Để tránh dài dòng khi chuyển ngữ và tạo điều kiện cho người đọc dễ dàng sử dụng phần mềm HY-8, một số thuật ngữ tiếng anh sẽ được dùng trực tiếp mà không chuyển ngữ.

Bạn có thể tải phần mềm HY-8 (Hydraulic Design of Culverts) miễn phí từ website chính thức của Federal Highway Administration (FHWA) – cơ quan phát triển phần mềm này.

👉 https://www.fhwa.dot.gov/engineering/hydraulics/software/hy8/

Các bước tải:

Truy cập trang: https://www.fhwa.dot.gov/engineering/hydraulics/software/hy8/
Kéo xuống phần “HY-8 Software”
Bấm vào link “Download HY-8”
Làm theo hướng dẫn để tải bản .msi hoặc .exe (tùy bản hiện hành)
Cài đặt như phần mềm Windows bình thường

Yêu cầu:

Chỉ hỗ trợ Windows
Cần quyền admin để cài đặt
Có thể cần thêm .NET Framework (nếu máy bạn chưa có)

KHÔNG KHUYẾN KHÍCH VIỆC SỬ DỤNG HY-8 NẾU KHÔNG CÓ HIỂU BIẾT KỸ LƯỠNG VỀ THỦY LỰC CỐNG ĐƯỢC TRÌNH BÀY Ở CÁC ẤN PHẨM HDS-4 VÀ HDS-5

1.1 Giới thiệu

HY-8 tự động hóa các phương pháp thiết kế được mô tả trong HDS Số 5, “Hydraulic Design of Highway Culverts”, FHWA-NHI-12-029 và trong HEC Số 14, FHWA-NHI-06-086. Các phép tính thủy văn có sẵn trong Watershed Modeling System – WMS (Hệ thống Mô hình Hóa Lưu vực) và trong FHWA Hydraulic Toolbox (Bộ công cụ Thủy lực của FHWA).

Phần mềm đã được cấu trúc để tự vận hành và tệp trợ giúp này đóng vai trò như sổ tay người dùng của chương trình. Điều này giúp dễ dàng sử dụng cho các đội thiết kế đường bộ. Tuy nhiên, kỹ sư thủy lực có kinh nghiệm cũng sẽ thấy gói phần mềm này hữu ích vì nó chứa các tính năng nâng cao. Tệp trợ giúp này cung cấp các hướng dẫn và giải thích cần thiết.

1.2 Lịch sử của HY-8

Đại học Bang Pennsylvania đã sản xuất các phiên bản HY-8 1.1, 2.1 và 3.0 phối hợp với FHWA. The Rural Technical Assistance Program – RTAP (Chương trình Hỗ trợ Kỹ thuật Nông thôn) của Viện Quốc gia về Đường cao tốc đã tài trợ cho các phiên bản HY-8 3.0 và các phiên bản trước đó trong Dự án 18B do Sở Giao thông Vận tải Pennsylvania quản lý. Philip L. Thompson đã phát triển các phiên bản HY-8 3.1, 4.1 và 6.1 và cung cấp chúng cho FHWA (Cục Quản lý Đường Liên bang) để phân phối. GKY and Associates đã sản xuất phiên bản 6.1 (Energy, HYD và Route) theo hợp đồng với FHWA. Phiên bản 6.1 là phiên bản cuối cùng của chương trình MS-DOS được phân phối.

Christopher Smemoe đã phát triển HY-8 7.0 tại Phòng Thí nghiệm Nghiên cứu Mô hình Hóa Môi trường tại Đại học Brigham Young (BYU) dưới sự chỉ đạo của Jim Nelson từ BYU và với sự hỗ trợ của Rollin Hotchkiss (BYU) và Philip L. Thompson (đã nghỉ hưu từ FHWA). Phiên bản 7.0 cung cấp giao diện người dùng đồ họa (GUI) cho cùng các phép tính thủy lực được thực hiện trong phiên bản 6.1 của HY-8. Trong quá trình phát triển, tất cả các chức năng mô hình hóa cống đều được chuyển đổi từ ngôn ngữ lập trình Basic sang ngôn ngữ lập trình C++. Một số lỗi nhỏ trong phiên bản 6.1 đã được sửa trong phiên bản HY-8 7.0. Các phiên bản 7.1, 7.2, 7.3 và 7.4 của HY-8 là những cập nhật bổ sung trong đó một số tính năng mới đã được thêm vào và nhiều lỗi đã được sửa. Ngoài việc sửa lỗi, các tính năng mới sau đây đã được thêm vào HY-8 7.1 và 7.2:

Tính toán cấu trúc tiêu năng (energy dissipation)
Cơ sở dữ liệu mới về hình dạng/hệ số cống
Khả năng mô phỏng các cống đặt chìm
Phương trình tổn thất của Đại học Bang Utah
Mô phỏng ống nhựa
Cải tiến các công cụ tạo báo cáo HY-8
Ma trận thuộc tính tiết diện gồm 10 điểm để nội suy đã được thay thế bằng việc tính toán trực tiếp thuộc tính tiết diện cho mỗi lưu lượng

Christopher Smemoe và Eric Jones tại Aquaveo (LLC) đã phát triển HY-8 7.3 với sự trợ giúp từ Rollin Hotchkiss (BYU) và Philip L. Thompson (người đã nghỉ hưu từ FHWA). Các tính năng mới sau đây đã được thêm vào HY-8 7.3:

Mã tính toán mặt cắt được viết lại để tăng độ ổn định và hiệu quả của chương trình
Các phép tính độ sâu kế tiếp cho tính toán cú nhảy thủy lực
Thêm khả năng mô phỏng các cú nhảy thủy lực và chiều dài của chúng trong cống
Thêm khả năng mô phỏng broken back culverts (cống gãy khúc) và vị trí/chiều dài cú nhảy thủy lực trong broken back culverts
Thêm khả năng mô phỏng độ dốc bằng zero và độ dốc ngược
Hai loại cống mới được thêm vào cơ sở dữ liệu hình dạng/hệ số cống: cống đáy hở bằng bê tông (CON/SPAN) và cống hộp bê tông cốt thép đúc sẵn của Nam Dakota

Nhiều nghiên cứu sinh đã đóng góp cả về lý thuyết và lập trình cho các nỗ lực phát triển HY-8. Brian Rowley hỗ trợ phát triển phiên bản 7.0 và 7.1 khi còn là nghiên cứu sinh tại BYU. Elizabeth Thiele đã so sánh nhiều mô hình máy tính cống thủy lực khác nhau trong nghiên cứu của mình HY-8 in Culvert Hydraulics: Comparison of Current Computer Models by Elizabeth Anne Thiele (2007) và xác định một số cải tiến, trong đó một số đã được triển khai trong các phiên bản sau. Nathan Lowe đã nghiên cứu các cú nhảy thủy lực trong các cấu hình cống kín khác nhau để có thể thực hiện các phép tính nhảy thủy lực toàn diện trong Theoretical Determination of Subcritical Sequent Depths for Complete and Incomplete Hydraulic Jumps in Closed Conduits of Any Shape by Nathan John Lowe (2008). Các phương trình của Nathan được sử dụng để xác định vị trí và chiều dài nhảy thủy lực trong HY-8 7.3.

Các tính năng sau đã được thêm vào các phiên bản 7.4 trở lên (bởi Christopher Smemoe và Eric Jones tại Aquaveo (LLC)):

Mô phỏng dòng chảy cho sinh vật thủy sinh (AOP) như được mô tả trong Hydraulic Engineering Circular No. 26 (HEC-26), được thêm vào phiên bản 7.4
Thủy lực dòng chảy thấp, như được mô tả trong Fish Passage in Large Culverts with Low Flows, được thêm vào phiên bản 7.5
HY-8 7.6 được cập nhật với sửa lỗi, điều chỉnh các vấn đề về cống đặt chìm, cải thiện độ ổn định và cập nhật giao diện.

Phụ lục C giải thích sự khác biệt giữa các phiên bản Windows và DOS của HY-8.

1.3 Mô hình khái niệm của HY-8

HY-8 tính toán cao độ headwater và water surface profiles (đường mực nước) dọc suối tại vị trí đặt cống – culvert crorssing. Để thực hiện các phép tính này, HY-8 tính toán thông tin thủy lực cho từng thành phần dọc suối

Hình 1.1: Vượt dòng với cống nhiều khoang – Culvert crossing with multiple barrels

Một điểm culvert crossing bao gồm các thành phần sau từ thượng lưu đến hạ lưu:

Một kênh thượng lưu đơn
Các khoang cống với cửa vào kết nối kênh thượng lưu
Một tuyến đường đi trên cống
Một kênh hạ lưu đơn

1.3.1 Upstream Channel- Kênh thượng lưu

HY-8 giả định rằng upstream chanel bị dâng nước và có vận tốc bằng không, không phải vì điều này thường xảy ra mà vì đây là một giả định đơn giản hóa và là điều kiện chi phối. Một dòng chảy sẽ dẫn đến headwater thấp hơn.

Giả định thượng lưu bị dâng nước và không có vận tốc có nghĩa là đặc tính thủy lực duy nhất ảnh hưởng đến điểm culvert crossing là cao độ headwater. Đây là biến số chính mà HY-8 sẽ tính toán và do đó, người dùng không cần nhập thêm dữ liệu cho kênh thượng lưu.

1.3.2 Culvert Barrels with Inlet Connections – Khoang cống với cửa vào

Các culvert barrel (ống/thân/khoang/lòng cống) được phân tích với các phép tính theo các trạng thái inlet control và outlet control (kiểm soát tại cửa vào và tại cửa ra).

– Các phép tính inlet control xác định lượng nước có thể chảy vào các culvert barrel từ điều kiện dâng nước. Tài liệu này sẽ cung cấp thêm chi tiết ở phần mô tả Tính toán inlet control.

– Các phép tính outlet control sử dụng phương trình Manning’s n và cao độ tailwater (mực nước hạ lưu).

– Độ sâu headwater được chọn là độ sâu lớn hơn giữa độ sâu tính theo inlet control và outlet control.

– Một water surface profile (đường mực nước) trong culvert barrel được xác định dựa trên kết quả của các phép tính này.

Nếu có nhiều barrel (nhiều khoang) , dòng chảy sẽ được phân bố đều qua các barrel sao cho có cùng cao độ headwater trên tất cả các barrel và có thể tràn qua mặt đường, nếu có thể.

1.3.3 Roadway – Đường trên cống

HY-8 sẽ mô phỏng roadway như một đập tràn. Đập có thể có đỉnh nhọn hoặc đỉnh rộng tùy thuộc vào hình dạng hình học. Nếu headwater vượt quá cao độ mặt roadway, nước sẽ chảy tràn qua roadway và sau đó vào kênh hạ lưu.

1.3.4 Tailwater Channel – Kênh hạ lưu

Kênh hạ lưu xác định ảnh hưởng của nước hạ lưu đến dòng chảy qua các barrel cống và qua đập tràn roadway. Cao độ tailwater (mực nước hạ lưu) có thể thay đổi các chế độ mặt cắt dòng chảy và ảnh hưởng đến cao độ headwater. Nếu nước hạ lưu đủ cao, nó sẽ gây ngập các barrel cống và làm ngập đập tràn roadway.

1.4 Khởi đầu

HY-8 tự động hóa các phép tính thủy lực cống và cho phép người dùng phân tích:

Hiệu suất của cống
Cống nhiều khoang tại một điểm vượt suối (single crossing) cũng như nhiều điểm vượt suối (multiple crossings)
Nước tràn mặt đường (overtopping)
Tài liệu báo cáo dưới dạng các bảng hiệu suất, đồ thị và thông tin chính liên quan đến các biến nhập vào

Tính năng mới trong HY-8 là khả năng xác định multiple crossings (nhiều điểm vượt suối) trong cùng một dự án. Một crossing (điểm vượt suối) có thể có 1 đến 6 phương án cống, trong đó mỗi phương án có thể bao gồm nhiều khoang (multiple barrel) cùng với dữ liệu lưu lượng, nước hạ lưu và mặt đường. Trong HY-8 cho phép xác định bất kỳ số lượng điểm crossing (vượt suối) nào trong cùng một dự án. Sơ đồ dưới đây minh họa hệ thống phân cấp của một dự án HY-8.

Hình 1.2: Project explorer với các điểm vượt suối và phương án cống tại từng điểm

Trong một dự án, người dùng có thể tạo các điểm vượt suối mới. Mỗi điểm vượt suối có thể định nghĩa tối đa sáu phương án cống.

Sau khi xác định các thuộc tính của barrel cống, quá trình phân tích (bao gồm cả việc tràn qua mặt đường) sẽ được thực hiện và kết quả hiệu suất có thể được đánh giá, vẽ đồ thị và tóm tắt trong các báo cáo. Một ví dụ về màn hình đầu ra đầu tiên được hiển thị ở phần tiếp theo.

1.4.1 Quy trình làm việc của HY-8

Một dự án HY-8 bao gồm việc thiết kế và phân tích một hoặc nhiều cống tại một hoặc nhiều điểm vượt suối. Quy trình xây dựng một dự án bao gồm các bước sau:

Xác định vị trí dự án và điểm vượt suối
Nhập dữ liệu crossing (điểm vượt suối) và culvert barrel (thân cống)
Chạy phân tích
Tạo báo cáo

Người dùng có thể thêm các crossing (điểm vượt suối) vào dự án khi cần.

Locate Project & Crossing – Xác định vị trí dự án và điểm vượt suối

Bước đầu tiên trong việc xây dựng một dự án là xác định vị trí của crossing (điểm vượt suối). Dự án chứa tất cả các crossing là các vị trí đặt các cống. Nếu muốn (không bắt buộc), công cụ xem bản đồ có thể được sử dụng để xác định vị trí crossing bằng cách nhập tọa độ (vĩ độ, kinh độ) hoặc địa chỉ của điểm giao cắt như minh họa trong hình bên dưới.

Hình 1.3: Bộ định vị bản đồ Virtual Earth

Người dùng có thể thêm điểm vượt suối bằng cách sử dụng công cụ ‘Add Crossing’ trong hình ảnh chế độ xem sơ đồ, bằng cách nhấp vào menu hoặc thanh công cụ ‘Add New Crossing’, hoặc nhấp chuột phải trong trình Project Explorer.

1. Input Crossing and Culvert Barrel Data – Nhập dữ liệu crossing (điểm vượt suối) và barrel (khoang/thân/lòng cống)

Người dùng có thể chọn tối đa 99 barrel cho mỗi cống, được xác định bởi cùng điều kiện hiện trường, cấu hình hình dạng, loại cống, hệ số “n”, và/hoặc tối đa 6 phương án cống độc lập. Trong cả hai trường hợp, các cống chia sẻ cùng một headwater pool, tailwater pool or channel, and roadway characteristics (mực nước trước cống, sau cống, kênh và các đặc tính của đường đắp trên cống). Các thuộc tính nhập vào định nghĩa điểm vượt suối và cống.

Người dùng nhập dữ liệu định nghĩa mỗi cống trong cửa sổ tham số. Cửa sổ tham số được truy cập từ menu File, hoặc từ Project Explorer bằng cách nhấp chuột phải vào cống hoặc crossing và chọn Culvert Crossing Data từ danh sách. Người dùng cũng có thể chọn biểu tượng thuộc tính cống từ thanh công cụ. Từ cửa sổ Culvert Crossing Data, dữ liệu về hiện trường, cống, hạ lưu, lưu lượng, và mặt đường sẽ được nhập.

Hình 1.4: Menu nhấp chuột phải tại một crossing culvert trong project explorer

Người dùng có thể định nghĩa tất cả các tham số cần thiết để xác định thông tin điểm vượt suối và culvert từ cửa sổ Culvert/Crossing Data như minh họa bên dưới.

Hình 1.5: Ví dụ về cửa sổ dữ liệu cống/điểm vượt suối

2. Run Analysis – Chạy phân tích

Sau khi xác định dữ liệu cống và điểm vượt suối, HY-8 sẽ phân tích thủy lực cống, bao gồm cân bằng dòng chảy qua cống và qua mặt đường. Việc xem phân tích của một điểm vượt suối có thể được thực hiện bằng cách nhấp chuột phải vào điểm vượt suối mong muốn trong cửa sổ Project Explorer và chọn Analyze Crossing như minh họa trong hình bên dưới. Tính năng Analyze Crossing cũng có thể được truy cập cho điểm vượt suối đang được chọn từ cửa sổ Culvert Crossing Data Window, từ menu Culvert, hoặc từ thanh công cụ cống.

Hình 1.6: Hộp thoại kết quả cho một điểm đặt cống vượt suối mẫu

Trong quá trình phân tích, chương trình hoàn thành các phép tính thủy lực cần thiết, sau đó bảng hiệu suất tại điểm vượt suối sẽ được hiển thị. HY-8 sẽ hiển thị tổng quan lưu lượng tại điểm vượt suối, bao gồm cả lưu lượng tràn qua mặt đường nếu có. Khi xem phân tích, người dùng cũng có thể xem bảng Tổng quan Cống riêng lẻ, Water Surface Profiles – Đường mặt nước, Tapered Inle – Cửa vào dạng Thuôn, cũng như bảng Tùy chỉnh bao gồm bất kỳ tham số nào được tính toán trong quá trình phân tích.

3. Report Generation – Tạo báo cáo

Khi một dự án cống hoàn thành và được phân tích, có tùy chọn tạo báo cáo. Một báo cáo có thể được tạo cho một hoặc nhiều điểm giao cắt. Người dùng cũng có thể chọn từ các trường có sẵn để đưa vào báo cáo và sắp xếp thứ tự của chúng. Tệp báo cáo có định dạng tệp văn bản phong phú (*.rtf) có thể mở trong Microsoft Word để chỉnh sửa. Cửa sổ tạo báo cáo được chia thành các phần sau:

3.1 Choose Crossing(s) to Include – Chọn điểm vượt suối để đưa vào báo cáo

Tất cả các điểm vượt suối trong dự án sẽ hiển thị tại đây. Người dùng có thể chọn một, nhiều, hoặc tất cả các điểm để đưa vào báo cáo.

3.2 Format – Định dạng

Có ba loại báo cáo có sẵn. Người dùng có thể chọn báo cáo tiêu chuẩn mặc định, bao gồm kết quả như trong hình bên dưới. Loại báo cáo thứ hai là Báo cáo Tóm tắt, bao gồm bảng tóm tắt điểm vượt suối và cống cùng với dữ liệu hiện trường, nước hạ lưu, mặt đường và cống. Tùy chỉnh là loại báo cáo cuối cùng, trong đó người dùng chỉ định chủ đề nào sẽ đưa vào báo cáo.

‘DOCX’ là định dạng tệp duy nhất có sẵn để tạo báo cáo trong HY-8 phiên bản 7.70.

Người dùng cần chỉ định tên tệp nơi báo cáo được tạo sẽ được lưu.

3.3 Report Content – Nội dung báo cáo

Phần này chứa các trường có sẵn và các trường đã chọn. Phần các trường có sẵn bao gồm danh sách tất cả các chủ đề báo cáo mà người dùng có thể đưa vào báo cáo. Các chủ đề được tìm thấy trong phần các trường đã chọn sẽ là những gì được hiển thị trong báo cáo cuối cùng. Các trường này sẽ xuất hiện trong báo cáo theo đúng thứ tự như được hiển thị ở đây, nhưng chúng có thể được di chuyển lên hoặc xuống trong danh sách bằng cách chọn chủ đề mong muốn và nhấp vào nút mô tả hướng mà người dùng muốn di chuyển chủ đề. Để thêm hoặc xóa chủ đề, người dùng chọn chủ đề thích hợp và nhấp vào nút mũi tên phải hoặc trái, tùy thuộc vào kết quả mong muốn.

Hình 1.7: Ví dụ về hộp thoại tạo báo cáo

Trên đây là quy trình làm việc tổng quát của một dự án HY-8. Phần còn lại của tài liệu trợ giúp này sẽ cung cấp thông tin chi tiết hơn về giao diện, nhập dữ liệu, phân tích và báo cáo.

1.4.2 Quick Tutorial – Hướng dẫn nhanh

HY-8 đi kèm với một tài liệu có tên là HY-8 Quick Start Tutorial. Tài liệu này có thể truy cập bằng cách vào mục trợ giúp | HY-8 Quick Start Tutorial. Tài liệu hướng dẫn người dùng cách tạo một culvert crossing (nd: cống tại điểm vượt suối của đường giao thông), điều hướng qua kết quả và tạo tệp báo cáo.

1.5 Các giới hạn

1.5.1 Giới hạn cửa vào và đường mực nước

1. Giới hạn cửa vào

Vì HY-8 không chủ yếu là một chương trình tính toán water surface profile – đường mặt nước mà là một công cụ phân tích cống, nó giả định điều kiện nước bị dâng tại cửa vào của cống.

2 Các giả định về Vena Contracta

Trong một số trường hợp, hiện tượng co dòng (vena contracta) của đường mặt nước có thể xảy ra trong ống cống, vì cống có khả năng hoạt động như một cửa van tại lối vào. Hiện tượng sụt giảm mực nước tại cửa vào này đôi khi được gọi là vena contracta. Vena contracta hiện chưa được tính toán cho các đường cong S2, nhưng được tính cho các trường hợp dòng nằm ngang nếu tồn tại các điều kiện nhất định tại cống không dốc hoặc cống có dốc ngược. Một hệ số tổng quát cho cống tròn và cống hộp được sử dụng để tính vị trí và độ sâu của vena contracta cho tất cả các dạng cống. Để biết thêm thông tin về tính toán Vena Contracta, xem bên dưới.

2.1 Vena Contracta là gì

Khi nước bị ép qua một lỗ mở như một cửa van, nước tiếp tục giảm độ sâu khi dòng chảy uốn cong theo hướng di chuyển. Sự co lại của độ sâu này được gọi là Vena Contracta.

Hình 1.8: Sơ đồ đường mặt nước chảy qua một cửa van.

2.2 Khi nào và ở đâu hiện tượng này xảy ra trong thủy lực cống?

Hiện tượng Vena Contracta xảy ra tại cửa vào của cống bất cứ khi nào độ sâu inlet control lớn hơn độ sâu outlet control. Các điều kiện này xuất hiện khi nước hạ lưu thấp và cống ngắn.

2.3 HY-8 xử lý các phép tính này như thế nào?

HY-8 bỏ qua hiện tượng Vena Contracta ngoại trừ khi độ dốc của cống là bằng không hoặc dốc ngược dưới điều kiện inlet control. HY-8 sẽ sử dụng phương trình sau để xác định chiều dài của Vena Contracta:

$$L = 0.5 \times D$$

trong đó:

L = Chiều dài Vena Contracta
D = Chiều cao cống

HY-8 sử dụng phương trình sau để xác định độ sâu cuối cùng của Vena Contracta:

$$d_{vc} = c \times y_{inlet}$$

trong đó:

d_vc = Độ sâu cuối cùng của Vena Contracta
c = Hệ số Vena Contracta
y_inlet = Độ sâu đầu nước hoặc chiều cao cống, lấy giá trị nhỏ hơn

1.5.3 Độ sâu Brink

Đối với các cống có cao độ tailwater thấp hơn đáy cống tại cửa ra, nước chảy ra khỏi cống về lý thuyết sẽ đi qua một độ sâu brink thay vì qua độ sâu tới hạn. Trong trường hợp này, HY-8 sử dụng độ sâu tới hạn để xác định độ sâu và vận tốc cuối cùng của cống thay vì độ sâu brink.

1.5.4 Mặt cắt ngang cống

HY-8 giả định rằng hình dạng mặt cắt ngang, kích thước và vật liệu của cống không thay đổi trong barrel cống, trừ trường hợp các đoạn gãy khúc (broken back), nơi người dùng có thể thay đổi vật liệu và hệ số nhám Manning trong đoạn cống chảy đi

1.5.5 Tính toán nhảy thủy lực

Các phép tính nhảy thủy lực được hỗ trợ trong HY-8 phiên bản 7.3 và các phiên bản sau.

1.5.6 Tính toán vận tốc cửa ra và cao độ “nước hạ lưu – Tailwater”

Nếu tailwater cao hơn đỉnh cống tại cửa ra, barrel cống sẽ đầy nước ngay tại cửa ra. Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là toàn bộ chiều dài thân cống sẽ ở trong điều kiện đầy nước. HY-8 xác định dường mặt nước bằng phương pháp bước trực tiếp theo cả “hai hướng” và “độ sâu kế-sequent depth” tiếp liên quan đến mỗi bước. Nếu độ sequent depth liên quan đến đường mặt nước “tiến” trùng với độ sâu dọc theo đường mặt nước “lùi” trong cống, sẽ xảy ra hiện tượng nhảy thủy lực và chiều dài của cú nhảy thủy lực được tính từ vị trí đó. Vì chiều dài của cú nhảy thủy lực chưa được kiểm tra cho tất cả các kích thước và độ dốc cống, nên chỉ có một số lượng phương trình giới hạn được sử dụng để tính chiều dài cú nhảy trong HY-8. Thông tin thêm về tính toán chiều dài cú nhảy có sẵn trong phần mô tả tính toán nhảy thủy lực của tài liệu này. Một đường mặt nước cho trường hợp này sẽ được hiển thị bên dưới.

Hình 1.9: Biểu đồ đường mặt nước trong barrel cống với cú nhảy thủy lực

Trong trường hợp này, chiều dài nhảy thủy lực được tính bởi HY-8 có thể đúng hoặc không đúng vì phương trình được sử dụng để tính chiều dài nhảy thủy lực chỉ áp dụng cho cống hộp, nhưng lại được áp dụng cho tất cả các hình dạng cống khác trong HY-8. Nếu một nhảy thủy lực xảy ra bên trong cống và điểm kết thúc của nhảy thủy lực nằm ngoài cống, HY-8 giả định rằng nhảy thủy lực xảy ra bên ngoài cống và nhảy thủy lực sẽ không được hiển thị trong mặt cắt. Nếu cả điểm bắt đầu và điểm kết thúc của nhảy thủy lực đều xảy ra bên trong thân cống, nhảy thủy lực sẽ được hiển thị trong mặt cắt và được phản ánh trong các phép tính mặt cắt, như minh họa trong hình trên.

1.5.7 Culvert Types – Các loại cống

1.5.7.1 Các loại cống mới được hỗ trợ

Các phiên bản trước của HY-8 không hoàn toàn hỗ trợ cống CON/SPAN, cống HDPE hoặc các cống được lắp đặt với đáy tự nhiên là lòng suối.

Các loại cống CON/SPAN (cống vòm đáy hở bằng bê tông) được hỗ trợ trong HY-8 phiên bản 7.3 trở lên; các loại cống nhựa HDPE được hỗ trợ trong HY-8 phiên bản 7.1 trở lên.

Các cống đặt chìm (tức là cống có đáy thấp hơn lòng suối để giữ lại đất đáy suối) được hỗ trợ trong HY-8 phiên bản 7.1 trở lên.

1.5.7.2 Giới hạn tính toán kiểm soát cửa vào cho các hình dạng được chọn

Các loại hình dạng Người dùng tự định nghĩa, Vòm đáy mở, Vòm thấp, Vòm cao và Hộp kim loại không sử dụng, và có thể không có, nghiên cứu gốc mô tả các hệ số có thể được sử dụng cho các phương trình kiểm soát cửa vào của chúng. Thay vào đó, các hình dạng này sử dụng bảng nội suy HW/D, được xác định bởi một biểu đồ trong HDS-5, có thể được sử dụng để xác định giá trị đầu nước tại các giá trị khác nhau của Q/AD^0.5.

1.5.7.3 Các cống gãy khúc – Broken Back Culverts

Các cống có nhiều độ dốc (gãy khúc) và độ dốc nằm ngang/ngược được hỗ trợ trong HY-8 phiên bản 7.3 trở lên.

Các cống gãy khúc với cửa vào thuôn hai bên và thuôn theo dốc hiện chưa được hỗ trợ.

Các phương trình cho cống gãy khúc được sử dụng trong HY-8 không nên áp dụng cho các đoạn cống có độ dốc lớn hơn 55 độ. Các phương trình này không hợp lệ cho các độ dốc rất lớn và sẽ cho ra kết quả không thực tế.