Nước nhảy và các yếu tố ảnh hưởng đến đặc trưng hình học của nước nhảy tự do trên lòng dẫn lăng trụ

Nước nhảy là hiện tượng dòng chảy thay đổi ngột từ độ sâu nhỏ hơn độ sâu phân giới sang độ sâu dòng chảy lớn hơn độ sâu phân giới, hiện tượng này được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như tiêu năng sau công trình (đập tràn, cống), tăng cường sự xáo trộn oxy tự nhiên vào nước thải, xáo trộn vật liệu trong xử lý nước… Tuy nhiên, các đặc trưng hình học của nước nhảy trên kênh lăng trụ chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác nhau, dẫn đến các đặc trưng này rất khó xác định chính xác bằng lý thuyết mà phải xác định thông qua thực nghiệm.

Trong nghiên cứu này, đã phân tích hiện tượng nước nhảy, các yếu tố tác động và các công thức tính đặc trưng hình học nước nhảy, đặc biệt là thống kê và đề xuất 4 phân loại cơ bản của nước nhảy với mố nhám nhân tạo ở đáy lòng dẫn. Từ đó tổng quát hóa được hiện tượng nước nhảy và các yếu tố ảnh hưởng đến đặc trưng hình học của nước nhảy sau công trình có lòng dẫn lăng trụ với 2 mặt cắt cơ bản là hình chữ nhật và hình thang cân, đáy lòng dẫn có dạng đáy bằng, đáy dốc và đáy có mố nhám nhân tạo.

1. HIỆN TƯỢNG NƯỚC NHẢY

2. CÁC ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CƠ BẢN CỦA NƯỚC NHẢY

3. ẢNH HƯỞNG CỦA MỐ NHÁM LÒNG DẪN ĐẾN NƯỚC NHẢY

4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Hoàng Tư An (2012). Thủy lực công trình, NXB Nông nghiệp, 2012.

[2] Đặng Thị Hồng Huệ (2018). Xây dựng và thí nghiệm mô hình thủy lực tràn xả lũ hồ chứa nước Chiềng Dong. Phòng TNTĐ quốc gia về động lực học sông biển. Hà Nội.

[3] Lê Văn Nghị, Nguyễn Minh Ngọc (2020).Nghiên cứu xác định chiều dài nước nhảy trong mô hình kênh dẫn mặt cắt ngang hình thang cân. Tuyển tập công trình “Hội nghị khoa học Cơ thủy khí” toàn quốc lần thứ 22, NXB Thanh Niên, 2020, Pp 606 – 618.

[4] Lê Văn Nghị và nkk (2011). Báo cáo kết quả thí nghiệm mô hình thủy lực - Dự án thủy điện Hồi Xuân, tỉnh Thanh Hóa.Phòng TNTĐ quốc gia về động lực học sông biển. Hà Nội

[5] Vũ Văn Tảo, Nguyễn Cảnh Cầm (2006). Thủy lực – Tập 2, NXB Nông Nghiệp, 2006.

[6] Abbaspour, A., Hosseinzadeh Dalir, A., Farsadizadeh, D., and Sadraddini, A.A. (2009). Effect of sinusoidal corrugated bed on hydraulic jump characteristics. Journal of Hydroenvironment Research, 3(2):pp109–117.

[7] Bambang Sulistiono, Lalu Makrup (2017). Study of Hydraulic Jump Length Coefficient with the Leap Generation by Canal Gate Model. American Journal of Civil Engineering 2017; 5(3): 148-154. ISSN: 2330-8729 (Print).

[8] D. Velioglu and N. D. Tokyay (2012). Effects of Bed Roughness on the Characteristics of Hydraulic Jumps. 10th International Congress on Advances in Civil Engineering, 17-19 October 2012.Middle East Technical University, Turkey.

[9] Ead, S.A, and Rajaratnam, N. (2002). Hydraulic jump on corrugated bed. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 128(7): pp656-663.

[10] Elsebaie I.H, and Shabayek S.H. (2010). Formation of hydraulic jumps on corrugated beds. Civil and Environmental Engineering, IJCEE-IJENS, pp40–50.

[11] Francesco Giuseppe Carollo; Vito Ferro; và Vincenzo Pampalone. New Expression of the Hydraulic Jump Roller Length. Journal of Hydraulic Engineering. p995-999.

[12] Farhad Izadijoo, M.Shafai-Bejestan (2007). Corrugated bed hydraulic jump stilling basin. Journal of applied sciences 7 (8): pp1164-1169.

[13] Hager, W.H., and Wanoschek, R. (1987). Hydraulic jump in triangular channel. Journal of Hydraulic Research, 25(5): pp 549–564.

[14] H. Samadi-Boroujeni, M. Ghazali, B. Gorbani and R. Fattahi Nafchi. (2014). Effect of triangular corrugated beds on the hydraulic jump characteristics. Can. J. Civ. Eng. 40: pp841–847.

[15] Mahmoud Ali R. Eltoukhy (2016). Hydraulic jump characteristics for different open channel and stilling basin layouts. International Journal of Civil Engineering and Technology (IJCIET) Volume 7, Issue 2, March-April 2016, pp. pp 290–301

[16] Michele Palermo, Stefano Pagliara (2017). A review of hydraulic jump properties on both smooth and rough beds in sloping and adverse channels. Acta Sci. Pol. Formatio Circumiectus 16 (1) 2017, pp91–105.

[17] Neluwala, Karunanayake, Sandaruwan and Pathirana (2013), Characteristics of Hydraulic Jumps over Rough Beds – An Experimental Study. ENGINEER - Vol. XXXXVI, No. 03, pp. 1-7.

[18] Noor afzal; A. Bushra (2002). Structure of the turbulent hydraulic jump in a trapezoidal channel. Journal of hydraulic research, vol. 40, , no. 2

[19] Peterka (1984). Hydraulic Designof Stilling Basinsand Energy Dissipators. A water resources technical publication. Denver, Colorado, US.

[20] Pagliara, S., Palermo, M. (2015). Hydraulic jumps on rough and smooth beds: aggregate approach for horizontal and adverse-sloped beds. J. Hydraul. Res., 53(2), pp243–252

[21] Palermo, M., Pagliara, S. (2017). A review of hydraulic jump properties on both smooth and rough beds in sloping and adverse channels. Acta Sci. Pol., Formatio Circumiectus, 16(1), pp91–105.

[22] Posey, C. J. and Hsing, P. S (1938). Hydraulicjump in trapezoidal channel. Engineering News Record, Vol. 121, Dec. 22nd, , pp. 797-798

[23] Pagliara S., Lotti I., and Palermo M. (2008). Hydraulic jump on rough bed of stream rehabilitation structures. Journal of Hydro-environment Research, 2(1): pp29–38.

[24] Rajaratnam, N., Subramanya, K. (1968).Profile of hydraulic jump. Journal of Hydraulic Division, ASCE 94(HY3), 663- 673

[25] Roozbeh Riazi1, Sajad Jafari (2014). The characteristics of submerged hydraulic jump in sloped stilling basins with rough bed. Bull. Env. Pharmacol. Life Sci., Vol 3 [6] May 2014: pp238-243.

[26] Ohtsu, I. (1976), Free hydraulicjump and submerged hydraulicjump in trapezoidal and rectangular channels, Trans. JSCE, Vol. 8, , pp. 122-125.

[27] Silvester R.(1964), Hydraulic jump in allshapes of horizontal channel. Journal of Hydraulic Division, ASCE 90(HY1), pp23-55.

[28] Sadiq Salman Muhsun (2012). Characteristics of the Hydraulic Jump in Trapezoidal Channel Section. Journal of Environmental Studies [JES] . pp: 53-63

[29] Samir kateb, Mahmoud Debabeche, Ferhat Riguet (2015). Hydraulic jump in a sloped trapezoidal channel. Energy Procedia 74, pp 251 – 257

[30] Shafai Bejestan, M., and Neisi, K. (2009). A new roughened bed hydraulic jump stilling basin. Applied Sciences, 2(5): pp436–445.

[31] Thandaveswara (2018), Hydraulics – Online course of Indian Institute of Technology Madras. Website: www.nptel.ac.in

[32] Ven Te Chow, Open Channel hydraulic, McGraw-Hill, United states, 1959

________________________________________________________________________________________________

Chi tiết bài báo xem tại đây: Nước nhảy và các yếu tố ảnh hưởng đến đặc trưng hình học của nước nhảy tự do trên lòng dẫn lăng trụ

Phạm Hồng Cường
Viện Khoa học thủy lợi Việt Nam
Nguyễn Minh Ngọc
Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội
Lê Quang Hưng
Ban quản lý Trung ương các Dự án Thủy lợi

TẠP CHÍ KH&CN THỦY LỢI