Chuyên đề thực tập hồ Núi Cốc

1 Mục đích tính toán.Mục đích tính toán của việc điều tiết hồ là mối quan hệ giữa quá trình lưu lượng chảy đến , quá trình lưu lượng chảy ra hồ và sự thay đổi mực nước và dung tích kho n

1 Mục đích tính toán.

Mục đích tính toán của việc điều tiết hồ là mối quan hệ giữa quá trình lưu lượng chảy đến , quá trình lưu lượng chảy ra hồ và sự thay đổi mực nước và dung tích kho nước theo thời gian

2 Nhiệm vụ tính toán

Xác định dung tích hiệu dụng Vhd và cao trình mực nước dâng bình thường

3 Cấp công trình

Từ số liệu hồ Sông Cạn: H = 33m, nền là nền đá

=> Công trình là công trình cấp II

3.1 Chỉ tiêu thiết kế

- Tần suất thiết kế : P = 1%

- Tần suất kiểm tra : P = 0.2 %

- Mức đảm bảo tưới : p = 90%

4 Nội dung tính toán theo phương pháp lập bảng.

4.1 Số liệu :

- Đề bài:

- Đặc trưng địa hình hồ chứa

Bảng 1.1: Quan hệ đặc trưng lòng hồ Z~F

F (km 2 ) 0.00 0.03 0.06 0.08 0.12 0.16 0.19 0.23 0.26 0.29 V(10 6 m 3 ) 0.00 0.01 0.05 0.12 0.21 0.35 0.52 0.74 0.98 1.25

F(km 2 ) 0.31 0.34 0.37 0.39 0.41 0.44 0.47 0.50 0.53 0.56 V(10 6 m 3 ) 1.55 1.88 2.24 2.62 3.02 3.44 3.90 4.39 4.91 5.45

F(km 2 ) 0.59 0.62 0.66 0.68 0.70 0.73 0.75 0.77 0.80 0.83 V(10 6 m 3 ) 6.03 6.64 7.28 7.95 8.64 9.35 10.09 10.85 11.64 12.46

F(km 2 ) 0.86 0.88 0.91 0.93 0.96 0.98 1.00 1.02

V(10 6 m 3 ) 13.30 14.17 15.06 15.99 16.93 17.90 18.89 19.90

-Lượng bốc hơi ở hồ chứa

Bảng 1.2: Bảng phân bố bốc hơi ∆Z trong năm.

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

∆ Z

(mm) 133 127 123 106 98 100 107 104 82 72 90 107 1249

-Lượng nước đến và dùng cho từng tháng

Bảng 1-3: Dòng chảy đến thiết kếP=90%

Q 0.088 0.055 0 0 0.066 0.077 0 0 0.11 0.792 1.177 0.616

K đ 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2

W đến 10 3

(m 3 ) 282.84 159.67 0 0 212.13 239.5 0 0 342.14 2545.55 3660.94 1979.87

Lượng nước yêu cầu p = 90% được thể hiện trong bảng1-4 như sau:

Bảng 1-4 : Lượng nước yêu cầu p=90%

W dùng 10 3

(m 3 ) 650 650 650 650 650 650 650 650 650 650 650 650

4.2 Tính toán

Hình 1.1 :Quan hệ F-V của lòng hồ.

Hình 1.2 :Quan hệ F-Z của lòng hồ

-Theo đề bài MNC=28,4 (m) nội suy ra được Vc= 0,418.106 m3

4.3 Xác định hình thức điều tiết hồ chứa.

Theo tài liệu thủy văn về phân phối dòng chảy năm thiết kế và nhu cầu dùng nước trong năm ta có:

Wđến = 9422,65.103 (m3)

Wdùng =7800 103 (m3)

Ta thấy Wđến > Wdùng, do đó trong mỗi năm luôn đáp ứng đủ lượng nước dùng Vậy đói với hồ Sông Cạn ta tiến hành điều tiết năm

4.4 Xác định dung tích hiệu dụng và mực nước dâng bình thường

Trường hợp 1: Tính điều tiết hồ khi bỏ qua tổn thất:

Tổng lượng nước đến và tổng lượng nước dùng cho từng tháng

Lượng nước thừa và mượng nước thiếu được tính như sau:

∆V+=WQi-Wqi( khi WQi>Wqi)

∆V-=Wqi-WQi( khi WQi<Wqi)

Bảng 1.5 : Tính điều tiết hồ chưa kể đến tổn thất.

m 3 /s (10 6 m 3 ) (10 6 m 3 ) (10 6 m 3 ) (10 6 m 3 ) (10 6 m 3 ) (10 6 m 3 )

X 31 0.792 2.546 0.65 1.896 1.896

Ta có : Vh = 4,614.106 m3 Vmax = Vc + Vh = (4,614 + 0,418).106 = 5,03.106 m3 Trong đó:

+ Cột 1: Tháng

+Cột 2: Số ngày trong tháng

+ Cột 3: Tổng lưu lượng nước đến của hàng tháng (bảng 1.3)

+ Cột 4: Tổng lượng nước đến của hàng tháng

+Cột 5: Tổng lượng nước dùng của hàng tháng (bảng 1.4)

+Cột 6 và 7: Chênh lệch nước đến và lượng nước dùng trong từng thời đoạn

+Cột 8: Lũy tích lượng nước

+Cột 9: Lượng nước xả

Kết quả tính cụ thể như bảng 1.5

Dựa vào bảng 1.5 ta có :Vhd=∑V -= 4,614 (106 m 3 )

Trường hợp 2: Tính điều tiết hồ khi có kể đến tổn thất:

Bảng 1.6 Tính toán điều tiết hồ có kể đến tổn thất

(10 6 m 3 ) (10 6 m 3 ) (10 6 m 3 ) (10 6 m 3 ) (Km 2 ) (mm) (10 6 m 3 ) (10 6 m 3 ) (10 6 m 3 ) (10 6 m 3 ) (10 6 m 3 ) (10 6 m 3 ) (10 6 m 3 )

0.418

XII 1.98 0.65 5.448 5.3865 0.5565 107 0.05954 0.053865 0.1134 1.2166 5.7330 0.2775

II 0.16 0.65 4.591 4.836 0.5257 127 0.06677 0.04836 0.1151 0.60513 4.6351

III 0 0.65 3.941 4.266 0.4924 123 0.06057 0.04266 0.1032 0.75323 3.8819

IV 0 0.65 3.291 3.616 0.4515 106 0.04786 0.03616 0.084 0.73402 3.1479

VI 0.24 0.65 2.443 2.648 0.3914 100 0.03914 0.02648 0.0656 0.47562 2.1630

VII 0 0.65 1.793 2.118 0.3598 107 0.0385 0.02118 0.0597 0.70968 1.4533

VIII 0 0.65 1.143 1.468 0.3041 104 0.03163 0.01468 0.0463 0.69631 0.7570

Ta có : Vh = 5,3150 m3, Vbt = Vc + Vh = 5,3150 + 0,418 = 5,733 m3

Trong đó:

+ Cột1: Tháng

+Cột 2: Tổng lượng nước đến của hàng tháng

+ Cột3: Tổng lượng nước dùng của hàng tháng

+Cột 4: Là cột (8) của lần tính lặp đầu tiên chưa kể đến tổn thất (bảng 1.5),cộng với dung tích chết Vc.Như vậy Vi là dung tích của hồ ở cuối mỗi thời đoạn tính toán Khi

hồ chứa bắt đầu tích nước, trong tính toán thiết kế thường giả thiết trước đó hồ chứa đã tháo kiệt đến mực nước chết HC( trong bảng 1.6 là đầu tháng X dung tích hồ chứa chính là VC)

+Cột 5: Vbq là dung tích bình quân trong hồ chứa, xác định theo công thức:

2

c

d

bq

V

V

V = +

Trong đó Vd và Vc tương ứng là dung tích đầu và cuối các tháng ghi ở cột (1)

và chú ý rằng dung tích ở cuối thời đoạn trước là dung tích hồ ở đầu thời đoạn sau +Cột 6: F là diện tích mặt hồ tra từ quan hệ địa hình cho ở bảng (1.1) tương ứng với giá trị V bq lấy từ cột (5)

+Cột 7: ∆Z là lượng nước bốc hơi phụ thêm hàng tháng (mm)

+Cột 8: Tổng lượng tổn thất do bốc hơi Wbh=∆Zi x Fi

Trong đó: ∆Z lấy từ bảng (1.2); Fi đã xác định ở cột (6)

+Cột 9: Wth là lượng tổn thất do thấm Wth=k x V bq Trong đó V bq đã xác định ở cột (5)

K là hệ số tính đến tổn thất trong trường hợp lòng hồ có điều kiện địa chất bình thường Có thể chọn k=1% lượng nước bình quân trong hồ

+Cột 10: Wtt là tổng tổn thất Wtt=Wbh + Wth

+Cột 11: Lượng nước thừa hàng tháng ( khi Wđ > Wq): cột (11) = cột (2) – cột (3) – cột (10)

+Cột 12: lượng nước thiếu hàng tháng của thời kỳ thiếu nước ( khi Wđ < Wq): cột (12)

= cột (3) + cột (10) – cột (2)

+Cột 13: Dung tích của hồ khi kể đến tổn thất

+Cột 14: Lượng nước xả khi kể đến tổn thất

Kết quả tính cụ thể như bảng 1.6

Dựa vào bảng 1.6 ta có :Vh=∑V -=5,315 (106 m 3 )

Áp dụng công thức :

1 5,315 4,614 100%

5,2428

i h

V V I

V

−

 Không đạt giá trị yêu cầu của tính toán

Tính toán điều tiết lần 2 có kể đến tổn thất được thể hiện trong bảng 1.7, trong đó các giá trị ở cột (4) của bảng này được tính bằng: cột (4)= Vc+ cột (13) ở bảng 1.6 Các cột khác được giải thích tương tự như bảng 1.6

Bảng 1.7 Tính toán điều tiết hồ có kể đến tổn thất lần 2

(10 6 m 3 ) (10 6 m 3 ) (10 6 m 3 ) (10 6 m 3 ) (Km 2 ) (mm) (10 6 m 3 ) (10 6 m 3 ) (10 6 m 3 ) (10 6 m 3 ) (10 6 m 3 ) (10 6 m 3 ) (10 6 m 3 )

0.418

XII 1.98 0.65 6.1510 5.68145 0.572 107 0.0612 0.056815 0.118 1.212 5.7755 0.2304

I 0.283 0.65 5.6583 5.90465 0.5835 133 0.07761 0.059047 0.1367 0.50365 5.2719

II 0.16 0.65 5.0531 5.355675 0.5548 127 0.07045 0.053557 0.124 0.61401 4.6578

III 0 0.65 4.2999 4.67651 0.5165 123 0.06353 0.046765 0.1103 0.7603 3.8975

IV 0 0.65 3.5659 3.932895 0.472 106 0.05003 0.039329 0.0894 0.73936 3.1582

V 0.212 0.65 3.0566 3.311235 0.4308 98 0.04222 0.033112 0.0753 0.51333 2.6449

VI 0.24 0.65 2.5810 2.818805 0.3999 100 0.03999 0.028188 0.0682 0.47818 2.1667

VII 0 0.65 1.8713 2.226145 0.3688 107 0.03947 0.022261 0.0617 0.71173 1.4549

VIII 0 0.65 1.1750 1.523155 0.3082 104 0.03205 0.015232 0.0473 0.69729 0.7577

IX 0.342 0.65 0.8360 1.0055 0.2628 82 0.02155 0.010055 0.0316 0.33961 0.4180

Ta có : Vh = 5,3575 m3, Vbt = Vc + Vh = 5,3575 + 0,418 = 5,7755 m3

Dựa vào bảng tra 1.7 ta có : Vh=∑V-=5,3575.106 (m 3 )

Áp dụng công thức :

1 5,3575 5,3150 100%

5,3575

i h

V V

I

V

−

 Đạt giá trị yêu cầu của tính toán

5 Kết luận

Vậy với dung tích hiệu dụng Vhd=5,3575.106 (m3)

Với Vc= 0,418.106 (m3)

 Vbt=Vhd+Vc=5,3575.106 +0,418.106 =5,7755.106 (m3)

Tra biểu đồ quan hệ V-F=> Fbt=0,5768. (Km2)

Tra biểu đồ F-Z=> Zbt=42,56 m

Vậy cao trình mực nước dâng bình thường trong hồ là: Zbt= 42,56 (m)

NGÔ VĂN HUỲNH 10 Lớp

6 Điều tiết lũ thiết kế

6.1 Nguyên lý tính toán.

Phương trình cân bằng nước :

+ ∆ − + ∆ = ∆ = −

Phương trình thủy lực :

Điều tiết lũ thiết kế qua tràn đỉnh rộng ( B = 55m , 1 khoang ), chảy tự do

0

Trong đó: B= = 17 m

: Hệ số co hẹp bên, ngưỡng đỉnh rộng

m: Hệ số lưu lượng

H0: Cột nước trên ngưỡng tràn

Bảng 1.8: Điều tiết lũ thiết kế.

5 4.08 8.976 3672.00 8.976 13.668 4.623 6.538 5.858 5.879 42.740 0.18 6.490 0.73

6 5.1 13.668 3672.00 13.668 20.298 6.490 9.737 5.879 5.912 42.796 0.24 9.761 -0.24

7 6.12 20.298 3672.00 20.298 29.070 9.761 15.019 5.912 5.957 42.874 0.31 14.974 0.30

8 7.14 29.070 3672.00 29.070 36.618 14.974 21.890 5.957 6.010 42.965 0.40 21.964 -0.34

9 8.16 36.618 3672.00 36.618 51.102 21.964 30.908 6.010 6.074 43.071 0.51 31.188 -0.90

10 9.18 51.102 3672.00 51.102 78.336 31.188 46.675 6.074 6.168 43.227 0.67 46.416 0.56

11 10.2 78.336 3672.00 78.336 111.078 46.416 70.963 6.168 6.301 43.444 0.88 70.809 0.22

12 11.22 111.078 3672.00 111.078 197.778 70.809 117.516 6.301 6.522 43.806 1.25 118.632 -0.94

13 12.24 197.778 3672.00 197.778 352.308 118.632 216.526 6.522 6.916 44.432 1.87 218.382 -0.85

14 13.26 352.308 3672.00 352.308 596.088 218.382 398.119 6.916 7.526 45.367 2.81 400.970 -0.71

15 14.28 596.088 3672.00 596.088 742.764 400.970 610.818 7.526 8.126 46.255 3.70 605.742 0.84

16 15.3 742.764 3672.00 742.764 657.186 605.742 684.799 8.126 8.327 46.547 3.99 678.712 0.90

17 16.32 657.186 3672.00 657.186 435.336 678.712 570.983 8.327 8.039 46.128 3.57 574.763 -0.66

18 17.34 435.336 3672.00 435.336 304.266 574.763 418.729 8.039 7.572 45.436 2.88 415.982 0.66

19 18.36 304.266 3672.00 304.266 237.048 415.982 311.487 7.572 7.231 44.923 2.36 309.709 0.57

20 19.38 237.048 3672.00 237.048 176.970 309.709 238.575 7.231 6.984 44.538 1.98 237.157 0.60

21 20.4 176.970 3672.00 176.970 107.304 237.157 173.824 6.984 6.752 44.174 1.61 174.879 -0.60

22 21.42 107.304 3672.00 107.304 51.816 174.879 115.307 6.752 6.511 43.788 1.23 116.080 -0.67

23 22.44 51.816 3672.00 51.816 22.848 116.080 71.130 6.511 6.304 43.450 0.89 71.543 -0.58

24 23.46 22.848 3672.00 22.848 12.954 71.543 44.374 6.304 6.157 43.208 0.65 44.525 -0.34

25 24.48 12.954 3672.00 12.954 0.000 44.525 27.327 6.157 6.049 43.031 0.47 27.578 -0.91

10

+ Cột 1: Số thứ tự.

+ Cột 2: Thời điểm

+ Cột 3: Lưu Lượng lũ đến

+ Cột 4: Thời gian

+ Cột 5: Lưu lượng lũ đến ở đầu thời đoạn

+ Cột 6: Lưu lượng lũ đến ở cuối thời đoạn

+ Cột 7: Lưu lượng lũ xả ở đầu thời đoạn.

+ Cột 8: Lưu lượng lũ xả giả thiết ở cuối thời đoạn

+ Cột 9: Mực nước đầu thời đoạn

+ Cột 10: : Mực nước cuối thời đoạn

+ Cột 11: Mực nước thượng lưu, Ztl = f(V)

+ Cột 12: H0 = Zt – MNDBT

+ Cột 13: Lưu lượng xả tính toán Tính theo công thức (*)

+ Cột 14: Sai Số gt tt.100%

gt

q q q

−

=

Biểu đồ quan hệ Q - q - t NGÔ VĂN HUỲNH 14 Lớp

6.2 Kết luận:

Từ kết quả tính toán trong bảng 1.8, ta xác định được mực nước lũ thiết kế của công trình là: MNLTK = Zt max = 46,547 (m)