hồ chứa nước quảng mào

Phương hướng phát triển kinh tế của huyện Yên Thủy tỉnh Hòa Bình trong những năm trước mắt là tập trung sản xuất nông nghiệp, lấy việc sản xuất lúa làm chủ yếu, bảo đảm tự túc được lương

GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG

LỜI MỞ ĐẦU

Những năm gần đây, đất nước ta đang trên đà phát triển để hội nhập kinh tế cùng với các nước trong khu vực Đời sống nhân dân ngày càng được đổi mới và phát triển Xong, do nước ta sống chủ yếu bằng sản xuất nông nghiệp Vì vậy, tuy đang trên đà công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước nhưng cũng không ngừng chú trọng phát triển nông nghiệp một cách toàn diện, để nông nghiệp luôn là nền tảng vững chắc cho sự nghiệp xây dựng đất nước Do vậy, hàng loạt các dự án xây dựng hồ chứa phục vụ cho nhu cầu nông nghiệp, sinh hoạt và nhu cầu về điện đang được triển khai.

Hòa Bình là khu vực có rất nhiều tiềm năng để phát triển tài nguyên nước (có rất nhiều sông suối) nhưng mật độ dân cư còn thưa thớt đặc biệt là những vùng núi và vùng xây dựng các hồ chứa nước Do vậy, nhà nước đang triển khai đẩy mạnh chính sách xây dựng vùng kinh tế mới Muốn vậy, cần xây dựng các công trình thủy lợi để phát triển các tiềm năng sẵn có của khu vực là rất quan trọng.

Phương hướng phát triển kinh tế của huyện Yên Thủy tỉnh Hòa Bình trong những năm trước mắt là tập trung sản xuất nông nghiệp, lấy việc sản xuất lúa làm chủ yếu, bảo đảm tự túc được lương thực tại chỗ, ổn định cuộc sống nhân dân làm cơ

sở vật chất cho sự phát triển của các ngành kinh tế khác như khai thác các thế mạnh về rừng, đất rừng chế biến các sản phẩm nông nghiệp cùng các tiềm năng khác của địa phương.

Để thực hiện phương hướng phát triển chung của huyện Đồng Xuân, đặc biệt khu vực trọng điểm lúa ven sông Lạng thì biện pháp thủy lợi duy nhất và thực thi là xây dựng hồ chứa Quảng Mào đáp ứng yêu cầu nước phục vụ nông nghiệp và các yêu cầu dùng nước khác.

GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG

MỤC LỤC

GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG

PHẦN THỨ NHẤT TÀI LIỆU CƠ BẢN Chương I ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1.1.Vị trí địa lý và địa hình khu vực.

1.1.1 Vị trí địa lý.

Khu vực hồ chứa nước Quảng Mào nằm trên khu vực sông Lạng thuộc địabàn xã Đoàn Kết huyện Yên Thủy tỉnh Hòa Bình Khu vực hưởng lợi gồm có cácxã: Phú Lai, Yên Trị, Ngọc Lương (Hòa Bình) và Thạch Bình (Ninh Bình) Diệntích khu tưới khoảng 3000ha

+ 20024’ vĩ độ bắc+ 105041’ kinh độ đông

Mào phía bắc giáp xã Hữu Lợi, phía nam giáp xã Đông Phonghuyện Nho Quan, phía đông giáp xã Thạch Bình huyện Nho Quan,phía tây giáp xã Yên Lạng rừng Cúc Phương

1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo.

* Địa hình , địa mạo: Địa hình khu vực gồm 2 loại chính: đồi núi thấp và

thung lũng, các khe xen kẽ giữa xá quả đồi bát úp

+) Địa hình đồi núi thấp : Ở khu vực lòng hồ gồm các quả đồi độc lập có độdốc thoải

+)Địa hình thung lũng và các khe hẹp: Nhiều thung lũng va các khe suối xen

kẽ giữa các quả đồi dạng bát úp.Gặp nhiều công trình giao tiếp và thường phải đitheo các sườn đồi

+)Vùng hưởng lợi gồm các xã huyện Yên Thủy tỉnh Hòa Bình và một số xãthuộc huyện Nho Quan tỉnh Ninh Bình Địa hình gồm các cánh đồng khá hẹp, tậptrung , bằng phẳng, diện tích lớn

1.2.Điều kiện thủy văn khí tượng.

1.2.1 Đặc trưng thuỷ văn khu vực.

GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG

Khu vực xây dựng hồ chứa có khí hậu vùng bắc bộ, mùa mưa kéo dài 6

tháng Sông mang tính chất song miền núi, lòng sông có nhiều đá lộ, độ dốc lớn nên

khả năng tập trung dòng chảy lớn Thường xảy ra lũ vào mùa mưa và kiệt vào mùa

khô

1.2.2 Đặc trưng khí tượng.

Có khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa đông lạnh ngắn và ít mưa Mùa hè nóng

dài và nhiều mưa

- Nhiệt độ bình quân năm : 23,50C

- Nhiệt độ tuyệt đối cao nhất : 38,90C

- Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối : 5,70C

1.2.2.1 mưa

+) Mùa nóng có nhiều mưa, lượng mưa khá lớn lượng mưa trung bình hàng

năm là 1900mm, cao nhất là 2460mm, thấp nhất là 1300mm Mưa nhiều nhất vào

1.2.3.1 Phân phối dòng chảy trong năm tần suất P=85%

GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG

Tổng lượng bùn cát gồm có cả lượng bùn cát lơ lửng và di đẩy W=12.076 (T/năm)

Khối lượng riêng của bùn cát : γ

GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG

1.3 Điều kiện địa hình, địa chất.

1.3.1 Cấu tạo địa hình, địa chất và các bản đồ về địa hình, địa chất.

1.3.1.1 Địa hình địa mạo: Sông Lạng chảy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam.

Các đồi núi nằm ở phía Đông Bắc khu vực bị chia cắt tạo thành dạng đồi bát

úp, tron thoải Cao trình đỉnh đồi 50m-60m đến 90m-100m có xu hướng tăng dần vềphía Đông Nam Xen kẽ giữa các đồi núi là các khe thung lũng hẹp

Các dãy núi đá vôi phân bố thành dải nằm phía Tây Nam khu vực, cao từ caotrình +140m đến +200m Các núi đá vôi phía hạ lưu có cao trình +96m đến +173m

GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG

1.3.1.2 Cấu tạo và điều kiện địa chất:

Cấu tạo địa chất : Hồ Quảng Mào nằm trên vùng đá trầm tích cát , bột kết, đáphiến, thấu kính và lớp sét mỏng than, thuộc điệp Suối Bằng (T3n- rsb) Một bên đávôi thuộc điệp Đồng Giao ( T2 đg)

Hướng dốc chung của các lớp đá là dốc vào trong lòng hồ Đá vôi T2 đg hầunhư có cùng hướng đổ của đá trầm tích cơ học T3n-rsb, hướng đổ tầng đá như vậythuận lợi cho việc giữ nước cho hồ

1.3.2 Địa chất thủy văn: Địa chất thủy văn công trình có thể phân thành ba loại

như sau:

1.3.2.1 Nước Katơ trong đá vôi điệp Đồng Giao:

Phần nước này chứa trong hang động Katơ tạo thành các dòng chảy ngầm vàcác mạch nước xuất hiện tịa các chân núi Tại các giếng đào dưới chân núi mựcnước ngầm cách mặt đất 2-3,5m , mùa khô thì cạn đến đáy

1.3.2.2 Nước khe nứt:

Chứa trong khe nứt của đá Điệp Thạch xám đen, cát kết hạt mịn màu hồng

có xen kẽ với lớp than mỏng bề dầy 0,4-0,8 m Mùa khô mực nước ngầm cách mặtnước 3,6 – 5 m, mùa mưa tới gần mặt đất

1.3.2.3 Nước ngầm trong bồi tích:

Chứa trong các lớp cát, cuội sỏi bồi tích tại các bồi thềm sông Cần chú ý khảnăng mất nước qua lớp đất chứa nước này và phải có biện pháp công trình phù hợp

GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG

Hồ nằm trong thung lũng rộng ở giữa dãy núi Võ Mõ kéo dài theo hướngTây Đông Hồ nằm sát hoặc xa chân núi đá vôi , địa hình phía sau các dãy núi nàycao hơn địa hình lòng hồ Các hang động phát triển thường ở cao

Lớp đất phong hóa và đá gốc là đất đá thấp kém , nằm đổ vào lòng hồ

Lòng hồ và thềm sông đều tạo bởi lớp cuội sỏi có bề dày 3,5 – 5m

Trong vùng lòng hồ có nhóm dân cư, đất canh tác, xóm Quảng Mào Lòng

hồ có nhiều đồi thấp xen kẽ là các thung lũng Diện tích ngập tùy thuộc vào mựcnước dâng của hồ

1.3.4 Địa chất công trình vùng tuyến.

1.3.4.1 Tuyến đập:

- Lớp 1 : Đất bồi tích

+) Lớp 1d: Sét màu nâu xám vàng, chứa hữu cơ có trạng thái chảy dẻo mềm,phân bố hạn hẹp trên bề mặt của khu suối cạn nằm ở phía bờ phải

+) Lớp 1c: Sét màu vàng nhạt, đốm đỏ trạng thái dẻo cứng

+) Lớp 1b: Sét pha – cát pa màu vàng nhạt, đốm đỏ trạng thái dẻo cứng đếndẻo mềm, lớp nằm giữa lớp 1c

+) Lớp 1a: Cuội sỏi, bùn cát màu xám đen, phân bố ở khu vực lòng sông dưới đáy,bãi bồi nằm ở bờ phải và khu vực suối cạn

-Lớp 2: Đất tàn tích , sườn tích

- Lớp 4: Sét bột màu xám xanh, xám đen phong hóa mạnh xen kẹp các thấu kínhmỏng ( 20-25 cm) than màu đen Lớp này nằm dưới lớp 3a bề dày khoản 7m.

-Lớp 5: Sét, bột kết phong hóa màu xanh đen, nứt nẻ vỡ vụn mạnh, lớp này nằmdưới lớp 4 và là lớp dưới cùng trong phạm vi khảo sát

1.3.4.2 Tuyến tràn:

+) Lớp 1a: Cuội sỏi và bùn cát màu xám đen bão hòa nước, lớp này phân bố

ở đầu tràn, nằm dưới lớp 1b có bề dày 0,8m Đây là lớp đất yếu cần sử lý

+) Lớp 1b: Sét pha – cát màu vàng nhạt, trạng thái dẻo cứng đến dẻo mềm.Lớp này phân bố ở khu vực thung lũng phía đầu tràn Nằm trên cùng lớp này códạng thấu kính có bề dày lớn nhất khoảng 0,8m Đây là lớp đất yếu cần sử lý

+) Lớp 2a: Sét pha màu nâu vàng, đốm đỏ lẫn mảnh đá, dăm sạn trạng tháidẻo cứng đến nửa cứng Lớp này phân bố trên toàn khu vực tuyến tràn, có bề dàytang dần về phía đầu tràn, khu vực thân tràn dầy khoảng 1m

+) Lớp 2b: Sét pha màu nâu vàng, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng có kếtcấu chặt vừa, nguồn gốc pha tích phân bố ở khu vực thân tràn, đuôi tràn nằm ở trêncùng có bề dày không ổn định Thân tràn 0,5m, đuôi tràn 2,1m

+) Lớp 4: Sét, bột kết màu xám đen, nâu đỏ, xám vàng, phong hóa nứt nẻmạnh

+) Lớp 5: Sét bột kết phong hóa màu xanh đen, nâu vàng, nâu đỏ, nứt nẻ vỡvụn

GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG

1.3.4.3 Tuyến cống lấy nước:

+) Lớp 2a: Sét pha màu nâu vàng, đốm đỏ lẫn dăm sạn, mảnh đá, trạng tháidẻo cứng đến nửa cứng Đây là lớp đất tàn tích nằm dưới lớp 2b có bề dày khoảng0,8m

+) Lớp 2b: Sét pha màu vàng, trạng thái dẻo cứng kết cấu chặt, vừa phân bốtrên bề mặt tuyến cống, bề dày khá ổn định khoảng 0,7m

+) Lớp 4: Sét, bột kết màu xám xanh, xám đen phong hóa mạnh xen kẹp thấukính mỏng, than màu đen dầy khoảng 20cm nằm dưới lớp 2a và phân bố toàn khuvực tuyến cống

1.3.5 Vật liệu xây dựng.

1.3.5.1 Vật liệu đất

- Bãi vật liệu 1 : Độ sâu khai thác trung bình là 2,0m , bề dầy thổ nhưỡng bóc

bỏ là 0,2m , trữ lượng khai thác là 200.000m3 Khối lượng bóc bỏ là 20.000m3 Đất

á sét chứa nhiều sỏi sạn màu vàng nhạt, trạng thái cứng, kết cấu chặt vừa

- Bãi vật liệu 2: Giải đồi bờ phía thượng lưu tuyến đập, cách tuyến đập 200m

thái cứng nửa cứng kết cấu chặt vừa

- Bãi vật liệu 3: Bãi vật liệu dài 500m, rộng 400m, bề dày khai thác là 2,0m ,

bề dầy thổ nhưỡng bóc bỏ là 0,2m, trữ lượng khai thác là 400.000m3 Đất sét nhẹmàu vàng trạng thái kết cấu chặt vừa

- Bãi vật liệu 4: Dải đồi bờ trái nằm giữa tuyến đập II và III , cách mỗi tuyến

là 200m, bãi dài 1000m , rộng 400m, bề dầy thổ nhưỡng bóc bỏ là 0,2m, chiều dầykhai thác là 0,2m, trữ lượng là 800.000m3, khối lượng bóc bỏ dự tính là 80.000m3.Đất sét nhẹ màu vàng nâu , trạng thái cứng kết cấu chặt vừa

Bảng 1.1 : chỉ tiêu cơ lý của đất đắp

- Lực dích đơn vị bão hòa Ctn = 0,7 T/m2

- Dung trong khô γ

GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG

1.4.2 Điều kiện thuận lợi và khó khăn khi xây dựng hồ chứa nước Quảng Mào:

+)Thuận lợi: Địa hình khu vực tương đối dốc ibq = 4% , lợi cho việc tưới tựchảy từ khu đầu mối Vùng tuyến xây dựng đầu mối thuận lợi cho việc bố trí côngtrình , mặt bằng thi công rộng, diện tích khu vực hưởng lợi khá lớn, tuyến kênhmương thuận lợi

+) Khó khăn: diện tích chiếm đất lớn, trên hệ thống đường kênh gặp nhiềucông trình giao tiếp Diện tích ngập lụt trong vùng lòng hồ sẽ lớn khi nâng cao đầunước để tăng dung tích hồ chứa

Chương II PHƯƠNG HƯỚNG QUY HOẠCH VÀ NHIỆM VỤ CÔNG

TRÌNH 2.1 Tình hình dân sinh kinh tế.

2.1.1 Dân cư và đời sống.

GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG

Dân số của 4 xã thuộc khu vực hưởng lợi của hồ Quảng Mào 1999 là 20831người Trong đó dân tộc Mường chiếm 65,3% , kinh chiếm 34,5% chủ yếu đều sinhsống lâu đời Mật độ phân bố dân cư không đều nhau chủ yếu tập trung ven cácchân núi, hia bên bờ suối và quốc lộ 12A

Tổ chức cộng đồng theo đơn vị hành chính huyện – xã – bản làng, người dânsống chủ yếu bằng nghề nông với các sản phẩm như ngô, lúa, khoai, sắn, chè.Người dân tộc sống chủ yếu vào rừng và các sản phẩm từ rừng, người kinh sốngnhờ vào buôn bán nhỏ

Ruộng đất bình quân tính theo đầu người là 0,1 ha/người Diện tích bình quân ruộngđất lớn nhưng năng suất thấp Bình quân lương thực theo đầu người là 180-200kg/người/năm

Người dân cần cù lao động, tinh thần đoàn kết cao, vẫn giữ được bản sắc dântộc mình, nhiều phong tục tập quán lạc hậu đã được xóa bỏ , thực hiện nếp sống vănhóa mới theo chủ trương chính sách của nhà nước

2.1.2 Phân bố ruộng đất và sản lượng nông nghiệp.

Phân bố diện tích gieo trồng tương đối là lớn, tuy nhiên cây lúa mới trồngđược 1 vụ là chủ yếu còn lại là cây gieo trồng và cây vụ đông

Một trong những vấn đề chủ yếu là do chưa đủ nước tưới chủ động Việcchuyển đổi cơ cấu cây trồng mấy năm gần đây cũng mang lại hiệu quả tích cực,khuyến nông năng suất trong vùng tăng 1,5-1,8 lần so với hiện nay

Các giống vật nuôi trong vùng chủ yếu là trâu, bò, lợn và gia cầm phát triểnmức hộ gia đình và phân tán, vật nuôi vẫn là giống địa phương năng suất thấp

Vật nuôi chủ yếu để phục vụ kéo, cung cấp dinh dưỡng hằng ngày Việcphát triển chăn nuôi trong vùng tận dụng được sản phẩm nông nghiệp, tăng nguồnthu nhập cho nhân, tạo phân bón cho phục vụ sản xuất nông nghiệp

2.1.3 Các ngành kinh tế trong khu vực : công nghiệp, rừng, du lịch, dịch vụ…

- Công nghiệp : Chủ yếu là khai thác than, sỏi, cát xây dựng và sản xuất vôi,gạch ngói nung Các nghành chế nông sản như say sát chế biến nứa ngoài ra còn cónghành truyền thống là mây tre đan và dệt thổ cẩm Nhìn chung công nghiệp củakhu vực chưa phát triển

GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG

- Du lịch và dịch vụ : Khu vực có vùng núi tiếp giáp vùng đồng bằng gầnrừng Cúc Phương nhưng mạng lưới dịch vụ du lịch còn rất kém

- Rừng : Trong những năm gần đây tốc độ trọc hóa rừng phát triển rất nhanh,

do tốc độ canh tác nương rẫy, khai thác rừng không có kế hoạch Cần phát triển kếhoạch trồng rừng, hình thành các vành đai phòng hộ rừng để hỗ trợ sản xuất nôngnghiệp, tạo môi trường sinh thái tốt, nguồn sinh thủy ổn định phục vụ cho sản xuất

và đời sống nhân dân trong vùng

2.2 Hiện trạng thủy lợi trong khu vực.

2.2.1 Tình hình nguồn nước, sông suối trong khu vực.

Khu vực này nguồn nước chủ yếu phục vụ cho sản xuất nông nghiệp là nướcmưa và nước tự nhiên của các suối và sông Lạng chảy qua khu vực Tình hìnhnguồn nước không thuận lợi cho việc sản xuất nông nghiệp, do lượng mưa phân bốkhông đều trong năm, mùa mưa lượng nước lớn gây ngập lụt, mùa khô lượng nướcrất bé không đáng kể, các suối chảy qua khu vực lưu lượng bé hầu như không códòng chảy cơ bản

2.2.2 Tình hình cung cấp nước cho sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt , các ngành kinh tế khác.

Các công trình thủy lợi phục vụ cho lúa và hoa mầu chủ yếu là đập dâng và

hồ chứa nhỏ Hồ chứa có tác dụng nâng cao đầu nước và điều tiết dòng chảy Nhiềucông trình nhưng quy mô nhỏ, phân tán do địa hình tương đối là dốc, khả năng tậptrung nước nhanh nên dễ gây ra ngập úng

Trong vùng chủ yếu là dân tộc ít người, nước cung cấp sinh hoạt chủ yếu làcác khe suối và các mỏ đá vôi

2.3 Phương hướng phát triển kinh tế xã hội của địa phương.

- Đẩy mạnh thâm canh tăng năng xuất, khai thác triệt để nguồn đất trồng sẵn

có, tăng cường khai hoang phục hóa mở rộng diện tích đất trồng trọt

- Chuyển đổi cơ cây trồng, tăng diện tích cây trồng công nghiệp ngắn ngày,đưa các giống lúa có năng xuất cao vào sản xuất

- Mở rộng diện tích cây ăn quả như : vải, nhãn , mơ , na… phục vụ nhu cầutại chỗ và xuất khẩu

- Xây dựng chăn nuôi đại gia súc và hộ gia đình

GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG

- Bảo vệ rừng và khai thác rừng hợp lý, phủ xanh đất trống và đồi núi trọc

- Đẩy mạnh các dịch vụ thương mại và du lịch

2.4 Nhiệm vụ của công trình.

Nhiệm vụ của công trình hồ chứa Quảng Mào :

- Cung cấp nước tưới cho gần 3000ha đất canh tác Huyện Yên Thủy ( HòaBình) trên 2000ha trả lại và bổ xung 1000ha cho Huyện Nho Quan ( Ninh Bình)

- Cung cấp nước sinh hoạt cho dân cư trong khu vực hưởng lợi khoảng20.000 người

- Cải thiện lũ vùng hạ du, nuôi trồng thủy sản, cải tạo môi trường sinh thái,tái tạo rừng phòng hộ

2.5 Tính toán thủy nông thủy lợi.

2.5.1 Yêu cầu nước dùng.

Với nhiệm vụ công trình như trên, qua quá trình tính toán thủy nông xác địnhđược yêu cầu dùng nước cảu hồ Quảng Mào như sau :

Bảng yêu cầu dùng nước các tháng trong năm

Wyc×

106 5,315 2,415 2,415 2,616 0,805 4,305 4,35 2,61 3,698 0,635 0 0,334

2.5.2 Cao trình tưới tự chảy

Yêu cầu tưới tự chảy đầu hệ thống : Z yc = 20,6 (m).

2.5.3 Lưu lượng thiết kế cống.

Q tk = 2 m 3 /s

GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG

PHẦN THỨ HAI THIẾT KẾ CƠ SỞ Chương III CHỌN TUYẾN, HÌNH THỨC, KẾT CẤU VÀ CÁC CÔNG

TRÌNH ĐẦU MỐI.

3.1 Đập ngăn sông.

a Vị trí của đập ngăn sông.

Qua quá trình phân tích địa hình, địa chất, vị trí tính chất các bãi vật liệu xâydựng và điều kiện thi công trên lưu vực, tuyến đập được chọn là tuyến điểm TĐ ởcao trình 33 bên bờ trái và cắt ngang lòng sông qua điểm PĐ ở cao trình 44 bên bờphải

Tuyến đập tại đây có ưu điểm sau:

- Đây là tuyến đập ngắn nhấtnên khối lượng đào đắp ít, vậy sẽ giảm vốn đầutư

- Độ dốc từ sườn đồi đổ vào lòng suối 2 bên đều nhau tạo thế ổn định chođập

- Đập gối lên 2 bên sườn đồi có cao trình khá cao tạo thế vững chải cho đập

- Địa chất nơi xây dựng đập tốt, tăng khả năng ổn định của đập

- Bãi vật liệu đảm bảo thuận tiện cho việc thi công công trình

b Quy mô, kích thước hình dạng đập ngăn sông.

Hình thức đập có thể được lựa chọn với các phương án sau:

1.Phương án đập bê tông trọng lực

*Ưu điểm của phương án đập bê tông trọng lực:

GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG

- Công trình hồ chứa Quảng Mào được xây dựng ở vùng xa nên rất xa đường giaothông chính vậy việc chuyên chở xi măng, sắt thép vào vùng thi công là rất khó khăntốn kém

- Tuyến đập dài nên nếu xây đập bằng bê tông sẽ không có lợi về kinh tế

2 Phương án đập đất

Theo các tài liệu khảo sát có mấy bãi vật liệu đủ trữ lượng và chất lượng để xâydựng đập đất đồng chất tại đây

*Ưu điểm của phương án đập đất:

- Thi công cơ giới thuận tiện

- Xử lý nền đơn giản

- Đập đất có thể xây dựng trên nền thấm nước nên chỉ cần bóc lớp đất yếu do đó khốilượng đào ít vậy vốn đầu tư ít

- Đập tương đối thấp chỉ khoảng 20 m

- Vật liệu địa phương cung cấp cho xây dựng đập đất dồi dào

*Nhược điểm

Khi thi công phụ thuộc vào điều kiện thời tiết khí hậu

Kết luận: Qua 2 phương án đưa ra trên ta thấy phương án đập đất là phương án khảthi có thể áp dụng để xây dựng cho công trình này

3.2 Tràn xả lũ.

a Vị trí tràn xả lũ.

Căn cứ vào địa hình khu vực xây dựng công trình ta chọn vị trí tuyến tràn đặt tạisườn bên bờ tráicủa đập, qua điểmT1cao trình tự nhiên +32 m vàqua điểm T3 cao trình

tự nhiên +20 m do các nguyên nhân sau:

- Độ dốc tại vị trí xây dựng tràn tương đối thoải, không lớn lắm

- Điều kiện địa chất tương đối tốt

- Khối lượng đào ít đỡ tốn kém

b Quy mô, hình dạng, kích thước tràn xả lũ.

- Tràn xả lũ có các hình thức sau :

+ Đập tràn thực dụng có cửa van hoặc không có cửa van

+ Đập tràn đỉnh rộng có cửa van hoặc không có cửa van

GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG

- Hình thức tiêu năng:

+ Tiêu năng phóng xa bằng mũi phun

+ Tiêu năng đáy (bể tiêu năng hoặc tường tiêu năng hoặc bể tường kếthợp)

Ta chọn hình thức ngưỡng tràn là đập tràn đỉnh rộng và có cửa van Và nối tiếpsau đập tràn là dốc nước Sau dốc nước là công trình tiêu năng với hình thức tiêu năngđáy bằng bể tiêu năng Sau công trình tiêu năng là kênh dẫn nước vào lòng suối

b.Quy mô, hình dạng, kích thước cống.

Cống lấy nước là cống hộp bằng bê tông, chảy không áp có tháp van để điều tiếtlưu lượng và khống chế mực nước, lưu lượng thiết kế QTK=2,0 m3/s

GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG

Chương IV TÍNH TOÁN THỦY LỢI Chương IV: XÁC ĐỊNH CẤP CÔNG TRÌNH VÀ CHỈ TIÊU THIẾT KẾ 4.1 Tính toán điều tiết hồ.

4.1.1 Xác định MNC,

* Tính cao trình mực nước chết (MNC).

+ Khái niệm: Mực nước chết (MNC) là mực nước khai thác thấp nhất của hồ chứa

nước mà ở mực nước này công trình vẫn đảm bảo khai thác vận hành bình thường

+ Ý nghĩa:

Từ MNC ta sẽ xác định được dung tích chết của hồ

-Dung tích chết là phần dung tích của hồ chứa nước nằm dưới cao trình mực nướcchết

-Dung tích chết là nơi trữ hết lượng bùn cát lắng đọng trước công trình trong quátrình hoạt động và phải đảm bảo yêu cầu tưới tự chảy

a.Xác định MNC theo cao trình bùn cát lắng đọng.

MNC Zbc a h

- Nguyên tắc lựa chọn MNC phải chứa được hết bùn cát lắng đọng trong hồ suốtthời gian công trình hoạt động :

V ≥V T

MNC = Zbc + a + hTrong đó:

Zbc-cao trình bùn cát lắng đọng trong suốt quá trình làm việc của hồ

T – thời gian làm việc của công trình (tratrongQCVN 04 – 05 : 2012, sơ

Vll : thể tích bùn cát lơ lửng lắng đọng lại trong hồ (m3)

Vdd : thể tích bùn cát di đẩy lắng đọng lại trong hồ (m3)

Theo tài liệu ta có Wbc=12076 T/năm, và γ

= 0,9 T/m3, lắng đọng trong hồ

Vậy thể tích bùn cát lắng đọng trong 1 năm là:

78,134179

,0

Vậy MNC = 18,8+0,5+1,2 = 20,5 (m)

b Theo điều kiện tưới tự chảy

MNC phải đảm bảo yêu cầu tưới tự chảy, tức là cao trình MNC phải lớn hơncao trình tưới để đảm bảo nguồn nước và chất lượng nước luôn đáp ứng cho nhucầu dùng nước của hạ lưu

MNC ≥Trong đó:

là mực nước tưới tự chảy đầu kênh ( theo tài liệu thủy nông thì

GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG

4.1.2 Xác định MNDBT, W hiệu quả , W hồ

a Khái niệm

Mực nước dâng bình thường (MNDBT): Là mực nước hồ cần phải đạt được

ở cuối thời kỳ tích nước để đảm bảo cung cấp đủ nước theo mức đảm bảo thiết kế

MNC Vh chính là phần dung tích tham gia vào điều tiết dòng chảy

b Mục đích

Mực nước dâng bình thường là mực nước thiết kế cao nhất ở thượng lưu hồchứa, xác định mực nước dâng bình thường dùng để tình toán cho các công trìnhđầu mối thuỷ lợi

c Ý nghĩa

Mực nước dâng bình thường là thông số quan trọng nhất, được xác định nhưchỉ tiêu công tác của hồ chứa, cũng như của kích thước công trình, chỉ tiêu độ ngậplụt và vốn đầu tư vào xây dựng công trình đầu mối thuỷ lợi và hồ chứa

c Nhiệm vụ tính toán:

Dòng chảy thiên nhiên phân bố không đều theo không gian và thời gian do

đó mà cần phải tính toán điều tiết dòng chảy nhằm phân phối lại nguồn nước theothời gian và không gian cho thích ứng với nhu cầu một cách tốt nhất, theo khả năngcủa hồ chứa và công trình, tức là phải trữ nước trong những thời kỳ nhiều nước và

sử dụng trong thời kỳ ít nước

Mức độ điều tiết của kho nước là do sự thay đổi của dòng chảy hàng năm vàyêu cầu cấp nước quyết định

Kết quả của tính toán điều tiết dòng chảy cho phép ta xác định được mựcnước dâng bình thường và dung tích hiệu dụng

GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG

thấy Wđến>Wdùng, do đó trong một năm lượng nước đến luôn đáp ứng đủ lượng nước dùng

Vậy đối với hồ chứa Quảng Mào ta tiến hành điều tiết năm

Khi tính toán điều tiết năm thường sử dụng năm thủy lợi để tính, tức là đầu năm mực nước trong hồ là MNC, đến cuối mùa lũ mực nước trong hồ là MNDBT

và cuối năm nước trong hồ trở về MNC

4.1.3 Nội dung và phương pháp tính toán.

Tiến hành điều tiết năm theo phương pháp lập bảng là dùng cách lập bảng để

so sánh lượng nước dùng và lượng nước đến Nguyên lý cơ bản của phương phápnày là tiến hành cân bằng lượng nước trong kho, đem chia cho toàn bộ thời kỳ tínhtoán ra một số thời đoạn tính toán, ở đây là 12 thời đoạn ứng với 12 tháng của mộtnăm đại biểu Tính toán cân bằng lượng nước trong kho theo từng thời đoạn sẽ biếtđược quá trình thay đổi mực nước, lượng nước trữ xả trong kho Trong từng thờiđoạn có thể dùng công thức đơn giản sau để biểu thị phương trình cân bằng giữalượng nước đến và lượng nước đi trong kho nước:

∆V = ( Qv - qr ) ∆T

Trong đó:

∆T- Thời đoạn tính toán

∆V- Lượng nước chứa trong kho tăng lên hay giảm đi trong thời đoạn ∆T

Qv- Lưu lượng nước chảy vào kho trong thời đoạn ∆T

qr- Lưu lượng nước từ kho chảy ra trong thời đoạn ∆T

Lượng nước chứa trong kho cuối thời đoạn bằng lượng nước chứa đầu thờiđoạn cộng với ∆V

Biết được lượng nước chứa dựa vào đường đặc trưng V ~ F ~ Z của khonước sẽ biết được diện tích mặt nước và mực nước của kho nước cuối thời đoạnPhương pháp và cách tính được thể hiện cụ thể qua bảng tính sau :

a Tính dung tích hiệu dụng của hồ chứa chưa kể đến tổn thất hồ chứa

- Phương pháp trữ sớm là trữ nước trong hồ cho tới mực nước cần dùng và cho tớikhi đủ xong những tháng tiếp theo xẽ xả nước thừa.(hồ chứa nước ta dung phươngpháp này)

Thấy hồ Quảng Mào trong năm 2 mùa thừa nước và 2 mùa thiếu nước =>

Vhhd lấy bằng giá trị lớn nhất trong 2 lần thiếu nước

Cột 6: Lượng nước thừa

Cột 9: Lượng nước xả thừa.

b Xác định dung tích hiệu dụng hồ chứa có kể đến tổn thất hồ chứa

Tính tổn thất hồ chứa thể hiện trong bảng sau:

GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG

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

Cột 2: Dung tích hồ chứa kể cả dung tích chết khi chưa tính tổn thất (bằngcột 8 ở bảng 2.1) (106 m3)

Cột 3: Diện tích hồ chứa tương ứng với dung tích hồ ở cột 4 (Tra quan hệV~F)

Cột 4: Dung tích bình quân của hồ chứa (106 m3).:

1 2

phân phối trong năm

Cột 7: Tổn thất bốc hơi tương ứng với các tháng ở cột 1 (106 m3)

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

Cột 2: Lượng nước đến trong từng tháng

Cột 3: Lượng nước dùng trong từng tháng chưa kể đến tổn thất

Cột 4: Lượng nước tổn thất trong từng tháng

Cột 5: Lượng nước dùng trong từng tháng có kể đến tổn thất

Cột 6: Lượng nước còn thừa trong kho trong từng tháng khi WQ>Wq’

Cột 7: Lượng nước còn thiếu trong kho trong từng tháng khi WQ<Wq’

Cột 8: Dung tích kho chứa

Cột 9: Lượng nước xả thừa

So sánh Vhd của hồ khi có tổn thất va không có tổn thất thông qua sai số

ε

=

1.100%

i h

,9962

991525

,9962

GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG

- Cấp công trình theo QCVN04-05_2012 được xác định từ ba điều kiện:

- Xác định theo năng lực phục vụ của công trình trong hệ thống

- Xác định theo đặc tính kỹ thuật của các hạng mục công trình

- Xác định theo dung tích hồ chứa Vhồ

+ Xác định theo năng lực phục vụ của công trình trong hệ thống.

Tra trong QCVN04-05_2012 với nhiệm vụ tưới cho 6000ha ruộng thì hồchứa Quảng Mào là công trình cấp III

+ Xác định theo đặc tính kỹ thuật của các hạng mục công trình.

- Xác định theo loại vật liệu đập, chiều cao đập và tính chất nền

+ Theo loại vật liệu đập: Đập được đắp bằng vật liệu đất có sẵn ở địaphương

+ Theo chiều cao đập: Sơ bộ chọn chiều cao đập trong khoảng 15÷35m.+ Theo tính chất nền: Khi bóc 1 phần lớp sét, lớp hữu cơ và cuội sỏi lòngsông, công trìnhđượcđặt trên lớp lớp đất hòn thô thuộc nhóm B

Kết hợp 3 chỉ tiêu về vật liệu đập, chiều cao đập và tính chất nền dựa vào QCVN04- 05_ 2012 (bảng 1: phân cấp công trình thuỷ lợi) ta được cấp công trình là cấp II

+ Xác định theo dung tích hồ chứa V hồ

- Dung tích hồ chứa Quảng Mào ứng với MNDBT Vhồ=13,412.106m3Tra trongQCVN 04-05_2012 được công trình cấp III

⇒

Vậy cấp công trình hồ Quảng Mào là cấp II

GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG

4.3 Các chỉ tiêu thiết kế.

a Theo QCVN 04 – 05 : 2012.

Hệ số tổ hợp tải trọng:

Với tổ hợp tải trọng cơ bản:nc=1,0

Với tổ hợp tải trọng đặc biệt: nc = 0,9

Hệ sốtin cậy công trình cấp II là :Kn=1,15

Tần suất tưới: P = 85%

Tần suất lũ (lưu lượng, mực nước lớn nhất )

Tần suất thiết kế : 1%

Tần suất kiểm tra: 0,2%

Thời gian tính toán dung tích bồi lắng của hồ chứa bị lấp đầy: Tra trong bảng 11 vớicông trình là công trình cấp II được T= 75 năm

Hệ số điều kiện làm việc ở bảng B.1

b Theo 8216-2009:

Hệ số an toàn ổn định cho phép của mái đập: Tra bảng 4-6 được:

Điều kiện làm việc bình thường: [Kcp] = 1,3

Điều kiện làm việc đặc biệt: [Kcp] = 1,1

Các hệ số gradient cho phép với đất đắp đập, các bộ phận chống thấm tra bảng 4 - 4Tần suất gió thiết kế: Ở MNDBT:4%, ở MN lũ thiết kế: 50%

- Ngưỡng tràn: Chọn đập tràn đỉnh rộng, tràn có cửa van.

- Cao trình ngưỡng tràn: ∇ngưỡng = MNDBT – 2,5 (m)

Tính toán với các phương án chiều rộng tràn: BTr= 3x6 (m); 3x7(m); 3x8(m)

5.2.Tính toán điều tiết lũ.

5.2.1 Mục đích.

Tính toán điều tiết lũ nhằm tìm được phương pháp phòng chống lũ hiệu quảnhất.Thông qua tính toán điều tiết lũ ta xác định được :

-Xác định dung tích phòng lũ của kho nước:Vsc

-Xác định được đường quá trình xả lũ xuống hạ lưu q~t, q xả max

-Xác định được cột nước siêu cao Hsc

5.2.2 Ý nghĩa.

Từ những tính toán trên ta có cơ sở để xác định hình thức,qui mô,kích thướccông trình xả lũ.Qui mô kích thước của công trình xả lũ ảnh hưởng lớn đến qui môcác công trình khác như: đập dâng,cống lấy nước,các công trình tiêu năng sau trìnhcống xả lũ,các công trình ven hạ lưu hay mức độ ngập lụt của thượng hạ lưu…

Vậy ta phải tính toán công trình xả lũ vừa đảm bảo yêu cầu kĩ thuật vừa đạtđược yêu cầu về hiệu quả kinh tế

5.2.3 Tính toán điều tiết lũ:

5.2.3.1 Nguyên lí tính toán điều tiết.

Tính toán điều tiết dựa theo phương trình cân bằng nước:

5.2.3.2 Các bước tính toán.

Tính điều tiết lũ theo phương pháp Po-ta-pop

Giải thích đường quá trình xả:

+ Thời gian từ t0 đến t1 mở cửa van từ từ cho lượng qxả = Qlũ đến và qxả được xác địnhbằng công thức:

) (.

2 m a B g H0 a

GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG

+ Thời gian từ t1 đến t2 cửa van được mở hết và qxả được xác định theo công thức :

2 / 3 0.2 m B g H

q=ε

+ Xả tới khi mực nước trong hồ bằng MNDBT rồi đóng cửa van từ từ và cho

qxả=Qđến đến khi Qđến=0 m3/s thì đóng hẳn cửa van

a Bước 1: Xây dựng biểu đồ phụ trợ.

- Từ phương trình cân bằng nước

1 2 2

1 2

2

(2

)(

V V t q q t Q Q

→

)2

1()(

2

1)2

1

2 1 2

t

V Q

Q q

t

V

−

∆++

=+

∆

Trong đó :

Q1, Q2 là lưu lượng đến ở đầu và cuối thời đoạn ∆t

q1, q2 là lưu lượng xả tương ứng

V1, V2 là lượng nước có trong hồ ở đầu và cuối thời đoạn

∆t là thời đoạn tính toán (s), chọn ∆t = 0.5h = 1800(s)

Từ cao trình ngưỡng ∇ngưỡng= 22 m giả thiết trị số HT từ 2,5 m trở lên với∆H =0,5m

Tương ứng với các cột nước tràn ta xác định đươc lưu lượng xả theo côngthức:

2 / 3 0.2 m B g H

VTN = VH- Vngưỡng với Vngưỡng = 7,96.106(m3)

- Tính f1, f2: f1,f2 là hai quan hệ phụ trợ được xác định theo công thức:

GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG

q t

- Xác định lưu lượng xả đầu thời đoạn:

- Cột (4) : Dung tích hồ ứng với mực nước Z (tra quan hệ Z ~ V)

- Cột (5) : Dung tích hồ trên ngưỡng tràn V* = Vk – Vnt

- Cột (6) : Lưu lượng xả

2 0

.2

GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG

V ( * ) : Phần dung tích tính từ ngưỡng tràn trở lên

b Bước 2: Tính toán điều tiết lũ

Từ biểu đồ quan hệ vừa xác lập, ta lập bảng để tính toán điều tiết lũ, từ đó xácđịnh được đường quá trình xả qx∼ t

+ Xuất phát từ:

2 / 3 0

+ Công việc lặp đi lặp lại đến hết quá trình lũ, khi đó xác định được lưu lượng

xả theo tời gian qx∼ t từ đó tìm ra qxmax, HTrmax và quyết định qui mô, kích thước côngtrình

* Trình tự tính toán cụ thể:

- Cột (1) : Thời gian tính toán

- Cột (2) : Lưu lượng lũ đến ứng với từng thời điểm tính toán

GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG

- Cột (3) :

12

Kết quả tính toán thể hiện trong phụ lục P1-1-P1-9

Bảng 5.2 Bảng tính toán điều tiết lũ với B tràn =18m( ứng với lũ thiết kế).

107,15 87,07 107,15 87,07 4.290,84 4.377,91 0,000 13,412 24,50 0,002,00 241,28 174,22 106,62 106,89 4.271,30 4.643,76 0,138 13,550 24,53 0,032,50 503,65 372,47 114,41 110,51 4.529,36 5.160,76 0,553 13,965 24,64 0,143,00 759,16 631,41 129,66 122,04 5.031,10 5.887,11 1,360 14,772 24,84 0,343,50 952,87 856,02 150,22 139,94 5.736,90 6.738,08 2,495 15,907 25,10 0,604,00 1.049,4

8 1.001,18 173,16 161,69 6.564,91 7.626,66 3,824 17,236 25,37 0,874,50 1.074,0

1 1.061,74 198,56 185,86 7.428,10 8.482,00 5,212 18,624 25,66 1,165,00 1.033,7

9 1.053,90 222,98 210,77 8.259,02 9.253,33 6,547 19,959 25,94 1,445,50 954,84 994,31 244,13 233,55 9.009,21 9.918,31 7,752 21,164 26,17 1,676,00 863,37 909,10 262,56 253,34 9.655,74 10.466,4

0 8,791 22,203 26,36 1,866,50 757,94 810,65 278,44 270,50 10.187,9

6

10.890,7

2 9,647 23,059 26,52 2,027,00 647,59 702,76 290,73 284,59 10.599,9

9

11.198,0

5 10,309 23,721 26,64 2,147,50 548,52 598,06 299,63 295,18 10.898,4

1

11.404,0

3 10,789 24,201 26,73 2,23

11.348,1

6 11,199 24,611 26,80 2,3010,50 174,94 194,21 303,94 305,50 11.044,2

2

11.201,2

0 11,023 24,435 26,77 2,2711,00 139,02 156,98 299,72 301,83 10.901,4

7

11.023,9

5 10,794 24,206 26,73 2,2311,50 105,93 122,47 294,59 297,16 10.729,3

6

10.825,4

8 10,517 23,929 26,68 2,1812,00 86,32 96,12 288,84 291,72 10.536,6

4

10.614,0

8 10,207 23,619 26,62 2,1212,50 68,58 77,45 282,72 285,78 10.331,3

6

10.392,8

9 9,877 23,289 26,56 2,0613,00 54,47 61,52 276,31 279,51 10.116,5

8

10.166,0

3 9,532 22,944 26,49 1,9913,50 44,43 49,45 269,74 273,02 9.896,29 9.937,16 9,178 22,590 26,43 1,9314,00 37,31 40,87 263,11 266,42 9.674,05 9.707,81 8,820 22,232 26,36 1,8614,50 30,20 33,76 256,59 259,85 9.451,22 9.477,87 8,462 21,874 26,30 1,8015,00 23,09 26,65 250,28 253,44 9.227,58 9.247,52 8,103 21,515 26,23 1,7315,50 16,78 19,93 243,97 247,13 9.003,55 9.018,98 7,743 21,155 26,16 1,6616,00 14,09 15,43 237,70 240,83 8.781,28 8.794,03 7,386 20,798 26,10 1,6016,50 11,41 12,75 231,53 234,62 8.562,50 8.572,56 7,035 20,447 26,03 1,5317,00 8,72 10,06 225,46 228,50 8.347,10 8.354,48 6,689 20,101 25,97 1,4717,50 6,03 7,38 219,48 222,47 8.135,00 8.140,42 6,348 19,760 25,90 1,4018,00 4,81 5,42 213,43 216,45 7.926,99 7.931,42 6,014 19,426 25,83 1,3318,50 4,04 4,43 207,38 210,40 7.724,04 7.727,70 5,687 19,099 25,76 1,2619,00 3,28 3,66 201,48 204,43 7.526,21 7.529,11 5,369 18,781 25,69 1,1919,50 2,51 2,89 195,74 198,61 7.333,37 7.335,50 5,059 18,471 25,63 1,1320,00 1,75 2,13 190,13 192,94 7.145,36 7.146,73 4,757 18,169 25,57 1,0720,50 0,98 1,36 184,67 187,40 6.962,05 6.962,65 4,462 17,874 25,50 1,0021,00 0,21 0,60 179,34 182,01 6.783,31 6.783,41 4,175 17,587 25,45 0,9521,50 0,00 0,11 174,39 176,86 6.609,03 6.609,03 3,895 17,307 25,39 0,89

Cao trình đỉnh đập được xác định từ 2 mực nước:Là MNDBT và MNLTK

(ứng với lũ thiết kế) và phải lớn hơn MNLKT (ứng với lũ kiểm tra)