Hệ thống tưới đakprong 1

- Địa hình xâm thực: Phân bố ở sườn đồi bao gồm các lớp tàn tích, sườn tích.Các lớp đất đá ở khu vực tuyến đập gồm có: Lớp 1 bồi tích aQ: Phân bố ở lòng suối, bãi bồi và thềm suối trong

MỤC LỤC

CH ƯƠ NG 1 V TR A LÝ V I U KI N T NHIÊN Ị Í ĐỊ À Đ Ề Ệ Ự 2

1.1 V trí a lý: ị đị 2

1.2 Đặ đ ể đị c i m a hình a m o: đị ạ 2

1.3 Đấ đ t ai th nh ổ ưỡ ng: 2

1.4 Đặ đ ể c i m khí t ượ ng th y v n: ủ ă 3

1.4.1 Đặ đ ểc i m khí tượng: 3

1.4.2 Thu v n dòng ch y:ỷ ă ả 4

1.4.3 Thu v n dòng ch y bùn cát:ỷ ă ả 6

1.5 i u ki n a ch t: Đ ề ệ đị ấ 7

1.5.1.T ng quan to n vùng:ổ à 7

1.5.2 a ch t lòng h :Đị ấ ồ 7

1.5.3 a ch t tuy n Đị ấ ế đậ 7p: 1.5.4 a ch t tuy n tr n:Đị ấ ế à 8

1.5.5 a ch t tuy n c ng:Đị ấ ế ố 8

1.5.6 a ch t tuy n kênh:Đị ấ ế 9

1.6 V t li u xây d ng: ậ ệ ự 9

1.6.1 V t li u ậ ệ đấ 9t: 1.6.2 V t li u á, cát s i:ậ ệ đ ỏ 9

CH ƯƠ NG 2 I U KI N D N SINH KINH T Đ Ề Ệ Â Ế 11

2.1 Tình hình dân sinh kinh t : ế 11

2.1.1 Dân s v lao ố à động: 11

2.1.2 Tình hình s n xu t nông nghi p – kinh t vùng:ả ấ ệ ế 11

2.1.3 C s h t ng s n xu t v sinh ho t:ơ ở ạ ầ ả ấ à ạ 11

2.2 Hi n tr ng c m công trình ệ ạ ụ đầ u m i: ố 11

2.2.1 Hi n tr ng khu v c:ệ ạ ự 11

2.2.2 Phương hướng phát tri n: ể 12

2.2.3 Nhu c u dùng nầ ướ 12c: CH ƯƠ NG 3 QUY MÔ CÔNG TRÌNH V C C CH TIÊU THI T K À Á Ỉ Ế Ế 14

3.1 Ch n vùng tuy n xây xây d ng công trình: ọ ế ự 14

3.2 Qui mô công trình: 14

3.2.1 Đậ 14p: 3.2.2 Đường tr n:à 14

3.2.3 C ng:ố 14

3.3 C p công trình v các ch tiêu thi t k : ấ à ỉ ế ế 14

3.3.1 C p công trình:ấ 14

3.3.2 Các ch tiêu thi t k :ỉ ế ế 15

CH ƯƠ NG 4 T NH TO N I U TI T H CH A Í Á Đ Ề Ế Ồ Ứ 17

4.1 Tính toán m c n ự ướ c ch t (MNC) h ch a: ế ồ ứ 17

4.1.1 Khái ni m MNC:ệ 17

4.1.2 M c ích v nhiêm v :ụ đ à ụ 17

4.1.3 Tính toán MNC: 17

4.2 Tính toán MNDBT v dung tích h : à ồ 19

4.2.1 Trường h p i u ti t:ợ đ ề ế 19

4.2.2 Phương pháp tính toán: 19

CH ƯƠ NG 5 T NH TO N I U TI T L Í Á Đ Ề Ế Ũ 28

5.1 M c ích, nhi m v v ý ngh a ụ đ ệ ụ à ĩ 28

5.1.1 M c ích:ụ đ 28

5.1.2 Nhi m v :ệ ụ 28

5.1.3 Ý ngh a:ĩ 28

5.2 Ph ươ ng pháp tính toán: 28

5.2.1 L a ch n phự ọ ương pháp: 28

5.2.2 Nguyên lý i u ti t:đ ề ế 29

5.2.3 Phân tích d ng ạ đường quá trình x l :ả ũ 30

5.2.4 Các s li u tính toán:ố ệ 30

5.2.5 N i dung tính toán:ộ 31

CH ƯƠ NG 6 THI T K Ế Ế ĐẬ ĐẤ P T 38

6.1 Xác nh cao trình nh đị đỉ đậ 38 p: 6.1.1 T i li u thi t k :à ệ ế ế 38

6.1.2 Các ch tiêu thi t k :ỉ ế ế 38

6.1.3 Cao trình nh đỉ đậ 38p: 6.2 Xác nh cao trình nh đị đỉ đậ ứ p ng v i MNDBT: ớ 39

6.2 Xác nh các kích th đị ướ ơ ả c c b n c a ủ đậ đấ 42 p t: 6.3 C u t o các b ph n c a ấ ạ ộ ậ ủ đậ đấ 43 p t: 6.3.1 nh Đỉ đậ 43p: 6.3.2 Mái đậ 43p: 6.3 Thi t b ch ng th m v thi t b thoát n ế ị ố ấ à ế ị ướ 44 c: 6.3.1 Ch ng th m cho thân ố ấ đập v n n à ề đậ 44p: 6.3.2 Thi t b thoát nế ị ước thân đậ 45p: 6.4 Tính toán th m ấ đậ đấ 46 p t: 6.4.1 M c ích:ụ đ 47

6.5.2 Các trường h p tính toán:ợ 47

6.5.3 N i dung tính toán th m:ộ ấ 48

6.5.4 L u lư ượng th m t ng c ng qua ấ ổ ộ đập: .59

6.5 Tính toán n nh ổ đị đậ đấ 60 p t: 6.5.1 M c ích tính toán:ụ đ 60

6.5.2 Trường h p tính toán:ợ 60

6.5.3 T i li u tính toán.à ệ 61

6.5.4 Phương pháp tính toán: 61

6.5.5 ánh giá tính h p lý c a mái:Đ ợ ủ 76

CH ƯƠ NG 7 THI T K TR N X L Ế Ế À Ả Ũ 77

7.1 Tuy n v hình th c tr n: ế à ứ à 77

7.1.1 V trí:ị 77

7.1.2 Hình th c - Quy mô công trình:ứ 77

7.2 Tính toán th y l c d c n ủ ự ố ướ 81 c: 7.2.1 nh tính Đị đường m t nặ ước trên d c nố ướ 82c: 7.2.2 nh lĐị ượng đường m t nặ ước trên d c nố ướ 84c: 7.2.3 Ki m tra i u ki n xói cho d c nể đ ề ệ ố ướ 87c: 7.2.4 Xác nh chi u cao tđị ề ường bên d c nố ướ 87c: 7.3 Tính toán tiêu n ng sau d c: ă ố 88

7.3.1 M c ích tính toán:ụ đ 88

7.3.2 Hình th c tiêu n ng:ứ ă 88

7.3.3 Tính toán th y l c b tiêu n ng:ủ ự ể ă 88

7.4 Ki m tra n nh t ể ổ đị ườ ng ch n: ắ 92

7.4.1 M c ích:ụ đ 92

7.4.2 Trường h p tính toán:ợ 93

7.4.3.Tính toán n nh:ổ đị 93

CH ƯƠ NG 8 THI T K C NG Ế Ế Ố 99

8.1 Nh ng v n ữ ấ đề chung 99

8.1.1 Nhi m v , c p công trình v các ch tiêu thi t k :ệ ụ ấ à ỉ ế ế 99

8.1.2 V trí tuy n v hình th c c ng:ị ế à ứ ố 99

8.2 Thi t k kênh h l u sau c ng ế ế ạ ư ố 100

8.2.1 Thi t k m t c t kênh:ế ế ặ ắ 100

8.2.2 Ki m tra i u ki n không xói:ể đ ề ệ 101

8.3.Tính toán khâu di n c ng ệ ố 101

8.3.1 Trường h p tính toán:ợ 101

8.3.2 Tính b r ng c ng bc:ề ộ ố 102

8.3.3 Xác nh chi u cao c ng v cao trình đị ề ố à đặ ốt c ng: 105

8.4 Ki m tra tr ng thái ch y v tiêu n ng sau c ng ể ạ ả à ă ố 106

8.4.1 M c ích v trụ đ à ường h p tính toán:ợ 106

8.4.2 Xác nh đị độ ở ố m c ng a: 106

8.4.3 Ki m tra tr ng thái ch y trong c ng:ể ạ ả ố 107

8.4.4 Tiêu n ng sau c ng:ă ố 111

8.5 Ch n c u t o c ng ng m ọ ấ ạ ố ầ 111

8.5.1 B ph n c a v o v c a ra:ộ ậ ử à à ử 111

8.5.2 Thân c ng:ố 111

8.6 Tính k t c u c ng ng m ế ấ ố ầ 113

8.6.1 M c íchụ đ : 113

8.6.2 Các trường h p tính toánợ : 113

CH ƯƠ NG 9: T NH TO N K T C U C NG NG M Í Á Ế Ấ Ố Ầ 120

9.1 tính toán k t c u c ng ế ấ ố 120

9.1.1 M c ích tính toán:ụ đ 120

9.1.2 Trường h p tính toán:ợ 120

9.1.3 Xác nh các ngo i l c tác d ng lên m t c t c ng:đị ạ ự ụ ặ ắ ố 120

9.1.4 Tính toán xác nh n i l c c ng ng m:đị ộ ự ố ầ 121

9.1.4 Tính toán b trí c t thép:ố ố 129

9.2 Tính toán ki m tra n t ể ứ 141

9.2.1 M t c t tính toán:ặ ắ 141

9.2.2 Tính toán v ki m tra n t:à ể ứ 142

PHẦN ITỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH

CHƯƠNG 1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

1.1 Vị trí địa lý:

Hệ thống tưới Đakprong là hệ thống hồ chứa và kênh tưới Hồ chứa nằm trên đầu nguồn suối Đăk prông,gồm 3 nhánh : Đắk ngheng, Dak Ha, Đắk tua, thuộc địa phận xã Đăk Ui, huyện Đắk Hà, tỉnh Kon tum

Công trình có tọa độ địa lý:

Từ huyện lỵ Đắk Hà đi theo đường quốc lộ số 14 lên hướng bắc 3km, rẽ phải theo đường 14 xã Đắc Ui 12,7 Km là tới cuối khu tưới, rẽ trái, đi theo đường liên thôn 4km nữa là tới vị trí đập

1.2 Đặc điểm địa hình địa mạo:

Lưu vực sông Đakprong nhỏ có dạng hình nam quạt, mở rộng ở thượng lưu Lưu vực được bao bọc bởi những ngọn núi có độ cao trên 900m ở phía Tây, phía Bắc và những ngọn núi cao trên 800 m ở phía Đông làm cho lưu vực dốc nhanh theo cả hai hướng từ Bắc sang Nam và Từ Tây sang Đông, độ cao trung bình lưu vực khoảng 700m, độ dốc lưu vực 109% Vùng thượng nguồn sông Đakprong chảy trong thung lũng dốc, hẹp với độ đốc lòng sông tại tuyến đập đạt 50% Từ hạ lưu tuyến đập đến nhập lưu của sông Đakprong với sông Đắk Uy, thung lũng sông Đakprongnói riêng và sông Đắk Uy mở rộng dần, độ dốc sông không cao, nhiều đoạn thung lũng sông mở rộng, hiện có hồ chứa Đắk Uy được xây dựng ở hạ lưu của sông Đakprong khoảng 3 km

- Nhóm đất đỏ vàng: Phân bố ở các dạng địa hình lượn sóng nhẹ dưới 250 Diện tích khoảng 62.097ha, chiếm 73,61% tổng diện tích tự nhiên Hiện trạng đất

sử dụng vào nông nghiệp: trồng lúa, hoa màu và cây công nghiệp, diện tích còn lại chủ yếu là cây bụi và rừng.

- Nhóm đất mùn vàng đỏ trên núi - đất mùn vàng đỏ trên đá biến chất: Phân

bố ở địa hình dốc trên 250, tập trung ở khu vực Đông Bắc huyện Diện tích khoảng 20.350 ha, chiếm 24,12% tổng diện tích tự nhiên Hiện trạng đất chủ yếu là đất rừng

- Nhóm đất thung lũng - đất dốc tụ: Phân bố ở các hợp thủy hoặc thung lũng

có địa hình thấp Là dạng địa hình khó thoát nước, trong mùa mưa thường bị ngập úng Diện tích khoảng 718 ha, chiếm 0,85% tổng diện tích tự nhiên Hiện trạng đất này một phần đang trồng lúa nước và hoa màu

1.4 Đặc điểm khí tượng thủy văn:

1.4.1 Đặc điểm khí tượng:

Huyện Đăk Hà nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa cao nguyên, mỗi năm

có hai mùa rõ rệt: Mùa mưa bắt đầu từ tháng IV đến tháng X hàng năm và mùa khô bắt đầu từ tháng XI đến tháng IV năm sau

từ tháng V đến tháng X hàng năm, tổng lượng mưa của thời kỳ này chiếm

Bảng 1-1: Lượng mưa trung bình năm trên lưu vực sông (mm).

Bảng 1-3: Phân phối chênh lệch bốc hơi (∆Z ~t) (mm).

∆ Z 71,7 74,1 86 69,1 46,7 30,4 27,7 25,3 24,7 36,1 50,2 63

1.4.2 Thuỷ văn dòng chảy:

Trong năm chế độ dòng chảy trên sông Krông Pô Cô được phân ra làm hai mùa rõ rệt:

- Mùa lũ bắt đầu từ tháng VII nhưng kết thúc vào tháng XI với tổng lượng dòng chảy mùa lũ chiếm (70 - 80)% tổng lượng dòng chảy năm

- Mùa kiệt bắt đầu từ tháng XII và kết thúc vào tháng VI năm sau với tổng lượng dòng chảy chiếm (20 - 30)% tổng lượng dòng chảy năm Tháng có lưu lượng trung bình nhỏ nhất năm thường rơi vào tháng IV, đặc biệt các năm mùa mưa năm trước kết thúc sớm, mùa mưa năm sau đến muộn là nguyên nhân gây cạn kiệt lớn ở Tây Nguyên nói chung và lưu vực tuyến công trình nghiên cứu nói riêng

Bảng 1-4: Lưu lượng đỉnh lũ tại tuyến công trình Q: (đơn vị : m 3 /s)

1.4.3 Thuỷ văn dòng chảy bùn cát:

Theo số liệu đo phù sa lơ lửng ở các trạm trong khu vực Tây Nguyên thì độ đục phù sa của các sông trong khu vực biến động trong khoảng (150÷200)g/m3

Hàng năm lượng phù sa tới hồ tương ứng với tuyến 1 là V bc= 1341 m3/năm

1.5 Điều kiện địa chất:

1.5.1.Tổng quan toàn vùng:

Địa chất của vùng khảo sát có:

Thành phần đá gốc gồm có: gneis biotit, plagiogneis biotit, đá phiến thạch anh – biotit – silinanit – granit – cordierit , lớp mỏng amphibolit, đá hóa ôlivin, đá phiến graphit Bề dày hệ tầng khoảng 1500 ÷ 1600 m

1.5.2 Địa chất lòng hồ:

Đáy hồ và bờ hồ thành tạo bởi các đá mac ma, có các lớp tàn tích thấm nước kém phủ ở trên Các lớp đất và đá này ngăn chặn nước thấm qua lớp cát sỏi lắng đọng ở đáy suối, bờ suối vì thế hồ không bị thấm nước qua đáy và bờ hồ Nếu xử lý chống thấm tốt ở tuyến đập thì sẽ giữ được nước trong hồ

1.5.3 Địa chất tuyến đập:

Địa chất tuyến đập I (vùng tuyến đập khảo sát không có đứt gãy)

Vùng địa hình bao gồm:

- Địa hình bồi tích: Lòng suối, các bãi cát ven bờ và thềm suối

- Địa hình xâm thực: Phân bố ở sườn đồi bao gồm các lớp tàn tích, sườn tích.Các lớp đất đá ở khu vực tuyến đập gồm có:

Lớp 1 bồi tích (aQ): Phân bố ở lòng suối, bãi bồi và thềm suối trong phạm vi

- Lớp 1c: Sét xám đen, trạng thái dẻo mềm đến dẻo chảy Bề dày 0,5÷1,0 m

- Lớp 1d: Sét xám xanh nhạt, dẻo mềm Bề dày thay đổi từ 1,0÷ 1,6 m

Lớp pha tàn tích 2(edQ): Phân bố ở hai vai đập và ở đáy suối.

- Lớp 2a: Phân bố ở vai phải đập, á sét màu vàng nâu, chứa ít sạn sỏi, đá lăn, trạng thái cứng, kết cấu chặt vừa Bề dày lớp 2a là 1,0÷2,2m

- Lớp 2b: Phân bố ở vai trái đập, á sét đỏ nâu, chứa nhiều sạn sỏi, trạng thái cứng, kết cấu chặt vừa Bề dày 2,8÷3,2 m

Lớp tàn tích 3(eQ): Phân bố ở vai trái đập và ở đáy suối, nằm dưới lớp 2.

- Lớp 3a: Phân bố ở vai phải đập, á sét màu vàng chứa sạn sỏi, vụn đá, trạng thái cứng, kết cấu chặt Bề dày lớp 3a là trên 8m.

- Lớp 3b: Phân bố ở vai trái đập á sét đỏ nâu, chứa nhiều sạn sỏi, vụn đá, trạng thái cứng, kết cấu chặt Bề dày lớp 3b là trên 7m

BẢNG 1-9: CHỈ TIÊU CƠ LÝ CÁC LỚP ĐẤT TUYẾN ĐẬP TRÀN, CỐNG 2.

1.5.6 Địa chất tuyến kênh:

Tuyến kênh hầu hết chạy men theo chân đồi nên hầu như kênh đào vào trong lớp tàn tích 2a hoặc 2b là các lớp á sét, khả năng thấm nước kém

1.6 Vật liệu xây dựng:

1.6.1 Vật liệu đất:

- Bãi vật liệu 1: gồm có bãi 1A và 1B

Bãi 1A: Phân bố sườn đồi trong lòng hồ ở nhánh suối phía Tây Bắc tuyến đập Đất á sét màu nâu đỏ, chứa ít sỏi sạn, trạng thái cứng

Bãi 1B: Phân bố ở sườn đồi gần đường đi vào đơn vị bộ đội Chiều dài bãi khoảng 500m, rộng 20m, bề dày khai thác 4m Đất á sét vàng xám, chứa sạn sỏi, trạng thái cứng

- Bãi 2: Nằm ở phía hạ lưu đập ngay cạnh đường đi vào tuyến đập, cách tuyến đập 150m đến 650m Chiều dài bãi 500m, rộng 60m, bề dày khai thác 4m Đất sét nâu đỏ, vàng, mịn, hầu như không chứa sỏi sạn, trạng thái cứng

- Bãi 3: Nằm ở thôn 5A cách tuyến đập khoảng 1,2km – 1,7km, nằm cạnh đường vào tuyến đập Chiều dài bãi 200m, rộng 50m, bề dày khai thác 4m Đất á sét vàng, nâu vàng, chứa dăm sạn, trạng thái cứng

Bảng 1-10: Chỉ tiêu cơ lý các bãi vật liệu.

Cát sỏi: Chuyên chở từ thị xã Kon Tum tới, khoảng cách chở là 40km bằng phương tiện cơ giới.

CHƯƠNG 2 ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ 2.1 Tình hình dân sinh kinh tế:

2.1.1 Dân số và lao động:

Xã Đăk Ui là một xã miền núi thuộc Huyện Đăk Hà, Tỉnh Kon Tum Toàn

xã có tổng số dân 4411 người, riêng vùng hưởng lợi dự án là 4 thôn: Thôn 3, thôn 6, thôn 8 và thôn 10 Các thôn này có 329 hộ với dân số là 1798 người Đồng bào ở đây chủ yếu là dân tộc thiểu số, sản xuất chính là nông nghiệp và đã có tập quán canh tác lúa nước

2.1.2 Tình hình sản xuất nông nghiệp – kinh tế vùng:

Xã Đăk Ui có tổng diện tích đất tự nhiên là 11.775 ha, trong đó đất sản xuất nông nghiệp là 1.520 ha, đất lâm nghiệp là 9.570 ha, số còn lại là đất thổ cư và đất chuyên dùng Trong 1.520 ha đất sản xuất nông nghiệp có khoảng 450ha có khả năng canh tác lúa nước nhưng hiện tại chỉ được đầu tư khai thác rất ít và sản xuất phần lớn còn phụ thuộc vào thiên nhiên

2.1.3 Cơ sở hạ tầng sản xuất và sinh hoạt:

Toàn xã hiện có 01 trạm xá, 01 trường trung học cơ sở và 7 trường tiểu học là trường tạm Hiện tại, giao thông trong vùng chủ yếu là đường đất, mùa mưa đi lại khó khăn Hệ thống truyền thanh, truyền hình trong xã hầu như chưa có Đồng bào sản xuất nông nghiệp là chính nhưng chỉ có 01 công trình thủy lợi phục vụ tưới là đập Đak Uy 2 với diện tích phụ trách là 60 ha Ngoài ra do bức xúc vì thiếu nước nên đồng bào có làm một số đập bối nhưng khi lũ về thì bị nước cuốn trôi

2.2 Hiện trạng cụm công trình đầu mối:

2.2.1 Hiện trạng khu vực:

Trên địa bàn huyện đại đa số cụm đầu mối đến nay đều xuống cấp ở từng mức độ khác nhau, riêng xã Hà Mòn, xã Đăk Mar, thị trấn các công trình này chủ yếu do nhân dân tự đắp, nhà nước ủng hộ vật tư hoặc các Nông trường quản lý, được thiết kế không bài bản, các công trình này nước trữ lượng ít, tràn xả lũ, cống lấy nước và hệ thống kênh dẫn không có, chỉ có đập đất ngăn hợp thủy hoặc khe suối nhỏ tạo thành hò trữ nước dùng máy bơm đẩy từ hồ lên tưới cho Cà phê trên lưu vực xung quanh lòng hồ

Khu tưới có tổng diện tích tưới lúa là 40 ha (kể cả bên tả và bên hữu) có thể

mở rộng thành 90ha Toàn bộ diện tích này đã được dân khai hoang để trồng lúa nước nhưng do thiếu thốn nguồn nước nên chỉ 25 ha được canh tác trong vụ hè thu (mùa mưa), còn vụ đông xuân (mùa khô) đa số diện tích bị bỏ trống do không có nước tưới

2.2.2 Phương hướng phát triển:

Cần đầu tư khai thác hết toàn bộ diện tích có thể tăng khả năng cung cấp lương thực tự có của nhân dân, tạo điều kiện ổn định cuộc sống, xoá đói giàm nghèo và khuyến khích nhân dân định canh định cư

2.2.3 Nhu cầu dùng nước:

- Tạo nguồn tưới cho cây công nghiệp, rau màu 156 ha ở khu vực lòng hồ

- Tăng lượng nước ngầm cho sinh hoạt, tạo cảnh quan và cải thiện môi trường sống của nhân dân trong vùng hưởng lợi

- Kết hợp giữa thủy lợi với giao thông nông thôn và bố trí khu dân cư, nhằm ổn định và nâng cao đời sống của nhân dân trong vùng

Phương án tưới:

- Diện tích tưới của hồ ở hạ lưu:

Lúa Rau màu, cây công nghiệp Lúa Rau màu, cây công nghiệp

PHẦN IITHIẾT KẾ CƠ SỞ

CHƯƠNG 3 QUY MÔ CÔNG TRÌNH VÀ CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ

3.1 Chọn vùng tuyến xây xây dựng công trình:

Qua việc phân tích và căn cứ vào các điều kiện địa hình, địa chất, nhiệm vụ công trình… Sơ bộ chọn tuyến công trình như sau:

- Chọn tuyến đập nằm ở thượng nguồn sông Đăk Hà

- Bên bờ trái nhìn từ thượng lưu tuyến đập có địa hình hẹp nên rất thuận lợi cho việc bố trí tràn xả lũ

- Tuyến cống được bố trí phía bên phải của tuyến đập nhìn từ thượng lưu tuyến đập

3.2 Qui mô công trình:

3.2.1 Đập:

Căn cứ vào trữ lượng và các chỉ tiêu cơ lý của vật liêu xây dựng đập, ta chọn hình thức đập là đập đồng chất, có thiết bị thoát nước thấm kiểu lăng trụ và kiểu áp mái, để tăng độ ổn định cho đập và giảm lưu lượng thấm cho đập

3.2.2 Đường tràn:

Như trên ta đã phân tích thì tuyến tràn được bố trí ở sườn đồi bên trái của tuyến đập Do có địa hình thuận lợi nên khối lượng đào tràn sẽ ít hơn, địa chất nền tương đối tốt nên việc xử lý nền tràn sẽ không tốn kém nhiều

Với tuyến tràn đã chọn và từ những phân tích trên ta chọn phương án đường tràn dọc, với hình thức là ngưỡng đỉnh rộng, không có cửa van điều tiết

3.2.3 Cống:

Cống được bố trí ở phía bờ phải của tuyến đập, trên sườn đồi, vuông góc với tuyến đập Cống làm nhiệm vụ dẫn nước phục vụ cho khu tưới, với hình thức là cống hộp, chảy không áp, làm bằng bê tông cốt thép

3.3 Cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế:

3.3.1 Cấp công trình:

Theo quy phạm thiết kế các công trình thủy lợi “QCVN 05:2012/BNNPTNT”, cấp công trình được xác định theo hai điều kiện:

04-Theo nhiệm vụ công trình:

Công trình cấp nước tưới cho 156 ha diện tích đất canh tác nông nghiệp Ta xác định được công trình là cấp III

Theo điều kiện nền và chiều cao công trình:

Sơ bộ xác định chiều cao công trình theo công thức sau:

H = MNDBTsơ bộ - ∆đáy + d (3-1)Trong đó:

- H: chiều cao công trình

định căn cứ vào tài liệu nhu cầu dùng nước, địa chất thuỷ văn ) Từ ∑nhu cầu dùng nước ta tra quan hệ Z~V có Z ≈ 711,8m

- d: độ cao an toàn kể đến độ dềnh do gió, chiều cao sóng leo ứng với MNDBTsơ bộ, sơ bộ chọn d = 2m

Thay các giá trị vào công thức (3–1), ta có:

định được các thông số sau:

- Tần suất thiết kế: P% = 1%

- Tần suất lũ kiểm tra: P = 0.2%

- Tần suất lũ thiết kế dẫn dòng thi công: P = 10%

- Tần suất gió ứng với MNDBT: P = 4%

- Tần suất gió ứng với mực nước lũ thiết kế: P = 50%

- Hệ số an toàn cho phép về ổn định của mái đập:

+ Tổ hợp tải trọng và lực tác dụng chủ yếu ( cơ bản ) : kcb = 1,3

+ Tổ hợp tải trọng và lực tác dụng đặc biệt : kđb = 1,1

- Độ vượt cao an toàn của đỉnh đập:

+ Với MNDBT : a = 0,7m

+ Với MNLTK : a’ = 0,5m

+ Với MNLKT : a” = 0,2m

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT HỒ CHỨA

4.1 Tính toán mực nước chết (MNC) hồ chứa:

4.1.1 Khái niệm MNC:

MNC là cao trình giới hạn trên cùng của dung tích chết Dung tích chết là thành phần dung tích nằm dưới cùng của kho nước, không tham gia vào quá trình điều tiết dòng chảy của công trình

Trong đó : Vbc: Thể tích bùn cát bồi lắng hàng năm

T: Thời gian hoạt động của công trình

+ Điều kiện đảm bảo tưới tự chảy, MNC không được nhỏ hơn cao trình mực nước tối thiểu để có thể đảm bảo được tưới tự chảy

MNC > Zmin

Trong đó: Zmin: Cao trình khống chế đầu kênh tưới

+ Đối với các nhà máy thuỷ điện, MNC và dung tích chết phải được lựa chọn sao cho hoặc là công suất đảm bảo của nhà máy là lớn nhất, hoặc là đảm bảo cột nước tối thiểu cho việc phát điện

+ Đối với giao thông thuỷ ở thượng lưu, MNC phải là mực nước tối thiểu cho phép tàu bè đi lại bình thường

+ Đối với thủy sản, dung tích chết và MNC phải đảm bảo dung tích cần thiết cho chăn nuôi cá và thuỷ sản khác

+ Đối với yêu cầu về du lịch và bảo vệ môi trường, MNC và dung tích chết cần đảm bảo yêu cầu tối thiểu cho du lịch và yêu cầu vệ sinh thượng hạ lưu hồ chứa

4.1.3 Tính toán MNC:

* MNC được xác định theo hai yêu cầu sau:

Theo yêu cầu bùn cát:

Với phương án cống lấy nước là cống bê tông cốt thép tiết diện chữ nhật đặt trong thân đập, chảy không áp Khi đó mực nước chết tính theo điều kiện bồi lắng của bùn cát được xác định theo công thức:

MNC

∇ = ∇bc+ a + h (4.1)Trong đó:

MNC Zbc

Hình 4-1: Sơ đồ tính MNC theo điều kiện bồi lắng bùn cát.

Xác định ∇bc:

∗ Xác định thể tích bùn cát lắng đọng:

Vbc = Vbc năm.TTrong đó: T: Tuổi thọ công trình: T = 75 năm

Vbc năm : Thể tích bùn cát lắng đọng trong một năm

Thay số: Vbc = 1341.75 = 0,1006.106 (m3)

Tra quan hệ W~Z ta được: Zbc = 698 (m)

Thay tất cả vào (1) ta được:

MNC = Zbc + a + h = 698 + 0,5 + 1,0 = 699,5 (m)

Tra quan hệ Z ~V ta được: Vc = 0,25.106 (m3)

Theo yêu cầu tưới tự chảy:

Cao trình MNC phải thoả mãn điều kiện về yêu cầu tưới tự chảy, tức là cao trình MNC phải lớn hơn cao trình cần tưới Để đảm bảo điều kiện cấp nước cho hạ lưu một cách tốt nhất

Theo yêu cầu tưới tự chảy ta có:∇MNC ≥∇yc= Zđk +∆Z

Trong đó : Zđk - Cao trình khống chế tưới tự chảy đầu kênh

(Theo kết quả tính toán thuỷ nông ta có Zđk = 698 (m)

∆Z- Tổng tổn thất qua cống, ∆Z= 0,5m

Thay số ta được: ∇MNC ≥∇yc= 698 + 0,5 = 698.5(m)

Tra quan hệ Z ~V ta được: Vc = 0,230.106 (m3)

Vậy, từ hai điều kiện trên ta chọn ∇MNC= 698,5(m) ứng với Vc = 0,230.106 (m3)

4.2 Tính toán MNDBT và dung tích hồ:

4.2.1 Trường hợp điều tiết:

Thực tế của quá trình điều tiết là để cân bằng lượng nước đến và lượng nước dùng, để đảm bảo cho nhu cầu dùng nước đã đặt ra

Theo tài liệu thuỷ văn về phân phối dòng chảy năm thiết kế và nhu cầu dùng nước trong năm của hồ chứa ta thấy:

Để từ đó có kế hoạch và biện pháp sử dụng nước đạt hiệu quả kinh tế nhất

Tính toán điều tiết bỏ qua tổn thất:

Cột 1: Thứ tự các tháng xếp theo năm thủy lợi

Cột 2: Số ngày của từng tháng

Cột 3: Lưu lượng nước đến bình quân tháng

Cột 4: Lưu lượng nước dùng bình quân tháng

Cột 5: Tổng lượng nước đến của từng tháng (5) = (3)x(2)

Cột 6: Tổng lượng nước dùng của từng tháng (6) = (4)x(2)

Cột 7: Lượng nước thừa hàng tháng (7) = (5) – (6)

Cột 8: Lượng nước thiếu hàng tháng của thời kỳ thiếu nước (8) = (6) – (5).Cột 9: Lượng nước tích trong hồ hàng tháng

Cột 10: Lượng nước xả thừa

Bảng 4-1: Tính toán điều tiết bỏ qua tổn thất.

Tra quan hệ lòng hồ ta được : MNDBT = 708,09 (m).

Tính toán điều tiết có kể đến tổn thất:

Bảng (4-2) và bảng (4-3) tính toán cho trường hợp điều tiết 1 lần độc lập với phương án trữ sớm Các cột trong bảng được giải thích như sau:

Trong đó

- Cột 1 : Thứ tự các tháng sắp xếp theo năm thủy văn

cột 1 ( m3)

- Cột 4 : Dung tích hồ chứa kể cả dung tích chết khi chưa tính tổn thất

- Cột 5 : Diện tích hồ chứa tương ứng với dung tích hồ ở cột 4 ( tra theo quan hệ V ~ F )

- Cột 6 : dung tích bình quân của hồ chứa ( m3 )

địa hình kho nước ) ( m 2)

- Cột 8 : Lượng tổn thất ∆Z phân phối trong năm

- Cột 9 : Tổn thất bốc hơi tương ứng với các tháng ở cột 1 ( m3)

Wbh = ∆Zi Fmh

Trong đó: ∆Zi Lượng bốc hơi hồ chứa

Fmh Diện tích mặt thoáng tương ứng với cột 7 (mm)

- Cột 14,15 : Hiệu lượng nước đến trừ đi lượng nước dùng và tổn thất

- Cột 16 : Dung tích hữu ích của hồ có kể đến dung tích chết ( m3)

- Cột 17 : Dung tích xả thừa của hồ cố kể tổn thất ( m3)

Tính sai số giữa hai lần tính dung tích hiệu dụng (trường hợp đã kể đến tổn thất và trường hợp chưa kể đến tổn thất) ta có:

V V

−

Lấy chọn sai số cho phép là 5%

⇒ Kết quả tính toán chưa đạt yêu cầu nên phải tính toán lại lần 2

+ Tính toán điều tiết lần 2 được thể hiện trong bảng (4-3) Trong đó các giá trị ở cột 2 được lấy từ cột 13 của bảng (4-2) của lần tính trước, còn các cột khác được giải thích tương tự bảng (4-2) của lần lặp thứ nhất

Tổng lượng nước thiếu ở cột (12) của bảng (4-3) chính là dung tích hiệu dụng Vhd đã kể đến tổn thất với lần tính thứ 1: Vhd=1,6310.106 (m3)

Sai số giữa hai lần tính dung tích hiệu dụng (lần 1 và lần 2) là:

V V

Khi đó dung dung tích hiệu dụng của hồ chứa là: Vhd=1,9640.106 (m3) và dung tích tổng cộng của hồ chứa tính đến mực nước dâng bình thường là:

Bảng 4-2: BẢNG TÍNH ĐIỀU TIẾT HỒ CHỨA CÓ KỂ ĐẾN TỔN THẤT THEO PHƯƠNG ÁN TRỮ SỚM.

IV 122,602 247,277 250,000 62692,30 312,338 74024,46 0,069 5,115 2%Vtb 6,247 11,362 258,639 136,037 250,000

3677,478 3007,394

12719,57 7

Bảng 4-3: BẢNG TÍNH ĐIỀU TIẾT HỒ CHỨA CÓ KỂ ĐẾN TỔN THẤT THEO PHƯƠNG ÁN TRỮ SỚM.

0,05

0 10,052 2%Vtb 42,320 52,372 450,503 199,598 2024,008 XII 176,774 470,595 1677,728

111460,3

5 0,086 9,586 2%Vtb 13,163 22,749 680,296 544,769 386,141

IV 122,602 247,277 250,000 62692,30 318,019 73877,70 0,069 5,105 2%Vtb 6,360 11,465 258,742 136,141 250,000

3677,478 3007,394

13395,94 9

13395,94 9

0,60

5 83,771 267,919 351,690 3359,084

1973,60 6

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ 5.1 Mục đích, nhiệm vụ và ý nghĩa

5.1.1 Mục đích:

Các công trình thuỷ lợi nói chung và kho nước điều tiết lũ nói riêng, khi xảy

ra sự cố hỏng hóc có thể gây ra những tổn thất vô cùng to lớn Vì vậy mà việc tính toán điều tiết lũ là rất cần thiết cho mỗi công trình Mục đích của tính toán điều tiết

lũ là thông qua tính toán tìm ra dung tích phòng lũ cần thiết của kho nước, đường quá trình xả lũ xuống hạ lưu công trình, tìm ra lưu lượng xả lớn nhất, cột nước tràn lớn nhất, từ đó định ra quy mô, kích thước tràn xả lũ và các phương thức vận hành kho nước để xác định kích thước các công trình tiêu năng và kênh tháo

Để đạt được mục đích trên ta cần phải dựa trên việc phân tích một số các tham số đặc trưng như: Tiêu chuẩn phòng lũ (Vpl), mực nước lũ thiết kế, lưu lượng

xả lũ an toàn (qmax), mực nước khống chế ở hạ lưu (Zhlmax)

5.1.2 Nhiệm vụ:

Nhiệm vụ của việc tính toán điều tiết lũ là căn cứ vào nước lũ thiết kế và nước

lũ kiểm tra để xác định đường quá trình lưu lượng xả (q~t) sau khi đã qua kho nước điều tiết

Nghiên cứu cách hạ thấp lưu lượng mùa lũ nhằm đáp ứng nhu cầu phòng lũ cho các công trình ven sông và hạ lưu của công trình, tránh được những tổn thất ở mức thấp nhất

5.1.3 Ý nghĩa:

Việc tính toán điều tiết lũ có ý nghĩa rất quan trọng, bởi từ đó ta có thể đánh giá và lựa chọn được phương án tối ưu nhất cho các công trình có tầm quan trọng và ảnh hưởng nhiều tới công trình như: Tính toán xác định dung tích phòng lũ cần thiết, quy mô và hình thức công trình xả lũ cũng như quá trình lũ sau kho nước…

5.2 Phương pháp tính toán:

5.2.1 Lựa chọn phương pháp:

Đối với loại bài toán cho quá trình lũ đến, địa hình kho nước, loại công trình

xả lũ Yêu cầu xác định quá trình xả lũ, dung tích cắt lũ, mực nước lũ thiết kế Ta có thể áp dụng các phương pháp khác nhau như: Phương pháp thử dần, Phương pháp Pôtapôp, Phương pháp Kotrêrin Ở đây theo yêu cầu của đồ án ta lựa chọn phương pháp Pôtapôp (Phương pháp bán đồ giải)

5.2.2 Nguyên lý điều tiết:

Phương pháp tính toán điều tiết lũ của Pôtapôp là dựa trên nguyên lý cơ bản

là phương trình cân bằng nước như sau: “ Hiệu số giữa lượng nước đến và lượng nước đi khỏi kho nước bằng sự thay đổi trữ lượng nước chứa trong kho đó trong thời gian tính toán bất kỳ” Sau đây là nội dung cụ thể của phương pháp này

Ta có phương trình cân bằng nước dạng vi phân :

Qdt – qdt = F.dHTrong đó: Q: Lưu lượng đến kho nước

q: Lưu lượng ra khỏi kho nước

F: Diện tích mặt thoáng của kho nước

dt: Khoảng thời gian vô cùng nhỏ

dH: Vi phân của cột nước trên công trình xả lũ

Nếu ta thay F.dH = dV thì ta được : (Q – q).dt = dV (5-1)

Và nếu thay dt bằng khoảng thời gian đủ lớn ∆t = t2 – t1, ở đây t1, t2 là thời điểm đầu và thời điểm cuối của khoảng thời gian tính toán thì chúng ta có phương trình cân bằng nước dạng sai phân:

1 2 2

1 2

Q1, Q2: Lưu lượng đến ở đầu và cuối thời đoạn

q1, q2: Lưu lượng xả tương ứng

V1, V2: Lượng nước có trong kho ở đầu và cuối thời đoạn ∆t

Với mục đích là tìm quá trình xả lũ (q~t) thì phương trình (5-2) chưa thể giải trực tiếp được vì có hai số hạng chưa biết là q2,V2 Vậy ta cần có một phương trình nữa, đó chính là phương trình thuỷ lực của công trình xả lũ với dạng tổng quát:

q = f(Zt, Zh, K) (5-3)Trong đó :

Zt: Mực nước thượng lưu công trình xả lũ

Zh: Mực nước hạ lưu ; K: Tham số biểu thị công trình

Phương trình (5-3) sẽ được biểu thị cụ thể theo hình thức công trình và chế độ chảy, ở đây hình thức công trình là tràn không có cửa van Như vậy ta sẽ có dạng của phương trình (5-3) như sau:

q = εm.B 2.g.H 2 (5-4)

5.2.3 Phân tích dạng đường quá trình xả lũ:

Để tiện lợi cho việc phân tích, từ phương trình (5-1) ta đưa về dạng:

dt

dH dH

dV dt

dV q

F

q Q dt

dH = −

Từ phương trình (5-4) ta có:

dt

dH H g B m dt

dq

2

*2

dq = −

(5-5)Phương trình (5-5) là cơ sở cho việc phân tích dạng quá trình xả lũ:

Q, q (m3/s) Qmax qmax

dq ⇒ Lưu lượng xả đạt giá trị lớn nhất, sau t2 thì q giảm nhưng vẫn lớn hơn Q

và lượng trữ trong kho giảm dần

+ Tại thời điểm t3: lưu lượng xả giảm, mực nước trong kho bằng MNDBT

5.2.4 Các số liệu tính toán:

- Loại ngưỡng tràn: Đỉnh rộng

- Tràn không có van điều tiết, bề rộng tràn: Btr = 12m;

- Cao trình ngưỡng = MNDBT = +708.35m

- Hệ số lưu lượng và co hẹp bên, sơ bộ chọn εm = 0,36

- Tài liệu địa hình (Z ~ V )

- Tài liệu thuỷ văn dòng chảy (Q ~ t)

5.2.5 Nội dung tính toán:

Từ phương trình cân bằng nước dạng sai phân (5-2), Pôtapôp đưa về phương trình có dạng như sau:

t

V

(5-6)Như vậy ở đây với bất kỳ thời đoạn ∆tnào thì vế phải đều đã biết và ta đặt:

q 2 0.5

f 1 , f 2: được gọi là quan hệ phụ trợ để tính điều tiết lũ

Khi đó công thức (5-6) có có thể viết dưới dạng:

f 2 (q) = Q+ f q1( ) (5-7)

Ta lần lượt làm các bước tính toán điều tiết lũ như sau:

∗ Xây dựng biểu đồ quan hệ phụ trợ :

- Lựa chọn bước thời gian tính toán ∆t, sau đó giả thiết nhiều trị số mực nước trong kho để tính lưu lượng xả tương ứng theo công thức:

q = εm.B 2.g.H 2

- Dựa vào quan hệ (Z ~V), ứng với các mực nước giả thiết ở trên tìm ra dung tích kho tương ứng là Vk và từ đó tìm được V = Vk – Vtl ( Trong đó Vtl là dung tích kho ứng với khi lũ đến )

- Tính các giá trị f1 và f2 ứng với các giá trị q vừa tính ở trên rồi vẽ lên biểu đồ quan hệ (q ~f1, f2)

Từ các bước làm như trên ta có được bảng tính toán quan hệ phụ trợ như sau:Cột 1: Stt

Cột 2: Mực nước trong hồ chứa (Giả thiết các giá trị này từ cao trình

ngưỡng trở lên)

Cột 3: Cột nước tính toán của công trình xả lũ: H = Z - Zng

Cột 4: Lưu lượng tháo qua công trình xả lũ: q = εm.B 2.g.H 2

Cột 5: Dung tích của kho nước ( Tra theo quan hệ (Z ~ V) theo số liệu Z ở cột 1)

Tính toán với phương án: Btr = 12m; (Bảng: 5-2; 5-3 trong phụ lục).

∗ Sử dụng biểu đồ để tính toán điều tiết :

- Với mỗi thời đoạn ∆t: Tính

2

2

1 Q Q

Q tb = +

- Từ q1 đã biết, tra trên biểu đồ được giá trị f1 và tính f2 = Qtb + f1

- Từ f2 tra biểu đồ ngược lại sẽ được q2 Đây chính là lưu lượng xả ở cuối mỗi thời đoạn

- Lặp lại bước 1 cho các thời đoạn sau đó cho đến khi kết thúc

- Từ quá trình lũ đến và xả ta có thể xác định được lưu lượng xả lớn nhất, dung tích cắt lũ, mực nước lớn nhất trong kho

Từ các bước làm như trên ta có bảng tính toán điều tiết lũ như sau:

Cột 1: thứ tự tính toán

Cột 2: Thời đoạn tính toán ∆t, với ∆t = 0,5h

Cột 3: Lưu lượng lũ đến ( tài liệu dòng chảy lũ ứng với tần suất thiết kế P = 1% )

Cột 4: Lưu lượng trung bình

2

c đ tb

Q Q

.Cột 5: Lưu lượng xả qua tràn

Cột 6: f1 được nội suy khi biết qxả dựa vào quan hệ f1∼ q

Cột 7: f2 = f1 + Qtb = (4) + (6)

Cột 8: nội suy được q2 qua dựa vào quan hệ: f2~q

Cột 9: Cột nước trên ngưỡng tràn, được xác định theo công thức:

Htr = 3

2

2 

Bảng 5-2: Tính toán điều tiết lũ thiết kế (P=1%), B tr = 12m; Z ng = 708,35m; V ng

Hình 5-2: Đường quá trình lũ (P=1%), P/A B tr = 12m.

Bảng 5-3: Tổng hợp kết quả tính toán điều tiết lũ(P=1%).