Hợp tác nghiên cứu và phát triển mô hình vật lý thí nghiệm công trình đầu mối và hệ thống điều khiển đo đạc tự động trong phòng thí nghiệm

Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn Viện Khoa học Thủy lợi 171 - Tây Sơn - Đống Đa - Hà Nội Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài: hợp tác nghiên cứu và phát triển mô hình vật lý thí nghiệm công trình đầu mối và hệ thống điều khiển đo đạc tự động trong phòng thí nghiệm PGS.TS. Trần Quốc Th−ởng 6790 14/4/2008 Hà Nội, 2- 2008 Bản quyền thuộc Viện Khoa học Thủy lợi Đơn xin sao chép toàn bộ hoặc từng phần tài liệu này phải gửi đến Viện tr−ởng Viện Khoa học Thủy lợi trừ tr−ờng hợp sử dụng với mục đích nghiên cứu B N N & PT N T V K H T L B N N & PT N T V K H T L BNN&PTNT VKHTL Danh sách cán bộ thực hiện chính 1. PGS.TS. Trần Quốc Th−ởng 2.GS.TS. Trần Đình Hợi 3. TS. Lê Văn Nghị 4. ThS. Phạm Anh Tuấn 5. ThS. Nguyễn Đăng Giáp 6. KSCC. Lê Duy Hàm 7. KS. Giang Th− 8. KS. Lê Quang H−ng Mục lục Trang Danh sách cán bộ thực hiện chính Mở đầu 1 Ch−ơng I. Ph−ơng pháp nghiên cứu thí nghiệm mô hình thủy lực công trình 2 ĐI.1. Giới thiệu chung thí nghiệm mô hình thủy lực công trình 2 ĐI.2. Tiêu chuẩn t−ơng tự 5 ĐI.3. Trang, thiết bị cơ bản dùng cho thí nghiệm 5 ĐI.4. Thiết kế mô hình 7 ĐI.5. Trình tự thí nghiệm 9 ĐI.6. Nội dung và ph−ơng pháp thí nghiệm 10 ĐI.7. Các cấp l−u l−ợng thí nghiệm và mặt cắt đo 12 ĐI.8. Độ chính xác của thí nghiệm mô hình thủy lực 13 Ch−ơng II. Dòng chảy l−u tốc cao 14 ĐII.1. Khái quát 14 ĐII.2. Nghiên cứu biện pháp giảm xâm thực 19 ĐII.3. Ví dụ 39 Ch−ơng III. Tiêu năng dòng phun và xói hạ l−u tràn xả lũ 42 ĐIII.1. Khái quát tiêu năng dòng phun và xói hạ l−u 42 ĐIII.2. Tiêu hao năng l−ợng do dòng phun 43 ĐIII.3. Chọn hình thức mũi hất 46 ĐIII.4. Xói nền đá do dòng phun 49 ĐIII.5. Ph−ơng pháp mô hình hóa vật liệu xói nền đá 64 ĐIII.6. Ví dụ thiết kế vật liệu nền đá ở mô hình 67 Ch−ơng IV. Nghiên cứu xả lũ thi công qua đập xây dựng dở 74 ĐIV.1. Mở đầu 74 ĐIV.2. ứng dụng xả lũ thi công qua đập xây dựng dở ở Việt Nam 84 Ch−ơng V. Xây dựng phần mềm kết nối nhiều đầu đo để đo áp lực và l−u tốc dòng chảy 89 ĐV.1. Cơ sở 89 ĐV.2. Phần mềm kết nối nhiều đầu đo áp lực và vận tốc dòng chảy 92 ĐV.3. Ch−ơng trình vẽ bình đồ l−u tốc dòng chảy, cắt dọc dòng chảy 99 ĐV.4. ứng dụng 108 Ch−ơng VI. Kết luận chung 111 ĐVI.1. Kết luận 111 ĐVI.2. Đề nghị 113 Tài liệu tham khảo 114 1 Mở đầu Sau 2 năm thực hiện Nghị định th− với Trung Quốc về đề tài: “Hợp tác nghiên cứu và phát triển mô hình vật lý thí nghiệm công trình đầu mối và hệ thống điều khiển đo đạc tự động trong phòng thí nghiệm”. Căn cứ vào mục tiêu của đề tài: + Mục tiêu: - Nâng cao năng lực nghiên cứu mô hình vật lý phục vụ cho xây dựng và sửa chữa công trình thủy lợi, thủy điện; - Xây dựng kết nối đ−ợc hệ thống đo đạc trong thí nghiệm mô hình vật lý. Chúng tôi xin tổng hợp kết quả nghiên cứu của đề tài gồm các phần nh− sau: - Ph−ơng pháp nghiên cứu thí nghiệm mô hình thủy lực công trình. - Dòng chảy l−u tốc cao, các vấn đề hàm khí, khí thực ... - Tiêu năng dòng phun và xói hạ l−u tràn xả lũ. - Nghiên cứu xả lũ thi công qua đập xây dựng dở. - Xây dựng phần mềm kết nối nhiều đầu đo để đo áp lực và l−u tốc dòng chảy. + Trong quá trình thực hiện đề tài Viện Thủy lợi Nam Kinh đã giúp đỡ chúng tôi, nh−: - Xây dựng mô hình vật lý, h−ớng dẫn tham quan thực tập các mô hình của Viện, nh−: Tam Hiệp, Câu Pi Than ... tính theo giá của Việt Nam kinh phí xây dựng các mô hình của phía Trung Quốc khoảng hơn 2 tỷ VNĐ. - Cung cấp các tài liệu nghiên cứu về công trình đầu mối thủy lợi, thủy điện, nh−: quy trình quy phạm thí nghiệm mô hô hình vật lý, báo cáo kết quả thí nghiệm mô hình của Trung Quốc về: Dòng l−u tốc cao, dẫn dòng thi công qua công trình xây dựng dở, các thiết bị thí nghiệm hiện đại ... Do đó trong báo cáo tổng kết đề tài ở đầu các ch−ơng chúng tôi sẽ nêu ph−ơng pháp, kết quả thí nghiệm của từng nội dung hợp tác mà phía bạn đã thực hiện, tiếp theo là phần học tập đ−ợc để ứng dụng vào Việt Nam. Nhiều vấn đề mới lần đầu thực hiện trên mô hình vật lý ở n−ớc ta, nh−: Dòng l−u tốc cao, dẫn dòng thi công qua đập đá đổ đắp dở, cũng nh− lần đầu xuất bản đ−ợc: “Tiêu chuẩn thí nghiệm mô hình thủy lực công trình đầu mối thủy lợi”. - Viện Thủy lợi Nam Kinh đã cử các chuyên gia do GS. Lý Vân - Phó Viện tr−ởng dẫn đầu sang thăm và làm việc với Viện Khoa học Thủy lợi 5 ngày. Các chuyên gia đã báo cáo một số chuyên đề và cung cấp thông tin về nghiên cứu mô hình đầu mối thủy lợi & thủy điện, nh−: dòng l−u tốc cao, dẫn dòng thi công qua đập đá đổ đắp dở Thiên sinh Kiều, âu thuyền ở đập Tam Hiệp... và cũng đề ra một số nội dung tiếp tục hợp tác, nh−: xây dựng mô hình nghiên cứu về xả lũ thi công qua đập đá đổ xây dở tại Việt Nam, cung cấp trang thiết bị nghiên cứu về dòng l−u tốc cao ... D−ới đây là nội dung cụ thể đ−ợc trình bày d−ới dạng các ch−ơng. 2 Ch−ơng I Ph−ơng pháp nghiên cứu thí nghiệm mô hình thủy lực công trình ĐI.1. Giới thiệu chung thí nghiệm mô hình thủy lực công trình I. ý nghĩa của thí nghiệm mô hình thủy lực công trình Sự vận động của dòng chảy là một hiện t−ợng tự nhiên vô cùng phức tạp, cho đến nay vẫn ch−a thể nắm biết đ−ợc đầy đủ sự tồn tại của các lực tác dụng và quy luật phát triển của chúng. Khi thiết kế công trình thủy lợi, thông th−ờng, nếu không dùng ph−ơng pháp phân tích toán học thì dùng công thức kinh nghiệm. Cả hai ph−ơng pháp đều có tính hạn chế nhất định. Chẳng hạn nh−, để giải quyết khó khăn của phân tích toán học, tr−ớc khi xây dựng ph−ơng trình lý thuyết cần đ−a ra các giả thiết để đơn giản hoá; trong quá trình tìm nghiệm của ph−ơng trình th−ờng l−ợc bỏ những số hạng bậc cao. Do đó, sau khi tính toán thiết kế theo công thức lý thuyết, cần phải kiểm định qua thí nghiệm mô hình rồi mới đ−a ra áp dụng để đảm bảo an toàn cho công trình. Mặt khác, sử dụng công thức kinh nghiệm tuy t−ơng đối đảm bảo độ tin cậy nh−ng các hệ số của nó có các điều kiện và phạm vi sử dụng nhất định, không thể sử dụng rộng rãi tuỳ tiện. Thực tế, các điều kiện biên của công trình thủy lợi rất khác nhau, lại vô cùng phức tạp, phải qua phân tích nghiên cứu thí nghiệm mô hình thủy lực mới có thể phù hợp với thực tế, ngoài ra thí nghiệm mô hình còn giúp nâng cao lý luận, đúc kết thực tiễn. Do đó, có thể nói nghiên cứu thí nghiệm mô hình thủy lực là cầu nối giữa lý luận cơ học chất lỏng và công trình thủy lợi thực tế, cần đ−ợc quan tâm. II. Nhiệm vụ, mục đích thí nghiệm mô hình thủy lực công trình Thí nghiệm mô hình thủy lực là: Phỏng theo công trình thực tế, dựa theo tiêu chuẩn t−ơng tự, chế tạo thu nhỏ thành mô hình, căn cứ vào các lực tác dụng chủ yếu mà nó phải chịu, tiến hành nghiên cứu thí nghiệm. Nếu muốn tìm hiểu hiện t−ợng thực tế hoặc kiểm tra tính an toàn về thủy lực của nó, thì có thể mô tả các hiện t−ợng đó trên mô hình. Tiến hành quan trắc, đo đạc, thu thập và xử lý số liệu trên mô hình, từ đó suy ra cho thực tế theo tiêu chuẩn t−ơng tự. Do vậy sử dụng ph−ơng pháp thí nghiệm mô hình thủy lực chẳng những có thể xác định đ−ợc tính 3 hợp lý, độ an toàn của công trình trong thiết kế, mà còn có thể dự báo hiện t−ợng có khả năng xảy ra đối với công trình. Đồng thời, tiến hành nghiệm chứng đối với lý thuyết để nâng cao trình độ lý luận và thực tiễn. Mục đích của nghiên cứu thí nghiệm mô hình thủy lực công trình là: Kiểm nghiệm ph−ơng án thiết kế và lựa chọn ph−ơng án tối −u theo điều kiện thủy lực. Qua thí nghiệm mô hình thủy lực công trình không chỉ xác định đ−ợc tính hợp lý trong thiết kế mà còn có thể dự báo đ−ợc những hiện t−ợng có thể xảy ra đối với công trình trong quá trình vận hành sau này. Đồng thời từ thí nghiệm mô hình thủy lực công trình sẽ nghiên cứu bổ sung hoàn thiện những quy luật của động học và động lực học dòng chảy, chính xác hoá các công thức lý thuyết của thủy lực bằng cách xác định các hệ số cụ thể. Ngoài ra, thí nghiệm mô hình thủy lực còn có thể kiểm tra các kết quả của mô hình toán. III. Phân loại mô hình thủy lực công trình Tuỳ theo mục đích nghiên cứu thí nghiệm mô hình mà chọn loại mô hình cho phù hợp. Th−ờng có các loại mô hình: Để nghiên cứu bố trí hệ thống công trình đầu mối thủy lợi, thủy điện trên sông, sẽ cắt một đoạn sông và hệ thống công trình đầu mối để chế tạo, xây dựng mô hình theo một tỷ lệ thu nhỏ nhất định và tiến hành thí nghiệm, đây là mô hình tổng thể. Khi nghiên cứu các mô hình thủy công hai bên đối xứng, tình hình dòng chảy cũng đối xứng, có thể nghiên cứu một bên để đại diện cho toàn bộ (trừ nghiên cứu tiêu năng phòng xói), lúc này dùng mô hình bán chỉnh thể. Để nghiên cứu dạng mặt cắt đập, phân bố áp lực, tình hình dòng chảy ... th−ờng cắt một đoạn hay một khoang tràn để chế tạo mô hình và tiến hành nghiên cứu trong máng kính dùng mô hình mặt cắt. Trong tr−ờng hợp thí nghiệm nếu các kích th−ớc của công trình đều theo một tỷ lệ thu nhỏ mà chế tạo mô hình, thì đây là mô hình chính thái. Mô hình thủy lực công trình đều dùng mô hình chính thái. Nếu do điều kiện hạn chế, nh− độ nhám hoặc trạng thái dòng chảy ... với nguyên thể khó thực hiện đ−ợc, lúc này dùng mô hình tỷ lệ thu nhỏ với kích th−ớc chiều đứng và chiều ngang khác nhau, đó là mô hình biến thái. Mô hình sông ngòi th−ờng dùng loại mô hình này. Nếu trong mô hình chỉ thí nghiệm xác định khả năng tháo, quan sát tình hình dòng chảy, có thể làm mô hình với lòng sông và các kết cấu công trình cố 4 định, gọi là mô hình lòng cứng. Nếu nghiên cứu xói cục bộ ở hạ l−u hoặc diễn biến xói lở lòng sông cần làm mô hình lòng mềm (lòng động). Theo nhiệm vụ, mục đích nghiên cứu thí nghiệm, theo lực tác dụng chính, có thể phân thành các loại mô hình: Dòng chảy qua lỗ, dòng chảy qua vòi, mô hình công trình thủy công, mô hình lòng sông, mô hình máy thủy lực, mô hình khuyếch tán nhiệt, mô hình sóng triều, mô hình lũ bùn cát, mô hình cung tr−ợt ... Ngoài những mô hình nói trên, còn có mô hình thấm. IV. Phạm vi và đối t−ợng nghiên cứu thí nghiệm mô hình thủy lực công trình Thí nghiệm mô hình thủy lực bao gồm: Kiểm định và hoàn thiện bố trí cụm đầu mối công trình thủy lợi và các hạng mục công trình (nh− tối −u hóa hình dạng công trình tháo n−ớc, khả năng tháo n−ớc, tải trọng do dòng chảy tác dụng lên công trình, chế độ nối tiếp th−ợng hạ l−u, kết cấu công trình tiêu năng, tình hình xói cục bộ hạ l−u và các biện pháp phòng xói...). Đối với trạm thủy điện thí nghiệm mô hình thủy lực chủ yếu nghiên cứu đặc tính giếng điều áp, áp lực n−ớc va, tính năng tổ tuốc bin, tổn thất cột n−ớc ở cửa vào nhà máy.... Đối với dẫn dòng thi công thí nghiệm mô hình thủy lực bao gồm: Bố trí hệ thống công trình dẫn dòng hợp lý; xác định vị trí, kích th−ớc cửa, kích th−ớc đê quây và vật liệu chặn dòng phù hợp... V. Sự cần thiết phải có ph−ơng pháp xây dựng và thí nghiệm mô hình Mặc dù đã có các phòng thí nghiệm thủy lực từ lâu, đã thí nghiệm nhiều công trình thủy lợi, thủy điện và các công trình khác, nh−: giao thông, thủy sản, quân sự nh−ng hầu nh− các n−ớc ch−a có một tài liệu chung về ph−ơng pháp xây dựng và thí nghiệm mô hình thủy lực công trình (Trung Quốc những năm gần đây mới ban hành quy trình thí nghiệm mô hình công trình thủy công). N−ớc ta phòng thí nghiệm thủy lực công trình thuộc Viện Khoa học Thủy lợi đ−ợc xây dựng từ những năm 1959 nh−ng ch−a có tài liệu nào nêu về ph−ơng pháp xây dựng và thí nghiệm mô hình thủy lực công trình, các cán bộ chỉ tham khảo các sách, giáo trình thủy lực. Do đó, cần có một tài liệu về ph−ơng pháp xây dựng và thí nghiệm mô hình cho thống nhất giữa các phòng thí nghiệm trong n−ớc và giúp 5 cho cơ quan quản lý thuận tiện trong việc kiểm tra, giám sát cũng nh− cơ quan t− vấn tham khảo. D−ới đây chúng tôi xin nêu về ph−ơng pháp xây dựng và thí nghiệm mô hình thủy lực công trình gồm: tiêu chuẩn t−ơng tự, trang thiết bị thí nghiệm, ph−ơng pháp xây dựng và thí nghiệm, đánh giá sai số. ĐI.2. tiêu chuẩn t−ơng tự Khi thí nghiệm mô hình thủy lực công trình phải đáp ứng tiêu chuẩn sau: 1. Mô hình phải đảm bảo đ−ợc t−ơng tự hình học, t−ơng tự về đặc tr−ng động học và t−ơng tự động lực học của dòng chảy với nguyên hình. 2. Đối với mô hình thủy lực công trình, hiện t−ợng thủy lực th−ờng do tác động chủ yếu của trọng lực (khi n−ớc chảy qua đập, qua cống, qua dốc n−ớc, qua lỗ...) thì phải tuân theo tiêu chuẩn t−ơng tự trọng lực là số Froud của mô hình và của nguyên hình phải bằng nhau (Frn =Frm=idem). 3. Ngoài điều kiện cơ bản là thoả mãn t−ơng tự trọng lực còn phải thoả mãn các điều kiện giới hạn sau đây: + Chế độ chảy ở nguyên hình phải đ−ợc bảo tồn trên mô hình, nghĩa là số Râynôn trên mô hình (Rem) phải lớn hơn số Râynôn giới hạn (Rek). + Trong thí nghiệm mô hình, cần chọn vật liệu, ph−ơng pháp hợp lý để hiệu chỉnh độ nhám cho phù hợp. + Để tránh ảnh h−ởng của sức căng mặt ngoài, l−u tốc bề mặt mô hình không đ−ợc nhỏ hơn 23cm/s, độ sâu n−ớc không đ−ợc nhỏ hơn 2,0cm. + Mô hình thủy lực công trình bắt buộc phải là mô hình chính thái. Tr−ờng hợp đặc biệt làm mô hình biến thái thì phải giải trình với cấp có thẩm quyền về sai số chấp nhận và biến suất β phải nhỏ hơn 4 h L . ⎛ ⎞λβ =⎜ ⎟λ⎝ ⎠ ĐI.3. Trang, thiết bị cơ bản dùng cho thí nghiệm I. Trang thiết bị cố định 1. Trang thiết bị hệ thống cấp và thu n−ớc, bao gồm: bể chứa n−ớc, bể lặng n−ớc, hệ thống ống phân phối n−ớc và máng hồi n−ớc, các thiết bị cấp và thu 6 cát .v.v. phù hợp với yêu cầu và tiêu chuẩn thí nghiệm. 2. Các thiết bị thông dụng cố định: Căn cứ vào nhiệm vụ thí nghiệm, có thể xây dựng lắp đặt các thiết bị cố định có tính thông dụng nh−: Máng kính, tháp n−ớc cao và bể áp lực .v.v. II. Thiết bị đo đạc thí nghiệm 1. Thiết bị đo mực n−ớc + Kim đo mực n−ớc tĩnh th−ờng dùng kim đo của Trung Quốc để đo mực n−ớc khi dòng chảy có l−u l−ợng không đổi. + Kim đo mực n−ớc tự động dùng để đo mực n−ớc khi dòng chảy có l−u l−ợng biến đổi th−ờng dùng loại của Anh, Nhật, Mỹ... + Thiết bị đo chiều cao sóng dùng vào việc đo dao động mặt n−ớc chọn loại phối hợp đ−ợc với các thiết bị thu thập tín hiệu và xử lý tín hiệu, th−ờng dùng của Mỹ, Nhật... 2. Thiết bị đo áp lực, áp suất mạch động + ống đo áp dùng để đo áp suất khi l−u l−ợng không đổi, có: - Đ−ờng kính trong của lỗ đo áp cần nhỏ hơn hoặc bằng 2mm. - Miệng lỗ cần vuông góc với thành bên, chiều sâu lỗ ít nhất bằng 2 lần đ−ờng kính ống. + Đ−ờng kính trong của ống đo áp (ống thủy tinh) không đổi và lớn hơn 1cm. +Thân ống giữ thẳng đứng. Cao trình điểm không (0) đ−ợc hiệu chỉnh bằng máy thủy chuẩn. + Khi áp suất nhỏ hơn 3m cột n−ớc dùng ống đo PenZometers. Khi áp suất v−ợt quá 3m cột n−ớc, nên dùng cột áp thủy ngân. + Khi áp suất v−ợt quá 10m cột n−ớc, nên dùng áp kế. 3. Thiết bị đo l−u l−ợng có thể dùng các thiết bị sau: + Thiết bị đo l−u l−ợng tự động điều chỉnh van bằng điện. 7 + Đập tràn dùng để đo l−u l−ợng không đổi, để đáp ứng yêu cầu của khoảng đo và độ chính xác nên chọn loại đập tràn sau: - Khi l−u l−ợng Q<10 l/s, dùng đập tràn tam giác vuông, l−u l−ợng đ−ợc xác định theo đ−ờng cong chuẩn; - Khi l−u l−ợng Q>10 l/s, dùng đập tràn hình chữ nhật, tính toán l−u l−ợng dùng công thức Rebhock; + Yêu cầu của việc lắp đặt đập tràn đo n−ớc - Chiều rộng lòng máng của đập tràn tam giác cân bằng 3 ữ 4 lần cột n−ớc tràn lớn nhất trên đập. - Thân đập phải đặt thẳng đứng, vuông góc với lòng máng, đỉnh của tấm đập nằm ngang bằng. - Chiều rộng lòng máng không đổi (đối với đập tràn chữ nhật). - Giữa tấm đập tràn hình chữ nhật và làn n−ớc d−ới đập tràn cần bố trí lỗ thông khí, mực n−ớc hạ l−u phải thấp hơn cao trình ng−ỡng tràn không nhỏ hơn 7cm. - L−ới giảm sóng đặt ở th−ợng l−u đập tràn, cách đập tràn một khoảng ít nhất bằng 10 lần cột n−ớc tràn lớn nhất trên đỉnh đập tràn. - Lỗ kim đo mực n−ớc th−ợng l−u đặt ở vị trí cách đập tràn ít nhất bằng 6 lần cột n−ớc tràn lớn nhất trên đỉnh đập. + ống Venturi dùng vào việc đo l−u l−ợng dòng chảy không đổi, kích cỡ phải phù hợp thiết kế tiêu chuẩn, đ−ờng kính tuỳ theo l−u l−ợng mà định. Hệ số l−u l−ợng dùng đ−ờng cong chuẩn. 4. Thiết bị đo l−u tốc phải có độ chính xác thích hợp và phù hợp với từng tr−ờng hợp thí nghiệm, th−ờng dùng máy PEMS của Hà Lan dải đo từ 0ữ5m/s. 5. Kiểm định thiết bị đo đạc. Các thiết bị đo cần đ−ợc kiểm đỉnh theo quy định hiện hành. Đi.4. Thiết kế mô hình I. Tiến hành thiết kế mô hình theo tiêu chuẩn t−ơng tự đã chọn 8 II. Tỷ lệ hình học và phạm vi mô hình đ−ợc chọn theo: Yêu cầu độ chính xác của công trình, điều kiện sân bãi thí nghiệm, thiết bị, l−u l−ợng cấp n−ớc, điều kiện giới hạn và điều kiện kinh tế. III. Chọn loại mô hình 1. Nghiên cứu bố trí cụm công trình đầu mối thủy lợi, thủy điện và quan hệ t−ơng hỗ giữa các công trình dùng mô hình lòng cứng chỉnh thể, tỷ lệ không nhỏ hơn 1/100; 2. Nghiên cứu đặc tính thủy lực của một công trình nào đó trong cụm đầu mối, dùng mô hình riêng lẻ, tỷ lệ không nhỏ hơn 1:80; 3. Nghiên cứu hiện t−ợng dòng chảy của một bộ phận nào đó của công trình, dùng mô hình cục bộ, tỷ lệ không nhỏ hơn 1:80; 4. Mô hình mặt cắt, tỷ lệ không nhỏ hơn 1:50; 5. Nghiên cứu xói lở, bồi lắng cục bộ th−ợng hạ l−u công trình đầu mối, có thể kết hợp mô hình lòng cứng với mô hình lòng động; 6. Căn cứ yêu cầu thí nghiệm cho một hạng mục thí nghiệm công trình, có thể đồng thời chọn nhiều loại hình mô hình: Mặt cắt, tổng thể. IV. Phạm vi làm mô hình 1. Chiều dài h−ớng dọc của mô hình: Phải bảo đảm cho trạng thái dòng chảy trong đoạn nghiên cứu đạt t−ơng tự với dòng chảy nguyên hình:Th−ợng l−u cách ng−ỡng tràn hoặc cống 30 lần cột n−ớc thiết kế, hạ l−u cách mặt cắt xác định Q= f(H) hạ l−u ít nhất 300m. 2. H−ớng ngang: Phải bao trùm đ−ờng đồng mức mực n−ớc cao nhất, đồng thời có độ cao an toàn thích hợp. V. Chế tạo và lắp ráp mô hình 1. Vẽ bản đồ bố trí tổng thể mô hình, bản vẽ chi tiết mô hình công trình, bản đồ bố trí các điểm đo, đồng thời đề ra các yêu cầu về gia công và lắp ráp mô hình. 2. Các loại vật liệu làm mô hình tùy yêu cầu thích ứng có thể dùng: Gỗ, xi măng, kính hữu cơ, tấm Plastic cứng và tôn mạ kẽm, các loại vật liệu làm vật liệu xói. 9 3. T−ờng biên của mô hình có thể bằng gạch xây hoặc lắp ghép bằng tấm đúc sẵn. Dù dùng loại t−ờng bên nào, đều phải đảm bảo c−ờng độ và t−ơng tự độ nhám. 4. Việc tạo địa hình mô hình có thể dùng ph−ơng pháp mặt cắt, ph−ơng pháp điểm cọc. Khi dùng 2 ph−ơng pháp này, khoảng cách giữa 2 mặt cắt khống chế trong mô hình có thể lấy bằng 50ữ80cm, đối với đoạn sông có địa hình biến đổi t−ơng đối phức tạp, số mặt cắt khống chế có thể tăng thêm. 5. Yêu cầu khống chế độ chính xác. + Cao trình mô hình công trình, sai số cho phép từ ±0,2ữ0,4mm (tuỳ theo tỷ lệ λL); + Cao trình địa hình, sai số cho phép ± 2,0mm; khoảng cách nằm ngang và chiều dọc sai số cho phép là ± 10mm; + Điểm gốc thủy chuẩn và điểm không (0) của kim đo, sai số cho phép là ± 0,3mm. 6. Kiểm tra và nghiệm thu + Lắp ráp mô hình xong cần tiến hành kiểm tra toàn diện, có ghi biên bản đầy đủ; + Sau khi kiểm tra xong, cần tiến hành thử n−ớc, nếu phát hiện vấn đề gì thì kịp thời có biện pháp hiệu chỉnh; + Đối với mô hình công trình đặc biệt, cần tổ chức nghiệm thu xây dựng, chế tạo mô hình có xác nhận của cơ quan đặt hàng. ĐI.5. Trình tự thí nghiệm 1. Căn cứ vào nhiệm vụ và yêu cầu thí nghiệm, xây dựng đề c−ơng nghiên cứu thí nghiệm chi tiết bao gồm: Nội dung thí nghiệm, loại mô hình, tỷ lệ mô hình, lần nhóm thí nghiệm, quy trình tiến hành thí nghiệm và kế hoạch tiến độ thí nghiệm .v.v. 2. Thí nghiệm chính thức bao gồm: Thí nghiệm ph−ơng án thiết kế, thí nghiệm ph−ơng án sửa đổi và thí nghiệm ph−ơng án hoàn thiện. 3. Tr−ớc khi thí nghiệm chính thức, cần tiến hành thí nghiệm kiểm chứng, để 10 hiệu chỉnh độ nhám và thiết bị đo l−ờng .v.v. 4. Khi thí nghiệm ph−ơng án sửa đổi phải mời cơ quan thiết kế quan sát mô h