Đồ án thiết kế Hồ chứa nước Thanh LanhBình Xuyên Vĩnh Phúc

Nước ta nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa song phát triển nông nghiệp là chủ yếu, có lượng mưa dồi dào với một mạng lưới sông phong phú nhưng phân phối không đều theo thời gian, phần lớn lượng mưa tập trung vào mùa lũ, đồng thời cũng phân bố không đều trên lãnh thổ. Vì vậy cần phải xây dựng các công trình thuỷ lợi để phân phối lại nguồn nước theo không gian và dòng chảy.

Trang 1

Hồ chứa nớc Rào Quán S v: Phạm Huy Dũng

Phần I :Tình hình chung

Chơng I : Giới thiệu chung về công trình

ỉnh Quảng Trị là một trong những tỉnh nghèo của Việt Nam, khí hậu khắc nghiệtcùng với cơ sở hạ tầng nghèo nàn Do vậy, để tạo điều kiện phát triển kinh tế chomiền Trung nói chung và tỉnh Quảng Trị nói riêng, việc đầu t phát triển các cơ sở hạtầng phục vụ sản xuất nông nghiệp và năng lợng là hết sức quan trọng

T

Hiện tại các công trình thuỷ lợi ở miền Trung đang đợc đặc biệt quan tâm nhằm đápứng phần nào nhu cầu điện năng đang tăng nhanh ở khu vực Sông Quảng Trị là nguồnnớc chủ yếu có thể khai thác cho mục đích thuỷ lợi và thuỷ điện phục vụ phát triểnkinh tế xã hội trong khu vực Trên nhánh Rào Quán, phụ lu trái của sông Quảng Trị cótiềm năng khai thác thuỷ điện đầu nớc cao Vì vậy, công trình lợi dụng tổng hợp thuỷlợi thuỷ điện Rào Quán là một trong những công trình đợc nhà nớc và các tổ chứcquốc tế đặc biệt quan tâm

Công trình lợi dụng tổng hợp thuỷ lợi- thuỷ điện Rào Quán là công trình đa mụctiêu thuộc tỉnh Quảng Trị, nằm cách thị xã Đông Hà 68 km về phía Tây Công trình cónhiệm vụ chủ yếu là bổ xung nớc vào mùa kiệt cho hệ thống thuỷ nông Nam ThạchHãn đang bị thiếu nớc trầm trọng đồng thời kết hợp phát điện nhờ tận dụng cột nớccao nhằm bù đắp phần nào sự thiếu hụt điện năng và tham gia phủ đỉnh vào các thángmùa khô khi phụ tải đỉnh thiếu trầm trọng do mực nớc của các hồ thuỷ điện lớn nhHoà Bình giảm thấp đồng thời tăng chất lợng cung cấp điện cho khu vực Ngoài racông trình Rào Quán còn có hiệu ích chống lũ sớm và tiểu mãn cho khu vực hạ lu vàkhả năng đẩy mặn cho hạ du

Chơng II: Điều kiện tự nhiên

I Vị trí địa lý

Sông Rào Quán là phụ lu cấp 1 của sông Đakrông (đoạn dới chỗ nhập lu gọi làsông Quảng Trị đi ra biển Đông qua Cửa Việt) Suối Khe Nghi đổ vào sông Quảng Trịtại vị trí cách cửa sông Rào Quán khoảng 2 km về phía hạ lu

31’’ tới 16o44’ 44’’ vĩ độ Bắc; 106o36’ 51’’ tới 106o45’ 00’’ kinh độ Đông Cửa lu vực

Trang 2

đập Khe Nghi là 16o41’ 06’’ tới 16o44’ 58’’ vĩ độ Bắc; 106o44’ 26’’ tới 106o48’ 49’’kinh độ Đông Cả hai lu vực này nằm trọn trong huyện Hơng Hoá của tỉnh Quảng Trịthuộc miền Trung Việt Nam

1 Các tài liệu về địa hình

- Bình đồ cụm công trình đầu mối, TL : 1/500

- Mặt cắt địa chất tuyến đập, TL : 1/500

- Cắt dọc ngang các công trình đầu mối

2 Đặc điểm địa hình vùng hồ

diện tích 25,5km2, đến cửa suối là 40km2

Thảm phủ thực vật trong lu vực bị tàn phá nhiều bởi chiến tranh Hiện nay thảmthực vật chủ yếu là đồi cỏ, bụi rậm và rừng tái sinh Rừng tự nhiên còn rất ít, khôngquá 10% diện tích lu vực, tập trung ở các đỉnh núi cao

Nham thạch cấu tạo nên các đỉnh núi cao trên đờng phân thuỷ là granit Phần lớn luvực là các sờn núi lợn sóng đợc phủ một lớp đất đỏ bazan xen lẫnđất feralit chứa ítmùn Dọc theo lòng sông có các bãi cát nhỏ phủ trên những lớp trầm tích hoặc đá gốc

III Tài liệu về địa chất công trình và các chỉ tiêu cơ lý của nền

1 Đặc điểm địa chất vùng nghiên cứu

Năm 1996 hãng Statkraft của Na uy đã thực hiện một nghiên cứu tiền khả thi cho

dự án thuỷ lợi- thuỷ điện Rào Quán Trong giai đoạn này phía bạn đã thực hiện một sốdạng công tác khảo sát thực địa nh đo 2,5 km mặt cắt địa chất, đào 15 hố đào và làmmột số thí nghiệm cơ địa

Trang 3

Trên diện tích nghiên cứu vùng hồ vùng tuyến công trình thuỷ điện Rào Quán, cácthành tạo trầm tích phun trào phát triển khá phong phú, có tuổi từ Paleozoi đếnKainozoi

Sau khi tiến hành nghiên cứu khảo sát địa chất vùng hồ, ngời ta thấy có sự sắp xếpphân chia địa tầng theo lớp riêng biệt : Phía trên là các lớp đất đá yếu, phong hoámãnh liệt, càng xuống sâu cờng độ rắn chắc càng cao

+ Lớp 1: Tầng bồi tích gồm cát, cuội, sỏi và dăm sạn

+ Lớp 2 : Sờn tàn tích không phân chia chủ yếu là á sét, á cát và dăm sạn

+ Lớp 3 : Đới đá phong hoá mãnh liệt, biến đổi hoàn toàn thành sét, á sét

+ Lớp 4 : Đới đá phong hoá mạnh bị biến đổi thành dăm cục mềm yếu

+ Lớp 5 : Đới đá phong hoá trung bình ở các loại đá granit, thạch anh, bazan, andezit.+ Lớp 6 : Đới đá nứt nẻ nhng màu sắc đá mẹ cha bị biến đổi gồm granit, gơnai, bazan,andezit

+ Lớp 7 : Đới đá tơng đối nguyên vẹn gồm granit, gơnai, phiến thạch anh, bazan

2 Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất đá

IV Tài liệu về khí tợng thuỷ văn và các đặc trng cơ bản của hồ

1 Tài liệu khí tợng

a Ma.

Lợng ma năm thay đổi theo không gian và thời gian Theo bản đồ đẳng trị matrong và ngoài lu vực sông rào Quán cho thấy lợng ma năm tăng dần từ tuyến đập lênthợng nguồn sông Rào Quán, trung bình từ lu vc đến tuyến đập là 2500mm, trong khi

đó tại Khe Sanh chỉ đạt khoảng 2100mm

Đi về phía Nam lu vực Rào Quán lợng ma tăng lên đến 3000-3400mm tại A Nam Đông Phân bố lợng ma trong năm tại Khe Sanh tơng đối điều hoà hơn so với cácnơi khác thuộc vùng ven biển đông Trờng Sơn nh Đông Hà, Huế, Lệ Thuỷ

Lới-Mùa khô trên lu vực sông Rào Quán kéo dài 5 tháng từ tháng XII đến tháng IVnăm sau vơí lợng ma giảm mạnh, chỉ còn khoảng 30-80mm/tháng Số ngày ma trongnăm tại Khe Sanh trung bình hàng năm đạt 194 ngày, nhiều hơn cả là vào các thángVIII-IX-X-XI, đạt 20-22 ngày/tháng Lợng ma 1 ngày lớn nhất thực đo trong khu vực

đạt những giá trị khá lớn : 368mm tại Khe Sanh, 582 mm tại Huế, 448 mm tại Đông

Hà, 687 mm tại Lệ Thuỷ Lợng ma ngày lớn nhất ứng với các tần suất khác nhau tạiKhe Sanh, trạm khí tợng gần công trình Rào Quán nhất cho ta kết quả nh sau:

Trang 4

X P mm 680 651 496 434 408 368 311 232 165

b Bốc hơi và tổn thất bốc hơi

Số liệu bốc hơi trạm Khe Sanh đợc lấy làm đại biểu cho khu vực nghiên cứu Lợngbốc hơi Piche thực đo trung bình tháng tại đây ít dao động hơn so với đồng bằng venbiển phía đông, với tổng lợng bốc hơi Piche (Zp) cả năm đạt 769mm Lợng bốc bìnhquân hàng năm từ bề mặt lu vực (%) tính từ cân bằng nớc :

Trong đó : k1 = 1,345 – TS Nguyễn Văn Mạo Hệ số chuyển đổi từ bốc hơi Piche về bốc hơi chậu

k2 = 1,15 – TS Nguyễn Văn Mạo Hệ số chuyển đổi từ bốc hơi chậu sang bốc hơi mặt

n-ớc

Ta đợc Zmn =1189 mm

Tổn thất bốc hơi do có hồ chứa đợc tính từ hiệu số Zo = Zmn – TS Nguyễn Văn MạoZo =476 mm

c Nhiệt độ không khí

Nhiệt độ không khí thay đổi theo không gian, thời gian và độ cao địa hình Một số

đặc trng về nhiệt độ khu vực đợc trình bày trong bảng sau:

Nhiệt độ trung bình tháng cao nhất 25,6 (V, VI) 29,5 (VI, VII) Nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất 18,0 (I) 19,6 (I)

sẽ là 25oC, chênh lệch nhau khoảng 3oC

d Độ ẩm tơng đối

Trang 5

Độ ẩm tơng đối tại Khe Sanh cao quanh năm, trung bình năm đạt 87%, thấp nhấtvào tháng IV-V, đạt khoảng 83%, thấp nhất tuyệt đối xuống tới 22%, cao nhất trungbình vào những tháng cuối năm dơng lịch (X-XI-XII), đạt khoảng 91%

Tại Đông Hà độ ẩm dao động theo thời gian trong năm lớn hơn : trung bình năm

đạt 83%, thấp nhất là thời kỳ tháng VI-VIII đạt khoảng 75% Đây là biểu hiện về mặt

độ ẩm của hiệu ứng “Phơn” rất rõ rệt và đặc trng của gió Lào đối với vùng ven biểnQuảng Trị Điều này cho thấy rằng khu vực hồ Rào Quán sẽ nhận đợc lợng ẩm từ giómùa Tây Nam nhiều hơn so với khu vực Đông Hà ở vùng ven biển phía đông

e Gió

Hớng gió thịnh hành tại Khe Sanh chịu ảnh hởng của chế độ gió mùa nói chung vàhớng thung lũng của địa hình nói rêng Gió thịnh hành theo hớng đông trong thời gian

từ tháng X đến tháng III và hớng tây từ tháng VI đến tháng VIII

Tốc độ gió trung bình tại Khe Sanh và Đông Hà đạt khoảng 2,5-3,0 m/s Tốc độgió lớn nhất năm tại Khe Sanh biến đổi từ 10-40 m/s, chủ yếu là hớng Tây, ở Đông Hàthay đổi từ 10-35 m/s, chủ yếu là hớng Tây- Nam Đối với hồ Rào Quán hớng gió tạosóng leo nguy hiểm nhất cho đập là Bắc và Tây Bắc

Vận tốc gió ứng với MNDBT : V = 30,54 (m)

Đà gió ứng với MNDBT : D = 2900 (m)

Vận tốc gió ứng với MNDGC : V = 17,5 (m)

Đà gió ứng với MNDGC : D = 4300 (m)

2 Tài liệu thuỷ văn

a Các trạm thuỷ văn đợc dùng trong nghiên cứu

Việc quan trắc dòng chảy trong lu vực sông Rào Quán đã đợc tiến hành trong 3năm 1983 – TS Nguyễn Văn Mạo 1985 taị trạm thuỷ văn Rào Quán ( đặt sát cầu trên quốc lộ 9 ), cáchtuyến đập Rào Quán khoảng 12 km theo đờng sông về phía hạ lu Đây là trạm thuỷvăn dùng riêng của Sở Thuỷ lợi tỉnh Bình Trị Thiên (cũ), nay là tỉnh Quảng Trị Tại

đây đã quan trắc lu lợng, mực nớc và lợng ma theo chế độ trạm thuỷ văn cấp I Số liệuquan trắc có chất lợng tốt, trừ một số sái sót nhỏ trong chỉnh biên dòng chảy

b Yêu cầu dùng nớc trong vùng hởng lợi

Đơn vị : 106m3

Không xét yêu cầu đẩy mặn Có xét yêu cầu đẩy mặn

Trang 6

1,5-Tầng có ích của mỏ là lớp đất sờn tàn tích, nguồn gốc từ đá trầm tích biến chấtthạch anh mica của hệ tầng AVơng Các số liệu chính của mỏ nh sau :

Diện tích thăm dò mỏ : 522 000m2

Trang 7

Trữ lợng tầng có ích (Cấp B) : 2 244 000m3

Khối lợng bóc bỏ : 167 000m3

Chỉ tiêu về chất lợng đảm bảo yêu cầu đắp đập trên cạn và dới nớc, điều kiện khaithác vận chuyển thuận lợi

Mỏ VL-II : Nằm ở bờ trái sông Rào Quán và Khe Xa Bài, cách tuyến đập 0,2-1

km về phía thợng lu Bề mặt địa hình mỏ là những đồi thoải, cao trung bình 450-520

m, bị phân cắt bởi vài khe suối nhỏ, chủ yếu phủ cỏ tranh và ít cây nhỏ Tầng có ích

mỏ là lớp đất sờn tàn tích phát triển trên đá granit, phức hệ Quế Sơn Các số liệu chínhcủa mỏ nh sau :

Mỏ đá Động Tri nằm trên sờn phía TB của ngọn núi ĐôngTri ở cao trình

về phía Đông, thành phần thạch học là đá granit hạt nhỏ đến trung, cấu tạo khối củaphức hệ Nguồn Rào (T2nr)

Theo kết quả của 3 hố khoan với tổng số 105m khoan tai mỏ, cấu tạo mỏ Động Tri

đợc mô tả nh sau :

Tầng bóc bỏ (edQ + IA2 + IA2) dày trung bình 14m

Đới đá phong hoá trung bình đến yếu (IB) dày 8m

Đới đá tơi (II) dày hàng trăm mét

Nh vậy, mỏ Động Tri có thể khai thác đới đá IB làm vật liệu đắp đập đá đổ Đới

đá II khai thác sử dụng cho đắp đập đá đổ, đá xây và làm dăm bê tông thuỷ công Trữlợng mỏ phong phú, đáp ứng thoả mãn cho đập Rào Quán

b Mỏ đá Khe Nghi

Mỏ đá Khe Nghi nằm ở bờ trái suối Khe Nghi, cách tuyến đập 1-2 km về phía hạ

lu Mỏ có thành phần thạch học là granit, granodiorit hạt nhỏ đến trung, cấu tạo khối,

Trang 8

mỏ đá Động Tri, trữ lợng mỏ phong phú, phù hợp với tiêu chuẩn dùng cho bê tôngthủy công và đắp đập đá đổ

Ngoài các vật liệu đợc lấy từ các mỏ đá , trong quá trình thi công đào đá hố móngkhu vực tràn và hố móng hầm dẫn nớc, có thể tận dụng làm vật liệu khá tốt

3 Vật liệu cát sỏi

Mỏ cát sỏi Quan Thuế đợc khảo sát phục vụ cho công trình Rào Quán nằm gần km

41 của đờng 9 Mỏ nằm dọc theo bờ trái sông Quảng Trị, cách đờng Quốc lộ 9 khoảng6km, cách tuyến đập Rào Quán 40km, cách vị trí nhà máy 20km

Nguồn gốc mỏ là bãi bồi bên bờ sông, kéo dài gần 2km, bề rộng từ 50-200m Mùa

ma mỏ thờng bị chìm ngập dới mực nớc lũ sông, mùa kiệt nổi trên mặt nớc từ 0,5-2m Cấu tạo mỏ gồm :

-Lớp 1: Cát hạt mịn, á cát, lẫn nhiều bùn phù sa và cây cỏ, đây là lớp phải bóc bỏ,

m

-Lớp 2 : Chủ yếu là cát đa khoáng hạt trung, lẫn 10-20% cuội sỏi, phân bố thànhdải hẹp gần mép nớc sông mùa kiệt và tập trung ở phần cuối bãi bồi, diện tích có

-Lớp 3 : Cuội sỏi đa khoáng lẫn 30-40% cát hạt trung, phân bố toàn bộ mỏ với

Chơng III : Tình hình dân sinh kinh tế, hiện trạng thuỷ

lợi vùng nghiên cứu

I Hiện trạng thuỷ lợi khu vực hạ lu công trình Rào Quán

1 Phạm vi vùng nghiên cứu :

Vùng nghiên cứu đợc giới hạn ở phía Bắc bởi lu vực sông Cam Lộ, phía Đông làbiển Đông, phía Tây giáp Lào và phía Nam là lu vực sông Ô Lâu thuộc tỉnh ThừaThiên Huế.Vùng nghiên cứu đợc chia làm hai khu vực : khu vực phía thợng lu đậpThạch Hãn gồm các xã của hai huyện Hơng Hoá và Triệu Phong; khu vực phía hạ lu

đập Thạch Hãn sử dụng trực tiếp nguồn nớc sông Quảng Trị thông qua hệ thống thuỷnông Nam Thạch Hãn đến bờ trái sông Ô Lâu gồm thị xã Quảng Trị, 15 xã của haihuyện Hải Lăng và Triệu Phong

Tổng diện tích tự nhiên của toàn vùng là 126 103,9 ha, diện tích canh tác là 16 728

ha, trong đó diện tích canh tác ở thợng lu đập Thạch Hãn là 2357,9ha và ở hạ lu đập là

14 370 ha

Trang 9

2 Hiện trạng hoạt động của hệ thống thuỷ nông Nam Thạch Hãn

a Diện tích đất canh tác.

Diện tích thiết kế của hệ thống là 16969 ha, chủ yếu đợc tới bằng các kênhN2a,N2b,N4,N ở phía Nam thống và kênh N1 ở phía Bắc chạy ven theo sông ThạchHãn Trong số 16969 ha có 1000 ha do kênh N6 phụ trách thuộc huyện Phong Điền – TS Nguyễn Văn MạoThừa Thiên Huế, diện tích này do nằm cuối kênh và trên vùng cát nên từ khi xây dựngvùng này đã bị tách ra khỏi hệ thống Diện tích còn lại 15969 ha hoàn toàn thuộc tỉnhQuảng Trị Diện tích canh tác theo từng kênh của hệ thống thuỷ nông Nam Thạch Hãn

Nh vậy hiện tại diện tích canh tác sử dụng nớc của hệ thống Nam Thạch Hãn là

14224 ha, giảm 2745 ha so với thiết kế

Theo thống kê tài liệu của 18 năm thì trung bình vụ Đông có 7500 ha đợc tới và vụ

Hè Thu là 4500 ha đợc tới Do thiếu nớc nên không mở rộng diện tích tới đợc Thời kỳthiếu nớc tới có thể xảy ra cho cả 2 vụ, với vụ Đông Xuân thì thiếu nớc vào thời giancuối vụ, còn vụ Hè Thu thì bất kể lúc nào

Đặc biệt vu Hè Thu năm 1993 diện tích đợc tới đầu vụ 2500 – TS Nguyễn Văn Mạo3000 ha, nhng đếncuối vụ chỉ tới đợc 1000 – TS Nguyễn Văn Mạo1500 ha

b Tình hình cấp nớc của hệ thống Nam Thạch Hãn.

Hệ thống Nam Thạch Hãn có các đặc trng thiết kế nh sau :

Trang 10

Hå chøa níc Rµo Qu¸n S v: Ph¹m Huy Dòng

c¸o 15/4/89

Theo ®iÒu Tra 299

Theo b¸o c¸o

tõ c¸c HTX

Theo ®iÒu tra N§ - 64

II T×nh h×nh d©n sinh kinh tÕ

1 D©n sè vµ tæ chøc hµnh chÝnh.

Trang 11

Vùng nghiên cứu bao gồm toàn bộ vùng Hải Lăng, 15 xã thuộc phía nam sôngThạch Hãn của Triệu Phong và thị xã Quảng Trị

Dân số toàn vùng đến ngày 31/12/1996 là 16 821, số ngời trong độ tuổi lao động

là 5215 ngời và tỷ lệ tăng dân số là 2,4 % Mật độ dân số phân bố không đều giữavùng núi và đồng bằng, giữa nông thôn và thành thị Thị xã Quảng Trị có mật độ dân

số 2813 ngời/km2, ở Hải Lăng là 186 ngời/km2 và ở Triệu Phong là 20 ngời/km2 Dân

số trong vùng sống chủ yếu bằng nghề nông, chiếm tới 67% Còn lại một số dân sốngbằng nghề buôn bán, tiểu thủ công nghiệp và đánh bắt hải sản

2 Hiện trạng các ngành kinh tế

a Chăn nuôi

Trong vùng không có cơ sở chăn nuôi tập trung mà chủ yếu theo quy mô hộ gia

đình và tổ hợp tác nhỏ Các loại gia súc gia cầm chủ yếu là trâu, bò, lợn, gà, vịt Tổng

số đàn trâu là 14 970 con, bò 13 912 con và lợn là 64 218 con

Trớc đây trong vùng chủ yếu chỉ trồng vụ đông xuân, vụ mùa hầu nh phải bỏ vì lũ,

vụ hè thu không đủ nớc tới.Từ khi xây dựng hệ thống thuỷ nông Nam Thạch Hãn(1978) và một số công trình thuỷ lợi nhỏ khác đã tạo điều kiện cho phép trồng hai vụlúa đông xuân và hè thu, một số chân ruộng cao trồng vụ mùa, tuy nhiên không đáng

kể Trồng mầu chủ yếu là trồng khoai, ngô, lạc, sắn, đỗ các loại.Căn cứ vào đặc điểmthời tiết khí hậu và thời gian sinh trởng các loại cây trồng, ta bố trí thời vụ các loại câytrồng nh sau :

Trang 12

- Vụ đông xuân : Từ tháng 12 tới tháng 5 với giống lúa chủ lực là IR38, C71 và ảiMai Hơng và hiện đang thử nghiệm sử dụng một số loại lúa thuần của Trung Quốc.Trồng màu chủ yếu là khoai lang, ngô, lạc

- Vụ hè thu : Từ tháng 5 tới tháng 10 Các giống lúa chính là Mai lâm 107, CN2,Khang Dân và MTL61 Trồng màu chủ yếu là khoai và lạc, giống ngô Biosit vàLVN10 cũng bớc đầu đợc áp dụng để thay thế giống ngô địa phơng

Các thống kê qua 5 năm gần đây cho thấy năng suất các loại cây trồng không ổn

định Lúa năm cao nhất chỉ đạt 3,8 tấn/ha, năm thấp nhất (hè thu 1993) chỉ đạt 1,4 tấn/

ha Nguyên nhân chính do vụ mùa phụ thuộc vào thời tiết, đặc biệt là nguồn nớc Hệ

số sử dụng đất thấp chỉ đạt 1,3 , năm cao nhất chỉ đạt 1,68

d Công nghiệp

Hiện tại trong vùng không có các cơ sở sản xuất lớn, chủ yếu là các cơ sở sản xuấtnhỏ, tiểu thủ công nghiệp nh cơ khí sửa chữa, xí nghiệp gạch ngói …Vì vậy nhu cầuVì vậy nhu cầunớc cho công nghiệp không lớn lắm

Chơng IV: Phơng hớng phát triển kinh tế và nhiệm vụ

của quy hoạch thuỷ lợi

I Phơng hớng phát triển kinh tế xã hội của vùng

1 Cơ cấu phát triển kinh tế nông nghiệp

Đối với vùng dự án thì sản xuất lơng thực vẫn là mục tiêu quan trọng nhất Vì vậy mục tiêu phát triển nông nghiệp đến năm 2010 là tổ chức sản xuất nông nghiệpphải đảm bảo các yêu cầu cơ bản nh nông nghiệp đa dạng, cơ giới từng bớc phù hợpvới các đặc điểm tự nhiên xã hội, thực hiện chuyển đổi cơ cấu cây trồng phù hợp Đẩymạnh thâm canh các vùng lúa trọng điểm, mở thêm diện tích gieo cấy ở các vùng đấthoang, cải tạo đất, phát triển thuỷ lợi để đa hệ số quay vòng đất lên 1,85 lần, đối vớivùng đồng bằng tập trung lúa và vùng bãi, đồi tập trung cây màu

Theo quy hoạch, diện tích canh tác thuộc hệ thống Nam Thạch Hãn nh sau :

a Đất lúa

+ Vụ đông xuân : 13 213 ha

+ Vụ hè thu : 13 213 ha

b Đất trồng màu 2 vụ : 1 600 ha

Do lũ chính vụ xảy ra muộn, từ tháng 9 đến tháng 11 nên địa phơng đã chuyểnmùa vụ để tránh lũ

- Vụ đông xuân : Từ tháng 12 đến tháng 4

Trang 13

- Vụ hè thu : Từ tháng 5 đến tháng 8

2 Công nghiệp

Công nghiệp địa phơng tạp trung khai thác các ngành nghề đang có điều kiện pháttriển mạnh nh : Vật liệu xây dựng, cơ khí nhỏ, dịch vụ sửa chữa, chế biến mộc dândụng …Vì vậy nhu cầu đồng thời tập trung ngành chế biến nông lâm hải sản, khuyến khích mở rộngcông nghiệp chế biến thức ăn gia súc gia cầm

3 Chăn nuôi

Tập trung phát triển chăn nuôi theo hớng hàng hoá, trọng tâm là trâu bò và nạc hoá

đàn lợn Mở rộng đầu t nuôi vịt siêu trứng, siêu thịt, gà công nghiệp theo quy mô

hệ gia đình, tập trung nuôi lợn, dê, ong Xây dựng một số cơ sở chế biến thức ăn giasúc Dự kiến đàn gia súc đến năm 2010 nh sau :

Đàn trâu : 19 400 con

Đàn bò : 22 170 con

Đàn lợn : 82 000 con

Gia cầm : 370 000 con

II Nhiệm vụ của quy hoạch thuỷ lợi

1 Nhiệm vụ quy hoạch thuỷ lợi

- Tìm giải pháp bổ sung nguồn nớc về mùa kiệt cho hệ thống thuỷ nông NamThạch Hãn để đảm bảo tới hết diện tích canh tác Đa diện tích canh tác trong vùng lênhai vụ, đa diện tích vụ đông xuân từ 10797 ha hiện nay lên 11013 ha, vụ hè thu từ3715ha lên 4224 ha (theo nghị định 64 thì diện tích hai vụ lúa là 13213 ha và màu hai

vụ là 1600 ha) Đảm bảo đa hệ số vòng quay đất từ 1,4 lên 1,68

- Chuyển đổi cơ cấu cây trồng và cơ cấu giống để tránh lũ chính vụ, thay đổi tậpquán canh tác từ làm mạ và cấy sang gieo thẳng nhằm tránh lũ chính vụ vào giai đoạnthu hoạch

- Tìm giải pháp để thoát lũ nhanh hơn, giảm thời gian ngập lũ, tìm các giải phápchống lũ sớm và lũ tiểu mãn, đảm bảo sản xuất hai vụ lúa an toàn

- Tìm giải pháp tạo nguồn nớc để đẩy mặn và duy trì sinh thái sông Thạch Hãn

2 Hiệu ích hạ du công trình thuỷ lợi thuỷ điện Rào Quán

a Hiệu ích tới

Trang 14

Hiệu ích tới đợc tính toán dựa trên chênh lệch tổng thu nhập thuần tuý giữa phơng

án đợc bổ xung nớc tới ( phơng án có công trình Rào Quán ) và phơng án không đủ

n-ớc tới ( phơng án không có công trình Rào Quán )

Tổng thu nhập thuần tuý của mỗi phơng án bằng diện tích nhân với thu nhập thuầntuý trên một ha tơng ứng của phơng án đó

Thu nhập thuần tuý trên 1 ha của các loại cây trồng đợc tính cho lúa đông xuân và

hè thu, khoai đông xuân và hè thu, lạc đông xuân dựa trên cơ sở sau :

Theo hớng dẫn của bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn

- Giá lúa tính từ giá FOB tại cảng Đà Nẵng đối với gạo 15 % tấm, giá trung bình là

285 USD/tấn, tỷ giá hối đoái chính thức là 13000 đồng /USD Giá ngô, đạm, urê đợctính tơng tự và tơng ứng bằng 1000 đ/kg, 4000đ/kg, 3200đ/kg Lân và Kali đợc tínhdựa trên cơ sở giá đạm

- 1 kg khoai đợc tính tơng đơng 1 kg ngô

- Giá lúa giống lấy bằng 1,2 giá lúa thờng

- Công lao động tính bằng 10000đ/công Chi phí máy 15 kg thóc /1sào Bắc bộ

t-ơng đt-ơng 405 kg /ha

- Thuỷ lợi phí tính bằng 6% năng suất đối với những diện tích cây trồng đợc tới

- Năng suất cây trồng khi không đợc tới lấy theo trờng hợp bị hạn

- Trờng hợp đợc tới đầy đủ, sử dụng năng suất cao hơn năng suất cao nhất đã đạttrong quá khứ, với lúa đông xuân năng suất đạt 38tạ/ha, lúa hè thu đạt 39tạ/ha

Từ đó tính đợc hiệu ích tới hàng năm là 50,615 tỷ đồng

b Hiệu ích chống lũ hạ du

Qua nghiên cứu cắt lũ của hồ Rào Quán do ở xa khu vục cần đợc bảo vệ và do hồkhống chế lu vực nhỏ, chỉ chiếm khoảng 6% lu vực nên tác dụng chống lũ của hồ

Mặc dù hạ đợc mực nớc lũ nhng lại gây thiệt hại về điện và không đủ nớc để tới lànhững nhiệm vụ quan trọng hơn Vì vậy, trong mùa lũ, khi có lũ chính vụ, hồ RàoQuán có thể điều tiết cắt lũ tự nhiên trong phạm vi dung tích cỡng bức mà không ảnhhởng tới hiệu quả phát điện và tới

c Tác động tới môi trờng

Hồ Rào Quán khi đợc xây dựng, ngoài hiệu ích về tới, chống lũ và đẩy mặn còn cócác tác động tích cực tới môi trờng, làm tăng độ ẩm của không khí, tạo điều kiện cho

Trang 15

cây trồng phát triển Điều này sẽ làm hạn chế tác động tiêu cực của gió Lào Ngoài ra,kết hợp với các biện pháp lâm nghiệp, nông nghiệp sẽ làm giảm tác hại do cát nhảygây ra Diện tích vùng trồng cát sẽ tăng từ 178 ha lên 533 ha, sẽ có tác dụng rất lớn đểchống lại nạn cát bay cát nhảy.Việc cải tạo vùng cát sẽ giúp địa phơng thực hiện tốtviệc di giãn dân từ các vùng đông dân c ra vùng cát, phát triển kinh tế và khai tháctiềm năng du lịch vùng này

Chơng V : xác định cấp công trình và các chỉ tiêu

thiết kế

4.1 Xác định cấp công trình

Cấp công trình đợc xác định theo hai điều kiện sau:

I Cấp công trình xác định theo chiều cao đập và loại nền

Chiều cao đập sơ bộ đợc tính theo công thức sau :

II Cấp công trình xác định theo nhiệm vụ tới và phát điện

Theo nhiệm vụ hồ đảm nhận tới cho khoảng 13.000 ha đất canh tác nên ta tra đợc cấpcông trình là cấp III

Theo khả năng cấp điện khoảng 750 MW thì cấp công trình là cấp III

Cấp của công trình sẽ đợc chọn là cấp cao nhất trong hai cấp ở trên, do đó công trình

Trang 16

Theo QPTL C11-77

Tần suất gió lớn nhất theo QPVN C11-77 là 2%

Tần suất gió bình quân lớn nhất theo QPTL C1-78 là 50%, các mức đảm bảo sóng i =1%

em đã chọn phơng án tuyến I nh trên bản vẽ mặt bằng tổng thể Tại vị trí xây dựng đập

ta thấy mặt cắt lòng sông tơng đối co hẹp , tầng phủ là đá IB có cờng độ tơng đối tốt,hai bên bờ có độ dốc khá lớn thuận lợi cho việc xây dựng đập nên việc chọn tuyến nhvậy là tơng đối hợp lý

II Phơng án mực nớc

Sau khi xem xét các yêu cầu dùng nớc của khu tới cũng nh khả năng phát điện củacông trình Thông qua tính toán điều tiết dòng chảy theo hai phơng án dòng chảy nămthiết kế cho ta kết quả nh sau :

PA 1 : MNC = 450 (m) PA 2 : MNC = 450 (m)

MNDBT = 475 (m) MNDBT = 480 (m).Trong đồ án này yêu cầu thiết kế với trờng hợp MNDBT = 475 (m)

Trang 17

- Tận dụng đợc vật liệu địa phơng , thi công trong thời gian cả năm , kỹ thuật xâydựng đơn giản

- Có tính ổn định cao vì các khối đá đổ tiêu thoát nớc tốt

- Cho phép cải tạo sửa chữa, nâng chiều cao đập trong qúa trình sử dụng

- Tuy nhiên đập thờng lún nhiều do độ rỗng của khối đá đổ lớn nên có thể gây nứt nẻhoặc phá hoại các thiết bị chống thấm

2 Đập bê tông trọng lực

- Có khối lợng bê tông lớn , có thể làm tràn nớc hoặc đập không tràn nớc

- Độ ổn định lớn , kết cấu và phơng pháp thi công đơn giản nên đợc ứng dụng sớm

- Yêu cầu về nền đập cao

3 Đập vòm

- Làm bằng bê tông , dựa vào sự chống đỡ của hai bờ để đảm bảo ổn định

- Yêu cầu về địa chất nền đập phải tốt , đặc biệt là hai bên bờ

- Phát huy đợc khả năng chịu nén tốt của vật liệu

Qua khảo sát thực tế ta thấy tuyến đập nằm trên nền đá, mặt khác ở khu vực xây dựngcông trình có nhiều bãi vật liệu chất lợng tốt, đờng vận chuyển thuận lợi, đảm bảo đủtrữ lợng đá để đắp đập Khối lợng vật liệu làm thiết bị chống thấm đầy đủ do vậy tachọn hình thức đập đá đổ Ưu điểm của loại đập này là cấu tạo đơn giản, vững chắc,

có khả năng cơ giới hoá cao trong thi công và trong đa số trờng hợp có giá thành hạnên sẽ tiết kiệm đợc nguồn vốn đầu t cho công trình Bằng cách đó vừa có thể tiếtkiệm kinh phí xây dựng công trình mà vẫn đảm bảo tính chất kĩ thuật của nó

Phần II : Thiết kế , lựa chọn quy mô công trình đầu mối

Chơng I: tính toán điều tiết lũ

Trang 18

Việc chọn hình thức tràn cần phải thông qua so sánh kinh tế và các chỉ tiêu tínhtoán Trong đồ án này trình bày theo phơng án tràn dọc, hình thức là tràn đỉnh rộng.Nối tiếp hạ lu bằng dốc nớc và mũi phun

Chọn kết cấu tràn 4 cửa, tính toán với 3 phơng án : Btr =

F là diện tích mặt thoáng của kho nớc

dt là khoảng thời gian vô cùng nhỏ

dh là vi phân của cột nớc trên công trình xả lũ

Căn cứ vào tài liệu thu thập đợc và các phơng pháp điều tiết lũ đã đợc học Trong

đồ án này ta sử dụng phơng pháp điều lũ của Pô-ta-pôp

Từ phơng trình (1-1) nếu ta thay F.dh = dv thì ta đợc ( Q – TS Nguyễn Văn Mạo q ).dt = dv, và ta thay

dt bằng khoảng thời gian đủ lớn t = t2-t1, ở đây t1 là thời điểm đầu và t2 là thời điểmcuối của thời đoạn tính toán thì ta có phơng trình cân bằng nớc dạng sai phân nh sau:

2 1 Δ 2

2

1

V V t q q t Q

Trang 19

Với mục đích là tìm đờng quá trình xả lũ q  t thì phơng trình (1-2) cha thể giảitrực tiếp đợc vì có hai số hạng cha biết là q2 và V2 Vì vậy chúng ta cần có một ph-

ơng trình nữa đó chính là phơng trình thuỷ lực của công trình xả lũ với dạng tổngquát :

V1 ( Q2) 0,5.(Q1

Nh vậy dựa vào biểu đồ quan hệ q  f1, q  f2 ta có thể tính điều tiết nh sau:

Từ q1 đã biết tra trên biểu đồ đợc giá trị f1 và tính f2 = Q + f1

Từ f2 tra ngợc lại biểu đồ sẽ đợc q2 Đó chính là lu lợng xả lũ ở cuối mỗi thời

đoạn tơng ứng

Trong nội dung của đồ án này em sử dụng chơng trình tính toán điều tiết lũ củathầy Nguyễn Văn Hạnh ( Bộ môn Thuỷ công – TS Nguyễn Văn Mạo Trờng ĐH Thuỷ lợi ) cho 3 phơng án

Btr = 40, 44 và 48 (m)

Trang 20

Kết quả tính toán điều tiết đợc trình bày trong phần Phụ lục I

đề này Trong tính toán so sánh cần đề cập tới ba hạng mục chính : Đập đất, trànxả lũ, cống lấy nớc Nhng do đối với cống ngầm sự khác nhau về kích thớc và khốilợng giữa các phơng án không nhiều Vì vậy trong phần này chỉ xin đề cập so sánhgiữa hai hạng mục là đập đất và tràn xả lũ

$2.3 Thiết kế công trình tràn xả lũ

Trong hệ thống công trình đầu mối, công trình tràn xả lũ giữ vai trò quantrọng Nó có nhiệm vụ tháo lợng nớc thừa trong ho9of chứa khi có lũ đến để đảmbảo hệ thống hoạt động an toàn Kích thớc và hình thức của tràn xả lũ có ý nghĩaquyết định đến quy mô các công trình trong hệ thống

1 Tuyến tràn

Qua nghiên cứu tài liệu địa chất, địa hình tuyến tràn ta thấy: Bố trí tuyếntràn tại vai phải của đập dâng, xen giữa hai quả đồi Kênh dẫn phía thợng lu mentheo các đờng đồng mức để giảm khối lợng đào đắp và cho dòng chảy đợc thuậndòng Về điều kiện địa chất thì tuyến tràn nằm chủ yếu trên đới IB nên đảm bảo

điều kiện về thấm

2 Hình thức tràn

Trang 21

Qua phân tích địa hình tuyến tràn ta thấy nên bố trí tràn theo phơng án: Tràndọc, cấu tạo đỉnh rộng, nối tiếp sau tràn là dốc nớc và máng phun

q đơn vị (m 3 /m.s)

Q lũ TK (m 3 /s)

Trong đó: a,a’ : là độ vợt cao an toàn xác định dựa theo cấp công trình

Với công trình cấp II, theo QPVN C1- 77 ta có :

a = 0,7 (m) a’ = 0,5 (m)

h, h’ : Chiều cao sóng dềnh do gió ứng với gió tính toán lớn nhất và gió bìnhquân lớn nhất

hsl, hsl’ : Chiều cao sóng leo với mức đảm bảo 1% ứng với gió tính toán lớn nhất

và gió bình quân lớn nhất

V : Vận tốc gió ứng với trờng hợp tính toán

D : Đà gió ứng với trờng hợp tính toán

Trang 22

H : Chiều cao cột nớc trớc đập ứng với trờng hợp tính toán

 : Góc kẹp giữa trục dọc của hồ và hớng gió

Kết quả tính toán nh sau :

Giả thiết trờng hợp đang xét là sóng nớc sâu (H > /2)

Ta đi tính các đại lợng không thứ nguyên :

V

gt

=

54 30

3600 6 81 9

,

2900 81 9

,

= 30,5Theo đờng cong bao phía trên ở đồ thị hình P 2-1 (ĐAMH Thuỷ công) ta xác định

Ta chọn cặp có trị số nhỏ hơn là :

Trang 23

2 011 0

V

gτ = 1,15 

g

V ,15 1

Giá trị của bớc sóng :  =

Π 2

017 0 ,

, = 0,007

 K1 = 0,95 ; K2 = 0,85

Với dự kiến hệ số mái từ 1,5 đến 2,0 nên K3 = 1,4

Hệ số K4 tra ở đồ thị hình P2-3 phụ thuộc vào hệ số mái m và trị số / hs1%

Vì

hs1%

197 2

022 20 ,

, = 9,11  K4 = 2

 hsl1% = 0,95 0,85 1,4 2 2,197

 hsl1% = 4,967 (m)

c Xác định hsl’ :

Cách tính tơng tự nh trên nhng ứng với V’ và D’ :

Giả thiết trờng hợp đang xét là sóng nớc sâu (H > /2)

Ta đi tính các đại lợng không thứ nguyên :

3600 6 81 9

,

= 12108,3

Trang 24

Hå chøa níc Rµo Qu¸n S v: Ph¹m Huy Dòng

4300 81 9

,

h '

2 02 0

τ '

Gi¸ trÞ cña bíc sãng :  =

Π 2

017 0 ,

, = 0,0124

 K1 = 0,95 ; K2 = 0,85

Trang 25

Với dự kiến hệ số mái từ 1,5 đến 2,0 nên K3 = 1,4

Hệ số K4 tra ở đồ thị hình P2-3 phụ thuộc vào hệ số mái m và trị số / hs1%

Vì

hs1%

373 1

373 14 ,

, = 10,47  K4 = 2,1

b Mái và cơ đập

+) Mái đập

Trang 26

Là thông số cơ bản để đảm bảo cho đập làm việc ổn định Mái đập lớn thì mức độ

ổn định của đập cao, và giá thành xây dựng sẽ lớn Để xác định đợc hệ số mái đậphợp lý cần thông qua tính toán ổn định đập Nhng ở trong phần này ta lựa chọn sơ

bộ giá trị mái đập theo kinh nghiệm thực tế và độ dốc tự nhiên của lớp đá đổ ( xác

định thông qua thí nghiệm ở hiện trờng )

- ở hạ lu bố trí hai cơ đập ở cao trình 461 (m) và 438 (m), chiều rộng cơ 4 (m)

3 Thiết bị chống thấm trong thân đập

Đối với các loại đập đá đổ có hai phơng thức để chống thấm cho thân đập đó là

t-ơng nghiêng và tờng lõi Căn cứ vào u điểm của tờng lõi so với tờng nghiêng là :Khối lợng đất sét ít, do đó tốn ít công đầm nén Trong vùng khí hậu khắc nghiệt

nh ở miền Trung thì tờng khó bị nứt nẻ, co rút Khối đá hạ lu lún không ảnh hởng

so với tờng nghiêng, và mức độ chống chấn động của tờng lõi cũng tốt hơn Căn cứvào khả năng đáp ứng vật liệu cho công trình nh : khối lợng đất sét, cát, sỏi và đáphong phú

Vì vậy trong công trình này ta nên sử dụng biện pháp chống thấm bằng tờng lõimềm Một điểm cần chú ý về cấu tạo của tờng nghiêng là ở mặt trớc và sau tờng

đều có tầng lọc ngợc để chống xói ngầm

Bố trí cấu tạo của mặt cắt ngang thân đập đợc thể hiện trong hình vẽ sau :

482,70

Trang 27

III Tính thấm qua thân đập

IV Tính toán khối lợng vật liệu xây dựng đập

Khối lợng đập đợc tính bằng tổng khối lợng các đoạn thành phần Giả sử khối lợng

đập tại một đoạn chia là :

L S S

Trang 28

thức sau : Q tháo = m  B 2 g Ho3/2 Khi tính toán mới sơ bộ chọn hệ số lu lợngqua tràn m = 0,35 ; hệ số co hẹp bên  = 0,976 Trên thực tế để xác định đợc khảnăng tháo của công trình tràn cần phải kể đến các yếu tố ảnh hởng nh : Kênh dẫnthợng lu, cấu tạo của tờng hớng dòng, hình thức mố bên của vào …Vì vậy nhu cầu

Trong phần này ta đi xác định lại lu lợng tháo qua tràn khi kể tới các yếu tố nh đã

kể trong phần thiết kế

tràn Do chiều dài đoạn kênh dẫn khá lớn và cấu tạo thu hẹp ở đoạn cửa vào nên

ngỡng tràn Đối với đoạn kênh thợng lu ta xác định đờng mặt nớc theo phơng phápcộng trực tiếp Các thông số dùng để tính toán đối với đoạn kênh này :

Cao trình đáy kênh đáy= 469 (m) Độ dốc đáy kênh i = 0

Trong đó :  = 2- 1

2 = h2 +

g

V 2

R C

V J

Các bớc tiến hành trong đoạn kênh lăng trụ nh sau:

Giả thiết các trị số h khác nhau kể từ đầu đoạn

Bằng phơng pháp cộng trực tiếp xác định đợc khoảng cách giữa các mặt cắt liềnnhau

Tính và vẽ đờng mặt nớc tới khi nào khoảng cách cộng dồn giữa các mặt cắt bằngchiều dài của kênh dẫn thì dừng

Kết quả tính toán đợc thể hiện trong bảng tính đờng mặt nớc

Trang 29

Nhìn từ bảng tính ta có chiều sâu cột nớc ở cuối kênh dẫn thợng lu ( đầu đoạnkênh chuyển tiếp ) là h = 9,566 (m)

Xác định đờng mặt nớc trong đoạn kênh chuyển tiếp

Chiều cao cột nớc đầu kênh h = 9,566 (m)

Ta nhận thấy rằng đây là đoạn kênh phi lăng trụ có mặt cắt thay đổi theo độ sâu,theo chiều rộng và theo hình dạng dọc kênh nên chỉ có thể tính bằng công thức saiphân trực tiếp cho từng đoạn kênh ngắn và phải giải bằng thử đúng dần Từ côngthức sai phân trực tiếp ta có thể viết lại thành :

Trong trờng hợp này khi đã biết h1, b1, b2, l1-2 và ta phải tính h2 thì viết phơngtrình trên thành:

2

Δl K

Q

= ( h1 +

g

V 2

2

Δl K Q

Vế phải là những đại lợng đã biết, vế trái là các đại lợng phụ thuộc vào ẩn số h2, ta

trình cho tới khi nào vế trái bằng vế phải thì dừng

Bằng cách làm nh trên ta tính đợc chiều cao cột nớc tại các vị trí tơng ứng:

Chiều cao cột nớc tại giữa đoạn kênh chuyển tiếp h = 8,912 (m)

Chiều cao cột nớc tại cuối đoạn chuyển tiếp ( đầu ngỡng tràn) h = 8,115 (m)

Từ đó ta xác định đợc lu lợng tháo qua tràn theo công thức sau :

Q tháo = m  B 2 g Ho3/2

Trang 30

Trong đó :

Ho = H +

g

V 2

0 : Cột nớc toàn phần Với : H là cột nớc tràn

g

V 2

0 là cột nớc lu tốc tới gầnTheo QPVN- C8-76 tính toán có kể tới cột nớc lu tốc tới gần khi :

946

,

= 8,31 (m)Chọn loại mố bên thẳng góc , còn mố trụ lợn tròn ta có

10

31 8, = 0,902Trong đó : b là chiều rộng của một khoang tràn

Trang 31

936 7 ,

Dòng chảy từ kênh thợng lu, qua đập tràn đỉnh rộng tới dốc nớc nối tiếp sau tràn

toán so sánh chọn phơng án ta đã tìm đợc chiều sâu dòng chảy tại mặt cắt cuối dốcnớc là h = 1,285 (m)

 Vận tốc lớn nhất của dòng chảy trong dốc :

Vmax =

min

tt Ω

Q

=

min h b ,134 1355

=

285 1 5 44

134 1355 , ,

, = 23,7 (m/s)

Thoả mãn điều kiện về lu tốc cho phép Vmax < [v] = 25 (m/s)

IV Tính toán đoạn kênh dẫn ra sông

Căn cứ vào địa hình thực tế của tuyến tràn , ta thấy độ dốc mặt đất thiên nhiên từsau máng phun ra sông khá dốc , phù hợp cho việc bố trí kênh dẫn nớc ra sông Đểtính toán đợc hố xói sau máng phun cần phải xác định mức nớc kênh xả sau khi đã

Trang 32

 v =

375 , 375

134 , 1355

= 3,61 (m/s) < [vKX]

R =

83 , 79

375 , 375

61 , 3

2

2 = 0,002 Với chiều dài kênh xả hạ lu L = 100 m  mức nớc đầu kênh xả hạ lu là :

409,5 + i L = 395,2 + 0,002 100 = 409,7 (m)

Cao trình đáy kênh xả hạ lu sau máng phun :

409,7 – TS Nguyễn Văn Mạo 5,5 = +404,2 (m)

V Tính toán hố xói sau mũi phun

Tính toán hố xói sau mũi phun nhằm xác định mức độ xói lở sau công trình, đểtính chiều dài máng và độ sâu đặt móng trụ máng phù hợp, đảm bảo an toàn chocông trình Hiện nay việc xác định kích thớc và chiều sâu hố xói còn có nhiều ýkiến khác nhau Trong phạm vi đồ án này, em chỉ xin đề cập đến phơng pháp tínhcủa Pa- tơ- ra- sep

Theo cách bố trí và kết quả tính toán ở trên ta có :

Chiều dài mũi phun : Lmũi = 5 (m)

Độ dốc của mũi phun : i = 0,2

Cao trình cuối dốc máng : cuối dốc = 470 – TS Nguyễn Văn Mạo 0,36 90 = 437,6 (m)

Cao trình tại mũi phun : mũi phun = 437,6 + 5 0,2 = 438,6 (m)

Cao trình đáy kênh : đáy HL = + 404,2 (m)

1 Tính chiều dài nớc rơi theo công thức sau :

h , P

P là khoảng cách từ mũi phun tới đáy kênh hạ lu :

P = mũi phun - đáyHL = 438,6 – TS Nguyễn Văn Mạo 404,2 = 34,4 (m)

Trang 33

Ho = Eo – TS Nguyễn Văn Mạo P – TS Nguyễn Văn Mạo 0,5 h

43 , 27

11 , 1 5 , 0 4 , 34 2 ,

Lrơi = 87,72 (m)

Chiều sâu hố xói Tx đợc xác định theo công thức thực nghiệm của M X Vuzgo :

Tx = Ka K

Theo cách bố trí và kết quả tính toán ở trên ta có :

Chiều dài mũi phun : Lmũi = 5 (m)

Độ dốc của mũi phun : i = 0,2

Cao trình cuối dốc máng : cuối dốc = 470 – TS Nguyễn Văn Mạo 0,36 90 = 437,6 (m)

Cao trình tại mũi phun : mũi phun = 437,6 + 5 0,2 = 438,6 (m)

Cao trình đáy kênh : đáy HL = + 404,2 (m)

1 Tính chiều dài nớc rơi theo công thức sau :

h , P

P là khoảng cách từ mũi phun tới đáy kênh hạ lu :

P = mũi phun - đáyHL = 438,6 – TS Nguyễn Văn Mạo 404,2 = 34,4 (m)

Ho = Eo – TS Nguyễn Văn Mạo P – TS Nguyễn Văn Mạo 0,5 h

Trang 34

chuẩn là đáy kênh hạ lu

Eo = cuối dốc - đáyHL + h +

g V

43 , 27

11 , 1 5 , 0 4 , 34 2 ,

Lrơi = 87,72 (m)

Tính toán hố xói sau mũi phun

Việc tính toán hố xói sau máng phun nhằm xác định mức độ xói lở phía sau côngtrình tràn để có phơng án bố trí trụ máng thích hợp, đảm bảo an toàn cho côngtrình

Hiện nay, việc xác định kích thớc và chiều sâu hố xói có nhiều công thức tính, cáccông thức lại cho kết quả rất khác nhau Trong đồ án này em xin đề cập một sốphơng án tính toán nh sau :

a) Theo đề nghị của Mas – TS Nguyễn Văn Mạo man : Tính chiều sâu hố xói dựa trên lý thuyết về cácchiều sâu liên kết của nớc nhảy hoàn chỉnh

Mas – TS Nguyễn Văn Mạo man cho rằng chiều rộng của dòng chảy vẫn giữ nguyên khi rơi xuống hạ

lu , do đó lu lợng đơn vị của tia dòng là :

5 44

134 1355

, ,

, B

27 28 2 0

,

, ,

= 9,464 (m3/s.m)

Trang 35

qphải = q - qtrái = 30,452 – TS Nguyễn Văn Mạo 9,464 = 20,988 (m3/s.m)

+)Tính hố xói phía trái : Theo lý luận về nớc nhảy hoàn chỉnh ta có :

q

31 88 1

464 9

/

,

= 0,0114Tra bảng thuỷ lực ta đợc :

Với  = 1  c = 0,0026  hc = c Eo = 0,0026 88,31 = 0,23 (m)

c’’ = 0,0996  hc = c’’.Eo = 0,0996 88,31 = 8,796 (m)

Chiều sâu mực nớc hạ lu : h = 395 – TS Nguyễn Văn Mạo 390 = 5 (m)

 hc > h nên xảy ra hiện tợng xói ở phía trái hạ lu

Giả sử chiều sâu hố xói phía hạ trái lu là dh1 = hc - h = 3,796 (m)

Ta đi tính lại năng lợng toàn phần của dòng chảy tại mặt cắt cuối dốc máng

Eo’ = Eo + dh1 = 88,31 + 3,796 = 92,106 (m)

 Ta tính lại : Fc = 3/2

0 '

φEE

i

á tr

q

= 1 92 106 3 2

464 9

/

,

q

= 1 88 31 3 2

988 20

/

,

= 0,0253Tra bảng thuỷ lực ta đợc :

Với  = 1  c = 0,0057  hc = c Eo = 0,0057 88,31 = 0,503(m)

c’’ = 0,1494  hc = c’’.Eo = 0,1494 88,31 = 13,19 (m)

Chiều sâu mực nớc hạ lu : h = 395 – TS Nguyễn Văn Mạo 390 = 5 (m)

 hc > h nên xảy ra hiện tợng xói ở phía trái hạ lu

Giả sử chiều sâu hố xói phía hạ trái lu là dh1 = hc - h = 8,19 (m)

Ta đi tính lại năng lợng toàn phần của dòng chảy tại mặt cắt cuối dốc máng

Eo’ = Eo + dh1 = 88,31 + 8,19 = 96,5 (m)

Trang 36

 Ta tính lại : Fc = 3/2

0 '

φEE

i

ả ph

q = 1 96 5 3 2

988 20

/

,

φEE

i

ả ph

q

68 96 1

988 20

/

,

h2 = 8,39 (m) Vì hai giá trị này rất gần nhau nên ta có thể chấp nhận kết quả

hố xói hạ lu phía phải là 8,39 (m)

Từ các giá trị tính toán đợc ở trên để thiên về an toàn thì ta có thể lấy kết quả hốxói hạ lu phía phải để làm đáp số

Tuy nhiên chiều sâu thực của hố xói còn phải nhân thêm hệ số tính chất đất Vớiloại đất nền sau mũi phun thuộc loại IIB thì ta có  = 1,1

Vậy chiều sâu hố xói là :

 Lhố xói trái = 0, 2,5 ( 1,9 8,18 – TS Nguyễn Văn Mạo 0,221 ) = 30,642 (m)

 Lhố xói phải = 0,8 2,5 ( 1,9 13,29 – TS Nguyễn Văn Mạo 0,538 ) = 49,426 (m)

Chiều dài toàn phần của hố xói : L toàn phần = 30,642 + 49,426 = 80,068  80 (m).b) Tính chiều sâu hố xói theo công thức của Za – TS Nguyễn Văn Mạo ma – TS Nguyễn Văn Mạo zin

dh =

cp ' '

v v

β sin q N

- h

Trang 37

Trong đó :

q là lu lợng đơn vị : ( m3/ m.s)

dh là chiều sâu hố xói (m)

h là chiều sâu mực nớc trong kênh hạ lu

’ là góc dòng phun hợp với đáy kênh hạ lu

v’ là vận tốc dòng phun tại chỗ gặp mặt nớc hạ lu

vcp là vận tốc cho phép đối với đất hạ lu

N là hệ số phụ thuộc vào khoảng cách Z từ đáy mũi phun đến vị trí nớc rơi Với Z =  đáymũiphun - mựcnớcHL = 449,4 – TS Nguyễn Văn Mạo 395 = 54,4  N = 19,85

v’ = 2 g  E0  hδ = 2 9 , 81  88 , 31  5  = 40,43 (m)

 cos ’ = 0,56

43 40

71 41 ,

, = 0,577   = 54,7 o

vcp = 25 m/s đối với đất loại IIB

Thay các giá trị tìm đợc vào công thức tính d h ta có :

dh =

25 43 40

7 54 452

30 85

,

, sin , ,

- 5 = 10,51(m)

Cũng theo Za – TS Nguyễn Văn Mạo ma – TS Nguyễn Văn Mạo zin thì hố xói hạ lu sẽ có dạng hình thang với mái dốc ổn

định theo độ dốc tự nhiên của nền đá là m = 1,2  chiều rộng của đáy hố xói :

Trang 38

dd’ là đờng kính hạt đất ở hố xói, trong đó loại đờng kính hạt nhỏ hơn đờng kính

ấy chiếm 90% theo trọng lợng Qua phân tích thành phần hạt đất ta có d’ = 3 mm

II Cấu tạo chi tiết các bộ phận của tràn

1 Kênh dẫn thợng lu

Chủ yếu nằm trên tầng đá IIB là loại đá bị phong hoá mạnh và biến đổi thành dămcục tảng mềm yếu chá sét, dăm sạn Kênh dẫn có mặt cắt ngang dạng hình thang

2, độ dốc i = 0 Để đảm bảo lòng kênh không bị xói lở thì ta bố trí lát đá ở hai bên

bờ kênh với vữa XM mác 75

2 Cấu tạo cửa vào

Tờng cánh thợng lu có tác dụng nối tiếp đầu tràn với kênh dẫn nhằm bảo vệ bờ vàtạo dòng chảy thuận ở thợng lu đập tràn

Cấu tạo theo hình thức thu hẹp dần từ Bđ = 60 (m) tới Bc = 44,5 (m)

Đoạn tờng thợng lu kéo dài 50,7 (m), chiều cao tờng Ht = 7,8 (m), theo kinhnghiệm thiết kế thì ta lựa chọn loại tờng bản chống bằn bê tông cốt thép Tờng đợcchia làm 5 khoang với 6 bản chống, chiều dày bản mặt lấy không đổi là 40 (cm),chiều dày bản đáy và bản chống giữa lấy bằng 50 (cm), bản chống bên là 60 cm

Gvhd: GS – TS Nguyễn Văn Mạo TS Nguyễn Văn Mạo 38 Niên khoá : 1998 - 2003

400

50

40 60 730

5070

Bản chống Bản mặt

780

50

Trang 39

3 Cấu tạo của ngỡng tràn

Nằm ở cao trình +470 (m), cấu tạo bằng vật liệu BTCT M 250

Chiều dài ngỡng tràn  = 22 (m), đợc xác định dựa vào cột nớc tràn theo phạm vi( 2  3 ) H <  < ( 8  10 ) H

Chiều dày ngỡng lấy bằng 1 (m)

Vì bề rông tràn khá lớn nên ta chia tràn làm 4 khoang ngăn cách bởi 3 trụ pin cóchiều dày là 1,5 (m), và hai tờng bên có chiều dày 2 (m) Phía trên đỉnh ta bố trícầu công tác và cầu giao thông với chiều rộng bằng 6 (m)

3.Cấu tạo của dốc nớc

Qua phân tích tài liệu địa hình địa chất tuyến tràn đã chọn đợc độ dốc của dốc nớc

là i = 0,36, với chiều dài Ldốc = 60 (m)

Mặt cắt ngang của dốc nớc có dạng hình chữ nhật, đáy dốc có bố trí các hàng lỗthoát nớc để làm giảm áp lực đẩy nổi Để bố trí hợp lý vị trí các lỗ thoát nớc, cầnphải xác định rõ đờng viền thấm dới đáy dốc và biểu đồ áp lực thấm Đây là bàitoán thấm không gian rất phức tạp nên trong phạm vi của đồ án không đề cập tới.Việc bố trí các hàng lỗ thoát nớc này mới chỉ theo kinh nghiệm Chiều cao tờngdốc xác định dựa vào đờng mặt nớc trong dốc, đợc xác định theo công thức sau :

Hdốc = h + a

Với : h là chiều cao đờng mặt nớc trong dốc

a là độ vợt cao an toàn với công trình cấp II thì a = 0,7 (m)

Ta đi tính chiều cao tờng dốc tại 2 vị trí : đầu dốc và cuối dốc

Tại đầu dốc thì : Hdốc = 4,555 + 0,7 = 5,255 (m)  lấy Hdốc = 5,4 (m)

Tại cuối dốc thì : Hdốc = 1,285 + 0,7 = 1,985 (m)  lấy Hdốc = 2,0 (m)

Tiêu đề	Đồ án thiết kế hồ chứa nước Thanh Lanh Bình Xuyên Vĩnh Phúc
Tác giả	Phạm Huy Dũng
Người hướng dẫn	GS – TS Nguyễn Văn Mạo
Trường học	Trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên
Chuyên ngành	Kỹ thuật xây dựng
Thể loại	Đồ án
Năm xuất bản	1998 - 2003
Thành phố	Quảng Trị

Định dạng
Số trang	78
Dung lượng	1,14 MB