TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10719:2015 (ISO 8368:1999) VỀ ĐO ĐẠC THỦY VĂN – ĐO DÒNG TRONG KÊNH HỞ SỬ DỤNG CÁC CẤU TRÚC – HƯỚNG DẪN LỰA CHỌN CẤU TRÚC
TCVN 10719:2015
ISO 8368:1999
ĐO ĐẠC THỦY VĂN – ĐO DÒNG TRONG KÊNH HỞ SỬ DỤNG CÁC CẤU TRÚC – HƯỚNG DẪN LỰA CHỌN CẤU TRÚC
Hydrometric determinations – Flow measurements in open channels using structures – Guidelines for selection of structure
Lời nói đầu
TCVN 10719:2015 hoàn toàn tương đương với ISO 8368:1999;
TCVN 10719:2015 do Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 30 Đo lưu lượng lưu chất trong ống dẫn kín biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
ĐO ĐẠC THỦY VĂN – ĐO DÒNG TRONG KÊNH HỞ SỬ DỤNG CÁC CẤU TRÚC – HƯỚNG DẪN LỰA CHỌN CẤU TRÚC
Hydrometric determinations – Flow measurements in open channels using structures – Guidelines for selection of structure
1 Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này cung cấp các hướng dẫn lựa chọn kiểu cấu trúc đo dòng cụ thể để đo dòng chất lỏng trong kênh hở. Tiêu chuẩn này đưa ra các hệ số và tổng hợp các thông số có thể ảnh hưởng đến việc lựa chọn.
CHÚ THÍCH Thông thường, cấu trúc đo dòng được sử dụng khi yêu cầu độ chính xác cao đối với việc ghi dòng liên tục.
2 Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).
TCVN 8193-1 (ISO 1438-1), Water flow measurement in open channels using weirs and Venturi flumes – Part 1: Thin-plate weirs (Đo dòng trong kênh hở sử dụng đập và máng Venturi – Phần 1: Đập thành mỏng)[1]
TCVN 10718 (ISO 4359), Đo dòng chất lỏng trong kênh hở – Máng hình chữ nhật, hình thang và hình chữ U
TCVN 10720:2015 (ISO 9826:1992), Đo dòng chất lỏng trong kênh hở – Máng Parshall và SANIIRI
ISO 772, Hydrometry determinations – Vocabulary and symbols (Tính toán trong đo đạc thủy văn – Từ vựng và kí hiệu)
ISO 3846, Liquid flow measurement in open channels weirs and flumes – Rectangular broad-crested weirs (Đo dòng chất lỏng trong kênh hở bằng đập và máng – Đập có đỉnh rộng hình chữ nhật)
ISO 3847, Liquid flow measurement in open channels weirs and flumes – End-depth method for estimation of flow in rectangular channels with a free ovefall (Đo dòng chất lỏng trong kênh hở bằng đập và máng – Phương pháp độ sâu để đánh giá dòng ngập tự do trong kênh hình chữ nhật)
ISO 4360, Liquid flow measurement in open channels by weirs and flumes – Triangular- profile weirs (Đo dòng chất lỏng trong kênh hở sử dụng đập và máng – Đập có biên dạng hình tam giác)
ISO 4362, Measurement of liquid flow in open channels – Trapezoidal- profile weirs (Đo dòng chất lỏng trong kênh hở – Đập có biên dạng hình thang)
ISO 4371, Measurement of liquid flow in open channels by weirs and flumes – End-depth method for estimation of flow in non-rectangular channels with a free overfall (approximate method) (Đo dòng chất lỏng trong kênh hở bằng đập và máng – Phương pháp đo độ sâu để đánh giá dòng ngập tự do trong kênh không có dạng hình chữ nhật)
ISO 4374, Liquid flow measurement in open channels – Round-noise horizontal broad-crested weirs (Đo dòng chất lỏng trong kênh hở – Đập có đỉnh rộng nằm ngang góc tròn)
ISO 4377, Liquid flow measurement in open channels – Flat-V weirs (Đo dòng chất lỏng trong kênh hở – Đập chữ V phẳng)
ISO 8333, Liquid flow measurement in open channels by weirs and flumes – V-shaped broad-crested weirs (Đo dòng chất lỏng trong kênh hở bằng đập và máng – Đập có đỉnh rộng hình chữ V)
ISO 9827, Measurement of liquid flow in open channels by weirs and flumes – Streamlined triangular- profile weir (Đo dòng chất lỏng trong kênh hở – Đập có biên dạng tam giác khí động)
ISO 13350, Hydrometric determinations – Flow measurement in open channels using structures – Use of vertical underflow gates and radial gates (Tính toán trong đo đạc thủy văn – Đo dòng trong kênh hở bằng cách sử dụng các cấu trúc xây dựng – Sử dụng cổng tràn dưới và cổng xuyên tâm thẳng đứng)
ISO 14139, Hydrometric determinations – Flow measurement in open channels using structures – Compound gauging structures (Tính toán trong đo đạc thủy văn – Đo dòng trong kênh hở sử dụng các cấu trúc xây dựng – Các cấu trúc đo liên hợp).
3 Thuật ngữ, định nghĩa
Tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ, định nghĩa nêu trong ISO 772.
4 Các kiểu cấu trúc
Các kiểu cấu trúc sau có thể được sử dụng để đo dòng chất lỏng:
a) đập thành mỏng:
1) hình chữ nhật;
2) hình chữ V;
b) đập có đỉnh rộng:
1) nằm ngang có mũi tròn;
2) nằm ngang hình chữ nhật;
3) hình chữ V.
c) đập có biên dạng tam giác.
d) đập có biên dạng tam giác theo chiều dọc chảy.
e) đập hình chữ V phẳng.
f) máng:
1) hình chữ nhật;
2) hình thang;
3) có cổ hình chữ U;
4) Parshall và SANIIRI
g) phương pháp đo độ sâu:
1) kênh hình chữ nhật;
2) kênh không có dạng hình chữ nhật (phương pháp gần đúng).
h) đập có biên dạng hình thang.
i) các cấu trúc đo liên hợp.
j) các cửa xả sâu và các cửa van cung.
Hình vẽ minh họa cấu trúc kiểu cấu trúc đo dòng cụ thể được trình bày trong tiêu chuẩn tương ứng được liệt kê trong Điều 2.
5 Các hệ số ảnh hưởng đến việc lựa chọn
5.1 Yêu cầu chung
Các hệ số làm ảnh hưởng đến việc lựa chọn có thể được xem xét dựa trên:
a) mục đích;
b) phạm vi dòng chảy;
c) hợp lưu;
d) kích thước và tính chất của kênh;
e) độ dốc và sự vận chuyển bùn cát của kênh;
f) vận hành và bảo dưỡng;
g) tác động của môi trường;
h) sự lưu thông của cá;
i) chi phí.
5.2 Mục đích
Bảng 1 tổng hợp các cấu trúc khác nhau và giới thiệu một số mục đích mà các cấu trúc này có thể áp dụng kèm theo các hướng dẫn về các giới hạn của chúng.
Cấu trúc được yêu cầu để xác định phạm vi dòng chảy và độ chính xác. Độ chính xác trong việc xác định lưu lượng đơn lẻ phụ thuộc vào việc đánh giá các độ không đảm bảo đo thành phần có liên quan. Ở các điều kiện tổng quát, đập thành mỏng có phạm vi độ không đảm bảo đo từ 1% đến 4%, máng và các loại đập xác định sẽ có phạm vi độ không đảm bảo đo từ 2% đến 5 % và các phương pháp độ sâu và các loại đập khác sẽ có phạm vi độ không đảm bảo đo từ 4 % đến 10%. Các độ lệch do việc xây dựng, lắp đặt hoặc sử dụng như đã được công bố trong tiêu chuẩn tương ứng sẽ gây ra các sai số của phép đo.
5.3 Phạm vi dòng chảy
Cần phải xem xét mối quan hệ giữa dòng lớn nhất và dòng nhỏ nhất khi quyết định sử dụng kiểu cấu trúc và phạm vi làm việc của một số cấu trúc thông thường được nêu trong Bảng 2. Để có độ chính xác tổng thể tốt nhất trên phạm vi rộng của các lưu lượng nhỏ, đập rãnh V thành mỏng thường được sử dụng hơn đập hình chữ nhật thành mỏng hoặc đập hình chữ nhật có độ rộng đầy đủ. Đối với phạm vi rộng của các lưu lượng lớn, máng hình thang, đập chữ V phẳng hoặc đập có biên dạng tam giác thường hay được sử dụng hơn đập có đỉnh rộng, máng tràn tự do hoặc máng có cổ hình chữ nhật.
5.4 Hợp lưu
Do sự dâng lên của mực nước ngay phía dòng vào cấu trúc có thể gây trở ngại cho hệ thống dòng chảy và gây ra các vấn đề về thoát nước hoặc giới hạn hiệu suất làm việc của các hệ thống tưới tiêu hoặc làm cho các chi phí bơm hút tăng lên. Ngoài ra, môi trường sống dưới nước phía dòng vào cấu trúc có thể bị ảnh hưởng một cách bất lợi. Một số cấu trúc được xây dựng với các hệ số lưu lượng cao và độ chính xác của chúng không bị suy giảm nhiều do các tỉ số dòng ngập cao. Đập có biên dạng tam giác, chữ V phẳng và các máng là các ví dụ của loại cấu trúc này.
Bảng 1 – Ứng dụng và giới hạn của các cấu trúc
|
Kiểu |
Tiêu chuẩn |
Độ không đảm bảo thông thường của lưu lượng tính được |
Giới hạn chảy xiết1) |
Các giới hạn |
Ứng dụng thông thường |
| Đập thành mỏng |
ISO 1438-1 |
1 đến 4 |
2) |
23) |
Phòng thí nghiệm, các phép thử bơm, nước không có bùn cát, dòng chảy nhỏ và sử dụng trong các phòng thí nghiệm thủy lực. |
| Đập có đỉnh rộng |
|
3 đến 5 |
|
|
Đập có đỉnh rộng được sử dụng tốt nhất trong các kênh hình chữ nhật tuy nhiên chúng cũng có thể được sử dụng trong các kênh không phải hình chữ nhật vẫn có độ chính xác tốt nếu kênh dẫn hình chữ nhật nhẵn mở rộng phía dòng vào đập ít nhất một đoạn bằng hai lần áp suất cột nước lớn nhất. Các kênh tưới tiêu có độ dốc nhỏ và phạm vi dòng lớn. |
| a) biên dạng chữ nhật |
ISO 3846 |
66% |
1,53) |
||
| b) đỉnh nằm ngang có mũi tròn |
ISO 4374 |
80% |
1,53 |
||
| c) hình chữ V |
ISO 8333 |
80% |
1,5 3,03) |
||
| Đập có biên dạng tam giác |
ISO 4360 |
2 đến 5 |
75% |
3,53) |
Mạng lưới đo khối lượng riêng của nước và các kênh tưới tiêu chính |
| Đập có biên dạng tam giác dạng khí động |
ISO 9827 |
2 đến 5 |
? |
? |
Các công việc tưới tiêu và các kênh phụ |
| Đập chữ V phẳng |
ISO 4377 |
2 đến 5 |
70% |
2,53) |
Các công việc đo khối lượng riêng của nước có phạm vi dòng chảy lớn |
| Các cấu trúc đo liên hợp |
ISO 14139 |
2 đến 5 |
Thay đổi |
Thay đổi |
Các công việc đo khối lượng riêng của nước có phạm vi dòng chảy lớn |
| Đập có biên dạng hình thang |
ISO 4362 |
4 đến 8 |
65 % đến 85 %4) |
1,33) |
Ở những nơi việc xây dựng dễ dàng thực hiện.
Các công việc tưới tiêu và các kênh phụ. |
| Các cửa xả sâu và các cửa van cung |
ISO 13550 |
4 đến 8 |
2) |
Xem ISO 13550 |
Các trường hợp yêu cầu mức nước phía dòng vào gần như không đổi. |
| Phương pháp đo độ sâu |
|
|
2) |
6) |
Khi độ chính xác có thể được nới lỏng để đơn giản và kinh tế. |
| a) Hình chữ nhật |
ISO 3847 |
5 đến 10 |
|
|
|
| b) Không phải hình chữ nhật |
ISO 4371 |
|
|
|
|
|
Máng có cổ dài |
TCVN 10718 (ISO 4359) |
2 đến 5 |
74% |
0,75) |
Máng có thể được sử dụng trong các kênh có bất kì hình dạng nào nếu điều kiện dòng trong kênh dẫn khá đồng đều và ổn định. Các kênh có nhiều bùn cát, dòng có nhiều đá vụn, dòng có cá di trú, các đường ống và các ống dẫn được điền đầy một phần, dòng trong cống ngầm. |
|
Máng Parshall và SANIIRI |
TCVN 10720 (ISO 9826) |
4 đến 8 |
60 % đến 80% |
Xem TCVN 10720 (ISO 9826) |
Máng có thể được sử dụng trong các kênh có bất kì hình dạng nào nếu các điều kiện dòng trong kênh dẫn khá đồng đều và ổn định. Mạng lưới đo khối lượng riêng của nước và các kênh cấp nước. |
| 1) Giới hạn chảy xiết của từng thiết bị cần phải xem xét cẩn thận. Tỉ số ngập phải được kiểm tra đối với toàn bộ phạm vi các dòng chảy cần đo và được so sánh với các giá trị ứng với giới hạn chảy xiết nêu trong Bảng 1.
2) Bề mặt phải hoàn toàn thoáng khí. 3) H/p lớn nhất, trong đó H là áp suất cột nước phía dòng vào tổng cộng và p là chiều cao của đập. 4) Phụ thuộc vào hình dạng hình học. 5) At/Au lớn nhất, trong đó At và Au lần lượt là các mặt cắt ngang của cổ và kênh vào. 6) Không áp dụng. |
|||||
Bảng 2 – Các lưu lượng so sánh đối với các máng và đập khác nhau
|
Cấu trúc |
D1) |
p1) |
b1) |
m1) |
L1) |
Lưu lượng m3/s |
|
|
m |
m |
m |
(dốc) |
m |
min. |
max. |
|
|
Đập |
|
|
|
|
|
|
|
| Thành mỏng, chiều rộng đầy đủ |
– |
0,2 |
1,0 |
– |
– |
0,005 |
0,67 |
|
– |
1,0 |
1,0 |
– |
– |
0,005 |
7,70 |
|
| Thành mỏng, thu hẹp |
– |
0,2 |
1,0 |
– |
– |
0,009 |
0,45 |
|
– |
1,0 |
1,0 |
– |
– |
0,009 |
0,45 |
|
| Thành mỏng, rãnh chữ V |
– |
|
θ = 90° |
– |
– |
0,001 |
1,80 |
| Đỉnh rộng có mũi tròn |
– |
0,15 |
1,0 |
– |
0,6 |
0,030 |
0,18 |
|
– |
1,0 |
1,0 |
– |
5,00 |
0,100 |
3,13 |
|
| Đỉnh rộng hình chữ nhật |
– |
0,2 |
1,0 |
– |
0,8 |
0,03 |
0,26 |
|
– |
1,0 |
1,0 |
– |
2,0 |
0,130 |
3,07 |
|
| Đỉnh rộng hình chữ V |
– |
0,30 |
θ = 90° |
– |
1,50 |
0,002 |
0,45 |
|
– |
0,15 |
θ = 150° |
– |
1,50 |
0,007 |
1,68 |
|
| Biên dạng tam giác |
– |
0,2 |
1,0 |
– |
– |
0,010 |
1,17 |
|
– |
1,0 |
1,0 |
– |
– |
0,010 |
13,00 |
|
| Hình chữ V phẳng |
– |
0,2 |
4 |
1:10 |
– |
0,014 |
5,00 |
|
– |
1,0 |
80 |
1:40 |
– |
0,055 |
630 |
|
| Máng |
|
|
|
|
|
|
|
| Hình chữ nhật |
– |
0,0 |
1,0 |
– |
2,0 |
0,033 |
1,70 |
| Hình thang |
– |
0,0 |
1,0 |
5:1 |
4,0 |
0,270 |
41,00 |
| Cổ chữ U |
0,3 |
0,0 |
0,3 |
– |
0,6 |
0,002 |
0,07 |
|
1,0 |
0,0 |
1,0 |
– |
2,0 |
0,019 |
1,40 |
|
| CHÚ THÍCH: Các kích thước được đưa ra làm ví dụ để so sánh.
1) D: đường kính của cổ hình chữ U; p: chiều cao của đập; b: chiều rộng của đập hoặc cổ máng; m: các mái dốc: 1 mặt ứng; m: mặt ngang; L: chiều dài của cổ máng hoặc đỉnh đập. |
|||||||
5.5 Kích thước và tính chất của kênh
Hình dạng và kích thước của kênh dựa trên tính khả thi của loại cấu trúc cụ thể được chọn. Vật liệu làm đáy và các mặt bên của kênh sẽ ảnh hưởng đến tổn hao áp suất cột nước cho phép qua cấu trúc mà không tạo ra độ rò rỉ đáng kể qua đáy và các bờ kênh. Phải xác định mức độ bảo vệ cần thiết để làm giảm hiện tượng xói mòn ở phía dòng ra của cấu trúc.
5.6 Độ dốc và sự vận chuyển bùn cát của kênh
Đối với các dòng vận chuyển theo phù sa, tránh sử dụng đập thành mỏng vì gờ đỉnh có thể bị hư hỏng hoặc bị xói mòn do phù sa. Ngoài ra, lưu lượng của đập có thể bị ảnh hưởng của việc bồi đắp và xói mòn của bùn cát trong phần dẫn vào đập. Trong dòng chảy có bùn cát ở đáy, không khuyến nghị sử dụng các cấu trúc làm giảm vận tốc của dòng chảy đáng kể vì nó có thể làm cho mức đáy dao động khi dòng chảy thay đổi. Thông thường, máng sẽ làm việc tốt hơn đập trong các dòng chảy vận chuyển theo bùn cát.
Không có sự giới hạn về kiểu cấu trúc đối với các độ dốc nhỏ hơn 0,1 % và các số Froude nhỏ hơn 0,25.
Máng có ưu điểm hơn đập về sự vận chuyển bùn cát đối với các độ dốc nằm giữa 0,1 % và 0,4 % và số các số Froude nằm giữa 0,25 và 0,5.
Đập và máng tiêu chuẩn thường không thích hợp đối với các độ dốc lớn hơn 0,4 % và các số Froude lớn hơn 0,5 trừ khi dòng chảy không vận chuyển theo bùn cát.
5.7 Vận hành và bảo dưỡng
Độ chính xác của tất cả các thiết bị phụ thuộc rất nhiều vào mức độ bảo dưỡng thiết bị đó. Tuy nhiên, máng dễ mắc phải các sai số hiệu chuẩn do sự phát triển của tảo trong cổ.
Đập hình tam giác và đập hình chữ V phẳng cũng dễ có sự phát triển của tảo. Các biện pháp ngăn ngừa tảo có thể được sử dụng nhưng việc này cần thận trọng để tránh hủy hoại môi trường. Do vậy phải chú ý đến an toàn trong khi xây dựng và thực hiện các hoạt động bảo dưỡng. Việc tạo ra các bề mặt siêu nhẵn cho đỉnh được coi là cách hiệu quả nhất để hạn chế tối thiểu sự phát triển của tảo và việc bảo dưỡng tương ứng.
Khi các cấu trúc hoạt động tại nhiệt độ dưới điểm đóng băng, phải xem xét đến ảnh hưởng của sự đóng băng lên phép hiệu chuẩn. Thông thường, đập và đập thành mỏng nối riêng ít bị ảnh hưởng của băng hơn là máng. Trong một số trường hợp, vấn đề về các sai số hiệu chuẩn có thể được giải quyết bằng cách làm nóng không gian trên toàn cấu trúc.
Việc hiệu chuẩn đập thành mỏng có thể bị ảnh hưởng do hư hỏng đinh và các góc và hư hỏng do vệ sinh mặt nước phía thượng lưu nơi sự phát triển của tảo sẽ tạo ra các sai số cho phép hiệu chuẩn. Vì thế, chu kì bảo dưỡng có thể ảnh hưởng đến việc lựa chọn cấu trúc. Đập có đỉnh rộng, đập có biên dạng tam giác, các máng có cổ dài và các cấu trúc chảy tràn tự do thường sẽ cuốn trôi rác nổi hiệu quả hơn đập thành mỏng. Đặc biệt tránh sử dụng đập xẻ chữ V thành mỏng trừ khi bẫy rác được lắp đặt ở phía dòng vào.
5.8 Sự lưu thông của cá
Sự di chuyển của cá về phía dòng vào để sinh sản có thể gặp trở ngại nếu cấu trúc không đáp ứng qui định cho sự lưu thông của chúng.
Các nhân tố chính ảnh hưởng đến sự di chuyển qua một vật cản là hợp lưu tại vật cản, chiều dài tổng cộng và chiều sâu của nước bên dưới vật cản và phía trên đỉnh của vật cản.
Nếu đập thành mỏng hoặc đập có đỉnh rộng được lắp đặt, chiều sâu của nước phải đủ lớn cho cá có thể bơi ra để vệ sinh đập. Máng tạo ra một cản nhỏ nhất, phụ thuộc vào các vận tốc qua cổ và chiều dài tổng cộng của cổ. Đập có biên dạng tam giác cần phải được xem xét kỹ lưỡng vì chúng có thể tạo ra độ cản lớn đặc biệt ở nơi các bộ tiêu tán năng lượng được kết hợp với giếng tiêu năng.
Đập hình chữ V phẳng có thể được thiết kế để giảm thiểu sự cản trở bằng cách tập trung dòng chảy trong phạm vi dòng chảy tương ứng. Đập này sẽ tạo ra chiều sâu của dòng trên phần đỉnh đối với lưu lượng đã cho lớn hơn tương đối so với chiều sâu của dòng thu được bằng cách sử dụng đập có đỉnh nằm ngang.
5.9 Chi phí
Hiệu quả của dòng chảy qua thiết bị và lợi ích về mặt cải thiện độ chính xác dựa trên chi phí của cấu trúc sẽ dựa trực tiếp trên các giá trị đầu tư tương đối của các loại cấu trúc khác nhau. Các chi phí xây dựng và bảo dưỡng dài hạn tổng cộng phải được xem xét.
Đập có biên dạng tam giác lợi thế về mặt giá thành rẻ cho việc đo dòng khi nó được thiết kế cho việc vận hành gần với giới hạn chảy xiết của nó. Các thiết kế như vậy có cấu trúc nhỏ hơn các thiết kế khác và giảm được sự hợp lưu. Vì thế cấu trúc thượng lưu và đáy được tối giản. Nếu kênh có một phần bằng bê tông thích hợp, ví dụ cống nước thì tùy vào kích thước đập có thể được đúc sẵn và sau đó được đặt cố định vào đáy kênh. Nếu các điều kiện dòng chảy ngập được dự đoán xảy ra thì việc tháo đỉnh được yêu cầu thực hiện.
6 Khuyến nghị
6.1 Đập thành mỏng
6.1.1 Yêu cầu chung
Đập thành mỏng phụ thuộc vào sự phát triển đầy đủ của phần thu hẹp bên dưới đập tràn nhưng xây dựng tương đối rẻ mặc dù nhà sản xuất yêu cầu phải có chế độ bảo dưỡng riêng. Việc thông khí vào bể tràn bằng các lỗ thông hơi, nếu cần. Mức nước phía dòng ra không được phép gây trở ngại đến quá trình thông hơi, qui định này làm hạn chế khả năng ứng dụng của đập thành mỏng. Đập thành mỏng được khuyến nghị ở nơi độ chính xác cao được yêu cầu và đặc biệt thích hợp đối với việc thí nghiệm và sử dụng trong các kênh nhân tạo và trong các trường hợp khác khi việc bảo dưỡng tốt có thể được đảm bảo và có ít nguy cơ làm hỏng hoặc xuống cấp đỉnh. Các ứng dụng cụ thể bao gồm việc đo dòng bù, phép đo dòng trong các phép thử bơm cấp nước và phép đo dòng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Đập thành mỏng kiểu hình chữ nhật và rãnh chữ V đều rất thích hợp đối với các lắp đặt mang tính tạm thời.
6.1.2 Đập hình chữ nhật
Các đập này có thể có chiều rộng đầy đủ, bị thu hẹp toàn phần hoặc một phần, việc lựa chọn phụ thuộc vào phạm vi dòng chảy cần đo. Đập bị thu hẹp toàn phần có ưu điểm là có thông khí tự động và có thể được lắp đặt trong các kênh không phải hình chữ nhật tùy theo các điều kiện xác định.
6.1.3 Đập xẻ chữ V
Đập xẻ chữ V thành mỏng đặc biệt thích hợp ở nơi có tỉ số dòng từ cao đến thấp lớn và ở nơi độ chính xác tại dòng thấp là quan trọng do độ nhạy cao hơn của chúng.
Đập xẻ chữ V cũng có ưu điểm là đập tràn có thông khí tự động.
6.2 Đập có đỉnh rộng
6.2.1 Yêu cầu chung
Đập có đỉnh rộng được xây dựng với chi phí khá thấp và không phức tạp vì thế ít gặp các hư hỏng nhỏ. Đập có đỉnh rộng được sử dụng tốt nhất trong các kênh hình chữ nhật khi việc bảo dưỡng định kì cho phép vệ sinh tất cả sự bồi đắp phía thượng lưu và sự phát triển của tảo từ đỉnh.
Các cấu trúc này thường có một đỉnh cố định để đo dòng nhưng nếu chúng được sử dụng để điều tiết và đo dòng ví dụ như đối với các ứng dụng tưới tiêu, có thể trang bị đỉnh di động cơ khí hoặc thủ công.
6.2.2 Đập có mũi tròn
Đập có đỉnh rộng mũi tròn có phạm vi lưu lượng và tỉ số ngập tốt và thích hợp sử dụng trong các lắp đặt cỡ nhỏ và trung bình.
6.2.3 Đập nằm ngang hình chữ nhật
Đập nằm ngang hình chữ nhật xây dựng đơn giản và có nhiều ứng dụng trong cả điều kiện phòng thí nghiệm và hiện trường. Có các qui định chặt chẽ về hình dạng hình học khi phép đo dòng chính xác được yêu cầu.
6.2.4 Đập hình chữ V
Đập có đỉnh rộng hình chữ V phù hợp với phép đo dòng trên phạm vi lưu lượng lớn. Vì chúng duy trì sự chảy xiết lên đến tỉ số ngập 80%, các đập này đặc biệt thích hợp đối với kênh có độ dốc nhỏ.
6.3 Đập có biên dạng tam giác
Đập có biên dạng tam giác đặc biệt thích hợp đối với phép đo dòng trong các kênh tự nhiên, nơi yêu cầu tổn hao áp suất cột nước nhỏ nhất và ở nơi độ chính xác tương đối cao. Các kênh này có phạm vi lưu lượng và giới hạn chảy xiết tốt, chúng không phức tạp vì thế ít gặp các hư hỏng nhỏ và vẫn hoạt động khi dòng mang theo bùn đất.
Biên dạng tam giác có hệ số lưu lượng không đổi trên toàn phạm vi áp suất cột nước lớn. Đập cũng có thể được sử dụng ở điều kiện dòng ngập; trong trường hợp này phép đo áp suất cột nước thứ hai là cần thiết và có thể được thực hiện tại các điểm phân nhánh tại đỉnh.
Độ chính xác đạt được trên toàn phạm vi dòng chảy và áp suất cột nước làm cho các đập này trở thành các cấu trúc hoàn hảo đối với việc đo khối lượng riêng của nước.
6.4 Đập có biên dạng tam giác theo chiều dọc chảy
Hầu hết các nhận xét liên quan đến đập có biên dạng tam giác cũng được áp dụng cho các cấu trúc có dạng khí động. Tuy nhiên đối với hoạt động của dòng ngập, một thiết bị đo tách rời thường được sử dụng phía dòng ra hơn là yêu cầu phân nhánh đỉnh đối với biên dạng tam giác. Tuy nhiên, đập này khó xây dựng và cần các phần đúc sẵn, chính xác nếu muốn đạt được kết quả mong muốn.
6.5 Đập hình chữ V phẳng
Đập hình chữ V phẳng rất nhạy và được khuyến nghị trong các trường hợp dòng thấp có thể tạo ra độ không chính xác lớn hoặc đỉnh ngang cần phải được xem xét. Việc xây dựng các cấu trúc này tương đối tốn kém đặc biệt là khi sự xói mòn có thể xảy ra phía dòng ra và cần có cấu trúc bảo vệ. Tuy nhiên nếu độ chính xác cao được yêu cầu và thiết bị ghi liên tục được lắp đặt thì các chi phí phát sinh so với các chi phí của các thiết bị đo khác là không đáng kể.
6.6 Cấu trúc đo liên hợp
Các cấu trúc đo liên hợp có nhiều đặc tính của đập hình chữ V phẳng. Chúng được thiết kế để đưa ra độ nhạy cao tại các dòng thấp bằng cách tạo ra một hoặc nhiều vùng mức thấp hẹp, hợp lưu tại các dòng cao có thể tránh được bằng cách tạo ra các phần có mức cao rộng. Tính linh hoạt của đập liên hợp còn được nâng cao hơn bởi được phép sử dụng các loại đập hoặc máng khác đối với các miền riêng biệt nằm trong cấu trúc liên hợp.
6.7 Đập có biên dạng hình thang
Đập có biên dạng hình thang có thể được sử dụng trong dòng chảy xiết hoặc/và phạm vi dòng ngập. Đập này có hình dạng đơn giản nhưng phải tuân theo các hình dáng của các mái dốc phía dòng vào và dòng ra tiêu chuẩn để các đặc tính bắt nguồn từ thực nghiệm có thể được áp dụng.
6.8 Cổng tràn dưới và cổng xuyên tâm thẳng đứng
Cổng tràn dưới và cổng xuyên tâm thẳng đứng có thể được vận hành với các khẩu độ khác nhau vì thế có thể được sử dụng để đo dòng chảy nằm trong dải tương đối hẹp của mức nước phía dòng vào. Độ chính xác của loại thiết bị này thấp hơn độ chính xác của các cấu trúc “tràn“ thông thường.
6.9 Phương pháp chiều sâu
Phương pháp sử dụng các độ dốc có sẵn phù hợp với phép đo xấp xỉ khi độ chính xác không quá quan trọng. Phương pháp yêu cầu độ dốc ở cách xa điểm cuối của đường ống hoặc cống và có thể ở trong miền chữ nhật hoặc không phải hình chữ nhật.
6.10 Máng
6.10.1 Yêu cầu chung
Máng được khuyến nghị khi vật chất được vận chuyển dọc theo kênh, đặc biệt là khi có sự di chuyển ở đáy. Cấu trúc bảo vệ phía sau cổ được kết hợp dễ dàng vào cấu trúc chính.
6.10.2 Máng chữ nhật
Máng chữ nhật có kích thước sao cho dễ lắp ráp với kích thước kênh. Các máng như vậy dễ dàng ghép nối với các kênh chữ nhật và gần như được sử dụng rộng rãi trong việc đo dòng vào đối với cấu trúc xử lí nước thải. Chúng thích hợp với nơi hợp lưu cần được giữ thấp nhất.
6.10.3 Máng hình thang
Máng hình thang được sử dụng cho các mục đích tương tự với các mục đích làm việc của máng chữ nhật nhưng đặc biệt được khuyến nghị nếu chứa trạm đo trong kênh hình thang và thuận tiện trong việc xây dựng. Chúng phù hợp với nơi yêu cầu độ chính xác khá cao trên toàn phạm vi của dòng chảy.
6.10.4 Máng có cổ hình chữ U
Máng có cổ hình chữ U phù hợp với phép đo dòng chảy trong cống thoát nước và các đường ống chảy đầy một phần.
6.10.5 Máng Parshall và SANIIRI
Các máng này được thiết kế để vận hành dưới cả điều kiện dòng tự do và dòng ngập, có thể được sử dụng trong các kênh hở và các kênh tưới tiêu khi có dòng thay đổi chậm hoặc ổn định. Các tiêu chuẩn liên quan đến hai loại máng này xem trong Điều 4 TCVN 10720:2015(ISO 9826:1992).
7 Thông số ảnh hưởng đến việc lựa chọn các cấu trúc
Bảng 1 và 2 đưa ra các thông số tổng quát có thể được xem xét trong việc lựa chọn cấu trúc. Các giới hạn và các giá trị của các hệ số được đưa ra trong tiêu chuẩn tương ứng, việc tham khảo được thực hiện đối với các mục đích thiết kế cụ thể.
Hình 1 đưa ra lưu đồ đối với việc lựa chọn các cấu trúc. Bảng 3 đưa ra danh sách các kiểu cấu trúc đã được tiêu chuẩn hóa. Lưu đồ cho phép việc lựa chọn cấu trúc đo dòng phù hợp nhất, bao gồm các yếu tố sau:
– chức năng của cấu trúc;
– hiện trường áp dụng;
– sự xuất hiện của trầm tích cao;
– phạm vi dòng chảy.
Ngoài ra, sự hiểu biết về cấu trúc, nhận biết các thay đổi và các chi phí sẽ đóng góp một phần trong sự lựa chọn cấu trúc đo.
Hình 1 – Lưu đồ lựa chọn các cấu trúc (xem Bảng 3)
Bảng 3 – Các tiêu chuẩn để lựa chọn các cấu trúc đo
|
ISO 1438-1 |
Đập thành mỏng |
ISO 9827 |
Đập có biên dạng tam giác theo chiều dọc chảy |
|
ISO 3847 |
Phương pháp đo sâu trong hình chữ nhật |
ISO 14139 |
Các cấu trúc đo liên hợp |
|
ISO 4360 |
Đập có biên dạng tam giác |
ISO 13550 |
Cổng tràn dưới và cổng xuyên tâm thẳng đứng |
|
ISO 4371 |
Phương pháp đo sâu trong hình khác chữ nhật |
ISO 3846 |
Đập có đỉnh rộng hình chữ nhật |
|
ISO 4374 |
Đập có đỉnh rộng nằm ngang mũi tròn |
TCVN 10718 (ISO 4359) |
Máng có cổ dài |
|
ISO 4377 |
Đập chữ V phẳng |
ISO 4362 |
Máng có biên dạng hình thang |
|
TCVN 10720 (ISO 9826) |
Máng Parsall và SANIIRI |
ISO 8333 |
Đập có đỉnh rộng hình chữ V |
MỤC LỤC
Lời nói đầu
1 Phạm vi áp dụng
2 Tài liệu viện dẫn
3 Thuật ngữ, định nghĩa
4 Các kiểu cấu trúc
5 Các hệ số ảnh hưởng đến việc lựa chọn
5.1 Tổng quát
5.2 Mục đích
5.3 Phạm vi dòng chảy
5.4 Hợp lưu
5.5 Kích thước và tính chất của kênh
5.6 Độ dốc và sự vận chuyển bùn cát của kênh
5.7 Vận hành và bảo dưỡng
5.8 Sự lưu thông của cá
5.9 Chi phí
6 Khuyến nghị
6.1 Đập thành mỏng
6.2 Đập có đỉnh rộng
6.3 Đập có biên dạng tam giác
6.4 Đập có biên dạng tam giác theo chiều dọc chảy
6.5 Đập hình chữ V phẳng
6.6 Cấu trúc đo liên hợp
6.7 Đập có biên dạng hình thang
6.8 Cổng tràn dưới và cổng xuyên tâm thẳng đứng
6.9 Phương pháp chiều sâu
6.10 Máng
7 Thông số ảnh hưởng đến việc lựa chọn các cấu trúc
[1] TCVN 8193-1(ISO 1438-1) hiện nay đã bị hủy và thay bằng TCVN 8193 (ISO 1438).
| TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10719:2015 (ISO 8368:1999) VỀ ĐO ĐẠC THỦY VĂN – ĐO DÒNG TRONG KÊNH HỞ SỬ DỤNG CÁC CẤU TRÚC – HƯỚNG DẪN LỰA CHỌN CẤU TRÚC | |||
| Số, ký hiệu văn bản | TCVN10719:2015 | Ngày hiệu lực | |
| Loại văn bản | Tiêu chuẩn Việt Nam | Ngày đăng công báo | |
| Lĩnh vực |
Tài nguyên - môi trường |
Ngày ban hành | |
| Cơ quan ban hành | Tình trạng | Còn hiệu lực | |
Các văn bản liên kết
| Văn bản được hướng dẫn | Văn bản hướng dẫn | ||
| Văn bản được hợp nhất | Văn bản hợp nhất | ||
| Văn bản bị sửa đổi, bổ sung | Văn bản sửa đổi, bổ sung | ||
| Văn bản bị đính chính | Văn bản đính chính | ||
| Văn bản bị thay thế | Văn bản thay thế | ||
| Văn bản được dẫn chiếu | Văn bản căn cứ |
