Nghiên cứu đập bản lật tự động bằng thực nghiệm

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 41 - 2017 1
NGHIÊN CỨU ĐẬP BẢN LẬT TỰ ĐỘNG BẰNG THỰC NGHIỆM 
Giang Thư, Nuyễn Việt Hùng, Nguyễn Tiến Hải 
Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam 
Vũ Hoàng Hưng 
Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội 
Tóm tắt: Bài báo giới thiệu về một loại đập bản lật (dạng cửa van tự lật) trục dưới làm việc theo 
nguyên lý tự động cân bằng lực đóng mở để dâng nước và tháo lũ. Đây là kết quả nghiên cứu 
mới khi kết hợp thủy động lực và cơ khí chế tạo. Với việc sử dụng hệ lò xo để tạo mô men chống 
lật nên có thể đáp ứng các mực nước khác nhau khi sử dụng lò xo có độ cứng tương đương, đây 
là ưu điểm chính của loại cửa van này. Dạng cửa van này có thể chế tạo sẵn theo từng đơn 
nguyên nên dễ dàng cho việc vận chuyển, lắp đặt và thay thế. 
Từ khoá: đập bản lật, đập dâng, cửa van tự lật 
Summary: The journal introduce a type of hydraulic elevator weir (self-control flap gate) 
operated automatically by pressure head in order to raise water level and release flood. This is a 
new research result in the combination of hydraulics and mechanics. Using the spring system 
aiming to generate anti-flap moments that can respond to different water level depending on the 
hardness of springs, is the main advantage of this type of valve gate. This valve gate also could 
be manufactured into separated units which are ready for conveying, installing or replacing. 
Keywords: hydraulic elevator weir, self-control flap gate 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ * 
Nhiều năm trở lại đây do ảnh hưởng của thời 
tiết cực đoan cộng với sự tác động của con 
người, nguồn tài nguyên nước ngày càng cạn 
kiệt nhất là đối với các tỉnh trung du miền núi 
phía Bắc nước ta; mùa mưa thì xảy ra lũ lụt 
thường xuyên, mùa khô thì hạn hán kéo dài 
ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển cũng như 
gây khó khăn đối với đời sống của nhân dân 
trong vùng. Các tỉnh trung du miền núi phía 
Bắc thường có điểm chung là: Diện tích đất tự 
nhiên rộng, người không đông, mật độ phân bố 
dân cư không đồng đều; diện tích đất canh tác 
ít song lại phân tán, nhỏ lẻ chủ yếu tập trung ở 
các thung lũng ven sông suối; các sông suối có 
địa hình lòng dẫn hẹp độ dốc lớn; chế độ thuỷ 
văn dòng chảy phức tạp do chịu ảnh hưởng 
Ngày nhận bài: 09/10/2017 
Ngày thông qua phản biện: 21/11/2017 
Ngày duyệt đăng: 22/12/2017 
của mưa phân bố không đều trong năm. Do đó 
về mùa mưa dòng chảy tập trung nhanh tạo 
thành lũ có cường suất lớn với tần suất thay 
đổi liên tục, song về mùa khô thì dòng chảy lại 
hầu như cạn kiệt, chênh lệch lưu lượng về mùa 
lũ và mùa kiệt (Qmax/Qmin) rất lớn có thể hành 
trăm, hàng nghìn lần, đặc điểm này dẫn đến 
tình trạng đập dễ xây và cũng dễ vỡ. Chính vì 
thế mà các công trình thủy lợi ở miền núi 
thường có quy mô nhỏ nhưng nhiều về số 
lượng và điển hình dạng công trình đập dâng + 
kênh dẫn là phổ biến nhất chiếm khoảng 
70÷80% [6], qua đó thấy rằng nhu cầu đối với 
các đập dâng miền núi là rất lớn. Cũng do các 
đặc điểm trên nên qui mô công trình đập dâng 
thường nhỏ, chiều cao đập dâng thường từ 
1÷3m (có thể đến 5; 6m, thường là đập kiên cố 
do Nhà nước đầu tư xây dựng). 
Mặt khác, trên hệ thống sông suối miền núi, 
các hệ thống thủy lợi nhỏ ít được đầu tư xây 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 41 - 2017 2
dựng vì suất đầu tư lớn (thường dân tự làm), 
các công trình ngăn sông, suối lấy nước phục 
vụ nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, cây trồng 
v.v thường là các đập dâng, phai tạm hoạt 
động theo mùa, được đầu tư lại hàng năm, 
nhiều khi không cho phép đắp lại bởi biến hình 
mạnh mẽ do dòng chảy lũ. Bên cạnh đó giải 
pháp điều tiết bằng cửa van, hoặc đập cố định 
có chi phí lớn nhưng hoạt động cần sự điều 
hành của con người; trong điều kiện vùng sâu, 
vùng xa, lũ trên các sông suối miền núi lên 
nhanh, không cho phép các giải pháp vận hành 
điều tiết chủ động hoạt động hiệu quả, mà cần 
có công trình linh hoạt hơn để đáp ứng nhu 
cầu thực tế. 
Trong bài viết này chúng tôi đề xuất giải pháp 
công nghệ đập bản lật tự động (cửa van tự lật) 
để điều tiết thay thế các đập dâng cố định, phai 
tạm v.v là lựa chọn cho hiệu quả hơn, vì công 
nghệ này rất linh hoạt trong việc tự động dâng 
đầu nước và tháo lũ đột ngột mà không cần sự 
điều khiển của con người, mặt khác giải pháp 
này cũng đơn giản, dễ dàng thi công, lắp đặt 
và có thể giữ nguyên tiết diện lòng dẫn khi 
tháo lũ. 
2. ĐẶC ĐIỂM ĐẬP (CỬA VAN) TỰ LẬT 
Cửa van tự lật được ứng dụng phổ biến trong 
các công trình thủy lợi thủy điện đặc biệt với 
các công trình dâng nước với cột nước không 
cao hoặc trong các công trình tràn sự cố. Ưu 
điểm nổi bật của loại hình cửa van này là có 
thể khống chế mực nước ở một độ cao nhất 
định, khi mực nước tăng cửa van tự động mở 
để hạ thấp mực nước nhưng không cần tác 
động của con người hoặc máy móc thiết bị, do 
đó giảm chi phí quản lý vận hành. Cửa van tự 
lật vận hành theo nguyên tắc khi mô men do 
áp lực thủy động lớn hơn mô men do trọng 
lượng bản thân cửa van và ma sát ở gối quay, 
cửa van sẽ được mở đến trạng thái cân bằng. 
Khi áp lực không thay đổi, góc mở cửa van 
cũng không thay đổi. Khi mô men do áp lực 
thủy động vẫn còn lớn hơn thì cửa van sẽ được 
mở hoàn toàn (ở trạng thái nằm ngang); khi 
mô men trọng lượng cửa van lớn hơn mô men 
áp lực thủy động với lực ma sát, cửa van sẽ 
đóng lại (ở trạng thái đứng)[3],[8]. 
3. MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ CỬA VAN 
TỰ LẬT 
Thời kỳ đầu từ những năm 60 của thế kỷ 20 
Trung Quốc đã nghiên cứu cửa van tự lật có 
hình thức kiểu gối đơn cố định, bộ phận gối đỡ 
được lắp đặt dưới vị trí 1/3 chiều cao cửa 
(Hình 1, Ảnh 1). Khi mực nước thượng lưu 
vượt qua đỉnh cửa với một độ cao nhất định, 
cửa van mở theo hướng đổ ra phía sau đến v ị 
trí nằm ngang. Khi mực nước thượng lưu hạ 
đến đáy cửa, cửa van tự động quay về vị trí 
đóng để tiếp tục chức năng chắn nước. Qua 
nhiều năm loại cửa van này từng bước được 
cải tiến như thêm cơ cấu cản để khắc phục 
nhược điểm rung động khi đóng mở [9]. Cho 
đến nay cửa van tự lật thường sử dụng hình 
thức bánh có lăn khe dẫn hướng (Hình 2) hoặc 
bánh lăn có thanh nối (Hình 3) [7],[10]. Tuy 
nhiên trong thực tế khi cửa van ở trạng thái mở 
hoàn toàn, để quay lại vị trí đóng sẽ gặp nhiều 
khó khăn, thường sử dụng thêm hệ thống xi 
lanh thủy lực để đẩy cửa van về vị trí đóng 
đồng thời giúp ổn định trong quá trình làm 
việc (Ảnh 2). 
Hình 1: Cửa van tự lật kiểu gối đơn 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 41 - 2017 3
Hình 2: Cửa van tự lật kiểu bánh lăn có khe 
dẫn hướng 
Hình 3: Cửa van tự lật kiểu bánh lăn 
có thanh nối 
Ảnh 1: Cửa van tự lật kiểu gối đơn 
Ảnh 2: Cửa van tự lật kiểu bánh lăn có thanh nối 
Ở Việt Nam, cũng đã nghiên cứu và áp dụng loại 
hình cửa van lật tự động vào một số công trình 
thực tế điển hình như công trình thủy điện Tà 
Lơi 2, Lào Cai (Ảnh 3). Từ những năm 70 Viện 
Khoa học Thủy lợi Việt Nam đã bắt đầu nghiên 
cứu về đập dâng tự động và cửa van tự động lật 
và đã áp dụng cho nhiều công trình thực tế như: 
Công trình đập dâng Cầu Nha (Thanh Hóa); Đập 
Bà Tri (Kon Tum); Công trình Lại Giang (Bình 
Định); Anh Trạch, Bầu Nít (Quản Nam), Cống 
Biện Nhị, Phát Diệm, Yên Khánh (Ninh Bình) 
v.v. Song chưa được phổ biến rộng rãi do va 
đập, rung động v.v[1][2][5]. 
Ảnh 3: Cửa van tự lật - Công trình thủy điện 
Tà Lơi 2, Lào Cai 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 41 - 2017 4
Với cửa van tự lật bằng thủy lực trục ngang 
(tâm trục được đặt ở 1/3 chiều cao cửa van) sơ 
đồ cửa van tự động lật như Hình 4 đã được 
một số tác giả đi sâu nghiên cứu: 
hiht
O
 n
c
ci
i
M
PiHod
Po
Hình 4: Sơ đồ tính toán cửa van trục ngang 
+ Trần Đình Hợi [2][4], đã đưa ra công thức 
tổng quát tính mô men áp lực và trọng lượng 
cửa van tác dụng lên cửa trong điều kiện hạ 
lưu có nước. 
o b n n
2 2
n t b t
2
h b h
LM G(H sin ) cotg
2
B( sin )[H (3H H )
6
H (3H H )]
  

 (1) 
Trong đó mô men do áp lực nước: 
2 2
n n t b t
2
h b h
BM ( sin )[H (3H H )
6
H (3H H )]
  
 (2) 
Từ (2) tác giả kết luận rằng M n>0 cửa mở và 
M n<0 cửa đóng. 
Tác giả cũng đã kiến nghị công thức tính toán 
thủy lực động tác dụng lên mặt trên cửa van tại 
một điểm bất kỳ có dạng: 
2
2 ti
i t
i
hP
h m .h .
h
   
 (3) 
Trong đó: 
Pi - áp suất thủy động tác dụng lên cửa van tại 
điểm M 
hi - chiều cao cột nước tại điểm cần tính toán 
điểm M 
ht - chiều cao cột nước tính từ đỉnh cửa 
m - hệ số lưu lượng dòng chảy qua đỉnh cửa. 
+ Trần Đình Hòa [1] đã nghiên cứu mô men áp 
lực nước tác dụng vào cửa van theo thủy động 
lực học và xác định thêm thành phần mô men 
cản M d trong công thức mô men tổng quát (4) 
do ảnh hưởng của vận tốc dòng chảy và đưa ra 
phương trình (5) trạng thái tới hạn mà tại đó 
cửa van chuyển động từ đang mở sang đóng: 
o n d gM M M M 0 uur uur uur uur r (4) 
32
t
o 1
n t n
2 3
2 t t
t t 2
n n
t
t t
t n
2
2n
t d n
2
t 1 1 2 2 n
hm
M k B[ (
sin h Lsin
h m h
h )(L L )
sin sin
h L
ln( ) h ( L )
h L sin 2
L sin L 1
( L )] C BL sin
2 3 2
Lv ( L ) (G L G L )cos
2
  

(5) 
Trong đó: 
k1 - Hệ số co hẹp bên. 
Cd - Hệ số cản; 
V - Vận tốc dòng chảy; 
 = Mật độ của nước. 
+ Hàn Quốc Trinh [4] đã nghiên cứu áp suất 
thủy động tác động lên cửa van clape khi dòng 
chảy dưới cánh cửa van trong điều kiện cột 
nước thấp như sơ đồ hình 5: 
V0 H0 
ip
tb
E
h
h/2
H
H0
1i
zi
i
p
Hình 5: Sơ đồ tính áp suất thủy động lên 
cửa van clape 
2
i 1i i
o 2
z i
P H V
E
H 2g
   (6) 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 41 - 2017 5
Vi - Vận tốc trung bình của mặt cắt qua điểm i 
trên mặt cửa; 
 - Hệ số lưu tốc; 
Hli - Khoảng cách thẳng đứng từ điểm i tới 
mực nước ngang thượng lưu; 
Hzi - Khoảng cách thẳng đứng từ tâm diên 
tích phẳng qua điểm i tới mực nước ngang 
thượng lưu; 
Ngoài ra có một số tác giả nghiên cứu và phân 
tích thành phần lực tác dụng lên cửa van tự lật 
có trục tâm quay được bố trí 1/3 chiều cao cửa 
để đưa ra quá trình đóng, mở cửa van trên cơ 
sở quy luật thủy tĩnh. 
Các đập tự lật hay cửa van tự động lật: i) 
thường bố trí trục quay khoảng 1/3 chiều cao 
cửa, dòng chảy được chảy qua cả trên và dưới 
cửa làm cho các thành phần lực cũng như tính 
toán gặp nhiều khó khăn; ii) quá trình làm việc 
thường sảy ra rung động mạnh; iii) Chưa được 
áp dụng phổ biến. Ngoài ra khi mô men do 
trọng lượng bản thân càng lớn thì năng lực tích 
nước trước cửa van càng lớn, vì vậy cửa van 
thường được làm bằng bê tông do đó khá nặng 
nề nên khó vận chuyển lắp đặt đặc biệt là 
những vùng địa hình phức tạp. Vì vậy cần thiết 
phải nghiên cứu cải tiến vật liệu và kết cấu phù 
hợp khắc phục những nhược điểm này. 
4. ĐỀ XUẤT ĐẬP BẢN LẬT TỰ ĐỘNG 
4.1. Hình thức kết cấu 
Để khắc phục những nhược điểm của cửa van 
hiện có và dễ vận chuyển lắp đặt, chúng tôi đã 
tiến hành nghiên cứu và đề xuất một loại hình 
đập bản lật (cửa van lật) mới với đặc điểm sử 
dụng hệ thống lò xo trục khuỷu để tạo mô men 
do trọng lượng bản thân (mô men chống lật), 
trục quay được bố trí ở dưới đáy cửa lật. Mô 
hình một cụm đập bản lật tự động được cho ở 
hình 6 và hình 7. 
Khèi bª t«ng
MNTL
Hép kü thuËt
Cöa lËt
Hình 6: Mô hình đập bản lật tự động 
Hình 7: Cấu tạo đập bản lật 
Cấu tạo một cụm đập bản lật tự động gồm các 
bộ phận: (1) Bản mặt; (2) Sườn chống; (3) 
Trục quay; (4) Trục khuỷu; (5) Thanh truyền; 
(6) Lò xo; (7) Hộp kỹ thuật 
4.2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc 
- Nguyên lý: Đập bản lật tự động làm việc theo 
nguyên lý thay đổi áp lực nước thượng lưu và 
độ cứng tương đương của hệ lò so F=f(klx); khi 
mô men do áp lực thủy động, trọng lượng bản 
thân cửa lật và ma sát ở gối quay lớn hơn độ 
cứng của hệ lò xo, cửa van sẽ được mở đến 
trạng thái cân bằng với lực kéo của hệ lò xo. 
Khi áp lực không thay đổi, lực kéo hệ lò xo 
không đổi thì góc mở cửa cũng không thay 
đổi. Khi mô men do áp lực thủy động vẫn còn 
lớn hơn lực kéo của hệ lò xo thì cửa van sẽ 
được mở hoàn toàn (ở trạng thái nằm ngang); 
khi lực kéo của hệ lò xo lớn hơn mô men áp 
lực thủy động, trọng lượng cửa lật và lực ma 
sát, cửa van sẽ đóng lại (ở trạng thái đứng). 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 41 - 2017 6
- Sơ đồ cấu tạo: Đập bản lật cho ở hình 8. 
Trục quay O cố định dưới đáy cửa lật, trục bản 
lề B chuyển động tịnh tiến theo phương ngang, 
trục bản lề A chuyển động quay quanh tâm O. 
Hình 8: Sơ đồ cấu tạo đập bản lật 
- Thông số cơ bản: 
Llx – chiều dài lò xo (m) 
Klx – Độ cứng của hệ lò xo (kN/m) 
H – chiều cao mực nước trước cửa van (m) 
B – Bề rộng cửa van (m) 
L1, L2 – chiều dài trục khuỷu và thanh truyền (m) 
1 – góc nghiêng trục khuỷu so với phương 
đứng (độ) 
2 – góc nghiêng của thanh truyền so với 
phương ngang (độ) 
 Llx – độ dãn dài của hệ lò xo (m) 
- Sơ đồ lực: 
Khi bỏ qua ma sát ở các ổ trục quay và bản 
dẫn hướng với hộp kỹ thuật [1][4], theo sơ đồ 
hình 8, quan hệ giữa độ cứng hệ lò xo với áp 
lực nước tác dụng vào bản mặt như sau: 
- Mô men áp lực nước đối với tâm O (kNm): 
MO = [(n.H.H/2)(B/2)](H/3) (7) 
- Lực tác dụng vào thanh AB (kN): 
FA = M O/L1 (8) 
- Lực dọc vào thanh AB (kN): 
FAB = FAcos(1-2) 
- Lực tác dụng vào lò xo tại B (kN): 
FB = FABcos2 (9) 
- Độ cứng của hệ lò xo (kN/m): 
Klx = FB/ Llx (10) 
5. THÍ NGHIỆM MÔ HÌNH 
Do đây là bước đầu nghiên cứu mới với đập 
bản lật tự động khi kết hợp thủy động lực và 
cơ khí chế tạo, chúng tôi đã tiến hành thí 
nghiệm trên mô hình vật lý trên mô hình 
phẳng, tỷ lệ 1:1. 
Mục tiêu của thí nghiệm là: 
- Kiểm tra nguyên lý làm việc tự động dâng 
nước và tháo lũ của đập bản lật; 
- Kiểm tra điều kiện làm việc giữa thủy động 
lực và độ cứng của hệ lò xo; 
- Kiểm tra tra đánh giá độ nhạy và sự rung 
động khi đập bản lật vận hành; 
Thí nghiệm tiến hành với các cấp lưu lượng, 
mực nước thượng lưu khác nhau, mực nước hạ 
lưu tự do. 
5.1. Xây dựng mô hình 
- Mô hình đập bản lật được xây dựng trong 
máng kính rộng 1m, cao 2m dài 16m. 
- Mô hình đập tự lật được gia công bằng thép 
CT3, cửa lật được đúc bằng bê tông cốt thép 
M250 có khả năng lắp ghép tháo rời để thay 
đổi chiều cao cửa van (hình 6,7). 
- Hộp kỹ thuật cụm đầu mối đập bản lật được 
thiết kế tính toán bằng phần mềm 3D 
Solidworks, Autocad và được tính toán bằng 
phần mềm ANSYS. 
Thiết kế ban đầu: 
+ Kích thước cửa lật BxH=1x0,5m; 
+ Độ dày bản lật dạng hình thang; đáy 0,1m, 
trên 0,05m 
+ L1=0,15m; L2=0,15m; 1=20o; 2=5o; 
+ Chiều dài lò xo Llx=0,4m; 
+ Độ cứng hệ lò xo Klx=60KN/m. 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 41 - 2017 7
5.2. Kết quả thí nghiệm 
Với việc lực chọn sơ đồ và các kích thước về 
đập bản lật như trên, giả thiết mực nước 
thượng lưu thiết kế bằng đỉnh cửa lật 
(ZTL=0,5m) để xem xét khả năng vận hành tự 
động của hệ thống. 
- Trạng thái tích nước ban đầu: ở trạng thái 
ban đầu (không có nước thượng lưu), bản lật 
cân bằng với trạng thái ban đầu của hệ lò xo ở 
trạng thái đóng (thẳng đứng), khi cho mực 
nước thượng lưu tăng dần đến 3/4 chiều cao 
cửa lật thì cửa bắt đầu chuyển động mở về 
phía hạ lưu; khi mực nước thượng lưu đến 
đỉnh cửa (đóng van cấp nước) thì cửa lật đạt 
độ mở =20o và duy trì ổn định với mực nước 
thượng lưu Ztl=0,47m. Tiếp tục mở nước, cột 
nước thượng lưu Zi tăng lên, cột nước trên 
đỉnh cửa lật Hi tăng, cửa lật mở với góc mở 
lớn hơn (xem các Ảnh 4,5,6) 
Ảnh 4: Độ mở cửa van =25o 
Ảnh 5: Độ mở cửa van =35o 
Ảnh 6: Độ mở cửa van =50o 
Trên mô hình đã xác định các giá trị cột nước 
thượng lưu, trên đỉnh bản lật quan hệ với độ 
mở cửa và xác định tổ hợp lực tác dụng gây 
mở cửa tương ứng với độ cứng của hệ lò xo và 
cũng xem xét trạng thái ban đầu làm việc của 
đập bản lật và độ mở tối đa theo sơ đồ Hình 9. 
H
Pi
Zi
Li
O
Hình 9. Sơ đồ thí nghiệm đập bản lật 
a: độ mở cửa (độ) 
Zi: cột nước thượng lưu (m) 
Hi: cột nước tác dụng đỉnh cửa (m) 
Li: chuyển vị ngang cửa lật (m) 
Pi: chiều cao cửa lật (m) 
- Tổ hợp lực tác dụng vào cửa lật và hệ lò xo 
theo độ mở cửa từ 0÷90o như Bảng 1, Hình 10: 
Bảng 1. Kết quả đo lực đóng mở 
 (độ) Klx (m) F(kn) (độ) 
 Klx 
(m) F(kn) 
0 0.000 0.00 40 0.081 4.86 
5 0.001 0.06 45 0.093 5.58 
10 0.009 0.54 50 0.105 6.30 
15 0.018 1.08 55 0.122 7.32 
20 0.029 1.74 60 0.133 7.98 
25 0.040 2.40 65 0.145 8.70 
30 0.054 3.24 90 0.250 15.00 
35 0.066 3.96 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 41 - 2017 8
Hình 10. Quan hệ giữa độ mở và lực đóng mở 
Trong quá trình thí nghiệm chúng tôi điều 
chỉnh mực nước tăng giảm đột ngột (tức là lực 
tác dụng vào bản lật thay đổi đột ngột), bản lật 
cũng làm việc theo trạng thái đóng mở liên 
tục, không gây ra rung động, rất êm. 
- Lập quan hệ thực nghiệm giữa lưu lượng với 
cột nước thượng lưu Zi, cột nước đỉnh cửa Hi, 
chuyển vị ngang cửa Li và độ hạ thấp cửa Pi 
khi đó a=f(Z,H,L,P) như Bảng 2, Hình 11. 
Bảng 2. Kết quả thí nghiệm theo các độ mở cửa 
a(độ) q 
(m2/s) 
Zi(m) Hi(m) Li(m) Pi(m) 
0 0.000 0.500 0.000 0 0.500 
20 0.002 0.470 0.001 0.171 0.469 
25 0.019 0.498 0.004 0.211 0.453 
30 0.041 0.517 0.065 0.25 0.433 
35 0.102 0.540 0.108 0.287 0.410 
40 0.157 0.555 0.142 0.321 0.383 
50 0.327 0.587 0.215 0.383 0.321 
Hình 11. Quan hệ q=f(Z,H,L,P) 
Ở đây do điều kiện cấp nước không đủ, do đó 
độ mở tối đa đối với đập bản lật ở góc a=50o, 
song nhận thấy nếu tiếp tục tăng lưu lượng thì 
bản lật sẽ mở hoàn toàn. 
Như vậy, quá trình làm việt của đập bản lật 
thấy rằng: Khi lưu lượng (q) tăng thì cột 
nước tác dụng lên bản lật (H) tăng, song mực 
nước thượng lưu (Z) gần như duy trì ở trạng 
thái cột nước thiết kế ban đầu (ổn định), sự 
chênh lệch dao động cột nước trung bình là 
nhỏ khoảng 4,58% với giá trị này trên thực 
tế là chấp nhận được. 
6. KẾT LUẬN 
Đập bản lật là một kết cấu mới lần đầu tiên 
được đề xuất khi kết hợp giữa thủy động lực 
và cơ khí chế tạo (áp lực thủy động và hệ lò 
xo) để vận hành. Về nguyên tắc kết cấu này có 
thể tạo ra cột nước có chiều cao khác nhau tùy 
thuộc vào độ cứng của hệ lò xo. Qua thí 
nghiệm mô hình có thể khẳng định về nguyên 
lý làm việc của loại đập bản lật này là hoàn 
toàn đúng đắn, làm việc hoàn toàn tự động, 
chủ động, linh hoạt trong việc dâng nước và 
tháo lũ nhanh, có tính khả thi cao và có khả 
năng áp dụng vào thực tế. 
Đập bản lật có những ưu điểm sau: 
1) Do ổ trục được đặt dưới đáy bản lật nên 
việc tính toán đơn giản hơn so với các cửa van 
lật trước đây; 
2) Làm việc hoàn toàn tự động, chủ động, linh 
hoạt không cần sự điều hành của con người; 
3) Đóng mở nhẹ nhành, không gây rung động, 
luôn duy trì, ổn định mực nước thượng lưu; 
4) khi tháo lũ có thể nằm sát đáy, không ảnh 
hưởng nhiều đến mặt cắt tự nhiên nên không 
gây biến hình lòng dẫn và giải pháp tiêu năng 
sau công trình sẽ đơn giản; 
5) Có kết cấu đơn giản, được gia công chế tạo 
sẵn nên thuận tiện cho thi công lắp đặt; giá 
thành rẻ. 
Tuy nhiên trong thực tế , muốn xác định chính 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 41 - 2017 9
xác cần thử nghiệm thực tế để lựa chọn độ 
cứng lò xo phù hợp. 
Trong khuôn khổ bài viết, chúng tôi chỉ trình 
bày một số nét chính về đập bản lật thông qua 
thí nghiệm, phần tính toán kết cấu và một số 
các thông số thủy lực sẽ đề cập vào dịp khác. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Trần Đình Hòa (2002), Nghiên cứu chế độ thủy lực và ổn định của cửa van tự động thủy 
lực trục ngang, Luận án tiến sĩ. 
[2]. Trần Đình Hợi, Cửa van tự động tháo nước và tích nước cho đập dâng, Tuyển tập kết quả 
KH&CN (1989-1994), Viện Khoa học thủy lợi Quốc gia, trang 89-95. 
[3]. Vũ Hoàng Hưng, Cửa van sập tự động khống chế thủy lực, trường ĐH Thủy Lợi. 
[4] Nguyễn Ngọc Nam (2008), Chế độ thủy lực của dòng chảy qua công trình tháo nước sử 
dụng cửa van clape liên hoàn, Luận án tiến sĩ. 
[5]. Viện Khoa học Thủy lợi (1994-1999), Tuyển tập kết quả nghiên cứu KH&CN, trang 28-32. 
[6]. Viện Khoa học Thủy lợi (1999-2000), Tuyển tập kết quả nghiên cứu KH&CN, trang 377-384. 
[7]. HOU Shi hua, SHEN Chang song. Path of instantaneous center of hydro-automatic flap 
gate and its influences on gate’s stability. Hydro-Science and Engineering, 3, 9-2007. 
[8]. ZHOU Jingyuan. Study and application of hydraulic automatic flap gate. Journal of 
Hydroelectric Engineering, 06-2007. 
[9]. 邓晓君,焦怀金.水力自动翻板闸门的发展历程及应用. 北京水务, 2012年第03期. 
[10]. 侯石华,沈长松.连杆滚轮式水力自动翻板闸门的结构优化. 水利水电科技进展, 2008 
年8月.