công trình đầu mối

công trình đầu mối

LỜI MỞ ĐẦU

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

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

ổn định, năng suất thấp vì không có nguồn tưới

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

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

đường lối hiện đại hoá, công nghiệp hoá và phát triển nông thôn, xoá đói giảm

nghèo,

Hồ chứa nước IaM’la được 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 được xác dịnh là mặt trận hàng đầu trong việc đẩy mạnh

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

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

được những mục tiêu về phát triển kinh tế - xã hội đã đặt ra

Chương I Tổng quan về công trình

1.1 Vị trí và nhiệm vụ công trình

1.1.1 Vị trí địa lý

Vùng dự án thuộc vùng lưu vực sông Mla, từ xã Mla đến 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 độ địa lý của vùng dự án nằm trong khoảng:

13°08’ đến 13°18’ vĩ độ Bắc

108°35’ đến 108°52’ kinh độ Đông

1.1.2 Thành phần công trình

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

• Đập đất 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 đầu 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 điều kiện tự nhiên

1.2.1 Đặc trưng địa hình của công trình đầu mối

Công trình đầu mối IaM 'la được xây dựng trên lưu vực sông IaM'la ở thượng

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

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

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

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

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

hình tích tụ

Vùng tuyến công trình đầu mối nghiên cứu tại đoạn sông hẹp, về phía hạ lưu

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

cây cối thưa thớt Do địa hình sườn núi tương đối dốc nên đập đất ngắn nhưng

khối lượng đất đá đào của tràn lớn, việc bố trí đường quản lí khó khăn

• Tuyến đập:

Từ điều kiện địa hình chọn vị trí xây dựng tuyến đập là chỗ có núi thu hẹp,

lòng sông M’la tương đối thẳng và ít thay đổi, chiều rộng khoảng 43m, cao độ

đáy sông khoảng 183,5m

• Tuyến cống:

Bên bờ phải thềm sông có địa hình tương đối phẳng, đặt cống lấy nước và bố

trí mặt bằng thi công cống

• Tuyến tràn xả lũ:

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

có cao độ từ 200m ÷ 240m, đặt tràn xả lũ tại cao độ 202,9m

Cách tuyến đập khoảng 500m về phía hạ lưu là các khu đồi thấp và sườn đồi

tương đối bằng phẳng, lại nằm bên đường thi công trục chính nên thuận lợi cho

việc bố trí mặt bằng thi công

• Địa hình khu tưới:

Khu tưới cách tuyến đập 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 đồi trọc bao bọc, nên địa hình khu tưới rất phức tạp

Mặt đất dốc về phía sông, thường 3° ÷ 15°, càng lên cao càng dốc, cao độ từ

1.2.2 Đặc điểm địa chất:

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

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

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

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

206,9m

Phần thượng lưu của lòng hồ có các sườn đồi với tầng phủ mỏng có chỗ lộ đá

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 đồi có độ 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

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

• Tại khu vực đầu mối vùng tuyến đập địa tầng và tính chất địa chất công trình

các l ớp đất từ trên xuống dưới như sau:

− Lớp 1: Cát hạt thô chứa nhiều cuội sỏi đến 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 đến hỗn hợp dăm sạn á cát màu xám

vàng, nâu đỏ 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 đôi chỗ chứa các tảng lăn Granit kích thước 0,5 ÷ 1m,

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

là lớp thấm vừa đến 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 đá có màu nâu đỏ;

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 đến muộn thuộc hệ tầng Vân Canh, pha 2

− Đá mạch Lamprophyr màu xám sẫm, xám đen, 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 đến muộn thuộc hệ tầng Vân Canh, pha 2

• Khi đá gốc bị phong hoá biến đổi mạnh mẽ, đá phong hoá không đều từ trên

xu ống dưới từ đá phong hoá hoàn toàn đến đá phong hoá nhẹ tươi:

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

xanh trong đất đôi chỗ lẫn các mảnh đá chưa phong hoá hết Hàm lượng đất

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

cấu chặt Trong nõn khoan đôi chỗ còn giữ nguyên hình dạng của đá gốc chưa

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

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

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

và đất á sét chứa dăm sạn Đá mềm bở búa đập nhẹ dễ vỡ, chiều dày của đới

phong hoá này thay đổi 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; đá bị biến đổi màu sắc; tương đối cứng; búa

đập mạnh mới vỡ Chiều dày của đới phong hoá này thay đổi từ 2 đến >10m

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

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

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

cứng; búa đập rất mạnh mới vỡ Chiều dày của đới phong hoá này chưa xác

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

÷ 0,125 (l/ph.m.m)

• Địa chất tuyến đập:

Vùng tuyến đập 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, đá gốc granít, lamprophyr

với đầy đủ các đới đá phong hoá hoàn toàn đến nhẹ, tươi

− Lớp 1 phân bố ở lòng suối với chiều dày thay đổi từ 3÷4m rộng 30m, đây là

− Bên dưới lớp 1 và lớp 4 là lớp đá phong hoá hoàn toàn thành đất với chiều

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

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

Nền đập ở khối thượng lưu và đáy móng chân khay chống thấm đặt trên đới

đá gốc phong hoá hoàn toàn Khối hạ lưu đặt trực tiếp trên lớp 1 và lớp 4

• Địa chất tuyến cống:

Tuyến cống đặt ở bờ phải tuyến đập, móng cống đặt trên lớp đá phong hoá

vừa, đây là các lớp đá có độ ổn định và độ bền cao, đảm bảo an toàn lâu dài Tuy

nhiên, trong giai đoạn BVTC cần khoan thăm dò thêm tại phần đầu và phần cuối

cống để xác định chính xác bề mặt đá gốc

• Địa chất công trình tuyến tràn xả lũ:

Tuyến tràn đặt ở bờ trái tuyến đập Địa tầng của các lớp đất đá tại tuyến

tràn là lớp 4 và đá gốc Granit với đầy đủ các đới đá phong hoá hoàn toàn đến

nhẹ và tươi Móng đặt trên nền đá Granit phong hoá vừa và trong đá Granit

phong hoá nhẹ đến tươi, đây là các lớp đá có độ ổn định và độ bền cao, đảm bảo

an toàn và ổn định lâu dài

1.2.3.Đặc điểm địa 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 đục do

có lượng phù sa lớn, về mùa khô nước vàng nhạt, đục, 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 đổi 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 đá gốc, phân bố ở độ sâu 5 ÷ 6m kể từ mặt đất, nước vàng nhạt,

đục, 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 đá gốc

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

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

đục, 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 đổi theo mùa

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

1.2.4.Vật liệu xây dựng

a Đất

V ị trí - trữ lượng:

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

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

bố ở hạ lưu tuyến đập và đều là khu vực có dân cư, đặc biệt là mỏ VL5 nằm

trong khu vực khá đông dân cư

Các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu:

• Mỏ VL 4:

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

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

xây dựng với chiều dày 0,5 ÷ 1,5m

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

vàng, nâu đỏ 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 đất ẩm, nửa cứng

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

đất xây dựng với chiều dày 1 ÷ 2m

• Mỏ VL 5:

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

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

xây dựng với chiều dày 0.5 ÷ 1m

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

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

xây dựng với chiều dày 0,4 ÷ 1,5m

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

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

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

• Mỏ VL 6:

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

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

xây dựng với chiều dày 0,4 ÷ 1,5m

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

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

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

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

bấtlợi của vật liệu đất đắp đập Trong khu vực gần đập không có nguồn thay thế

vì vậy cần tiến hành các biện pháp để hạn chế được các tác hại của các tính chất

đặc biệt của đất vật liệu như: Tránh cho khối đất tiếp xúc trực tiếp với nước và

phải có khối gia tải bảo đảm chống được áp lực trương nở của đất

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 để đắp đập

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 đối mạnh nên cần đắp lớp bảo vệ phía trước (ngay sau lớp đá xây ở

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

vừa khi đào móng, đập, tràn, cống

Do vật liệu đắp khối thượng lưu và hạ lưu đập đều khai thác từ lớp 5 và 6 của

mỏ VL 5, nên cần khai thác lớp 2 của mỏ VL 5 trước để đắp lõi đập, sau đó 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 để giảm thiểu đền 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 đập khoảng 2 ÷

4,5km Đây là mỏ cát sỏi đã được 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 đến 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 đến 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:

− Trữ lượng thăm dò về sỏi không đạt yêu cầu nên vật liệu sỏi phải thay thế

bằng đá dăm

B ảng 1-2: Các chỉ tiêu cơ lý đất nền vùng đầu mối dùng trong tính toán

B ảng1-3:Các chỉ tiêu cơ lý vật liệu đất dùng trong tính toán

Tên lớp Chỉ tiêu

Lớp2 MVL4

Lớp 5 MVL4

Lớp 2 MVL5

Lớp 5 MVL5

Lớp 6 MVL5

Lớp 5 MVL6

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

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

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

• Độ ẩm không khí:

− Độ ẩm tương đối trung bình là: 77%

− Độ ẩm thấp nhất là: 15%

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

Cho theo bảng sau:

B ảng1-4: Tốc độ gió lớn nhất theo tần suất và theo hướng

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

phương trình cân bằng nước:

∆Z= ZMN – ZLV = ZMN - (Xo -Yo )

Trong đó: ∆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 được 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 đối đều Mùa mưa bắt đầu từ tháng V, tháng VI sau đó lượng

mưa lại giảm ở tháng thứ VII đến 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 đến 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 được 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 đum 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 đảm bảo P = 75% được phân phối cho

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

Hnăng

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

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

B ảng 1-7:Qúa trình lũ lớn nhất năm ứng với tần suất thiết kế hồ IaM’la

Th ời đoạn(h) Q p (m

3 /s)

Th ời đoạn(h) Q p (m

3 /s)

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

L ượng lũ thiết kế ứng với các tần suất

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

• Quá trình lũ thiết kế:

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

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

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

hiện các trận lũ tiểu mãn Dùng tài liệu thực đo của trạm Krông Hnăng tính được

các đặc 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 đo độ đục phù sa, dùng tài liệu độ đục phù sa

lơ lửng của trạm Củng Sơn có ρo = 248 g/m3 để 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 đẩy: 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 đến công trình (W1)

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

− Lượng bùn cát sạt lở bờ hồ lấy bằng 30% lượng phù sa di đẩy 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 đói

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 định do sản xuất không có công trình

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

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

trí thấp Phong tục tập quán lạc hậu

1.3.2 Phương hướng phát triển kinh tế:

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

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

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

USD (2006 ÷ 2010)

− Nông nghiệp được xác định là mặt trận hàng đầu trong việc đẩy mạnh phát

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

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

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

đường giao thông thuỷ lợi, trường học, từng bước chuyển đổi cơ cấu kinh tế theo

hướng công nghiệp hoá - hiện đại hoá, sản xuất hàng hoá trên cơ sở đẩy mạnh

chế biến nông sản, nhất là chế biến điều, 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 đông xuân trồng cây công

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

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

Do đó, năng suất cây trồng vùng dự án không ổn định, đời sống nhân dân vô

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

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

đường lối hiện đại hoá, công nghiệp hoá nông nghiệp và phát triển nông thôn,

thực hiện xoá đói giảm nghèo và chính sách dân tộc, đồng thời thực hiện

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

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 đất đã có, đang 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 đạt hiệu quả

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

huy được tiềm năng của đất đai

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

không ổn định, năng suất thấp vì không có nguồn nước tưới, nên đời sống còn

nhiều khó khăn

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

dân phải đi xa hàng cây số để 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 đích lợi dụng tổng hợp và cải

tạo môi trường sống

B ảng 1-11:Nhu cầu dùng nước tính tại đầu mối

Theo TCXDVN 285-2002, cấp công trình được xác định từ 2 điều kiện:

• Theo chiều cao công trình và loại nền:

Sơ bộ định chiều cao đập chính là 30m, đất nền thuộc nhóm B, tra bảng P1-1

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

• Theo nhiệm vụ tưới:

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

công trình là cấp III

T ừ 2 điều 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

được: PTK = 1%; PKT = 0,2%

− Mức đảm 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 đối với tổ hợp tải trọng cơ bản

nc = 0,9 đối với tổ hợp tải trọng đặc biệt

− Hệ số tin cậy: kn = 1,15

− Hệ số điều kiện làm việc: m = 1

Chương 2 Tính toán thuỷ lợi

2.1 Lựa chọn vùng tuyến xây dựng công trình

2.1.1 Đề xuất phương án:

Dựa vào điều kiện địa hình địa mạo và nhu cầu cấp nước tưới, vùng tuyến

công trình đầu mối được chọn là đoạn sông hẹp để giảm khối lượng đào đắp

đập, địa chất tốt, đảm bảo thuận tiện cho việc tưới cho vùng hạ du đồng thời

giảm được khối lượng đền bù, giải phóng mặt bằng lòng hồ Xét trên toàn chiều

dài sông Mla đến 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 đầu thác nước bao gồm một đập đất ngăn sông, một tràn xả lũ đặt

tại vai trái đập đất và một cống lấy nước dưới đập tại vai phải

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

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

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

khu vực này có lớp đất mỏng hơn nên thuận lợi cho việc xử lý nền đập

• Tuyến 2:

Có vị trí như trên hình vẽ, gồm một đập đất ngăn sông, một tràn xả lũ đặt tại

vai trái đập đất và một cống lấy nước dưới đập tại vai phải, kênh chính sau cống

là kênh bêtông

2.1.2 Lựa chọn phương án:

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 đập lớn hơn nhưng nó có địa 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 đảm bảo công trình làm việc

bình thường

Xác định MNC và dung tích chết nhằm mục đích tính toán điều 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 được xác định theo công thức:

W

γ

Trong đó:

Wll: Lượng bùn cát lơ lửng trong năm chuyển đến 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 đục 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 định 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 đọng:

V = Vbc.75 = 26,069.10 75 = 1,96.10 (m )

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

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

∇ : Cao trình bùn cát bc

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

H: chiều cao cống

:

δ khoảng cách từ MNC đến cao trình đỉnh cống đảm 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 đảm bảo lớn hơn cao trình khống chế tưới tự chảy:

MNC≥ ∇yc + ∆Z

Trong đó:

∇yc: Cao trình tưới yêu cầu được xác định theo cao trình khu tưới cao nhất, theo

tài liệu đã 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 điều tiết cấp nước hoặc tạo đầu

nước cho nhà máy thuỷ điện

2.3.2 Nguyên tắc xác định:

MNDBT và Vh phải đảm bảo trữ được lượng nước cần thiết để thoả mãn nhu

cầu dùng nước

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

điều kiện địa chất và điều kiện kỹ thuật khác không cho phép đập cao…

Mức độ điều tiết của kho nước do sự thay đổi của dòng chảy hàng năm và

yêu cầu cung cấp nước quyết định:

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

hành điều tiết năm

− Ngược lại tiến hành điều tiết nhiều năm

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

lượng nước dùng Do đó ta sử dụng phương thức điều tiết năm

Sử dụng phương trình cân bằng nước để cân bằng cho từng thời đoạn, trên cơ

sở đó xác định thời kì thừa nước và thời kì thiếu nước, qua đó xác định được

dung tích hồ

Trình tự tính toán:

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

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

• Tính V h khi ch ưa kể đến tổn thất:

Lập bảng tính toán:

B ảng 2-1:Bảng tính điều tiết hồ chưa kể tổn thất

− 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 đến trong tháng

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

= Q.2t

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

q.2t

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

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

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

nhưng không được vượt quá dung tích của hồ

− Cột 9: Dung tích xả nước ( dung tích thừa khi hồ chứa đã tích đủ 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 điều tiết một lần

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

• Tính Vh khi kể đến 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 đoạn tính toán Khi kho bắt đầu

tích nước, trong thiết kế thường giả thiết trước đó đã tháo cạn đến Hc

− Cột 3: Dung tích bình quân của hồ chứa được xác định theo công thức:

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

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

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

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

Wb=Z.F

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

Wth=k V i

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

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

Wtt= Wb+ Wth

− Cột 9: Tổng lượng dòng chảy đến 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 được tính bằng cách luỹ tích cột 11

nhưng không được vượt quá dung tích của hồ

− Cột 14: Dung tích xả nước ( dung tích thừa khi hồ chứa đã tích đủ nước)

− Do hồ chứa điều tiết một lần nên dung tích hiệu dụng của hồ chứa đúng 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 đồ quan hệ Z~V, ta được :

MNDBT=206,9(m)

Thiết kế đầu mối hồ chứa IAM’’la

Chương 3 Tính toán chọn phương án

3.1 Bố trí tổng thể công trình đầu mối:

Tuyến công trình được chọn là tuyến I

3.1.1 Phương án đập:

Căn cứ vào các điều kiện địa hình, địa chất và nguồn vật liệu xây dựng đã nêu ở

trên, chọn loại đập ngăn sông là đập đất Ta có thể thiết kế đập đất 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 đập đất nhiều khối dựa trên nguồn vật liệu dồi dào tại địa

phương, do đặc điểm của đất miền Trung là loại đất có dung trọng lớn, đặc biệt là tính

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

những tận dụng được nguồn vật liệu địa phưong mà còn tăng tính ổn định của thân

đập Khi tiếp xúc trực tiếp với nước hay có độ ẩm thay đổi, loại đất này gây ra những

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

nối tiếp với đống đá tiêu nước ở hạ lưu đập sẽ giúp cho khối đất hạ lưu đập luôn luôn

khô ráo Ta có thể đưa đất xấu, có độ trương nở, tan rã, co ngót lớn ra phía hạ lưu sau

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

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

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

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

thấm qua thân đập 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 đất như PA1, khả năng tự vá của lõi bêtông asphalt

cũng kém hơn lõi đất nhiều

Như vậy, hai phương án đều có những ưu nhược điểm riêng Dựa vào điều kiện

địa hình, địa chất, nguồn vật liệu địa phương, yêu cầu thiết kế, ta chọn PA1 để thiết kế

đập đất Do đặc điểm của đất nên ta có thể làm khối gia tải ở mái thượng lưu để khắc

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

3.1.2 Tràn xả lũ:

a Tuyến tràn xả lũ:

Từ địa hình tuyến công trình ta thấy vai trái đập để bố trí tràn xả lũ là hợp lí hơn cả

vì ở đây có thể bố trí tuyến tràn từ vai trái đập, đi theo sườn đồi rồi đổ xuống đoạn

sông cong ngay sau ghềnh đá Địa chất của đất đá ở tuyến tràn đảm bảo giữ ổn định

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 đơn giản nhưng Btr phải lớn,

mực nước lũ trong hồ cao do đó đập 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 đó đập thấp hơn Chọn phương án 2 để 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 đập

bên phải

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

phải đảm bảo nước chảy được thuận dòng, đáy cống đặt trên nền đá gốc, đảm bảo ổn

định cho công trình

b Hình thức cống:

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

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

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

lang để dẫn dòng thi công và cống thép có thể tránh được 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 điều tiết lũ

3.2.1 Mục đích-Các tài liệu tính toán:

a Mục đích-ý nghĩa của tính toán điều tiết lũ:

Mục đích của việc tính toán điều tiết lũ là thông qua tính toán làm thoả mãn yêu

cầu phòng lũ đã đề ra, tìm được 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 đặc trưng địa hình hồ chứa :

W~Z

PA2: Btr=3x6(m)

PA3: Btr=3x7(m)

3.2.2 Phương pháp tính toán điều tiết lũ:

a Nguyên tắc tính toán điều tiết lũ:

Công thức tính toán điều tiết lũ dựa trên cân bằng lượng nước đến và lượng nước

xả của kho nước

Q.dt – q.dt = F dh

Trong đó: Q : Lưu lượng đến 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 đoạn tính toán ∆t đủ 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

q1, q2: Lưu lượng xả tương ứng

V1,V2: Lượng nước có trong kho ở đầu và cuối thời đoạn 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 đó: 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 được dùng trong tính toán điều tiết

lũ bằng kho nước Với bài toán cho quá trình lũ đến , địa hình kho nước , công trình

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

đạt tới trong kho nước , ta dùng phương pháp Potapop để tính toán điều tiết lũ

Từ phương trình cân bằng nước ta có:

2 0 5 0 5 0 5q

t

V Q Q q

t

V

Trong đó : Q1, Q2: lưu lượng lũ đến đầu và cuối thời đoạn ∆t

q1, q2 : lưu lượng xả lũ đầu và cuối thời đoạn ∆t

V1, V2 : Dung tích kho đầu và cuối thời đoạn

V f q

q t

V f q

5 0

5 0

2 1

Hai quan hệ này gọi là quan hệ phụ trợ để tính điều tiết lũ

Thay vào phương trình trên ta có :

f2= Q+f1

c Các bước giải như sau:

• Xây dựng biểu đồ phụ trợ :

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

để 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 đó tìm được

V=Vk - Vtl

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

• Sử dụng biểu đồ để tính toán điều tiết :

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

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

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

đoạn

• Lập lại bước 2 cho các thời đoạn sau cho đến khi kết thúc

• Từ quá trình lũ đến và xả ta có thể xác định được 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 được tính theo công thức thuỷ lực

− Cột 4: Dung tích của kho nước ứng với mực nước trong kho và được xác định

trực tiếp từ biểu đồ quan hệ Z~V

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

được xác định theo công thức: V=Vk-Vtl

Trong đó : Vtl : Dung tích kho ứng với khi lũ đến

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

theo công thức: f1 (q)=

2

q t

V −

∆ và f2 (q)=

2

q t

V +

− Cột1:Thời điểm tớnh toỏn

− Cột 2: Lưu lượng lũ đến đầu thời đoạn( Lấy theo tài liệu quỏ trỡnh lũ thiết kế)

− Cột 3: Lưu lượng lũ đến cuối thời đoạn( Lấy theo tài liệu quỏ trỡnh lũ thiết kế)

− Cột 4:Lưu lượng lũ đến bỡnh quõn thời đoạn xỏc định theo cụng thức:

− Cột 5: Lưu lượng nước xả đầu thời đoạn

− Cột6: Giỏ trị f1(q)được xỏc định dựa trờn biểu đồ quan hệ f1(q)~q đó xõy dựng ở

trờn

− Cột 7: Giỏ trị f2(q)được tớnh theo cụng thức: f2(q)= f1(q)+Q

− Cột8: Lưu lượng nước xả cuối thời đoạn xỏc định thụng qua biểu đồ quan hệ

f2(q)~q với giỏ trị f2(q) đó được xỏc định ở trờn

Cột 9: Lưu lượng xả trung bỡnh tớnh theo cụng thức:

Biểu đồ phụ trợ (Btr=15m)

200250300350400450500550600650

f1 , f2

q(m3/s)

Dùng biểu đồ phụ trợ đã lập ở trên để tính toán điều tiết lũ ta được 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 đồ quan hệ Z~V ta được: Hsc=3,29(m)

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

MNDGC=210,19(m)

Kết quả tính toán điều tiết lũ (phương án Btr=15m)

Cao trình ngưỡng tràn : 201,9 (m)

Lưu lượng lũ lớn nhất : 924,0 (m3/s)

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

Kết quả tính toán điều tiết lũ (phương án Btr=18m)

Cao trình ngưỡng tràn : 201,9 (m)

Lưu lượng lũ lớn nhất : 924,0 (m3/s)

Lưu lượng xả qua tràn : 681,55 (m3/s)

Cột nước siêu cao : 2,71 (m)

`