TCVN10719:2015

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 TIÊU CHUẨN QUỐC GIA 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 Hydrometr i c determinations - Flow measurements in open channels using structures - Guidelines f or se l ection of structure Lời nói đầu TCVN 10719:2015 hoàn toàn tương đương với ISO 8368:1999; TCVN 10719:2015 do Ban kỹ thuật T iêu 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 TH Ủ Y VĂN - ĐO DÒNG TRONG KÊNH HỞ SỬ DỤNG CÁC C Ấ U TRÚC - HƯỚNG D Ẫ N LỰA CHỌN C Ấ U TRÚC Hydrometr i c determinations - Flow measurements in open channels using structures - Guidelines f or se l ection of structure 1 Phạm vi áp dụng Tiêu chu ẩ n này cung c ấ p các hướng dẫn lựa chọn ki ể u c ấ u trúc đo dòng cụ thể để đo dòng chất lỏng trong kênh hở. Tiêu chuẩn này đưa ra các hệ số và t ổ ng hợp các thông số có thể ảnh hưởng đến việc lựa chọn. CHÚ THÍCH Thông thường, c ấ u trúc đo dòng đư ợc sử dụng khi y ê u cầu độ ch í nh xác cao đối với việc ghi d òng li ê n tục. 2 Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp d ụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì á p dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên b ả n mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có). TCVN 8193-1 ( ISO 1438-1), W ater flow measurement in open channels using weirs and Venturi f lumes - Part 1: Thin-plate weir s (Đo dòng trong kênh h ở s ử dụng đập và máng Ventur i - Phần 1: Đập thành mỏng) [1] TCVN 10718 ( ISO 4359), Đo dòng chất lỏng trong kênh hở - M á ng hình chữ nhật, hình tha ng và hình chữ U TCVN 10720:2015 (ISO 9826:1992), Đo dòng chất lỏng trong kênh h ở - Máng Parshall và SANIIRI ISO 772, Hydrometry d eterminations - Vocabulary and symbols (Tính toán trong đo đạc thủy v ă n - Từ vựng và kí hiệu) ISO 3846, Liquid flow measurement in open channels w eirs and fl umes - Rectangular broa d -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 f l umes - End-depth method for estimation of flow in rectangular channels with a free ove f all (Đo dòng ch ấ t lỏng trong kênh h ở 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- pro f ile weirs (Đo dòng chất lỏng trong kênh hở s ử dụng đập và máng - Đập có biên dạng hình tam giác) ISO 4362, Measurement of liquid flow in open channels - Trapezoidal- pro f ile weirs (Đo dòng chất lỏng trong kênh hở - Đập có bi ê n dạng hình thang) ISO 4371, Measurement of liquid flow in open channels by weirs and flumes - End-depth method for estimation of flow in n on-rectangular channels with a free overfall (approximate method) (Đo dòng chất lỏng trong kênh h ở bằng đập và máng - Phương pháp đo độ s â u để đánh giá d ò ng ngập tự do trong kênh không có dạng hình chữ nhật) ISO 4374, Liquid f l ow 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 k ê nh h ở - Đập chữ V phẳng) ISO 8333, Liquid f l ow measurement in open channels by weirs and fl umes - 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 w eirs and fl umes - S treamlined tr iangular- pro f ile weir (Đo dòng chất lỏng trong kênh h ở - Đập có biên dạng tam giác khí động) ISO 13350, Hydrometric determinations - Flow measurement in open channe ls using st ru ctures - Use of vert i cal underflow gates and radial gates (Tính toán trong đo đạc thủy v ă n - Đo dòng trong kênh h ở bằng cách s ử 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 s truc tures (Tính toán trong đo đạc thủy văn - Đo dòng trong kênh hở sử dụng c á c cấu tr úc xây d ự ng - Các c ấ u trúc đo liên hợp). 3 Thuật ngữ, định nghĩa Ti ê u chuẩn này sử dụng các thuật ngữ, định nghĩa nê u 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) h ì nh chữ V; b) đập c ó đỉnh rộng: 1) nằm ngang có mũi tròn; 2) nằm ngang hình chữ nhật; 3) h ì nh chữ V. c) đập có biên dạng tam giác. d) đập có biên dạng tam giác theo chiều dọc chảy. e) đập h ì nh chữ V phẳng. f) máng: 1) hình chữ nhật; 2) h ì nh 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 nh ậ t (phương pháp g ầ n đúng). h) đập có biên dạng hình thang. i) các cấu trúc đo liên hợp. j) các cửa x ả sâu và các cửa van cung. Hình vẽ minh họa c ấ u trúc kiểu cấu trúc đo dòng cụ thể được trình bày trong tiêu chu ẩ n 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 hư ở ng đến việc lựa chọn có th ể 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 tr ư ờng; h) sự lưu thông của cá; i) chi phí. 5.2 Mục đích B ả ng 1 tổng hợp các cấu trúc khác nhau và giới thiệu một số mục đích mà các cấu trúc n à y 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 ch ính xác trong việc xác đị nh 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 l oại đập xác đ ị nh 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 đ ả m 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 c ủ a phép đo. 5.3 Phạm vi dòng chảy Cần phải xem xét mối quan hệ giữa dòng lớn nhất và d òng 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 c ủ a các lưu lượng nhỏ, đập rãnh V thành m ỏ ng thường được sử dụng hơn đập hình chữ nhật thành mỏng hoặc đập h ì nh chữ nhật có độ rộng đầy đủ. Đối với phạm vi rộng c ủ a 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 đ ỉ nh rộng, máng tràn tự do hoặc máng có cổ hình chữ nhật. 5.4 Hợp lưu Do sự dâng lên c ủ a mực nước ngay phía dòng vào cấu trúc có thể gây trở ngại cho hệ thống dòng chảy và gây ra các v ấ n 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 b ị 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 c ủ a loại cấu trúc này. Bảng 1 - Ứ ng dụng và giới hạn c ủ a các cấu trúc Kiểu Tiêu chu ẩ n Độ kh ô ng đ ả m bảo thông thường c ủ a lưu lượng t í nh được Gi ớ i hạn chảy x i ết 1) Các gi ớ i hạn Ứ ng dụng thông th ư ờng Đập thành mỏng ISO 1438-1 1 đ ế n 4 2) 2 3) Ph ò ng th í nghiệm, các phép t hử bơm, nước không có bùn cá t, dòng chảy nh ỏ và sử dụng trong các phòng thí nghiệm thủy lực. Đập có đ ỉ nh rộng 3 đến 5 Đập có đ ỉ nh rộng được sử dụng tốt nhất trong các kênh h ì nh chữ nhật tuy nhiên ch ú ng cũng có thể được s ử dụng trong các k ênh không phải h ì nh chữ nhật vẫn có độ ch í nh xác tốt nếu kênh d ẫn hình chữ nhật nh ẵ n mở rộng phía dòng vào đập í t nh ấ t một đoạn bằng hai lần áp su ấ t cột nước lớn nhất. Các kênh tưới ti ê u có độ dốc nhỏ và phạm vi dòng l ớ n. a) biên dạng ch ữ nhật ISO 3846 66% 1,5 3) b) đỉnh nằm ngang có m ũi tròn ISO 4374 80% 1,5 3 c) hình chữ V ISO 8333 80% 1,5 3,0 3) Đập c ó biên dạng tam giác ISO 4360 2 đ ế n 5 75% 3, 5 3) Mạng lưới đo khối lượng riêng của nước và các k ê nh tưới tiêu chính Đập có bi ê n dạng tam giác dạng kh í động ISO 9827 2 đ ế n 5 ? ? Các c ô ng việc tưới tiêu và các kênh phụ Đập chữ V phẳng ISO 4377 2 đến 5 70% 2,5 3) Các công việc đo khối lượng riêng của nước có phạm v i d òng chảy lớn Các c ấ u t rú c đo liên hợp ISO 14139 2 đ ế n 5 Thay đổi Thay đ ổ i Các công việc đo khối lượng ri ê ng của nước có phạm vi dòng chảy lớn Đ ập c ó bi ê n dạng hình thang ISO 4362 4 đ ế n 8 65 % đến 85 % 4) 1,3 3 ) Ở những n ơ i việc xây dựng dễ dàng thực hi ệ n. Các c ô ng việc tưới tiêu và các kênh phụ. Các cửa xả s â u và các cửa van cung ISO 13550 4 đến 8 2) Xem ISO 13550 Các trường hợp yêu cầu mức nước ph í a d òng vào gần như kh ô ng đổi. Phương pháp đo độ sâu 2) 6) Khi độ ch í nh xác c ó thể đư ợc nới lỏng để đơn giản v à kinh tế. a) Hình chữ nhật ISO 3847 5 đ ế n 10 b) Kh ô ng phải h ì nh chữ nhật ISO 4371 Máng có c ổ dài TCVN 10718 (ISO 4359) 2 đến 5 74% 0,7 5) Máng có thể đư ợc sử dụng trong c á c kênh có bất k ì hình dạng nào nếu điều kiện dòng trong kênh d ẫ n khá đồng đều và ổn đ ị nh. Các kênh có nhi ề u bùn cát, dòng có nhiều đá vụn, dòng c ó cá di trú, các đ ường ố ng v à các ố ng dẫn được đi ề n đầy một phần, dòng trong cống ngầm. Máng Parshall và SANIIRI TCVN 10720 (ISO 9826) 4 đ ế n 8 60 % đến 80% Xem TC V N 10720 (ISO 9826) Máng có thể được s ử dụng trong các kênh có bất k ì h ì nh dạng nào nếu các điều kiện dòng trong kênh d ẫ n khá đ ồ ng đều và ổ n định. Mạng lưới đo khối lượng r iêng c ủ a nước và các kênh c ấ p nước. 1 ) Giới hạn chảy xiết c ủ a từng thiết bị cần phải xem xét c ẩ n thận. T ỉ số ngập ph ải được kiểm tra đối v ớ i toàn bộ phạm vi các dòng chảy cần đo và được so sánh với các giá trị ứng với giới hạn ch ả y xi ế t nêu trong Bảng 1. 2 ) B ề mặt phải hoàn toàn thoáng kh í . 3 ) H / p l ớn nhất, trong đó H là áp su ấ t cột nước ph í a dòng vào tổng cộng và p là chiều cao của đập. 4) Phụ thuộc vào h ì nh dạng hình học. 5 ) A t / A u l ớn nh ấ t, trong đó A t và A u l ần lượt là các mặt cắt ngang của cổ và kênh vào. 6 ) Không áp dụng. Bảng 2 - Các lưu lượng so sánh đ ố i với các máng và đập khác nhau C ấu trúc D 1) p 1) b 1) m 1) L 1) Lưu lư ợn g m 3 /s m m m (dốc) m min. max. Đập Thành m ỏ ng, chiều rộng đ ầ y đủ - 0,2 1 , 0 - - 0,005 0 , 67 - 1 , 0 1,0 - - 0,005 7 , 70 Thành mỏng, t h u h ẹ p - 0,2 1,0 - - 0,009 0,45 - 1,0 1,0 - - 0,009 0,45 Thành mỏng, r ã nh chữ V - θ = 90° - - 0,001 1,80 Đ ỉ nh rộng có mũi tròn - 0,15 1 , 0 - 0 , 6 0,030 0 , 18 - 1,0 1,0 - 5,00 0,100 3,13 Đ ỉ nh rộng h ì nh chữ nhật - 0,2 1,0 - 0,8 0 , 03 0,26 - 1,0 1 , 0 - 2,0 0,130 3,07 Đ ỉ nh rộng h ì nh chữ V - 0,30 θ = 90° - 1 ,50 0,002 0 ,45 - 0,15 θ = 15 0° - 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 H ì nh chữ V phẳng - 0,2 4 1:10 - 0,014 5 , 00 - 1,0 80 1:40 - 0,055 630 Máng H ì nh 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 C ổ 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 TH Í CH: Các k í ch thước được đưa ra làm ví dụ để so sánh. 1 ) D : đường kính của c ổ h ì nh chữ U; p : chiều cao của đập; b : chiều rộng của đập hoặc c ổ máng; m : các mái dốc: 1 mặt ứng; m : mặt ngang; L : chi ề u d à i của cổ máng hoặc đ ỉ nh đập. 5.5 Kích thước và tính chất của kênh H ì nh dạng và kích thước của kênh dựa trên tính khả thi của loại cấu trúc cụ thể được chọn. Vật liệu làm đáy v à các mặt bên c ủ a kênh sẽ ảnh hư ở ng đến tổn hao áp suất cột nước cho phép qua cấu trúc mà không tạo ra độ rò r ỉ 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 c ấ u trúc. 5.6 Độ dốc và sự vận chuyển bùn cát của kênh Đối với các d òng vận chuyển theo phù sa, tránh sử d ụng đập thành mỏng vì gờ đỉnh có th ể bị hư hỏng hoặc bị xói mòn do phù sa. Ngoài ra, lưu lượng c ủ a đập có thể bị ảnh hưởng c ủ a 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 l à m giảm vận tốc của dòng ch ả y 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 ch ả y vận chuyển theo bùn cát. Không có sự giới hạn về ki ể u cấu trúc đối với các độ dốc nhỏ hơn 0,1 % và các số Froude nhỏ hơn 0,25. M á ng 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 n ằ m 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 l ớ n 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 c ả các thiết b ị 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 c ủ a tảo. Các biện pháp ngăn ngừa tảo có thể được sử dụng nhưng việc này cần thận trọng để tránh hủy hoại môi trư ờng. 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 c ấ u trúc ho ạ t 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 m ỏ ng nối r iêng í t bị ả nh hư ở ng 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 chu ẩ n đập thành mỏng có thể b ị ảnh hư ở ng d o hư h ỏ ng 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 k ì bảo dưỡng có thể ảnh hư ở ng đến việc lựa chọn c ấ u 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 m ỏ ng trừ khi bẫy rác được lắp đặt ở phía dòng vào. 5.8 Sự lưu thông của cá Sự di chuyển c ủ a cá về phía dòng vào đ ể sinh sản có thể gặp trở ngại nếu c ấ u trúc không đáp ứng qui định cho sự lưu thông của chúng. Các nhân tố chính ả nh hư ở ng đến sự di chuyển qua một vật c ả n là hợp lưu tại vật cản, chiều d à i tổng cộng và chiều sâu của nước bên dưới vật cản và phía trên đ ỉ nh của vật cản. Nếu đập thành mỏng hoặc đập có đ ỉ nh rộng được lắp đặt, chiều sâu của nư ớ c phải đủ lớn cho cá có thể bơi ra để vệ sinh đập. Máng tạo ra một cản nh ỏ nhất, phụ thuộc vào các vận tốc qua c ổ 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 tr ở bằng cách tập trung dòng chảy trong phạm vi dòng chảy tương ứng. Đập này sẽ tạo ra chiều sâu của dòng trên phần đ ỉ nh đối với lưu lượng đã cho l ớ n hơn tương đối so với chiều sâu của dòng thu được b ằ ng cách sử dụng đập có đỉnh n ằ m ngang. 5.9 Chi phí Hiệu quả của dòng chảy qua thiết bị và lợi í ch về mặt c ả i thiện độ chính xác dựa trên chi phí của c ấ u trúc sẽ dựa trực tiếp trên các giá trị đầu tư tương đối c ủ a các loại cấu trúc khác nhau. Các chi ph í 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 c ó 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 c ó th ể được đúc sẵn và sau đó được đặt cố đ ịn h vào đáy kênh. Nếu các điều kiện dòng chảy ngập được dự đoán xảy ra thì việc tháo đ ỉ nh được yêu cầu thực hiện. 6 Khuyến nghị 6.1 Đập thành mỏng 6.1.1 Yêu cầu chung Đập thành m ỏ ng 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 d òng ra không được phép gây t rở 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 cá c 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 đ ỉ nh. Các ứng dụng cụ thể bao gồm việc đo d ò ng bù, phép đo dòng trong các phép thử bơm c ấ p nước và phép đo dòng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Đập thành m ỏ ng kiểu h ì nh 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 d òng chảy cần đo. Đập bị thu hẹp toàn phần có ưu điểm là có thông k hí 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 x ẻ c hữ V Đập x ẻ chữ V thành mỏng đặc biệt thích hợp ở nơi có tỉ số d ò ng từ cao đến thấp lớn và ở nơi độ chính xác tại d òng thấp là quan trọng do độ nhạy cao hơn của chúng. Đập xẻ chữ V cũng có ưu điểm là đập tr à n 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 ph í khá th ấ p 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 dư ỡ ng đ ị nh k ì cho phép vệ sinh tất cả sự b ồ i đắp phía thượng lưu và sự phát triển c ủ a tảo từ đỉnh. Các cấu trúc này thường có một đ ỉ nh cố định để đo dòng nhưng nếu chúng được sử dụng để điều tiết và đo d ò ng ví dụ như đối với các ứng dụng tưới tiêu, có thể trang b ị đ ỉ nh 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 v à thích hợp sử dụng trong các lắp đặt c ỡ nhỏ và trung b ì nh. 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 h ì nh chữ V Đập có đỉnh rộng h ì nh chữ V phù hợp với phép đo dòng tr ê n phạm vi lưu lượng lớn. Vì chúng duy tr ì sự ch ả y xiết lên đến t ỉ số ngập 80%, các đập này đặc biệt thích h ợ p đối với kênh có độ dốc nh ỏ . 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 h ỏ ng 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 s ử 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 tr ở thành các c ấ u 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 h ế t các nhận xét liên quan đến đập có bi ê n 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 đ ược 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, ch í nh 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 đ ỉ nh ngang cần phải được xem xét. Việc xây d ựng các cấu trúc này tương đối tốn kém đặc biệt là khi sự xói mòn có thể xảy ra ph í a dòng ra và cần có cấu trúc bảo vệ. Tuy nhiên nếu độ chính xác cao được y ê u cầu và thiết bị ghi liên tục được lắp đặt th ì 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 đư ợ c bằng cách tạo ra các phần có mức cao rộng. Tính linh hoạt của đập liên hợp còn được nâng cao hơn b ở i được phép sử dụng các loại đập hoặc máng khác đối với các mi ề n 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 h ì nh dạng đơn giản nhưng phải tuân theo c á c hình dáng của các mái dốc phía dòng vào và dòng ra tiêu chu ẩ n 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 tr à n dưới và cổng xuyên tâm thẳng đứng có th ể được vận hành với các khẩu độ khác nhau vì thế có thể được sử dụng đ ể đo dòng chảy nằm trong dải tương đối hẹp c ủ a mức nước phía dòng vào. Độ chính xác của loại thiết bị này thấp hơn độ chính xác của các c ấ u trúc " tràn " thông thường. 6.9 Phương pháp chiều sâu Phương pháp sử dụng các độ dốc c ó sẵn phù hợp với phép đo xấp x ỉ 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. Cấ u 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 th ước sao cho dễ lắp ráp với kích thước kênh. Các máng như vậy dễ dàng ghép nối với các kênh chữ nhật v à 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 h ì nh thang và thuận tiện trong việc x â y dựng. Chúng phù hợp với nơi yêu cầu độ chính xác khá cao tr ê n toàn phạm vi của dòng chảy. 6.10.4 Máng có cổ hình chữ U Máng có c ổ 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 tr o ng các kênh hở và các kênh tưới tiêu khi có dòng thay đổi chậm hoặc ổn định. Các tiêu chu ẩ n liên quan đến hai loại máng n à y 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 c ủ a 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 c ấ u 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 đ ể lựa chọn các cấu trúc đo ISO 1438-1 Đập thành mỏng ISO 9827 Đập có bi ê n dạng tam giác theo chiều d ọc chảy ISO 3847 Phương ph á p 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 c ổ ng xuy ê n tâm th ẳ ng đứng ISO 4371 Ph ư ơng pháp đo sâu trong h ì nh khác chữ nhật ISO 3846 Đập có đ ỉ nh rộng hình chữ nhật ISO 4374 Đập có đ ỉ nh rộng nằm ngang mũi trò n TCVN 10718 (ISO 4359) Máng có cổ dài ISO 4377 Đập chữ V ph ẳ ng ISO 4362 Máng có biên dạng h ì nh thang TCVN 10720 (ISO 9826) Máng Parsall và SANIIRI ISO 8333 Đập có đ ỉ nh rộng hình chữ V MỤC LỤC Lời nói đầ u 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 hư ở ng đến việc lựa chọn 5.1 Tổng quát 5.2 Mục đích 5.3 Phạm vi dòng ch ả y 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 m ỏ ng 6.2 Đập c ó đ ỉ nh 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 c ổ ng xuyên tâm thẳng đứng 6.9 Phương pháp chiều sâu 6.10 Máng 7 Thông số ảnh hư ở ng đến việc lựa chọn các c ấ u trúc [1] TCVN 8193-1( ISO 1438 -1) hiện nay đ ã bị hủy và thay bằng TCVN 8193 (ISO 1438).