ไกรฤกษ์� อินท์�ชยะน�นท์�ไกรฤกษ์� อินท์�ชยะน�นท์�สำ��น�กอิอิกแบบวิศวิกรรมและสำ��น�กอิอิกแบบวิศวิกรรมและสำถ�ปั�ตยกรรมสำถ�ปั�ตยกรรม

Double Side Channel Spillway

1. ข้�อมู�ลทั่�วทั่�ใช้�ในการออกแบบ1.1 ระดั�บน���เก บก�ก (ร.น.ก.)1.2 ระดั�บน���สำ!งสำ#ดั (ร.น.สำ.)1.3 ระดั�บสำ�นเขื่%&อินดัน1.4 ปัรม�ณน���นอิงสำ!งสำ#ดัในรอิบก�รเกดัซ้ำ���1.5 ควิ�มสำ!งขื่อิงน���เหน%อิสำ�นฝ�ย (Flood

Surcharge)

2. การพิ�จารณาตำ�าแหน�งทั่�ตำ��งอาคารทั่างระบายน��าล�น เปั-นอิ�ค�รปัระกอิบเขื่%&อินท์.&สำ��ค�ญ ท์��หน0�ท์.&ระบ�ยน���สำ1วินท์.&เกนจ�กระดั�บท์.&ก��หนดัไวิ0 ให0ไหลอิอิกไปัจ�กอิ1�งฯโดัยไม1ท์��ให0เกดัอิ�นตร�ยก�บต�วิเขื่%&อิน

อิงค�ปัระกอิบขื่อิงอิ�ค�ร คลอิงช�กน��� ( Approach Channel ) สำ1วินร�บน��� สำ1วินร�งเท์ สำ1วินสำล�ยพล�งน��� ซ้ำ6&งท์��งสำ�มสำ1วินน.�เปั-นอิ�ค�รคสำล.เน%&อิงจ�กต0อิงรอิงร�บก�รไหลขื่อิงน���ท์.&ม.ควิ�มเร วิค1อินขื่0�งสำ!งม�ก สำ1วินสำ#ดัท์0�ยไดั0แก1 คลอิงระบ�ยน���ท์.&เช%&อิมต1อิก�บล��น���เดัม

ควิรวิ�งอิ�ค�รท์�งระบ�ยน���ล0นท์.&เปั-นชนดั Overflow หร%อิ Ungated Control ไวิ0ท์.&ฐ�นย�นเขื่%&อิน ( Abutment ) ฝ�& งใดัฝ�& งหน6&งขื่อิงต�วิเขื่%&อินและให0อิย!1สำ!งกวิ1�ระดั�บเก บก�กเล กน0อิย

สำ��หร�บเขื่%&อินคอินกร.ต ( Concrete Dam ) และเขื่%&อินคอินกร.ตบดัอิ�ดัแน1น ( Rolled Compacted Concrete หร%อิ RCC Dam ) นยมวิ�งอิ�ค�รท์�งระบ�ยน���ล0นไวิ0ท์.&ต�วิเขื่%&อิน โดัยก��หนดัให0วิ�งอิย!1ท์.&แนวิเดั.ยวิก�บแนวิล��น���เดัม

ขื่��นตอินและแนวิท์�งในก�รพจ�รณ�ดั��เนนก�รม.ดั�งน.�

1 .พจ�รณ�ขื่0อิม!ลจ�กร�ยง�นอิ#ท์กวิท์ย� และร�ยง�นวิ�งโครงก�ร เพ%&อิก��หนดัระดั�บน���เก บก�กและระดั�บน���สำ!งสำ#ดั รวิมท์��งปัรม�ณน���สำ!งสำ#ดัท์.&ต0อิงก�รระบ�ยผ่1�นอิ�ค�รน.�

2. วิ�งแนวิสำ�นเขื่%&อินในแผ่นท์.&สำ��รวิจภู!มปัระเท์ศแล0วิก��หนดัระดั�บน���เก บก�กอิย!1ท์.&เสำ0นใดัขื่อิงเสำ0นช��นควิ�มสำ!ง ( Contour Line )

3. ดั!ฐ�นย�นเขื่%&อินท์��งสำอิงฝ�& งวิ1�ฝ�& งใดัเหม�ะสำม โดัยพจ�รณ�

ขื่0อิดั.-เสำ.ย ท์.ละขื่0�ง

4. ควิรวิ�งแนวิศ!นย�กล�งอิ�ค�รให0ท์��ม#มต��งฉ�กก�บแนวิศ!นย�กล�งเขื่%&อิน

และไม1ต�ดัผ่1�นร1อิงน���

5 . วิ�งแนวิอิ�ค�รท์�งระบ�ยน���ล0นสำ��หร�บปัระเภูท์ Overflow Spillway ให0อิย!1ในบรเวิณท์.&ม.ระดั�บพ%�นดันเดัมสำ!งกวิ1�ระดั�บน���เก บก�กเล กน0อิย

โดัยขื่#ดัจ�กระดั�บดันเดัม ≥ 200. เมตร เพ%&อิให0ฐ�นอิ�ค�รวิ�งอิย!1บนฐ�นร�กท์.&แขื่ งแรง

6 . ควิรวิ�งแนวิอิ�ค�รให0ตรงโดัยตลอิดั สำ�ม�รถวิ�งแนวิให0โค0งไดั0 แต1ควิรก��หนดัต��แหน1งโค0งให0อิย!1ในสำ1วินร�งเท์( Chute ) หร%อิอิย!1ในคลอิงช�กน��� หร%อิคลอิงระบ�ยน���ก ไดั0

7 . ก��หนดัต��แหน1งอิ�ค�รสำล�ยพล�งง�น ( Stilling Basin ) ควิรอิย!1บรเวิณใดั เพ%&อิให0สำ�ม�รถท์ร�บควิ�มย�วิอิ�ค�รคอินกร.ตเสำรมเหล กเบ%�อิงต0นไดั0

8 . ก��หนดัหล�กกโลเมตร ( กม . ) ต�มแนวิศ!นย�กล�งอิ�ค�ร เพ%&อิให0สำ�ม�รถปัระม�ณควิ�มย�วิขื่อิงอิ�ค�รในแต1ละสำ1วินไดั0ต�มต0อิงก�ร

9 . ดั��เนนก�รวิ�งแนวิอิ%&นท์.&สำ�ม�รถวิ�งไดั0ต�มล��ดั�บ ต��งแต1ขื่0อิ 4 ถ6งขื่0อิ 9

10. เปัร.ยบเท์.ยบขื่0อิ ไดั0เปัร.ยบ-ขื่0อิเสำ.ยเปัร.ยบ ขื่อิงแต1ละแนวิ

1 1. เม%&อิไดั0แนวิท์.&เหม�ะสำมแล0วิ เดันท์�งไปัตรวิจสำอิบสำภู�พภู!มปัระเท์ศจรง

ในสำน�ม เพ%&อิปัระกอิบก�รต�ดัสำนใจในก�รค�ดัเล%อิกแนวิดั0วิย ดั��เนนก�รเขื่.ยนแบบแสำดังล�กษ์ณะอิ�ค�ร

โดัยท์�&วิไปั เพ%&อิท์.&ก��หนดัหล#มเจ�ะสำ��รวิจธรณ.วิท์ย�ฐ�นร�ก และ

เม%&อิไดั0ผ่ลสำ��รวิจธรณ.วิท์ย�

3. ทั่�ตำ��งอาคารก��หนดัไวิ0ท์.&ปัล�ยฐ�นย�น (Abutment)

เขื่%&อินฝ�& งใดัฝ�& งหน6&ง ในกรณ.ท์.&ม. Abutment สำ!งช�นไม1เหม�ะท์.&จะสำร0�งเปั-น Chute Spillway เพร�ะอิ�จต0อิงต�ดัดันม�ก

น���จะไหลผ่1�นสำ�นฝ�ยลงไปัในท์�งน���แล0วิเปัล.&ยนท์ศท์�งปัระม�ณ 90 อิงศ� ระบ�ยน���อิอิกสำ!1ร�งเท์ Stilling Basin และคลอิงระบ�ยน���ท์�งลงสำ!1ล��น���เดัม

4. การก�าหนดความูยาวสั�นฝาย ( Crest Length )

มู%มู ทั่�เหมูาะสัมู = 45 - 70 (From FAO.No.26)

ค�า C 1.60 – 1.84การก�าหนดค�า w2 จะ Control ให�ความูล'กน��า

เหน(อสั�นฝาย 1.00 เพิ(อให�ระยะตำกข้องน��าไมู�มูาก การไหลจะได�ราบเร�ยบไมู�ปั่+ นปั่,วนร%นแรง (จากระด�บน��าในอ�างฯ ถึ'งระด�บน��าในร�องน��า)

Q = C L H 3/2Q = C × (w1 + 2L) × H3/2 (โดยทั่�วไปั่ Afflux ข้องอ�างฯ ข้นาด

เล0ก ไมู�ควรเกน 1.00 ม.)

5. การก�าหนดความูสั�งข้องกล�อง ( H1 )

H1 WQ

1.3

0.75 H (จ�ก เร%&อิง Rectangular Box Inlet Spillway)

W = w1 + w2 / 2 ฟุ#ตQ = ft3/sec (1 m3/sec =

35.31435 ft3/sec)H = Afflux , ft. (1 ft =

0.3048 m.)

6. ตำรวจสัอบแรงลอยตำ�ว (Buoyancy)

นน.อิ�ค�ร = (1) + (2) + (3) = A (concrete = 2.4 T/m.3)Displacement Volume = - - -

Total Uplift = BF.S. against Floating = A / B (ค1�ท์.&ไดั0ควิร

ม�กกวิ1� 1.50)

1 2 3 4

2wQ

32

qq

cdq

2

2

2 by

yB

c

c

3/4

22

c

c

R

Vn

7. การออกแบบช้�อง Trough ถึ'งControl Section

ก��หนดัค1� n = 0.014 – 0.016q =dc =โดัยท์.& dc = Critical depth (ควิ�มล6กขื่อิงน���ท์.&

ต��แหน1ง Control Section, ม.)q = Q/L (ม.3/วิน�ท์./เมตร)Q = ปัรม�ณน���ไหลผ่1�น Chute (ม.3/วิน�ท์.)g = อิ�ตร�เร1งจ�กแรงโน0มถ1วิงขื่อิงโลก

= 9.81 (ม./ วิน�ท์. 2)W2 = ควิ�มกวิ0�งขื่อิง Chute (ม.) Vc =Hydraulic Radius, Rc = Ac / Pc

=Sc =

H3

2

H3

2

ก��หนดัค1� S1 < Sc ในช1อิง Trough เพ%&อิท์��ให0เปั-นก�ร ไหลแบบ Subcritical Flow ( น���ในร1อิงจะล6กและไหลช0�

ท์��ให0ระยะน���ตกไม1สำ!ง ก�รไหลขื่อิงน���ในช1อิงร�บเร.ยบไม1ปั�& นปั>วิน)

Tolerable Crest Submergence

ก��หนดั ระดั�บพ%�น (u/s end of side Channel trough)

∴ Tolerable crest submergence = ระดั�บพ%�น + depth ท์.&จ#ดัน��น – ควิ�มสำ!งสำ�น ฝ�ย <

q

v

2

21

q

vc2

2

q

vc2

2

q

v

2

21

กรณ.ม. Transition ห�ควิ�มล6กขื่อิงน���(y

1 ) ท์.& u/s โดัยใช0สำมก�ร Bernoulli

หร%อิ Energy Equation

y1 + + z

1 = yc +

+ z2 + hL

v1 = Q1/A1

A1 = (B + zy1) y1

hL = transition loss จ�กช1วิงtransition

ห� Loss เน%&อิงจ�ก transition โดัยก��หนดัให0ก�ร สำ!ญเสำ.ย Head = 0.20 ขื่อิงควิ�มแตกต1�งระหวิ1�ง

Velocity head ท์.&ปัล�ยท์��งสำอิงขื่อิง Transition = 0.2 (hvc – hv1)

= 0.2 (

)

ร! 0ค1� Vc , yc แท์นค1�ใน R.H.S. จ�กน��นใช0วิธ. Trial and Error ห� y

1 โดัยสำมม#ตค1� y1

และห�ค1� L.H.S. จนไดั0 L.H.S. เท์1�ก�บ R.H.S.

จ�กน��นห� Water Surface profile ในช1วิงtrough จะไดั0ระดั�บน���ท์.& สำ�นฝ�ย จ�กน��นตรวิจสำอิบห� tolerable crest submergence ซ้ำ6&งควิรจะไดั0 <

H3

2

ต�มท์.&ก��หนดัไวิ0

y)(

)(

21

211

QQg

vvQ

1

122 )(

Q

QQv

y)(

)(

21

212

QQg

vvQ

2

121 )(

Q

QQv

8. การหา Flow Profile ทั่างด�านเหน(อน��าข้องร�องน��า ใช0สำมก�รขื่อิง Momentum เปั-นพ%�นฐ�นและ

สำ�ม�รถ derive จนไดั0 สำมก�รดั�งน.� = {(v2 – v1) +

} - - - - - (1)

= {(v2 – v1) +

} - - - - - (2)

เม%&อิร! 0สำภู�วิะก�รไหลขื่อิงน���ดั0�นท์0�ยน��� จะ สำ�ม�รถห�สำภู�วิะก�รไหลขื่อิงน���ท์�งดั0�นเหน%อิน��� โดัยใช0

สำมก�ร (1) หร%อิถ0�ร! 0สำภู�วิะก�รไหลขื่อิงน���ดั0�นเหน%อิน��� ใช0 สำมก�รท์.& (2) ก จะสำ�ม�รถร! 0สำภู�วิะก�รไหลขื่อิงน���ดั0�นท์0�ย

น���

สำมม#ตค1�ควิ�มล6กต1�ง( y) และระยะระหวิ1�ง

สำอิงหน0�ต�ดั ( x) จ�กน��นจะร! 0ควิ�มล6กขื่อิงน���

ท์.&ปัล�ยอิ.กดั0�นหน6&งเพ%&อิห�ควิ�มเร วิขื่อิงน��� และน��ไปัแท์น ค1�ในสำมก�ร (1) หร%อิ (2) เพ%&อิห�ค1�

y’ ถ0�ไดั0ค1� y’ เท์1�ก�บผ่ลต1�งขื่อิงระดั�บน���ท์.&ปัล�ยท์��งสำอิงขื่0�ง ( y ) ขื่อิงร1อิงน���ท์.&สำมม#ตคร��งแรก

แสำดังวิ1�ค1�ควิ�มล6กขื่อิงน���ท์.&ห�ไดั0ถ!กต0อิง ถ0�ไม1เท์1�ก�นก ต0อิงสำมม#ตค1�

y น.�ใหม1 จนกวิ1�จะไดั0ค1�

y’ เท์1�ก�บ

y

สำภู�วิะก�รไหลในร1อิงน��� จะเปั-นไดั0ท์��งSupercritical หร%อิ Subcritical Flow ขื่6�นอิย!1ก�บ

ควิ�มล�ดัเท์ขื่อิงร1อิงน��� แต1โดัยท์�&วิไปัม�กอิอิกแบบเปั-นSubcritical Flow เพ%&อิให0ก�รไหลขื่อิงน���ร�บเร.ยบ

ข้�อสั�งเกตำ Slope พิ(�นร�องน��าทั่�ร�บน��าจากสั�นฝาย ถึ�าก�าหนดเปั่1น Supercritical ระยะทั่�น��าตำกจาก Crest สั�งมูากทั่�าให�น��าปั่+ นปั่,วน และเก�ดแรงกระแทั่กอย�างร%นแรง และการหาค�า Critical Section ในร�องน��าทั่�าได�ยากควรหล�กเล�ยง

ก�รอิอิกแบบท์.&เหม�ะสำมควิรอิอิกแบบให0ก�รไหลในร1อิงน���เปั-น Subcritical ค%อิน���ล6กและไหลช0�ท์��ให0ระยะน���ท์.&ตกจ�กสำ�นฝ�ยไม1สำ!งม�ก ก�รไหลเปั-นแบบร�บเร.ยบ ไม1ปั�& นปั>วินร#นแรง เปั-นล�กษ์ณะท์.&ดั.ท์�งชลศ�สำตร�

การทั่�าให�เก�ด Critical depth ทั่� Control Section ทั่�าได�โดย 1.ก�าหนดความูลาดในร�องน��าให�น�อยกว�า Critical Slope 2.ลดข้นาดหน�าตำ�ดทั่างน��าด�านทั่�ายน��าให�เล0กลงจนเก�ด Critical depth 3.ยกพิ(�นทั่�ายน��าให�สั�งข้'�น จ�กก�รร! 0ค1� Critical Section ก สำ�ม�รถค��นวิณห� Water Surface Profile ไดั0

ปักตก�รอิอิกแบบน���ไหลผ่1�นสำ�นฝ�ยจะให0เปั-นแบบ Free Flow แต1จะสำ�ม�รถยอมูให� Submerged ได�บ�าง โดยค�า Allowable Submergcd ไมู�เก�น

( H = Affux ) โดัยปัรม�ณน���ท์.&ไหลผ่1�นคงเดัม ท์��ให0ปัระหย�ดัเพร�ะลดัควิ�มล6กขื่อิงก�รขื่#ดัดัน ก�รค��นวิณ Water Surface Profile ท์��ไดั0ดั�งต�ร�ง

H3

2

x y 21 QQ 21

1

QQg

Q

21 12 12 QQ

1

12

Q

QQ 1

121

Q

QQ 1413 171211 xxy REMARKS

กม.

ELพ%�น

W.SEL.

d A Q

1 2 3 4 5 6789 10

11 1

2

1

3

1

4

1

5

16 17 18 19

2.9 ค�านวณหาความูล'กข้องน��าในช้�วง Chute

ห�ควิ�มล6กขื่อิงน���ท์.&จ#ดัต1�ง ๆ ต�มจ#ดัเปัล.&ยนล�ดัขื่อิง Chute โดัยใช0 Direct Step Method ม.สำมก�รดั�งน.�

faveSS

E

0

g

v

2

21

g

v

2

22

34

2)(

R

nv

x =

โดัยท์.& x = ระยะท์�งต�มแนวิร�บระหวิ1�งจ#ดั 2 จ#ดัท์.&พจ�รณ� , ม. E = E2 – E1 ; ม. E1, E2 = พล�งง�นจ��เพ�ะ (Specific Energy) ท์.&จ#ดั1 และจ#ดั 2 , ม. E

1= y1 +

, ม. E2 = y2 +

, ม. y1, y2 = ควิ�มล6กขื่อิน���ท์.&จ#ดั 1 และจ#ดั 2 , ม.= Energy Coefficient = 1.00 v1 , v2 = ควิ�มเร วิขื่อิงกระแสำน���ท์.&จ#ดั 1 และจ#ดั 2 , ม./วิน�ท์. S0 = ควิ�มล�ดัขื่อิงพ%�น (Bottom Slope)

ระหวิ1�งจ#ดั 1 และจ#ดั 2 Sf = Friction Slope ระหวิ1�งจ#ดั 1 และจ#ดั 2

= Sfave = ( Sf1 + Sf2 ) /2

221 vv

221 RR

221 PP

v = ควิ�มเร วิขื่อิงกระแสำน���เฉล.&ย ณ จ#ดั 1 และจ#ดั2 , ม./วิน�ท์.

=

R = ร�ศม.ชลศ�สำตร�ระหวิ1�งจ#ดั 1 และจ#ดั 2 , ม.= A/ P

หร%อิ = A = พ%�นท์.&หน0�ต�ดัเฉล.&ยระหวิ1�งจ#ดั 1 และจ#ดั 2

กรณ.เปั-นร!ปัต�ดัท์�งน���เปั-นสำ.&เหล.&ยมผ่%นผ่0� A = b.y= (A1 + A

2) / 2

P = เสำ0นขื่อิบเปั@ยก (Wetted Perimeter)=

b = ควิ�มกวิ0�งร�งเท์ , ม. n = Manning Roughness Coefficient ขื่อิงคอินกร.ต

= 0.015

10. ความูสั�งก�าแพิงรางเทั่ ( Chute )

ก��แพงร�งเท์จะต0อิงสำ!งพอิ เพ%&อิปัAอิงก�นไม1ให0น���ท์.&ไหลในร�งเท์กระโดัดั หร%อิล0นอิอิกขื่0�งก��แพงร�งเท์ไดั0 ห�ค1�ไดั0ดั�งน.�

ควิ�มสำ!งขื่อิงร�งเท์ (Hw) y + Freeboard โดัยท์.& Hw = ควิ�มสำ!งขื่อิงก��แพงร�งเท์ ,ม.

y = ควิ�มล6กขื่อิงน���ในร�งเท์ , ม. Freeboard (F) = ระยะจ�กผ่วิน���ถ6งหล�งก��แพง , ม.

= 0.609 + 0.037 Vy1/3 , ม.V = ควิ�มเร วิขื่อิงกระแสำน���ในร�งเท์ท์.&

จ#ดัพจ�รณ� , ม./วิน�ท์.

22

2

cos)2

(4g

vdK

x

g

v

2

2

11. การค�านวณโค�งทั่างด�ง (Vertical Curve) ในกรณ.ท์.&พ%�นร�งเท์ม.ก�รเปัล.&ยนแปัลงล�ดั เพ%&อิให0ก�รไหลขื่อิงน��� เปั-นแบบร�บเร.ยบ จะต0อิงอิอิกแบบให0พ%�นร�งเท์เปั-นTrajectory Curve ขื่อิงโค0ง ท์�งดั&ง ซ้ำ6&งห�ไดั0จ�กสำมก�ร

1) y = x tan +

เม%&อิ x = Coordinate ต�มแนวิร�บ , ม.y = Coordinate ต�มแนวิดั&ง , ม. = ม#มเอิ.ยงขื่อิงพ%�นร�งเท์ดั0�นเหน%อิ

น���ก�บแนวิร�บ , อิงศ�

k 1.5 เพ%&อิให0เกดั Positive Pressure ตลอิดั Curve

d = ควิ�มล6กขื่อิงน���ท์.&จ#ดัเปัล.&ยนล�ดั ,ม.

hv = Velocity Head ท์.&จ#ดัเปัล.&ยน ล�ดั , ม.

=

2) โดัยใช0วิธ. Two-Third Curve เพ%&อิให0น���ไหลอิย1�งสำม�&�เสำมอิ (Ref. Design of Hydraulic Structures, C.D. Smith , 1978 )

1

12

1

)(3

S

SS

g

V

2

21

21

2

3V

gx

x =

.

y = XS1 +

. (1 + S1)2

เม%&อิ x = ระยะร�บต�มแนวิแกน x น�บจ�กจ#ดัเร&ม โค0งจนสำ�นสำ#ดัโค0ง , ม.

y = ระยะดั&งต�มแนวิแกน y น�บจ�กจ#ดัเร&มโค0ง จนสำ�นสำ#ดัโค0ง , ม.S1 = ควิ�มล�ดัขื่อิง Chute ก1อินจ#ดัเปัล.&ยน

ล�ดัS2

= ควิ�มล�ดัขื่อิง Chute หล�งจ#ดัเปัล.&ยนล�ดัV1

= ควิ�มเร วิขื่อิงน���ก1อินท์.&จะเปัล.&ยนล�ดั ,ม./วิน�ท์.

กรณ.ท์.&ค1� y ท์.&ค��นวิณอิอิกม�น0อิย อิ�จไม1จ��เปั-น ต0อิงท์�� Curve เพ.ยงแต1ปัร�บพ%�นให0 Smooth ในช1วิงท์.&

เปัล.&ยนล�ดั โดัยไม1ให0ม.ม#มหร%อิเหล.&ยมต�ร�งแสำดังค1�โค0งท์�งดั&ง

x

y

ระดั�บ

กม.

12. การเปั่ล�ยนความูกว�างรางเทั่ (Chute)

Fr3

1

avgy

Vav

2

VendVbeg

2

YendYbeg

ก��หนดัให0 c a เม%&อิ a = tan-1 ( ) Fr = Froude Number เฉล.&ยระหวิ1�งจ#ดัปัล�ย Chute ก1อินเปัล.&ยนควิ�มกวิ0�งท์.&จ#ดัเร&มต0นและจ#ดัสำ#ดัท์0�ย = Vav = ควิ�มเร วิเฉล.&ยระหวิ1�งจ#ดัเร&มต0นและจ#ดัสำ#ดัท์0�ย , ม./วิน�ท์. = , ม./วิน�ท์. Yav = ควิ�มล6กน���เฉล.&ยระหวิ1�งจ#ดัเร&มต0นและจ#ดัสำ#ดัท์0�ย = , ม.

avgy

Vav

Fr3

1

L

bb

212

จะไดั0 Fr =

และ a = tan-1 ( )

c = tan-1 (

)

เม%&อิ b1

= ควิ�มกวิ0�งขื่อิง Chute ท์.&จ#ดัเร&มต0น , ม.

b2

= ควิ�มกวิ0�งขื่อิง Chute ท์.&จ#ดัสำ#ดัท์0�ย , ม.

L = ควิ�มย�วิขื่อิง Chute ท์.&ผ่�ยอิอิก , ม. จะไดั0 c a อิงศ� O.K.

ข้�อสั�งเกตำ ไมู�ควรเก�น 40 สั�าหร�บ Transition ทั่�ผายออก และ 80 สั�าหร�บกรณ�ตำ�บเข้�า

13. การค�านวณโค�งทั่างราบ (Horizontal Curve)

ต0อิงอิอิกแบบให0ควิ�มโค0งพอิเหม�ะก�บควิ�มเร วิขื่อิงน���ท์.&ไหลใน Chute โดัยโค0งท์.&ดั. จะต0อิงม.ร�ศม.ม�กพอิท์.&จะไม1ท์��ให0ก�รไหลในโค0งเกดั Cross Wave สำ��หร�บร�ยละเอิ.ยดัก�ร ค��นวิณม.ดั�งน.�

c

2

R.g2bV

h

h

h

h

โดัยท์.& = ควิ�มสำ!งผ่วิน���ท์.&เพ&มขื่6�นจ�กแรงหน.

ศ!นย�กล�งโค0ง , ม. V = ควิ�มเร วิกระแสำน���ใน Chute ก1อิน

เขื่0�โค0ง , ม./วิน�ท์. b = ควิ�มกวิ0�ง Chute ท์.&โค0ง , เมตร

Rc = ร�ศม.ควิ�มโค0งขื่อิง Chute ( คดัท์.& ศ!นย�กล�งร�งเท์ ) , เมตร

g = ควิ�มเร1งจ� กแรงโน0มถ1วิงขื่อิงโลก = 9.81 เมตร/วิน�ท์.2 น�าค�าทั่�หาได�มูาพิ�จารณาเผ(อค�า freeboard ในช้�วงโค�งโดยจะไมู�ทั่�า Super Elevation ข้องพิ(�น

ในกรณ.ท์.&

ม.ค1�ม�กกวิ1� 050. เมตร จะพจ�รณ�ตดัต��ง Devided Wall ใน บรเวิณโค0งท์�งร�บ หร%อิในกรณ.ท์.& ม.ค1�น0อิยกวิ1� 050. ม . จะท์��ก�รอิอิกแบบควิ�มสำ!งขื่อิงก��แพง Chute ในบรเวิณดั�งกล1�วิให0ม.ควิ�มสำ!งเพ.ยงพอิเน%&อิงจ�กระดั�บน���ท์.&เพ&มขื่6�น

Q

sec

3ft

1

1

gy

V

14. การออกแบบอาคารสัลายพิล�งงาน(Stilling Basin)

ใช0วิธ.ขื่อิง USBR โดัยพจ�รณ�จ�กค1�ปัรม�ณน��� ควิ�มเร วิขื่อิงน��� ค1�Froude Number (Fr) และควิ�มล6กน���

โดัยระดั�บน���ใน Basin จะต0อิงเท์1�ก�บหร%อิต�&�กวิ1�ระดั�บน���ในคลอิง ระบ�ยดั0�นท์0�ยอิ�ค�ร

Basin Width (w) = K

ft.K = 0.7 – 1.3Q =Fr =

เม%&อิ Fr = Froude Number ท์.&ไหลเขื่0�สำ!1Stilling Basin

V1

= ควิ�มเร วิขื่อิงกระแสำน���ท์.&ไหลเขื่0�Basin , ม./วิน�ท์.

Y1

= ควิ�มเร วิขื่อิงน���ท์.&จ#ดัเร&มเขื่0�สำ!1 Basin หร%อิDepth before jump , ม.

น��ค1� Fr ท์.&ห�ไดั0จ�กสำ!ตรม�พจ�รณ�เพ%&อิเล%อิกStilling Basin Type จ�ก Design of Small Dam ( 1987 ) หน0� 388-395

ร�ปั่แสัดงการเก�ด HYDRAULIC JUMP

2y2

1y 281 Fr

2

)2()1(

ห�ค1� Depth after jump (d2) โดัยใช0หล�กMomentum Equation จะไดั0 =

- 1 ) ม.

ค��นวิณห�ค1�ควิ�มสำ!งก��แพง Stilling Basin(1) Freeboard ขื่อิง Stilling Basin (F) = 0.1

(v1 + y2) …………..( 1 )(2) ควิ�มสำ!งขื่อิงก��แพงอิย1�งน0อิยสำ#ดั = 1.05 y2

…………...( 2 )

โดัยท์�&วิไปัค1� F ใน(1)ให0ค1�สำ!งม�กท์��ให0อิ�ค�รม.ร�ค� แพง อิ�จลดัควิ�มสำ!งไดั0โดัย

ใช0ค1�เฉล.&ย (

)

ก��หนดัให0ระดั�บพ%�นขื่อิง Stilling Basin อิย!1ท์.& ระดั�บ +……. ม . (ร.ท์.ก.)

ค��นวิณค1�ร�ยละเอิ.ยดัต1�ง ๆ ขื่อิง Stilling Basin จ�กร!ปัและกร�ฟุท์.&ไดั0จ�กก�ร เล%อิก Type ขื่อิง Basin จะไดั0ขื่น�ดัขื่อิง Chute block, Floor block (Baffle block), Dentate sill และ End sill

(

แสัดงล�กษณะ Stilling Basin Type III

15. ค�านวณความูล'กข้อง Cutoff

ก��หนดัควิ�มล6กขื่อิง Cutoff ไดั0ดั�งน.�

0.60 × ควิ�มล6กขื่อิงน���ใน Basin แต1ไม1เกน 2.50 ม.

16. การออกแบบคลองระบายน��า

ก�รอิอิกแบบจะก��หนดัให0 ควิ�มเร วิขื่อิงกระแสำน���อิย!1ระหวิ1�ง 0.60 – 1.10 ม./วิน�ท์. เพ%&อิปัAอิงก�นก�รก�ดัเซ้ำ�ะและก�รตกตะกอิน

ในกรณ.ท์.&ควิ�มเร วิเกนกวิ1�ท์.&ก��หนดัจะต0อิงม.วิ�สำดั#ปัAอิงก�นก�รก�ดัเซ้ำ�ะ เช1น ดั�ดัคอินกร.ต หนท์�ง หนเร.ยง หร%อิวิ�สำดั#อิ%&น คลอิงระบ�ยน���จะก��หนดัให0เปั-นสำ.&เหล.&ยมค�งหม! สำมก�รท์.&ใช0ในก�รค��นวิณปัรม�ณน���จะใช0สำมก�ร ดั�งน.�

n

1

21 Z

Q =

R2/3S1/2A

โดัย Q = ปัรม�ณน���ไหลผ่1�นคลอิงระบ�ยน��� ,ม.3/วิน�ท์.

R = Manning Roughness Coefficient

= 0.035 (หน ) 0.025 (ดัน ) 0.016 (คอินกร.ต)

A = พ%�นท์.&หน0�ต�ดัคลอิงระบ�ยน��� = ( B + Z ) y

B = ควิ�มกวิ0�งคลอิงระบ�ยน��� , ม.Z = ล�ดัดั0�นขื่0�งขื่อิงคลอิงระบ�ยน��� ,

(1:1.5 หร%อิ 1.2)y = ควิ�มล6กขื่อิงน���ในคลอิงระบ�ยR = Hydraulic Radius = A/P

, ม.P = เสำ0นขื่อิบเปั@ยก (Wetted

Perimeter) ขื่อิงคลอิงระบ�ยน���= ( B + 2

) , ม. S = ล�ดัต�มย�วิขื่อิงคลอิงระบ�ยน���

ห�ค1� y ไดั0โดัยก�ร Trail and Error สำมม#มต y และห�ค1�ต1�ง ๆ จะไดั0 Q ซ้ำ6&ง ต0อิง ค1�ท์.&ก��หนดัไวิ0 ≥

น��ค1�ระดั�บน���ดั0�นท์0�ยอิ�ค�รในคลอิงระบ�ยม�เปัร.ยบเท์.ยบก�บระดั�บน���ใน Stilling Basin ซ้ำ6&งระดั�บน���ในคลอิงระบ�ยควิรสำ!งกวิ1�เล กน0อิย เพ%&อิมให0 Jump หล#ดัอิอิกนอิก Basin โดัยท์�&วิไปัปัระม�ณ 0.10 เท์1� ขื่อิงควิ�มล6กน���ใน Basin มเช1นน��น อิ�จต0อิงปัร�บระดั�บพ%�นใหม1 อิย1�งไรก ต�มเพ%&อิให0ม.น���ขื่�งใน Basin จะก��หนดัให0พ%�น Basin ต�&�กวิ1�พ%�นคลอิงท์.&จ#ดัเร&มต0น ปัระม�ณ 0.50-1.00 ม.

ก�รตรวิจสำอิบควิ�มเร วิขื่อิงน���ในคลอิงระบ�ยกรณ. V > 1.00ม./วิน�ท์. ต0อิงพจ�รณ�ปัAอิงก�นก�รก�นเซ้ำ�ะท์.&เกดัขื่6�น และตรวิจสำอิบค1� n ท์.&ใช0วิ1�ถ!กต0อิง ก�บวิ�สำดั#ท์.&ใช0ปัAอิงก�นก�รก�ดัเซ้ำ�ะหร%อิไม1 ถ0�ไม1สำอิดัคล0อิงก�นต0อิงเปัล.&ยนค1� n และ ค��นวิณใหม1

ร!ปัแสำดังร!ปัต�ดัคลอิงระบ�ยน���

ร!ปัแสำดังก�รก��หนดัท์0อิงคลอิงระบ�ยน���ท์.&จ#ดัเร&มต0น

17. ค�านวณหาความูสั�มูพิ�นธ์5ระหว�าง Q-H Curve

ห�ควิ�มสำ�มพ�นธ�ระหวิ1�งปัรม�ณน���ท์.&ไหลผ่1�น Stilling Basin และคลอิงระบ�ยน��� ให0ม.ควิ�มสำ�มพ�นธ�ก�บระดั�บน��� ท์.&เกดัขื่6�นท์��งใน Stilling Basin และคลอิงระบ�ยน���ท์.& Q ต1�งๆ

18. ระยะพิ�นน��า ( Freeboard )

ก�รก��หนดัค1� Freeboard ขื่อิงคลอิงระบ�ยน���

ไม1ควิรม.ค1�น0อิยกวิ1� 0.50 ม . หร%อิใช0สำ!ตรดั�งน.�

F = 0.20 + 0.20 Y

เม%&อิ Y = ควิ�มล6กขื่อิงน���ในคลอิงระบ�ย

19. การค�านวณห�นทั่��งหร(อห�นเร�ยงในคลองระบายน��า

ท์0�ย Stilling Basin ควิ�มเร วิน���สำ!ง ปัAอิงก�นก�รก�ดัเซ้ำ�ะในคลอิงระบ�ยน��� จ6ง

ก��หนดัช1วิงTranition น.�เปั-นหนท์�งหร%อิหนเร.ยง โดัยม.หล�กพจ�รณ�ดั�งน.�

19.1 ควิ�มย�วิ > 6 เท์1�ขื่อิงควิ�มล6กน���ในคลอิงระบ�ยน���

19.2 ขื่น�ดัหนท์�งหร%อิหนเร.ยง ดั!ไดั0จ�กร!ปัควิ�มสำ�มพ�นธ�ขื่น�ดัหนก�บ

ควิ�มเร วิน��� 19.3 ควิ�มหน� 1.5 เท์1�ขื่อิงขื่น�ดัหน

เพ%&อิปัAอิงก�นไม1ให0ดันหร%อิ Fine Material ขื่อิงคลอิงระบ�ยน���หล#ดัอิอิกไปั จ6งต0อิงม.วิ�สำดั#รอิงพ%�น ( BeddingMaterial ) เปั-นวิ�สำดั#จ��พวิก กรวิดั ท์ร�ย คละขื่น�ดัท์.&ม. Gradation ต�มท์.&ก��หนดั โดัยควิ�มหน� Bedding ใช0 ควิ�มหน� Bedding = 0.5 เท์1�ขื่อิงควิ�มหน�หนท์�งหร%อิหนเร.ยง

โดัยท์�&วิไปั ควิ�มหน� Bedding = 015 สำ��หร�บควิ�มหน�หนท์�งหร%อิหนเร.ยง 030 ม.ควิ�มหน� Bedding = 020. – 0.30 สำ��หร�บควิ�มหน�หนท์�งหร%อิหนเร.ยง ม�กกวิ1� 030. ม.

ร�ปั่แสัดงโค�งสั�าหร�บก�าหนดข้นาดห�นเร�ยงหร(อห�นทั่��ง

20. การระบายน��า 20.1 ก�รระบ�ยน���บนผ่วิดัน เพ%&อิระบ�ยน���ฝน โดัยเปั-นร�งระบ�ยน���ร!ปัต�วิ

U ต�วิ V หร%อิสำ.&เหล.&ยมค�งหม! ซ้ำ6&งจะใช0หนก1อิ หร%อิค.สำ.ล . โดัยม.ควิ�มกวิ0�งพ%�นไม1น0อิยกวิ1� 0.30 ม . และสำ!งไม1น0อิยกวิ1� 0.40 ม.

20.2 ก�รระบ�ยน���ใต0ดัน น���ใต0ดันท์.&สำ!งท์��ให0เกดัแรงดั�นกระท์��ต1อิก��แพง

ร�งเท์ และ Stilling Basin อิอิกแบบก�รระบ�ยน���ใต0ดันบรเวิณก��แพง

ขื่0�ง(Side Drain) ม.ควิ�มสำ!งไม1เกน 1.00 ม . จ�กพ%�นร�งเท์ และ 1.50 ม . จ�กพ%�นขื่อิงก��แพง Stilling Basin

ในกรณ.ท์.&ก��แพงม.ควิ�มสำ!งม�กอิ�จพจ�รณ�ใสำ1เพ&มเปั-น 2 ช��น

ใต0พ%�นร�งเท์ และ Stilling Basin ก ควิรใสำ1 Bottom Drain

2400

Ht w

w

H

21. การหาความูหนาข้องพิ(�นอาคาร พ%�นร�งเท์และ Stilling Basin ต0อิงม.ควิ�มหน�

เพ.ยงพอิท์.&จะต0�นแรงต1�ง ๆ ท์.&ม�กระท์�� เช1น แรงดั�นน���ใต0ดัน แรงฉ#ดัล�กเน%&อิงจ�กก�รไหลขื่อิงน��� ( Tractive Force ) แรงลอิยต�วิ (Uplift Force ) ก�รค��นวิณ

ควิ�มหน�ขื่อิงพ%�นห�ไดั0ดั�งน.�

เม%&อิ t = ควิ�มหน�ขื่อิงพ%�นอิ�ค�ร , ม.

= หน1วิยน���หน�กขื่อิงน��� , กก ./ ม.

= แรงดั�นน���ใต0ดัน (Uplift Pressure Head ) , ม.

cγ wγ

ก�รต0�นท์�นต1อิแรงฉ#ดัล�กจ�กก�รไหลขื่อิงน���(Tractive Force) ควิ�มหน�พ%�นเพ%&อิต0�นท์�นแรงน.�จะค��นวิณจ�ก

t = TF / [ b.L (- ).f ]

โดัยท์.& t = ควิ�มหน�พ%�น Chute (ม.) TF = Tractive Force (กก.)

= 3/1

2

R

n.wγ . V 2 .P.L

wγ = หน1วิยน���หน�กขื่อิงน��� (กก./ม.3)

n = Roughness Coeffieient R = Hydraulic Radius (ม.) = A/P

cγ

θ

θ

A= พ%�นท์.&หน0�ต�ดัขื่อิงก�รไหลขื่อิงน��� (ม.2)= b.y สำ��หร�บ Chute ร!ปัต�วิ U

P = เสำ0นขื่อิบเปั@ยก (Wetted Perimeter) (ม.)b = ควิ�มกวิ0�งพ%�น Chute (ม.)y = ควิ�มล6กขื่อิงน��� (ม.)V = ควิ�มเร วิกระแสำน��� (ม./วิน�ท์.)L = ควิ�มย�วิขื่อิงช1วิงพ%�นท์.&พจ�รณ� (ม.)

= หน1วิยน���หน�กขื่อิงคอินกร.ต (กก./ม.3)= 2,400 กก./ม.3

f = Friction Force ขื่อิงดันท์.&พ%�น Chute วิ�งอิย!1 = tan ( 2

/3 ) = Angle of Friction ขื่อิงดันฐ�นร�ก

ซ้ำ6&งรอิงร�บพ%�น Chute

22. การก�าหนดระยะรอยตำ�อ (Joint)

คอินกร.ตหดัต�วิเน%&อิงจ�กไดั0ร�บควิ�มเย นจ�กน���ในเวิล�กล�งค%น

ขื่ย�ยต�วิเน%&อิงจ�กควิ�มร0อินจ�กแสำงแดัดั

ก��หนดัให0ใสำ1 Contraction Joint เพ%&อิรอิงร�บก�รหดัต�วิและ Expansion

Joint เพ%&อิรอิงร�บก�รขื่ย�ยต�วิขื่อิงคอินกร.ต

โดัย Joint ขื่อิงแต1ละ Joint ห1�งก�นไม1เกน10.00ม . และใสำ1 Expansion Joint

ท์#กระยะห1�งไม1เกน 30.00 ม . นอิกน��นจะเปั-น Contraction Joint

ท์#ก Joint จะต0อิงใสำ1 Waterstop เพ%&อิปัAอิงก�นน���ใต0ดัน และเม ดัดันละเอิ.ยดัถ!ก

พ�ดัพ�อิอิกม� ซ้ำ6&งจะท์��ให0อิ�ค�รเกดัควิ�มเสำ.ยห�ยไดั0