thiết kế hồ chứa nước iam’la huyện krôngpa tỉnh gia lai

• Tại khu vực ñầu mối vùng tuyến ñập ñịa tầng và tính chất ñịa chất công trình các l ớp ñất từ trên xuống dưới như sau: − Lớp 1: Cát hạt thô chứa nhiều cuội sỏi ñến hỗn hợp cát cuội sỏ

Huyện Krông Pa tỉnh Gia Lai là một huyện còn nghèo nàn, lạc hậu, nguồn

sống chính của nhân dân ở ñây là sản xuất nông nghiệp nhưng sản xuất không

ổn ñịnh, năng suất thấp vì không có nguồn tưới

Do ñó, việc ñầu tư xây dựng hệ thống thuỷ lợi Hồ chứa IaM’la là rất cần

thiết ñể tạo ñiều kiện cho việc phát triển kinh tế dân sinh của huyện, thực hiện

ñường lối hiện ñại hoá, công nghiệp hoá và phát triển nông thôn, xoá ñói giảm

nghèo,

Hồ chứa nước IaM’la ñược xây dựng có nhiệm vụ chủ yếu là cung cấp

nước tưới cho 5150 ha, cấp nước sinh hoạt cho khoảng 36000 dân, ngoài ra còn

phục vụ việc lợi dụng tổng hợp công trình như: cải tạo môi trường sinh thái

trong vùng, kết hợp giao thông thuỷ hay nuôi trồng thuỷ sản

Theo quy hoạch tổng thể kinh tế - xã hội huyện KrôngPa tỉnh Gia Lai với

mục tiêu nông nghiệp ñược xác dịnh là mặt trận hàng ñầu trong việc ñẩy mạnh

phát triển kinh tế của huyện, trong ñó thuỷ lợi là yếu tố cơ bản nhất Công trình

sau khi xây dựng ñi vào vận hành sử dụng sẽ giúp huyện KrôngPa thực hiện

ñược những mục tiêu về phát triển kinh tế - xã hội ñã ñặt ra

1.1 Vị trí và nhiệm vụ công trình

1.1.1 Vị trí ñịa lý

Vùng dự án thuộc vùng lưu vực sông Mla, từ xã Mla ñến xã Phú Cần (nơi

sông Mla nhập vào sông Ba), cách thành phố Plâyku 120km về phía Đông -

Nam, cách thị xã Tuy Hoà 65km về phía Tây - Nam

Toạ ñộ ñịa lý của vùng dự án nằm trong khoảng:

13°08’ ñến 13°18’ vĩ ñộ Bắc

108°35’ ñến 108°52’ kinh ñộ Đông

1.1.2 Thành phần công trình

Hệ thống công trình ñầu mối bao gồm các hạng mục công trình sau:

• Đập ñất ngăn sông tạo thành hồ chứa

• Công trình tràn xả lũ xuống hạ lưu

• Cống ngầm lấy nước vào hệ thống tưới

1.1.3 Nhiệm vụ công trình

Công trình ñầu mối IaM 'la với nhiệm vụ chính là cung cấp nước tưới cho

5150 ha, cấp nước sinh hoạt cho khoảng 36000 dân, ngoài ra còn phục vụ việc

lợi dụng tổng hợp công trình: nuôi trồng thuỷ sản, kết hợp giao thông thuỷ, cải

tạo môi trường

1.2 Các ñiều kiện tự nhiên

1.2.1 Đặc trưng ñịa hình của công trình ñầu mối

Công trình ñầu mối IaM 'la ñược xây dựng trên lưu vực sông IaM'la ở thượng

nguồn núi cao từ 800m ñến 1000m có ñộ dốc trung bình, với chiều dài suối từ 7

÷ 8 km Vùng lòng hồ sông ở cao ñộ 210m ÷ 183m ở vùng tuyến ñập, ñộ dốc

trung bình Lòng hồ có dạng thung lũng hẹp bằng phẳng xen giữa các dãy núi

cao Tính từ ñập ñất theo sông M’la lòng hồ dài 2800m, rộng trung bình 1000m

Địa hình khu vực hồ chứa gồm 2 dạng : Dạng ñịa hình bào mòn và dạng ñịa

hình tích tụ

Vùng tuyến công trình ñầu mối nghiên cứu tại ñoạn sông hẹp, về phía hạ lưu

khoảng 400 m sông uốn cong và có ghềnh ñá, hai bờ là núi cao, tương ñối dốc,

cây cối thưa thớt Do ñịa hình sườn núi tương ñối dốc nên ñập ñất ngắn nhưng

khối lượng ñất ñá ñào của tràn lớn, việc bố trí ñường quản lí khó khăn

• Tuyến ñập:

Từ ñiều kiện ñịa hình chọn vị trí xây dựng tuyến ñập là chỗ có núi thu hẹp,

lòng sông M’la tương ñối thẳng và ít thay ñổi, chiều rộng khoảng 43m, cao ñộ

ñáy sông khoảng 183,5m

• Tuyến cống:

Bên bờ phải thềm sông có ñịa hình tương ñối phẳng, ñặt cống lấy nước và bố

trí mặt bằng thi công cống

• Tuyến tràn xả lũ:

Bên bờ trái sau phần thềm sông tương ñối phẳng là sườn núi tương ñối dốc,

có cao ñộ từ 200m ÷ 240m, ñặt tràn xả lũ tại cao ñộ 202,9m

Cách tuyến ñập khoảng 500m về phía hạ lưu là các khu ñồi thấp và sườn ñồi

tương ñối bằng phẳng, lại nằm bên ñường thi công trục chính nên thuận lợi cho

việc bố trí mặt bằng thi công

• Địa hình khu tưới:

Khu tưới cách tuyến ñập khoảng 2 km, dọc hai bên sông M’la, có rất nhiều

suối chảy vào sông theo hướng vuông góc, phân cắt khu tưới thành nhiều khu

nhỏ, cộng với những dãy ñồi trọc bao bọc, nên ñịa hình khu tưới rất phức tạp

Mặt ñất dốc về phía sông, thường 3° ÷ 15°, càng lên cao càng dốc, cao ñộ từ

Hồ chứa nước IaM 'la ñược bao bọc xung quanh bởi các dải núi cao > 300m,

dày 3 ÷ 5 km Khu vực lòng hồ phân bố chủ yếu là ñá Granit, phần trên bao phủ

bởi các trầm tích hiện ñại và tầng phủ pha tàn tích với chiều dày trung bình từ 2

÷ 3m Đá gốc thuộc loại ít nứt nẻ Do ñó hồ có khả năng giữ nước ñến cao trình

206,9m

Phần thượng lưu của lòng hồ có các sườn ñồi với tầng phủ mỏng có chỗ lộ ñá

nên ít có khả năng xảy ra hiện tượng sạt lở và tái tạo bờ hồ

Riêng khu vực thung lũng hẹp trong lòng hồ, các sườn ñồi có ñộ dốc vừa,

phía bờ phải tầng phủ dày (5 ÷ 8m) chủ yếu là á cát ÷ á sét nhẹ chứa dăm sạn Vì

vậy, khi dâng nước trong lòng hồ mái dốc bị bão hoà nước, cùng với các tác

ñộng của sóng và gió có thể xảy ra hiện tượng tái tạo lại bờ hồ

• Tại khu vực ñầu mối vùng tuyến ñập ñịa tầng và tính chất ñịa chất công trình

các l ớp ñất từ trên xuống dưới như sau:

− Lớp 1: Cát hạt thô chứa nhiều cuội sỏi ñến hỗn hợp cát cuội sỏi màu xám,

xám vàng, xám trắng, bão hoà nước, kết cấu chặt Nguồn gốc bồi tích, phân bố

chủ yếu ở lòng sông IaM 'la với chiều dày từ 3 ÷ 4m Đây là lớp thấm rất mạnh

với hệ số thấm K = 5,30x10-2 ÷ 7,90x10-2 cm/s

− Lớp 4: Đất á cát chứa nhiều dăm sạn ñến hỗn hợp dăm sạn á cát màu xám

vàng, nâu ñỏ Dăm sạn thành phần chủ yếu là thạch anh, Granit phong hoá, kích

thước từ 4 ÷ 10mm; hàm lượng từ 30 ÷ 40% Đất ẩm, kết cấu chặt Nguồn gốc

pha tàn tích Trong tầng ñôi chỗ chứa các tảng lăn Granit kích thước 0,5 ÷ 1m,

cứng chắc Phân bố chủ yếu ở 2 vai ñập với chiều dày thay ñổi từ 0,5 ÷ 3m Đây

là lớp thấm vừa ñến mạnh, với hệ số thấm K = 1,00x10-2 ÷ 4,00x10-2 cm/s

• Đá gốc: Gồm 2 loại chính:

− Đá Granít màu xám trắng; phớt hồng; khi phong hoá mạnh ñá có màu nâu ñỏ;

phong hoá vừa có màu xám vàng Đá có cấu tạo khối; kiến trúc nửa tự hình

Thành phần khoáng vật chủ yếu là Plagioclaz; thạch anh; felspat Kali; biotit;

ngoài ra còn có một số thành phần khoáng vật phụ và quặng như Canxit, Apatit,

Zircon Đá có tuổi Trias giữa ñến muộn thuộc hệ tầng Vân Canh, pha 2

− Đá mạch Lamprophyr màu xám sẫm, xám ñen, khi phong hoá mạnh có màu

xám nâu, phong hoá vừa có màu xám xanh Đá có cấu tạo khối, kiến trúc nổi

ban Thành phần khoáng vật chủ yếu là Plagiclaz; Clorit thứ sinh, Pyroxen,

Sunphur, ngoài ra còn có một số khoáng chất phụ và quặng như khoáng vật

màu, thuỷ tinh Đá có tuổi Trias giữa ñến muộn thuộc hệ tầng Vân Canh, pha 2

• Khi ñá gốc bị phong hoá biến ñổi mạnh mẽ, ñá phong hoá không ñều từ trên

xu ống dưới từ ñá phong hoá hoàn toàn ñến ñá phong hoá nhẹ tươi:

− Đá phong hoá hoàn toàn gồm ñất á sét chứa dăm sạn màu xám vàng, xám

xanh trong ñất ñôi chỗ lẫn các mảnh ñá chưa phong hoá hết Hàm lượng ñất

chiếm 70 ÷ 80%, các mảnh ñá chiếm 30 ÷ 20%; trạng thái thiên nhiên cứng, kết

cấu chặt Trong nõn khoan ñôi chỗ còn giữ nguyên hình dạng của ñá gốc chưa

phong hoá hết Chiều dày của ñới phong hoá thay ñổi từ 2 ÷ > 20 m Đây là lớp

thấm yếu ñến vừa với hệ số thấm K = 4,66x10-4 ÷ 1,4x10-5 cm/s

− Đá phong hoá mạnh bị biến ñổi màu sắc, nõn khoai bị vỡ thành các thỏi nhỏ

và ñất á sét chứa dăm sạn Đá mềm bở búa ñập nhẹ dễ vỡ, chiều dày của ñới

phong hoá này thay ñổi từ 2 ÷ > 5m Đây là lớp thấm yếu với hệ số thấm K =

3,3x10-5 ÷ 4,4x10-5 cm/s

− Đá phong hoá vừa, nứt nẻ mạnh; ñá bị biến ñổi màu sắc; tương ñối cứng; búa

ñập mạnh mới vỡ Chiều dày của ñới phong hoá này thay ñổi từ 2 ñến >10m

Đây là lớp thấm yếu ñến vừa với hệ số thấm K = 1,14x10-3 ÷ 6,8x10-4 cm/s và

lượng mất nước ñơn vị q = 0,06 ÷ 0,227 (l/ph.m.m)

− Đá phong hoá nhẹ ñến tươi; ít nứt nẻ; khe nứt kín, nõn khoan nguyên thỏi; rất

cứng; búa ñập rất mạnh mới vỡ Chiều dày của ñới phong hoá này chưa xác

ñịnh Đây là lớp thấm yếu, có chỗ thấm vừa với lượng mất nước ñơn vị q = 0,09

÷ 0,125 (l/ph.m.m)

• Địa chất tuyến ñập:

Vùng tuyến ñập có phương vuông góc với sông M 'la, hai bên sườn dốc vừa

(α = 10 ÷ 15°) Địa tầng gồm các lớp: lớp 1, lớp 4, ñá gốc granít, lamprophyr

với ñầy ñủ các ñới ñá phong hoá hoàn toàn ñến nhẹ, tươi

− Bên dưới lớp 1 và lớp 4 là lớp ñá phong hoá hoàn toàn thành ñất với chiều

dày từ 2 ÷ > 20m, ñây là các lớp có ñộ bền kháng cắt trung bình (ϕ1=14°, C =

0,16KG/cm2), tính lún khá mạnh; tính thấm yếu ñến vừa (K = 1x10-4 cm/s)

Nền ñập ở khối thượng lưu và ñáy móng chân khay chống thấm ñặt trên ñới

ñá gốc phong hoá hoàn toàn Khối hạ lưu ñặt trực tiếp trên lớp 1 và lớp 4

• Địa chất tuyến cống:

Tuyến cống ñặt ở bờ phải tuyến ñập, móng cống ñặt trên lớp ñá phong hoá

vừa, ñây là các lớp ñá có ñộ ổn ñịnh và ñộ bền cao, ñảm bảo an toàn lâu dài Tuy

nhiên, trong giai ñoạn BVTC cần khoan thăm dò thêm tại phần ñầu và phần cuối

cống ñể xác ñịnh chính xác bề mặt ñá gốc

• Địa chất công trình tuyến tràn xả lũ:

Tuyến tràn ñặt ở bờ trái tuyến ñập Địa tầng của các lớp ñất ñá tại tuyến

tràn là lớp 4 và ñá gốc Granit với ñầy ñủ các ñới ñá phong hoá hoàn toàn ñến

nhẹ và tươi Móng ñặt trên nền ñá Granit phong hoá vừa và trong ñá Granit

phong hoá nhẹ ñến tươi, ñây là các lớp ñá có ñộ ổn ñịnh và ñộ bền cao, ñảm bảo

an toàn và ổn ñịnh lâu dài

1.2.3 Đặc ñiểm ñịa chất thuỷ văn:

Trong khu vực nghiên cứu có 2 loại nguồn nước chính là nước mặt và nước

ngầm

• Nước mặt:

Tồn tại ở sông M’la và các khe suối nhỏ Về mùa mưa nước thường ñục do

có lượng phù sa lớn, về mùa khô nước vàng nhạt, ñục, không mùi vị, ít cặn lắng

Nước mặt có quan hệ thuỷ lực với nước ngầm trong tầng phủ tàn tích ở khu vực

nghiên cứu.Về mùa mưa , nước mặt là nguồn cung cấp nước chủ yếu cho nước

ngầm; về mùa khô thì ngược lại, nước ngầm cung cấp cho nước mặt Mực nước

và thành phần hoá học của nước mặt thay ñổi theo mùa

• Nước ngầm:

Bao gồm:

− Nước ngầm trong các bồi tích và trong tầng phủ pha tàn tích và phong hoá

hoàn toàn của ñá gốc, phân bố ở ñộ sâu 5 ÷ 6m kể từ mặt ñất, nước vàng nhạt,

ñục, ít cặn lắng Nguồn cung cấp chủ yếu là nước mưa, về mùa khô thường cạn

kiệt và thường xuất lộ ranh giới giữa tầng phủ và ñá gốc

− Nước ngầm trong khe nứt của ñá gốc: Là loại nước ngầm chủ yếu trong khu

vực nghiên cứu, mực nước ngầm xuất hiện ở ñộ sâu từ 6 ÷ 10m, nước vàng nhạt,

ñục, ít cặn lắng Nguồn cung cấp chủ yếu là nước mưa và nước mặt vào mùa

mưa; về mùa khô là nguồn cấp nước chủ yếu cho nước sông Nhìn chung, nước

chỉ tập trung ở trong các khe nứt nên nguồn nước nghèo nàn Mực nước và

thành phần hoá học của nước ngầm thay ñổi theo mùa

Nước ngầm và nước mặt trong khu vực nghiên cứu có tính ăn mòn khử kiềm

1.2.4.V ật liệu xây dựng

a Đất

V ị trí - trữ lượng:

Tiến hành khảo sát 3 mỏ vật liệu ñất xây dựng cho khu vực ñầu mối (kí hiệu

VL4, VL5, VL6) Mỏ VL6 nằm trong khu vực lòng hồ, mỏ VL4 và VL5 phân

bố ở hạ lưu tuyến ñập và ñều là khu vực có dân cư, ñặc biệt là mỏ VL5 nằm

trong khu vực khá ñông dân cư

Các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu:

• Mỏ VL 4:

− Lớp 2: Đất á sét nặng ñến trung màu xám nâu nhạt, ñất ẩm vừa, trạng thái

nửa cứng, kết cấu chặt vừa.Nguồn gốc bồi tích, có thể khai thác làm vật liệu ñất

xây dựng với chiều dày 0,5 ÷ 1,5m

− Lớp 4: Đất á cát chứa nhiều dăm sạn ñến hỗn hợp dăm sạn á cát màu xám

vàng, nâu ñỏ Đất ẩm, kết cấu chặt Nguồn gốc pha tàn tích Không khai thác

− Lớp 5: Đất á sét nặng có chỗ là á sét trung màu xám nâu ñất ẩm, nửa cứng

ñến cứng , kết cấu chặt vừa Nguồn gốc tàn tích Có thể khai thác làm vật liệu

ñất xây dựng với chiều dày 1 ÷ 2m

• Mỏ VL 5:

− Lớp 2: Đất á sét nặng ñến trung màu xám nâu nhạt, ñất ẩm vừa, trạng thái

nửa cứng, kết cấu chặt vừa Nguồn gốc bồi tích, có thể khai thác làm vật liệu ñất

xây dựng với chiều dày 0.5 ÷ 1m

− Lớp 5: Đất á sét nặng có chỗ là á sét trung màu xám nâu ñất ẩm, nửa cứng

ñến cứng, kết cấu chặt vừa Nguồn gốc tàn tích Có thể khai thác làm vật liệu ñất

xây dựng với chiều dày 0,4 ÷ 1,5m

− Đá granit phong hoá hoàn toàn gồm ñất á sét chứa dăm sạn màu xám vàng,

xám xanh, ñôi chỗ lẫn các mảnh ñá chưa phong hoá hết; trạng thái thiên nhiên

của ñất cứng, kết cấu chặt Có thể khai thác làm vật liệu ñất xây dựng

• Mỏ VL 6:

− Lớp 5: Đất á sét nặng có chỗ là á set trung màu xám nâu ñất ẩm, nửa cứng

ñến cứng, kết cấu chặt vừa Nguồn gốc tàn tích Có thể khai thác làm vật liệu ñất

xây dựng với chiều dày 0,4 ÷ 1,5m

− Đá Granit phong hoá hoàn toàn gồm ñất á sét chứa dăm sạn màu xám vàng,

xám xanh, ñôi chỗ lẫn các mảnh ñá chưa phong hoá hết; trạng thái thiên nhiên

của ñất cứng, kết cấu chặt Có thể khai thác làm vật liệu ñất xây dựng

Vật liệu xây dựng có tính trương nở, co ngót và tan rã cơ học Đây là ñặc tính

bấtlợi của vật liệu ñất ñắp ñập Trong khu vực gần ñập không có nguồn thay thế

vì vậy cần tiến hành các biện pháp ñể hạn chế ñược các tác hại của các tính chất

ñặc biệt của ñất vật liệu như: Tránh cho khối ñất tiếp xúc trực tiếp với nước và

phải có khối gia tải bảo ñảm chống ñược áp lực trương nở của ñất

Do lớp 5 của mỏ VL 4 có tính co ngót mạnh, tính trương nở rất mạnh

(41,2%), áp lực trương nở lên tới 0,86 KG/cm2, nên không dùng lớp 5 của mỏ

VL 4 ñể ñắp ñập

Sử dụng lớp 5 của mỏ VL 6 và lớp 2 của mỏ VL 5 làm lõi chống thấm Khai

thác lớp 6 của mỏ VL5 làm khối thượng lưu, lớp 5 của mỏ VL5 làm khối hạ

lưu

Tại khối thượng lưu do lớp 6 của mỏ VL 5 có tính tan rã mạnh và tính trương

nở tương ñối mạnh nên cần ñắp lớp bảo vệ phía trước (ngay sau lớp ñá xây ở

thượng lưu) Lớp bảo vệ này có thể khai thác lớp 4, lớp ñá phong hoá mạnh ñến

vừa khi ñào móng, ñập, tràn, cống

Do vật liệu ñắp khối thượng lưu và hạ lưu ñập ñều khai thác từ lớp 5 và 6 của

mỏ VL 5, nên cần khai thác lớp 2 của mỏ VL 5 trước ñể ñắp lõi ñập, sau ñó có

thể khai thác lớp 2 từ mỏ VL 4 hoặc VL 6

Mỏ VL 5 hiện nay là khu vực tập trung dân cư của xã IaM'la nên cần khoanh

vùng khai thác hợp lý ñể giảm thiểu ñền bù

b Vật liệu cát cuội sỏi

Vị trí và trữ lượng:

Mỏ cát sỏi VLC 1 và VLC 2 nằm trên sông M’la cách tuyến ñập khoảng 2 ÷

4,5km Đây là mỏ cát sỏi ñã ñược nhân dân khai thác sử dụng cho việc xây dựng

nhà cửa và các công trình xây dựng phúc lợi

Các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu:

• Mỏ vật liệu cát sỏi VLC 1:

− Lớp 1: Cát cuội sỏi màu xám trắng, xám vàng, bão hoà nước; kết cấu chặt

vừa, cát thạch anh hạt vừa ñến thô chiếm hàm lượng 75 ÷ 100%; cuội sỏi tròn

cạnh kích thước từ 5 ÷ 100 mm; chiếm hàm lượng 25 ÷ 0% Nguồn gốc bồi tích

Khai thác làm vật liệu cát sỏi chiều dày trung bình từ 1 ÷ 2m

• Mỏ vật liệu cát sỏi VLC 2:

− Lớp 1: Cát cuội sỏi màu xám trắng, xám vàng, bão hoà nước; kết cấu chặt

vừa, cát thạch anh hạt vừa ñến thô chiếm hàm lượng 70 ÷ 95%; cuội sỏi tròn

cạnh kích thước từ 5 ÷ 100 mm; chiếm hàm lượng 30 ÷ 5% Nguồn gốc bồi tích

Khai thác làm vật liệu cát sỏi chiều dày trung bình từ 1,3 ÷ 2,5m

c Đánh giá về khả năng khai thác:

Lớp2 MVL4

Lớp 5 MVL4

Lớp 2 MVL5

Lớp 5 MVL5

Lớp 6 MVL5

Lớp 5 MVL6

− Nhiệt ñộ không khí trung bình của năm là: 25,6°

− Nhiệt ñộ cao nhất là: 40,7° (vào tháng IV)

− Nhiệt ñộ thấp nhất là: 8,5° (vào tháng I)

• Độ ẩm không khí:

− Độ ẩm tương ñối trung bình là: 77%

− Độ ẩm thấp nhất là: 15%

• Tốc ñộ gió lớn nhất theo tần suất và theo hướng:

Cho theo bảng sau:

Lượng tổn thất bốc hơi trung bình nhiều năm hồ IaM'la ñược tính theo

phương trình cân bằng nước:

∆Z= ZMN – ZLV = ZMN - (Xo -Yo )

Trong ñó: ∆Z: Lượng nước tổn thất bốc hơi trung bình nhiều năm

ZMN: Lượng bốc hơi mặt nước trung bình nhiều năm

ZLV: Lượng bốc hơi lưu vực trung bình nhiều năm

Xo: Lượng mưa lưu vực trung bình nhiều năm (Xo = 1230mm)

Yo: Lớp dòng chảy trung bình nhiều năm (Yo = 568mm)

Lượng tổn thất bốc hơi:

∆Z = 961 - (1230 - 568) = 299mm

Lượng tổn thất bốc hơi ñược phân phối theo tháng:

B ảng 1-5: Phân phối tổn thất bốc hơi theo tháng

Từ tài liệu mưa của trạm CheoReo và Krông pa thấy rằng lượng mưa giữa

các trạm tương ñối ñều Mùa mưa bắt ñầu từ tháng V, tháng VI sau ñó lượng

mưa lại giảm ở tháng thứ VII ñến cuối tháng VIII lượng mưa tăng dần lên và

kết thúc vào tháng XI

Lượng mưa trong mùa chiếm khoảng 85% lượng mưa cả năm Mưa lớn

thường tập trung vào các tháng IX, tháng X Mùa khô từ tháng I ñến tháng IV,

lượng mưa chiếm 15% lượng mưa cả năm

Lượng mưa bình quân nhiều năm: Lượng mưa bình quân nhiều năm lưu vực

hồ IaM 'la ñược tính từ giá trị bình quân số học lượng mưa bình quân cùng thơì

kì của trạm Cheoreo và Krôngpa:

− Lượng mưa bình quân lưu vực: Xlưu vực = 1230,0mm

− Lượng mưa tưới P = 75%: X75% =1029,5mm

b Thuỷ văn:

• Dòng chảy chuẩn:

− Diện tích lưu vực: 110 km2

− Mô ñum dòng chảy chuẩn: Mo = 18 (l/s.km2 )

− Lưu lượng bình quân nhiều năm: Qo = 1,98 (m3/s)

− Hệ số thiên lệch Cs = 1,02

− Hệ số phân tán Cv = 0,51

• Dòng chảy năm thiết kế:

Dòng chảy năm thiết kế ứng với mức ñảm bảo P = 75% ñược phân phối cho

từng tháng theo tỉ lệ phân phối của mô hình ñiển hình năm 1988 trạm Krông

Hnăng

B ảng 1-6:Phân phối dòng chảy năm thiết kế

Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

Q 75% 0.724 0.578 0.477 0.444 0.453 0.628 0.604 0.821 1.28 3.63 3.87 1.48 1.25

Lượng lũ thiết kế ứng với các tần suất ñược cho theo bảng sau:

L ượng lũ thiết kế ứng với các tần suất

Q maxp (m 3 /s) 1100 924 719 605

Lưu lượng lớn nhất các tháng mùa kiệt ñược cho bởi bảng sau:

B ảng 1-8:Lưu lượng lớn nhất các tháng mùa kiệt

Q bqmax10% 10 ngày ñầu (m 3 /s) 33.4 4.35

Q bqmax10% 10 ngày giữa

Hàng năm vùng lưu vực sông IaM 'la vào tháng IV ñến tháng VI thường xuất

hiện các trận lũ tiểu mãn Dùng tài liệu thực ño của trạm Krông Hnăng tính ñược

các ñặc trưng lũ tiểu mãn ứng với tần suất thiết kế cho hồ IaM 'la

B ảng 1-9:Đỉnh lượng lũ tiểu mãn ứng với tần suất thiết kế hồ IaM 'la

W p (10 6 m 3 /s) 2.021 1.588

• Dòng chảy rắn:

Trong lưu vực không có tài liệu ño ñộ ñục phù sa, dùng tài liệu ñộ ñục phù sa

lơ lửng của trạm Củng Sơn có ρo = 248 g/m3 ñể tính cho lưu vực IaM'la Với:

− Lưu lượng bình quân nhiều năm: Qo = 1,98m3/s

− Trọng lượng riêng của bùn cát lơ lửng: γ1 = 0,8 tấn/m3.

− Trọng lượng riêng của bùn cát di ñẩy: γ2 = 1,5 tấn/m3.

− Trọng lượng riêng của bùn cát lơ lửng: γ3 = 1,2 tấn/m3.

− Lượng phù sa lơ lửng trong năm chuyển ñến công trình (W1)

− Lượng phù sa di ñẩy lấy bằng 20%lượng phù sa lơ lửng (W2)

− Lượng bùn cát sạt lở bờ hồ lấy bằng 30% lượng phù sa di ñẩy và lơ lửng

1.3 Điều kiện dân sinh kinh tế và nhu cầu dùng nước

1.3.1 Điều kiện dân sinh kinh tế:

Huyện Krôngpa có 13 xã và 1 thị trấn, chủ yếu là sản xuất nông nghiệp dân

tộc Gia Lai chiếm 67,5% Dân cư tập trung phần lớn ở vùng nông thôn, tỉ lệ ñói

nghèo là 25%

Ngành công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp của huyện không phát triển và

lạc hậu Năng suất cây trồng không ổn ñịnh do sản xuất không có công trình

tưới, phụ thuộc hoàn toàn vào mưa Nhân dân các xã vùng dự án ñã ñịnh canh

ñịnh cư Đời sống khó khăn, sản xuất chậm phát triển, trình ñộ văn hoá và dân

trí thấp Phong tục tập quán lạc hậu

1.3.2 Phương hướng phát triển kinh tế:

− Tốc ñộ tăng trưởng kinh tế hàng năm theo các giai ñoạn sẽ là: 16 ÷

18%(2000 ÷ 2005) và 18 ÷ 20% (2006 ÷ 2010)

− GDP bình quân ñầu người khoảng 200USD (2000 ÷ 2005) và khoảng 300

USD (2006 ÷ 2010)

− Nông nghiệp ñược xác ñịnh là mặt trận hàng ñầu trong việc ñẩy mạnh phát

triển kinh tế huyện Krôngpa, trong ñó thuỷ lợi là yếu tố cơ bản nhất Thúc ñẩy

phát triển xã hội trên cơ sở quan tâm ñúng mức về cơ sở hạ tầng, nhất là cho các

vùng lõm, vùng sâu, vùng xa, vùng ñặc biệt khó khăn Trước mắt ưu tiên cho

ñường giao thông thuỷ lợi, trường học, từng bước chuyển ñổi cơ cấu kinh tế theo

hướng công nghiệp hoá - hiện ñại hoá, sản xuất hàng hoá trên cơ sở ñẩy mạnh

chế biến nông sản, nhất là chế biến ñiều, thuốc lá,vừng là những cây trồng có

tính chiến lược lâu dài của huyện

1.3.3 Hiện trạng của công trình thuỷ lợi:

Trong khu hưởng lợi không có công trình tưới Vụ ñông xuân trồng cây công

nghiệp ngắn ngày và mầu dọc sông Mla, ven sông Ba ñược tưới bằng bơm xách

tay và người gánh, lấy nước từ sông Ba, sông Mla; diện tích còn lại bỏ hoang

Do ñó, năng suất cây trồng vùng dự án không ổn ñịnh, ñời sống nhân dân vô

cùng khó khăn Vì vậy, việc ñầu tư xây dựng hệ thống thuỷ lợi Hồ chứa IaM'la

là rất cần thiết ñể tạo ñiều kiện phát triển kinh tế dân sinh của huyện, thực hiện

ñường lối hiện ñại hoá, công nghiệp hoá nông nghiệp và phát triển nông thôn,

thực hiện xoá ñói giảm nghèo và chính sách dân tộc, ñồng thời thực hiện

phương hướng phát triển nông nghiệp, nông thôn của huyện Krôngpa giai ñoạn

2000 ÷ 2010 Cụ thể:

− Là công trình mang lại lợi ích cho vùng rộng, gồm 5 xã và thị trấn Phú Túc

− Trong khu tưới ruộng ñất ñã có, ñang sản xuất nhưng không có công trình

tưới nên hầu hết chỉ gieo trồng vào vụ mùa, nhờ mưa Mùa màng bấp bênh, chỉ

những năm mưa thuận gió hoà thì thu hoạch khá, nhưng năng suất thấp

− Với diện tích canh tác khu tưới 5150 ha thích hợp trồng các cây ñạt hiệu quả

kinh tế cao như bông, thuốc lá Nhưng chưa có công trình tưới nên không phát

huy ñược tiềm năng của ñất ñai

− Nguồn sống chính của nhân dân là sản xuất nông nghiệp, nhưng sản xuất

không ổn ñịnh, năng suất thấp vì không có nguồn nước tưới, nên ñời sống còn

nhiều khó khăn

− Nguồn nước sinh hoạt là nước mặt, mùa khô sông suối nước cạn kiệt, nhân

dân phải ñi xa hàng cây số ñể lấy nước sinh hoạt

1.3.4 Nhu cầu dùng nước:

Hồ chứa IaM 'la với nhiệm vụ chính là cung cấp nước tưới cho 5150 ha, cấp

nước cho 36000 dân, ngoài ra còn phục vụ mục ñích lợi dụng tổng hợp và cải

tạo môi trường sống

Theo TCXDVN 285-2002, cấp công trình ñược xác ñịnh từ 2 ñiều kiện:

• Theo chiều cao công trình và loại nền:

Sơ bộ ñịnh chiều cao ñập chính là 30m, ñất nền thuộc nhóm B, tra bảng P1-1

phụ lục 1, ta ñược cấp công trình là cấp III

• Theo nhiệm vụ tưới:

Công trình có nhiệm vụ tưới cho 5150 ha, theo bảng P1-2 xác ñịnh ñược cấp

công trình là cấp III

T ừ 2 ñiều kiện trên ta chọn cấp công trình là cấp III

1.4.2 Các chỉ tiêu thiết kế:

Theo TCXDVN 285 - 2002, ứng với công trình cấp III ta có các chỉ tiêu sau:

Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất thiết kế và kiểm tra: Tra bảng 4.2 ta

ñược: PTK = 1%; PKT = 0,2%

− Mức ñảm bảo tưới: P = 75% Tra bảng 8-1/304 GTTV

− Tuổi thọ của hồ chứa: T = 75 năm (bảng 7.1)

− Tần suất thiết kế các công trình phụ và dẫn dòng thi công: P = 10% (bảng

4.7)

− Tần suất gió lớn nhất thiết kế: P = 4%

− Hệ số tổ hợp tải trọng: nc = 1 ñối với tổ hợp tải trọng cơ bản

nc = 0,9 ñối với tổ hợp tải trọng ñặc biệt

− Hệ số tin cậy: kn = 1,15

− Hệ số ñiều kiện làm việc: m = 1

2.1 Lựa chọn vùng tuyến xây dựng công trình

2.1.1 Đề xuất phương án:

Dựa vào ñiều kiện ñịa hình ñịa mạo và nhu cầu cấp nước tưới, vùng tuyến

công trình ñầu mối ñược chọn là ñoạn sông hẹp ñể giảm khối lượng ñào ñắp

ñập, ñịa chất tốt, ñảm bảo thuận tiện cho việc tưới cho vùng hạ du ñồng thời

giảm ñược khối lượng ñền bù, giải phóng mặt bằng lòng hồ Xét trên toàn chiều

dài sông Mla ñến khu tưới, chỉ có một vùng tuyến thoả mãn yêu cầu này

Trong vùng tuyến nghiên cứu, ta có thể bố trí các phương án tuyến như sau:

• Tuyến 1:

Có vị trí tại ñầu thác nước bao gồm một ñập ñất ngăn sông, một tràn xả lũ ñặt

tại vai trái ñập ñất và một cống lấy nước dưới ñập tại vai phải

Theo tình hình ñịa chất khu vực này, từ tuyến 1 về phía hạ lưu, càng về sau

thì lớp ñất càng dày, nếu chọn tuyến ở ñây thì khối lượng xử lý nền lớn nên kinh

phí lớn Do ñó ta chọn tuyến 2 lùi về phía thượng lưu vì theo tình hình ñịa chất

khu vực này có lớp ñất mỏng hơn nên thuận lợi cho việc xử lý nền ñập

• Tuyến 2:

Có vị trí như trên hình vẽ, gồm một ñập ñất ngăn sông, một tràn xả lũ ñặt tại

vai trái ñập ñất và một cống lấy nước dưới ñập tại vai phải, kênh chính sau cống

là kênh bêtông

Qua so sánh 2 phương án bố trí tuyến trên ta thấy phương án tuyến 1 có vị trí

gần khu tưới hơn nhưng phải xử lý nền tốn kém Phương án tuyến 2 xa khu tưới

hơn, có chiều dài ñập lớn hơn nhưng nó có ñịa hình thuận lợi hơn trong việc bố

trí tràn xả lũ, dòng chảy vào tràn thuận hơn phương án 1 nhưng dốc nước sau

tràn xả lũ sẽ dài hơn Theo sự phân công của thầy giáo, em chọn tuyến 1 là

tuyến xây dựng công trình

2.2 Tính toán mực nước chết của hồ

MNC là mực nước thấp nhất trong hồ mà vẫn ñảm bảo công trình làm việc

bình thường

Xác ñịnh MNC và dung tích chết nhằm mục ñích tính toán ñiều tiết kho nước

sao cho ứng với MNC và dung tích chết thì hồ chứa vẫn làm việc bình thường

Tính toán MNC:

Theo các yêu cầu sau:

• Theo yêu cầu chứa bùn cát:

Thể tích bùn cát ñược xác ñịnh theo công thức:

W

γ

Trong ñó:

Wll: Lượng bùn cát lơ lửng trong năm chuyển ñến công trình

γll: Trọng lượng riêng của bùn cát lơ lửng ( γll = 0,8 T/m3)

Wll = R0.T

R0: Lượng bùn cát trung bình nhiều năm

T : Thời gian 1 năm ( T = 365 x 24 x 3600 s)

ρ0: Độ ñục phù sa bình quân nhiều năm (ρ0 = 248 g/m3)

Q0: Lưu lượng bình quân nhiều năm(Q0 = 1,98 m3/s)

Thay số ta có:

Wll = 248.1,98.10-3.365.24.3600 = 15,49.106 (kg)

Vll = 3 3

10 8 , 0

3600 24 365 10 98 , 1

10 098 ,

3 2,065.103 (m3)

− Xác ñịnh Vsl:

Vsl =

sl sl

10 5764 ,

5 4,647.103 (m3)

→ V ậy: V bc = (19,357 + 2,065 + 4,647).10 3 = 26,069.10 3 (m 3 )

Sau thời gian T = 75 năm, thể tích bùn cát lắng ñọng:

Tra quan hệ Z ~ V ta ñược: Zbc = 193,1(m)

→ MNC thoả mãn ñiều kiện: MNC≥ ∇bc+ a + H + δ

∇ : Cao trình bùn cát bc

a: khoảng cách an toàn ñảm bảo bùn cát không trôi vào cống lấy nước

H: chiều cao cống

:

δ khoảng cách từ MNC ñến cao trình ñỉnh cống ñảm bảo không cho

không khí vào cống lấy nước

Theo quy phạm thiết kế cống dưới sâu ta có MNC : δ 0,5.H ≥

Vậy ta có : MNC≥ 193,1+0,2+2+0,5.2=196,3(m) → MNC=196,8(m)

• Theo yêu cầu tưới tự chảy:

MNC phải ñảm bảo lớn hơn cao trình khống chế tưới tự chảy:

MNC≥ ∇yc + ∆Z

Trong ñó:

∇yc: Cao trình tưới yêu cầu ñược xác ñịnh theo cao trình khu tưới cao nhất, theo

tài liệu ñã cho ta có: ∇yc = 194,8 (m)

∆Z: Tổng tổn thất cột nước qua cống, sơ bộ lấy = 1 (m)

• Dung tích hồ: Là phần dung tích ứng với MNDBT (hay còn gọi là dung tích

hiệu dụng) Phần dung tích này làm nhiệm vụ ñiều tiết cấp nước hoặc tạo ñầu

nước cho nhà máy thuỷ ñiện

Ngoài ra, nó còn phải thoả mãn các ràng buộc kỹ thuật như: Dung tích hồ

không thể vượt quá giới hạn cho phép vì có yêu cầu ngập lụt thượng lưu hoặc

ñiều kiện ñịa chất và ñiều kiện kỹ thuật khác không cho phép ñập cao…

Mức ñộ ñiều tiết của kho nước do sự thay ñổi của dòng chảy hàng năm và

yêu cầu cung cấp nước quyết ñịnh:

− Khi yêu cầu cấp nước( kể cả tổn thất) ≤ lượng dòng chảy ñến( q≤ Q) thì tiến

hành ñiều tiết năm

− Ngược lại tiến hành ñiều tiết nhiều năm

Từ biểu ñồ nước dùng và nước ñến (p=75%) ta thấy tổng lượng nước ñến >tổng

lượng nước dùng Do ñó ta sử dụng phương thức ñiều tiết năm

Sử dụng phương trình cân bằng nước ñể cân bằng cho từng thời ñoạn, trên cơ

sở ñó xác ñịnh thời kì thừa nước và thời kì thiếu nước, qua ñó xác ñịnh ñược

dung tích hồ

Trình tự tính toán:

Tính toán ñiều tiết hồ theo hình thức ñiều tiết năm hoàn toàn với dòng chảy

của năm ít nước ñại biểu có tần suất thiết kế 75%

• Tính V h khi ch ưa kể ñến tổn thất:

Lập bảng tính toán:

− Cột 1: Tên tháng trong năm (Sắp xếp theo thứ tự tháng thừa nước trước,

tháng thiếu nước sau)

− Cột 2: Số ngày trong tháng tương ứng

− Cột 3: Lưu lượng dòng chảy ñến trong tháng

− Cột 4: Tổng lượng dòng chảy ñến trong tháng, ñược tính theo công thức: WQ

= Q.23t

− Cột 5: Tổng lượng nước dùng trong tháng, ñược tính theo công thức: Wq =

q.23t

− Cột 6: Lượng nước thừa, ñược tính theo công thức: V+ = (4) - (5)

− Cột 7: Lượng nước thừa, ñược tính theo công thức: V- = (5) - (4)

− Cột 8: Dung tích chứa nước của hồ chứa ñược tính bằng cách luỹ tích cột 6

nhưng không ñược vượt quá dung tích của hồ

− Cột 9: Dung tích xả nước ( dung tích thừa khi hồ chứa ñã tích ñủ nước)

− Trong một năm, ở khu vực này chỉ có một thời kì thừa nước và một thời kì

thiếu nước nên kho nước thiết kế là kho nước ñiều tiết một lần

− Từ bảng trên ta xác ñịnh ñược: Vh = V- = 19,1843.106 (m3)

• Tính Vh khi kể ñến tổn thất:

− Cột 1: Tên tháng trong năm (Sắp xếp theo thứ tự tháng thừa nước trước,

tháng thiếu nước sau)

− Cột 2: Dung tích kho nước ở cuối mỗi thời ñoạn tính toán Khi kho bắt ñầu

tích nước, trong thiết kế thường giả thiết trước ñó ñã tháo cạn ñến Hc

− Cột 3: Dung tích bình quân của hồ chứa ñược xác ñịnh theo công thức:

V i =(Vi+Vi+1)/2

− Cột 4: Diện tích mặt thoáng tương ứng với V i ( tra biểu ñồ quan hệ F~V)

− Cột 5: Phân phối chênh lệch bốc hơi theo thời ñoạn tháng

− Cột 6: Lượng tổn thất do bốc hơi, xác ñịnh theo công thức:

Wb=3Z.F

− Cột 7: Lượng tổn thất do thấm, xác ñịnh theo công thức:

Wth=k V i

k: tiêu chuẩn thấm trong kho nước, theo ñiều kiện ñất lòng hồ, k=1%

− Cột 8: Lượng tổn thất tổng cộng, xác ñịnh theo công thức:

Wtt= Wb+ Wth

− Cột 9: Tổng lượng dòng chảy ñến trong tháng

− Cột 10: Tổng lượng nước dùng trong tháng

− Cột 11: Lượng nước thừa, tính theo công thức:

V+=(9)-(10)

− Cột 12: Lượng nước thiếu, tính theo công thức:

V-=(10)-(9)

− Cột 13: Dung tích chứa nước của hồ chứa ñược tính bằng cách luỹ tích cột 11

nhưng không ñược vượt quá dung tích của hồ

− Cột 14: Dung tích xả nước ( dung tích thừa khi hồ chứa ñã tích ñủ nước)

− Do hồ chứa ñiều tiết một lần nên dung tích hiệu dụng của hồ chứa ñúng bằng

tổng lượng nước thiếu trong năm

Vh=V-=20,629.106(m3)

Vậy dung tích hồ: Vhồ=Vh+Vc=(20,629+5,514).106=26,143.106(m3)

Tra biểu ñồ quan hệ Z~V, ta ñược :

MNDBT=206,9(m)

3.1 Bố trí tổng thể công trình ñầu mối:

Tuyến công trình ñược chọn là tuyến I

3.1.1 Phương án ñập:

Căn cứ vào các ñiều kiện ñịa hình, ñịa chất và nguồn vật liệu xây dựng ñã nêu ở

trên, chọn loại ñập ngăn sông là ñập ñất Ta có thể thiết kế ñập ñất theo các phương án

sau:

• Phương án 1: Đập 3 khối, có ống khói thoát nước

• Phương án 2: Đập 1 khối, có lõi bê tông asphalt

Phương án 1 thiết kế ñập ñất nhiều khối dựa trên nguồn vật liệu dồi dào tại ñịa

phương, do ñặc ñiểm của ñất miền Trung là loại ñất có dung trọng lớn, ñặc biệt là tính

trương nở, co ngót, vì vậy việc bố trí hợp lí các loại ñất khác nhau vào thân ñập không

những tận dụng ñược nguồn vật liệu ñịa phưong mà còn tăng tính ổn ñịnh của thân

ñập Khi tiếp xúc trực tiếp với nước hay có ñộ ẩm thay ñổi, loại ñất này gây ra những

bất lợi cho ổn ñịnh của công trình Do ñó, kết hợp với việc bố trí ống khói thoát nước

nối tiếp với ñống ñá tiêu nước ở hạ lưu ñập sẽ giúp cho khối ñất hạ lưu ñập luôn luôn

khô ráo Ta có thể ñưa ñất xấu, có ñộ trương nở, tan rã, co ngót lớn ra phía hạ lưu sau

ống khói thoát nước ñể tiết kiệm vật liệu và hạn chế những tính chất bất lợi của ñất

còn những ñất tốt thì ta có thể bố trí ở vùng ngập nước phía thượng lưu và tường lõi

Phương án 2 thiết kế ñập ñất một khối, khả năng tận dụng vật liệu kém hơn so với

phương án 1, chống thấm qua thân ñập bằng lõi bê tông asphalt Phương án này tính

thấm qua thân ñập sẽ giảm hơn nhiều so với phưong án 1 và không cần hệ thống tiêu

nước phức tạp như PA1 Tuy nhiên, lõi bêtông asphalt thi công khó khăn hơn, giá

thành cao hơn nhiều so với lõi ñất như PA1, khả năng tự vá của lõi bêtông asphalt

cũng kém hơn lõi ñất nhiều

Như vậy, hai phương án ñều có những ưu nhược ñiểm riêng Dựa vào ñiều kiện

ñịa hình, ñịa chất, nguồn vật liệu ñịa phương, yêu cầu thiết kế, ta chọn PA1 ñể thiết kế

ñập ñất Do ñặc ñiểm của ñất nên ta có thể làm khối gia tải ở mái thượng lưu ñể khắc

phục tính trương nở của ñất khi tiếp xúc trực tiếp với nước

3.1.2 Tràn xả lũ:

a Tuyến tràn xả lũ:

Từ ñịa hình tuyến công trình ta thấy vai trái ñập ñể bố trí tràn xả lũ là hợp lí hơn cả

vì ở ñây có thể bố trí tuyến tràn từ vai trái ñập, ñi theo sườn ñồi rồi ñổ xuống ñoạn

sông cong ngay sau ghềnh ñá Địa chất của ñất ñá ở tuyến tràn ñảm bảo giữ ổn ñịnh

cho tràn

b Hình thức tràn: có thể có các phương án sau:

• Phương án 1: Tràn không có cửa van Cao trình ngưỡng tràn=MNDBT

• Phương án 2: Tràn có cửa van Cao trình ngưỡng tràn thấp hơn MNDBT

Nếu chọn theo phương án 1 thì xây dựng và vận hành ñơn giản nhưng Btr phải lớn,

mực nước lũ trong hồ cao do ñó ñập phải cao

Nếu chọn phương án 2 thì vận hành phức tạp nhưng khả năng tháo lớn, Btr nhỏ,

mực nước trong hồ thấp hơn, do ñó ñập thấp hơn Chọn phương án 2 ñể thiết kế

3.1.3 Cống lấy nước:

a Tuyến cống:

Do diện tích tưới nằm chủ yếu bên phảI sông Mla nên bố trí cống lấy nước dưới ñập

bên phải

Bố trí cống dọc theo sườn ñồi dốc thoải ñáy cống ở cao trình 193.8m.Cửa vào cống

phải ñảm bảo nước chảy ñược thuận dòng, ñáy cống ñặt trên nền ñá gốc, ñảm bảo ổn

ñịnh cho công trình

b Hình thức cống:

• Phương án 1: Cống hộp bằng bê tông cốt thép

• Phương án 2: Cống bằng ống thép ñặt trong hành lang

Chọn phương án 2 thiết kế cống thép ñặt trong hành lang vì ta có thể kết hợp hành

lang ñể dẫn dòng thi công và cống thép có thể tránh ñược hiện tượng khí thực gây ra

rỗ bê tông trong quá trình vận hành Cống hộp bằng bê tông cốt thép rất dễ gây ra

hiện tượng này

3.2 Tính toán ñiều tiết lũ

3.2.1 Mục ñích-Các tài liệu tính toán:

a Mục ñích-ý nghĩa của tính toán ñiều tiết lũ:

Mục ñích của việc tính toán ñiều tiết lũ là thông qua tính toán làm thoả mãn yêu

cầu phòng lũ ñã ñề ra, tìm ñược phương án hợp lý nhất về dung tích phòng lũ của kho

nước, lưu lượng xả lũ lớn nhất xả xuống hạ lưu, kích thước công trình xả lũ và

phương thức vận hành kho nước

b Tài liệu tính toán:

• Tài liệu về ñặc trưng ñịa hình hồ chứa :

W~Z

3.2.2 Phương pháp tính toán ñiều tiết lũ:

a Nguyên tắc tính toán ñiều tiết lũ:

Công thức tính toán ñiều tiết lũ dựa trên cân bằng lượng nước ñến và lượng nước

xả của kho nước

Q.dt – q.dt = F dh

Trong ñó: Q : Lưu lượng ñến trong kho nước

q : Lưu lượng ra khỏi kho nước

F : Diện tích mặt thoáng của kho nước

dt:khoảng thời gian vô cùng nhỏ

Thay F.dh=dv thì ta có:

(Q-q) dt=dv

Trong một thời ñoạn tính toán ∆t ñủ lớn ∆t=t2-t1 thì ta có phương trình cân bằng

nước dạng sai phân:

0,5 (Q1+Q2) ∆t – 0,5 (q1+q2) ∆t =V2 –V1

Trong ñó: Q1,Q2: Lưu lượng ñến ở ñầu và cuối thời ñoạn tính toán

q1, q2: Lưu lượng xả tương ứng

V1,V2: Lượng nước có trong kho ở ñầu và cuối thời ñoạn tính toán

Để tìm quá trình xả lũ q~t , chưa thể giải trực tiếp do có 2 số hạng chưa biết là

V2và q2 Kết hợp với phương trình thuỷ lực của công trình xả lũ với dạng tổng quát

q= f( Zt, Zh,C )

Trong ñó: Zt: Mực nước thượng lưu công trình xả lũ

Zh: Mực nước hạ lưu công trình xả lũ

C: Tham số biểu thị công trình ( phụ thuộc vào quy mô, kích thước, loại và dạng công

trình)

b Phương pháp tính:

Hiện nay có rất nhiều phương pháp khác nhau ñược dùng trong tính toán ñiều tiết

lũ bằng kho nước Với bài toán cho quá trình lũ ñến , ñịa hình kho nước , công trình

xả lũ Yêu cầu xác ñịnh quá trình xả lũ và dung tích cắt lũ hoặc mức nước cao nhất

ñạt tới trong kho nước , ta dùng phương pháp Potapop ñể tính toán ñiều tiết lũ

Từ phương trình cân bằng nước ta có:

t

V Q Q q

t

V

Trong ñó : Q1, Q2: lưu lượng lũ ñến ñầu và cuối thời ñoạn ∆t

q1, q2 : lưu lượng xả lũ ñầu và cuối thời ñoạn ∆t

V1, V2 : Dung tích kho ñầu và cuối thời ñoạn

V f q

q t

V f q

5 0

5 0

2 1

Hai quan hệ này gọi là quan hệ phụ trợ ñể tính ñiều tiết lũ

Thay vào phương trình trên ta có :

f2= Q+f1

c Các bước giải như sau:

• Xây dựng biểu ñồ phụ trợ :

− Lựa chọn bước thời gian tính toán ∆t= 1h , giả thiết các giá trị mực nước trong kho

ñể tính lưu lượng xả tương ứng theo công thức:

q= m.ε.B 2g 3 / 2

h

với m : hệ số lưu lượng , mε = 0,4

− Dựa vào quan hệ Z~V , ứng với các mức nước giả thiết ở trên tìm ra dung tích kho

tương ứng Vk và từ ñó tìm ñược

V=Vk - Vtl

Trong ñó : Vtl : dung tích kho ứng với khi lũ ñến Vtl=VMNDBT

− Tính giá trị f1, f2 ứng với các giá trị q vừa tính ở trên rồi vẽ lên biểu ñồ

• Sử dụng biểu ñồ ñể tính toán ñiều tiết :

Với mỗi thời ñoạn ∆t tính ñược Q= ( Q1+Q2).0,5

− Từ q1 ñã biết tra trên biểu ñồ ñược giá trị f1 và tính f2 =Q + f1

− Từ f2 tra biểu ñồ ngược lại sẽ ñược q2 Đó chính là lưu lượng xả lũ ở cuối mỗi thời

ñoạn

• Lập lại bước 2 cho các thời ñoạn sau cho ñến khi kết thúc

• Từ quá trình lũ ñến và xả ta có thể xác ñịnh ñược dung tích cắt lũ và mực

nước lớn nhất trong kho

− Cột 1: Giả thiết các mực nước trong hồ chứa Z(m)

− Cột 2: Độ chênh lệch giữa cao trình mực nước thiết kế với cao trình ngưỡng tràn

− Cột 3:Lưu lượng xả ñược tính theo công thức thuỷ lực

− Cột 4: Dung tích của kho nước ứng với mực nước trong kho và ñược xác ñịnh

trực tiếp từ biểu ñồ quan hệ Z~V

− Cột 5: Dung tích tràn ra khỏi hồ chứa ứng với từng giá trị mực nước trong kho và

ñược xác ñịnh theo công thức: V=Vk-Vtl

Trong ñó : Vtl : Dung tích kho ứng với khi lũ ñến

− Cột 6 và cột 7: Tương ứng là các giá trị bổ trợ hàm f1(q) và f2(q) và ñược xác ñịnh

theo công thức: f1 (q)=

2

q t

V −

∆ và f2 (q)=

2

q t

V +

∆

− Cột1:Thời ñiểm tính toán

− Cột 2: Lưu lượng lũ ñến ñầu thời ñoạn( Lấy theo tài liệu quá trình lũ thiết kế)

− Cột 3: Lưu lượng lũ ñến cuối thời ñoạn( Lấy theo tài liệu quá trình lũ thiết kế)

− Cột 4:Lưu lượng lũ ñến bình quân thời ñoạn xác ñịnh theo công thức:

− Cột 5: Lưu lượng nước xả ñầu thời ñoạn

− Cột6: Giá trị f1(q)ñược xác ñịnh dựa trên biểu ñồ quan hệ f1(q)~q ñã xây dựng ở

trên

− Cột 7: Giá trị f2(q)ñược tính theo công thức: f2(q)= f1(q)+Q

− Cột8: Lưu lượng nước xả cuối thời ñoạn xác ñịnh thông qua biểu ñồ quan hệ

f2(q)~q với giá trị f2(q) ñã ñược xác ñịnh ở trên

Cột 9: Lưu lượng xả trung bình tính theo công thức:

200250300350400450500550600650

f1 , f2

q(m3/s)

Dùng biểu ñồ phụ trợ ñã lập ở trên ñể tính toán ñiều tiết lũ ta ñược kết quả sau:

• Dung tích siêu cao của hồ chứa là: Vsc=10,4581.106(m3/s)

• Vậy : V=VMNDBT+Vsc=(26,143+10,4581).106=36,601.106(m3)

• Tra biểu ñồ quan hệ Z~V ta ñược: Hsc=3,29(m)

• Từ biểu ñồ ta có : qxảmax=640,728 (m3/s)

MNDGC=210,19(m)

Lưu lượng xả qua tràn : 640,728 (m3/s)

Cột nước siêu cao : 3,29 (m)

Q t ,q t (m 3 /s)

Q~t q~t

Lưu lượng xả qua tràn : 681,55 (m3/s)

Cột nước siêu cao : 2,71 (m)

`