn định một chiều, có thể thay vi phân riêng bằng vi phân thường:(13.4)Trong một số TH, định luật thấm hoàn toàn đúng, trong một số TH khác thì có sai lệch đáng kể đặc biệt là với loại đất có hạt lớn vì thế cần xác định phạm vi ứng dụng của nó. Chương 13: Lý thuyết cơ bản về thấm13.2 Định luật Đác-xi về thấm (Darcy)2. Định luật thấm:Chuyển động thấm tuân theo quy luật Darcy là chuyển động chảy tầng, vì thế nếu chuyển động của dòng thấm là chảy rối thì nó sẽ ko tuân theo quy luật này (áp dụng với trị số Râynôn nhỏ).Pavơlốpxki dựa vào tài liệu thí nghiệm đã lập nên biểu thức giải tích cho lưu tốc thấm phân giới vk (lúc lưu tốc thấm vượt quá giới hạn này thì ko áp dụng được ĐL Darcy)(13.5)p: độ rỗng; : hệ số nhớt động học (cm2/s); d: đường kính hạt đất (cm); N là hệ số không đổi nằm trong khoảng từ 5060Gần đây cũng bằng các thí nghiệm:(13.6) Chương 13: Lý thuyết cơ bản về thấm13.2 Định luật Đác-xi về thấm (Darcy)3. Hệ số thấm của đất:Hệ số thấm đặc trưng cho tính thấm nước của đất, phụ thuộc nhiều yếu tố khác nhau: hình dạng, kích thước hạt đất, thành phần nham thạch, điều kiện nhiệt độHạt đất càng lớn, càng đều thì hệ số thấm càng lớn, nếu trong đất có nhiều hạt nhỏ thì hệ số thấm càng nhỏ. Hạt đất tròn nhẵn có tính thấm nước lớn hơn loại đất đá hạt nhọn, mảnh hoặc hình thù bất quy tắcDo độ nhớt phụ thuộc nhiệt độ nên khi nhiệt độ tăng, hệ số thấm tăng Chương 13: Lý thuyết cơ bản về thấm13.3 Chuyển động đều của dòng thấm trên tầng không thấm nướcDo chuyển động thực của chất lỏng trong các lỗ hổng rất phức tạp, nên phải thay bằng chuyển động của chất lỏng trong môi trường liên tụcXét TH đơn giản nhất, chuyển động đều trên một tầng không thấm nước nằm nghiêngs110022Các đường dòng là những đường thẳng song song với đáy, đường dòng biên giới là đường dòng trên mặt tự do của dòng thấm hay còn gọi là đường bão hòa (áp suất bằng áp suất không khí) Chương 13: Lý thuyết cơ bản về thấm13.3 Chuyển động đều của dòng thấm trên tầng không thấm nướcCột nước đo áp tại một điểm trên m/c 1-1s110022Xét chuyển động đều, áp suất thủy tĩnh:(13.7) Chương 13: Lý thuyết cơ bản về thấm13.4 Công thức ĐuypuyĐộ dốc thủy lực đối với dòng nguyên tố ở sát đáy:(13.9)(13.8) Chương 13: Lý thuyết cơ bản về thấm13.5 Chuyển động ổn định không đều thay đổi dần trên tầng không thấm nướcNghiên cứu chuyển động không đều thay đổi dần trong những lòng dẫn hình lăng trụ có mặt cắt ngang hình dạng bất kỳ:11xx(13.11)(13.10) Chương 13: Lý thuyết cơ bản về thấm13.5 Chuyển động ổn định không đều thay đổi dần trên tầng không thấm nướcTH1: Độ dốc thuận (i>0)11xx(13.12) Chương 13: Lý thuyết cơ bản về thấm13.5 Chuyển động ổn định không đều thay đổi dần trên tầng không thấm nướcTH2: Đáy nằm ngang (i=0)11xx(13.13)TH3: Độ dốc đáy nghịch (i<0)Đưa vào một chuyển động đều của dòng thấm có lưu lượng Q giống như trong TH dòng thấm chảy theo chiều ngược lại:(13.14)BTVN: Trình bày các dạng đường bão hòa trong chuyển động không đều của dòng thấm Chương 13: Lý thuyết cơ bản về thấm13.6 Hàm dòng – Lưới chuyển động thủy động lực họcVới các chuyển động phẳng, người ta đưa vào khái niệm hàm dòng để biểu thị đường dòng:Quan hệ giữa hàm dòng và hàm số thế lưu tốcHàm dòng thỏa mãn pt Laplace, và là hàm điều hòaHàm dòng và hàm thế là liên hiệp điều hòa Chương 13: Lý thuyết cơ bản về thấm13.6 Hàm dòng – Lưới chuyển động thủy động lực họcCho và những hằng số khác nhau  có thể vẽ được họ đường đẳng thế và họ đường dòngHọ hai đường này hợp thành lưới đặc trưng gọi là lưới thủy động lực họcLưới thủy động lực học là lưới trực giao1) Time　　a. Steady, b. Unsteady2) Spatial integral or Spatial dimension　a. Integral over a cross-section (1-D),　b. Integral from bottom to water surface (depth averaged model)3) Coordinate system　a. Cartesian coordinate set on a horizontal plane,　b. (moving) Generalized curvilinear coordinate on a horizontal plane,　c. Generalized curvilinear coordinate on an arbitrary 3-D surfacePhân loại các mô hình thủy lực4) Pressure distribution a. hydrostatic pressure, b. consideration of vertical acceleration (Boussinesq eq.)5) Velocity distribution and evaluation of bottom shear stresses a. uniform velocity distribution or self-similarity of distribution, b. modeling of local change of velocity distribution (secondary currents caused by stream-line curvature, velocity distribution with irrotational condition, etc.)6) Turbulence model a. 0-equation model (eddy viscosity proportional to depth multiplied by friction velocity), b. depth averaged model7) Single layer model or two layered model A multi-layered model more than three is classified 3-D model.8) Open channel flow or Partially full pressurized flow Co-existence of open channel flows and pressurized flows in a underground channel such a sewer network