HỒ CHỨA nước rào TRỔ

Vùng dự án nói riêng và huyện Kỳ Anh nói chung thường xuyênchịu ảnh hưởng của xoáy thuận nhiệt đới trong mùa mưa bão.Huyện Kỳ Anh ở phía Nam của tỉnh Hà Tĩnh, vị trí địa lý huyện nằm ở p

Mục lục

Mục lục 1

PHẦN I: TÀI LIỆU CƠ BẢN 8

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỒ CHỨA NƯỚC RÀO TRỔ 8

1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 8

1.1.1 Vị trí địa lý 8

1.1.2 Đặc điểm địa hình 8

1.1.3 Địa chất công trình 8

1.1.4 Bãi vật liệu 9

1.1.5 Điều kiện khí tượng 9

1.1.6 Thủy Văn Công Trình 12

1.1.7 Nhu cầu dùng nước và tổng cân bằng nước cho dự án 18

1.2 TÌNH HÌNH DÂN SINH, KINH TẾ, XÃ HỘI 19

1.2.1 Dân số và xã hội 19

1.2.2 Cơ sở hạ tầng 20

PHẦN THỨ HAI: THIẾT KẾ CƠ SỞ 21

CHƯƠNG 2: NHIỆM VỤ, CẤP CÔNG TRÌNH VÀ CHỈ TIÊU THIẾT KẾ 21

2.1 NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH HỒ CHỨA NƯỚC RÀO TRỐ 21

2.1.1 Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng công trình: 21

2.2 CẤP CÔNG TRÌNH 22

2.3 TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ VÀ CHỈ TIÊU THIẾT KẾ: 23

2.3.1 Các tiêu chuẩn và quy phạm dùng để thiết kế: 23

2.1.2 Giải pháp về công trình: 23

2.3.2 Chỉ tiêu thiết kế: 24

CHƯƠNG III: SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐẬP

CHẮN VÀ TRÀN 25

3.1 MỤC ĐÍCH Ý NGHĨA VÀ NGUYÊN TẮC SO SÁNH PHƯƠNG ÁN 25

3.1.1 Mục đích ý nghĩa: 25

3.1.2 Nguyên tắc so sánh phương án 25

3.2 CÁC PHƯƠNG ÁN SO SÁNH 25

3.2.1 Chọn vùng tuyến xây xây dựng công trình 25

3.2.2 Phương án tràn xả lũ 26

3.2.3 Quy mô của công trình 27

CHƯƠNG IV:TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT HỒ VÀ ĐIỀU TIẾT LŨ 28

4.1 TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT HỒ 28

4.1.1 Tính toán mực nước chết của hồ: 28

4.1.2 Tính toán mực nước dâng bình thường và dung tích hồ 30

4.1.3 Trường hợp điếu tiết 31

4.1.4 Nội dung và phương pháp tính toán 32

4.2 TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ 38

4.2.1 Mục đích và nhiệm 38

4.2.2 Nguyên lý tính toán và phương pháp 39

CHƯƠNG V: THIẾT KẾ SƠ BỘ 52

5.1 THIẾT KẾ SƠ BỘ ĐẬP 52

5.1.1 xác định cao trình đỉnh đập 52

5.1.3 Chống thấm cho thân và nền đập: 58

5.1.4 Thiết bị thoát nước thấm 58

5.1.5 Nối tiếp đập vơi nền và bờ 59

5.2 THIẾT KẾT SƠ BỘ ĐƯỜNG TRÀN 59

5.2.1 Bố trí tràn xả lũ 59

5.2.2 Các bộ phận chính 60

5.2.3 Tính toán thủy lực đường tràn 61

5.2.5 Lựu chọn phương án thiết kế 70

PHẦN THỨ BA: THIẾT KẾ KỸ THUẬT 74

CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤP 74

6.1 TUYẾN VÀ HÌNH THỨC KẾT CẤU ĐẬP 74

6.1.1 Tuyến đập 74

6.1.2 Hình thức kết cấu đập 74

6.1.3 Xác định các kích thước cơ bản của đập đất 74

6.1.4 Bề rộng đỉnh đập: 75

6.1.5 Cấu tạo mặt đập 75

6.1.6 Mái đập 76

6.1.7 Cơ đập 76

6.1.8 Bảo vệ mái thượng lưu 76

6.1.9 Bảo vệ mái hạ lưu 77

6.1.10.Thiết bị chống thấm và thoát nước 78

6.2 TÍNH TOÁN THẤM QUA THÂN VÀ NỀN ĐẬP 79

6.2.1 Mục đích- Nhiệm vụ: 79

6.2.2 Các trường hợp tính toán 80

6.2.3.Số liệu tính toán 80

6.2.4 Tính thấm cho các mặt cắt bằng phần mềm geo-slope 85

6.2.5 Lưu lượng thấm tổng cộng qua đập 86

6.3 Tính toán ổn định cho đập đất 88

6.3.1 Mục đích 88

6.3.2 Trường hợp tính toán 88

6.3.3 Tài liệu tính toán 89

6.3.4 Phương pháp tính toán 89

6.3.5 Tính toán ổn định mái dốc đập 89

CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ TRÀN XẢ LŨ 96

7.1 MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ 96

7.1.1 Vị trí đường tràn xả lũ 96

7.2 CẤU TẠO CÁC BỘ PHẬN TRÀN 97

7.2.1 Đoạn cửa vào 97

7.2.2 Ngưỡng tràn 97

7.2.3 Trụ pin 98

7.2.4 Cừa van 98

7.2.5 Dốc nước 99

7.2.6 Tiêu năng mũi phun 99

7.3 TÍNH TOÁN THỦY LỰC TRÀN 100

7.3.1 Các thông số thiết kế 100

7.3.2 Tính toán thủy lực tràn 100

7.3.4 Tính toán thủy lực kênh tháo hạ lưu: 106

7.3.5 Tính toán tiêu năng bằng mũi phun 107

7.5 TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH NGƯỠNG TRÀN PHƯƠNG ÁN CHỌN 108

7.5.1 Các trương hợp tính toán và thông số ban đầu 108

7.5.2 Lực tác dụng lên công trình 108

7.5.3 Xác định sức chịu tải của nền 111

7.5.4 Tính toán ổn định 112

CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ CỐNG NGẦM 114

8.1 NHIỆM VỤ VÀ HÌNH THỨC CỐNG 114

8.1.1 Nhiệm vụ và cấp công trình 114

8.1.2 Hình thức cống 114

8.1.3 Sơ bộ bố trí cống 114

8.2 THIẾT KẾ KÊNH HẠ LƯU CỐNG 115

8.2.1 Thiết kế mặt cắt kênh 115

8.3 TÍNH TOÁN KHẨU DIỆN CỐNG 117

8.3.1.Trường hợp tính toán: 117

8.3.2 Xác định bề rộng cống: 118

8.3.3 Xác định chiều cao cống và cao trình đặt cống 122

8.4 TÍNH TOÁN THỦY LỰC CÔNG NGẦM LẤY NƯỚC TƯỚI 123

8.4.1.Mục đích tính toán: 123

8.4.2 Trường hợp tính toán 124

8.4.3 Xác định độ mở cống 124

8.4.4 Kiểm tra trạng thái chảy trong cống 125

8.4.5 Kiểm tra nước nhảy trong cống 130

8.4.6 Tính toán tiêu năng theo cấu tạo: 133

8.5 CHỌN CẤU TẠO CỐNG 133

8.5.1 Cửa ra, cửa vào 133

8.5.2 Thân cống 133

8.4.3 Tháp van 135

PHẦN IV : CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬT 136

CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐOẠN CỐNG 136

9.1 MỤC ĐÍCH VÀ TRƯỜNG HỢP TÍNH TOÁN 136

9.1.1 Mục đích 136

9.1.2 Trường hợp tính toán 136

9.1.3 Số liệu tính toán 136

9.2 CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN CỐNG 138

9.2.1 Áp lực đất 139

9.2.2 Ap lực nước 140

9.3 Trọng lượng bản thân: 140

9.3.1 Tấm nắp: 140

9.3 2 Tấm bên (phân bố theo phương đứng): 140

9.3.3 Tấm đáy: 140

9.4 Phản lực nền r : 140

9.5 Sơ đồ lực cuối cùng 140

9.6 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC CỐNG NGẦM 141

9.6.1 Mục đích tính toán 141

9.6.2 Phương pháp tính toán 142

9.6.3 Nội dung tính toán 142

9.7.TÍNH TOÁN CỐT THÉP 144

9.7.1 Trường hợp tính toán 144

9.7.2.Tính toán cốt thép chịu lực 145

9.7.3 Chọn cốt thép: 150

9.7.4 Tính toán cốt thép ngang ( cốt xiên, cốt đai) : 150

9.8 TÍNH TOÁN KIỂM TRA NỨT 152

9.8.1 Mặt cắt tính toán: 152

9.8.2 Tính toán và kiểm tra nứt: 152

KẾT LUẬN 155

TÀI LIỆU THAM KHẢO 156

PHẦN I: TÀI LIỆU CƠ BẢN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỒ CHỨA NƯỚC RÀO TRỔ

1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN.

Theo kinh độ: 108005'11" đến 108005'46” Kinh độ Đông

Theo địa giới hành chính, vị trí sông và lưu vực Rào Trổ như sau:

Phía Bắc giáp huyện Cẩm Xuyên và lưu vực Sông Rác;

Phía Tây và Nam giáp với Sông Gianh, tỉnh Quảng Bình;

Phía Đông giáp với lưu vực sông Trí, huyện Kỳ Anh

su và dân cư xóm 1 xã Kỳ Tây Phía lòng hồ thuộc xã Kỳ Thượng có khoảng 40 hộ dân

và 25 trang trại nhỏ Trong lòng hồ chủ yếu là đất rừng tạp, đất khe suối, bãi lạch, đấtchưa sử dụng, trong đó có một số đồi trồng cây cao su khoảng 4-5 năm tuổi và các loạicây lâm nghiệp khác; đất nông nghiệp chủ yếu trồng sắn, lạc Trong lưu vực có hai khechính khe Rào Ngốp ( thuộc xã Kỳ Thượng và khe Rào Trâm xuất phát phía xã KỳTây); Địa hình thấp dần về phía Đông Nam Lòng hồ có khả năng giữ nước tốt, khôngthẩm thấu, không có hang động gây mất nước

1.1.3 Địa chất công trình.

Theo kết quả khảo sát địa chất vùng lòng hồ từ trên xuống được mô tả như sau:

+ Lớp 1: Cát cuội sỏi chủ yếu phân bố ở lòng khe.

+ Lớp 2: Đất á sét nguồn gốc bồi tích Phân bố chủ yếu ở bờ sông, bờ khe

+ Lớp 3: Đất á sét chứa ít dăm sạn, màu xám nâu, xám vàng

+ Lớp 4: Đất á sét màu xám vàng, trạng thái dẻo cứng Phía tả có ngồn gốc từ đácát bột kết phong hóa

+ Lớp 5: Đát á sét chứa cát sạn thạch anh, màu nâu vàng, nâu đỏ, đốm trắng.Trạng thái dẻo cứng đến dẻo vừa

+ Lớp 6: Đá cát bột kết, chiều sâu chưa xác định Chủ yếu phân bố ở bờ tả.+ Lớp 7: Đá Granit, chiều sâu chưa xác định Chủ yếu phân bố ở bờ hữu

Với các loại đất đá này không có hiện tượng cát tơ, cũng như hang động khácnên hiện tượng mất nước ở tầng sâu cũng không xẩy ra

1.1.4 Bãi vật liệu.

Qua khảo sát ở khu vực xây dựng vật liệu đất đắp có chất lượng tốt và đủ trựlượng để đắp đập

+ Bãi vật liệu A: ở trong lòng hồ, phía tả sông Rào Trổ là đất á sét chứa dăm sạn

Thạch Anh, màu nâu sẩm, dẻo cứng Diện tích bãi khai thác: 900.000m2, chiều sâu khaithác bình quân 2,0 m; trử lượng khai thác khoảng 1.800.000 m3 Cự ly vận chuyểntrung bình 1700 m

+ Bãi vật liệu B: ở trong lòng hồ, phía hữu sông Rào Trổ là đất á sét chứa dăm

sạn màu xám vàng, xám nâu, dẻo cứng Diện tích bãi khai thác: 1.500.000m2, chiều sâukhai thác bình quân 2,0 m; trử lượng khai thác khoảng 3.000.000 m3 Cự ly vận chuyểntrung bình 2000 m

+ Bãi vật liệu C: ở ngoài lòng hồ, phía tả sông Rào Trổ là đất á sét chứa dăm

sạn, màu xám vàng, xám nâu, dẻo cứng Diện tích bãi khai thác: 60.000m2, chiều sâukhai thác bình quân 2,0 m; trử lượng khai thác khoảng 120.000 m3 Cự ly vận chuyểntrung bình 2500 m

1.1.5 Điều kiện khí tượng.

Hồ chứa nước Rào Trổ và đập dâng Lạc Tiến ở phía Tây Bắc huyện Kỳ Anh,chế độ khí hậu thuộc vùng núi Bắc Trung Bộ Hàng năm chịu ảnh hưởng của gió mùa

Đông Bắc và gió mùa Tây Nam Đặc trưng khí hậu trong vùng là có mùa Đông lạnh vàmùa Hè khô nóng Gió mùa Đông Bắc hoạt động từ tháng XI, XII đến tháng III năm kếtiếp, gió mùa Tây Nam hoạt động từ tháng IV, tháng V đến tháng VII mang đặc điểmkhí hậu khô nóng Vùng dự án nói riêng và huyện Kỳ Anh nói chung thường xuyênchịu ảnh hưởng của xoáy thuận nhiệt đới trong mùa mưa bão.

Huyện Kỳ Anh ở phía Nam của tỉnh Hà Tĩnh, vị trí địa lý huyện nằm ở phía Bắcđèo Ngang, do ảnh hưởng của dãy Hoành Sơn chắn ngang theo hướng Tây Bắc - ĐôngNam kết hợp với hướng gió thịnh hành Đông Bắc nên huyện Kỳ Anh nói chung và khukinh tế Vũng áng nói riêng có lượng mưa hàng năm lớn, vùng Đèo Ngang là một trongnhững tâm mưa lớn của nước ta, lượng mưa bình quân hàng năm xấp xỉ 3000 mm, tuynhiên lượng mưa chủ yếu tập trung vào các tháng mùa mưa bão - tháng IX đến thángXII hàng năm

1.1.5.1 Nhiệt độ.

Nhiệt độ trung bình nhiều năm đạt khoảng 24,10C, từ tháng 5 đến tháng 9 nhiệt

độ trung bình đều trên 26,0 0C Tháng nóng nhất là tháng 6, nhiệt độ tối cao tuyệt đốilên đến 40,4 0C ngày 16/6/1977 Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối quan trắc được là 6,90Cngày 14/12/1975 Đặc trưng nhiệt độ không khí cho trong bảng sau:

Bảng 1-1: Nhiệt độ không khí ( 0 C).

TB 17,6 18,4 21,2 24,4 28,0 29,6 29,8 28,8 26,9 24,4 21,7 18,8 24,1Max 32,0 35,5 37,8 38,7 39,5 40,4 39,5 39,0 39,0 35,2 34,0 29,5 40,4Min 8,3 8,1 10,7 13,2 16,8 19,9 22,2 22,1 17,3 15,3 11,2 6,9 6,9

1.1.5.2.Độ ẩm tương đối của không khí.

Độ ẩm không khí trong vùng biến động theo chế độ nhiệt và lượng mưa trong.Trong năm độ ẩm bình quân cao nhất xuất hiện vào tháng 2, 3 (các tháng có mưaphùn), thấp nhất vào các tháng 6, 7 (các tháng mùa khô) Đặc trưng độ ẩm tương đốicủa không khí được tổng hợp trong bảng sau:

Bảng 1-2: Độ ẩm tương đối của không khí (%).

Tháng

gggg

Min 37 34 34 32 35 33 37 36 44 43 45 31 31

1.1.5.3 Bốc hơi.

Lượng bốc hơi trong vùng tương đối lớn, lượng bốc hơi cả năm lên đến1141,7mm Phân phối bốc hơi trong vùng cũng không đồng đều, cao nhất và các thángmùa khô và thấp nhất vào các tháng mùa mưa Số liệu bốc hơi bình quân tháng và nămđược tổng hợp trong bảng sau:

Bảng 1-3: Lượng bốc hơi trung bình tháng năm (mm).

Z(mm) 42,8 32,9 44,2 66,1 122,6 181,3 210,5 151,7 79,4 66,0 62,9 52,1 1112,6

1.1.5.4 Gió, bão.

Vùng dự án hằng năm chịu ảnh hưởng chủ yếu của gió mùa Đông Bắc, giú mựaTây Nam và xoáy thuận nhiệt đới Tốc độ gió trung bình nhiều năm là 2,3 m/s Tốc độgió lớn nhất tại Kỳ Anh xẩy ra vào các tháng mùa mưa bão đạt trên 45 m/s

Gió Đông Bắc thường bắt đầu từ tháng 10 trong năm đến tháng 3 năm kế tiếp,

có gió mạnh vùng ven biển cấp 5, cấp 6 mang theo mưa phùn gió rét

Gió Tây Nam thường bắt đầu vào cuối thỏng 4 và kết tháng 7 trong năm, tốc độgió mạnh cấp 4, cấp 5 mang theo chế độ nhiệt khô nóng

Bão: Tỉnh Hà Tĩnh nói chung và huyện Kỳ Anh nói riêng bão thường xuất hiệnvào cuối tháng 6 và kết thúc vào cuối tháng 10 trong năm, cũng vào các tháng 8, 9, 10

có lượng mưa lớn tập trung trong năm tốc độ gió lớn nhất có thể đạt trên 45 m/s

Bình quân trong một năm có từ 1 đến 2 cơn bão đổ bộ trực tiếp vào tỉnh HàTĩnh Riêng trong năm 2005 đã có 3 cơn bão trực tiếp đỗ vào (Số 6, 7, 8 ) gây thiệt hạilớn về người và tài sản trong vùng

1.1.5.5 Mưa

Kỳ Anh là 1 tâm mưa lớn của khu vực Bắc Trung Bộ, điều này được giải thích do ảnhhưởng của dãy núi Hoành Sơn, Trường Sơn và hướng gió tạo thành Mùa mưa trong vùng

bắt đầu vào tháng IX và kết thúc vào tháng XII hàng năm Lượng mưa bình quân tháng và

năm các trạm trong vùng dự án được tổng hợp như bảng sau:

Bảng1- 4 Lượng mưa bình quân năm của các trạm trong vùng (mm).

Kỳ Anh 110,9 71,2 61,2 62,6 154,1 119,6 98,5 244,3 565,3 757,3 415,3 197,4 2857,7Kỳ

1.1.6 Thủy Văn Công Trình.

Chế độ thuỷ văn trong vùng chịu ảnh hưởng và chi phối bởi lượng mưa trongnăm, dòng chảy trong năm phân thành hai mùa chính - mùa lũ và mùa kiệt: mùa lũ từtháng IX đến tháng XI và mùa kiệt bắt đầu từ tháng XII đến đầu tháng XIII, đặc

biệt vùng Hà Tĩnh nói chung và Kỳ Anh nói riêng xuất hiện mưa lũ tiểu mãn vào tháng

V và tháng VI Đặc điểm dòng chảy trong vùng phân phối không đồng đều trong năm,chủ yếu tập trung vào các tháng mùa lũ, chiếm trên 70% lượng dòng chảy cả năm, mùakiệt kéo dài 9 tháng nhưng chỉ tập trung khoảng 30% lượng dòng chảy cả năm, chínhđặc điểm này rất bất lợi cho việc khai thác và sử dùng nguồn nước trong vùng

1.1.6.1 Bốc hơi trên lưu vực

Do trên lưu vực không có trạm đo chúng tôi sử dụng số liệu thực đo bốc hơi mặtnước tại hồ Thượng Tuy - Cẩm Xuyên - Hà Tĩnh nằm cạnh lưu vực hồ Rào Trổ vàlượng bốc hơi đo bằng đo bằng ống Piche tại trạn khí tượng Kỳ Anh Phân phối lượngtổn thất bốc hơi được thu phóng theo mô hình bốc hơi trung bình nhiều năm đo tại trạmkhí tượng thị trấn Kỳ Anh

Bảng 1-5: Phân phối tổn thất bốc hơi hồ Rào Trổ.

Z(mm) 41,5 17,5 20,0 40,8 54,3 131,3 122,1 114,4 66,3 32,8 54,2 32,0 727,2

1.1.6.2 Đặc trưng gió thiết kế.

Do trong vùng nghiên cứu không có trạm quan trắc gió nên trong quá trình tínhtoán các đặc trưng gió bão chúng tôi lấy số liệu tính toán tại trạm Kỳ Anh, Hà Tĩnh.Trạm khí tượng Kỳ Anh nằm trong vùng đồng bằng ven biển nên có thể đại diện đượctốc độ gió bão trong vùng nghiên cứu Tốc độ gió tính toán ứng với các tần suất thiết

kế theo bảng sau

Bảng 1-6: Tốc độ gió trung bình nhiều năm trạm Kỳ Anh.

V(m/s) 2,3 2,2 1,9 2,0 2,3 3,1 3,4 2,5 2,3 2,4 3,1 2,7 2,5

Hướng gió lón nhất trong tính toán thiết kế được xác định theo tuyến đập và bản

đồ lòng hồ: Hướng gió tính toán là Bắc ghé Tây Dựa vào số liệu thực đo tại trạm khítượng thị trấn Kỳ Anh xác định được các thông số thống kê và vận tốc gió ứng với tầnsuất thiết kế như sau:

Bảng 1-7: Các đặc trưng tốc độ gió lớn nhất thiết kế.

Bảng 1- 8: Lưu lượng bình quân tháng Rào Trổ theo năm thủy văn (m 3 /s).

3.97

1.9

8 5.39 7.96 1.14

13.28

11.9 7

65-66 15.18 29.19 15.36 20.22 7.95 5.80 5.14 0.68 7.71 1.92 0.54 3.79 9.46

66-67 2.16 50.94 23.77 8.32 6.43 3.19 2.29 2.57 4.46 0.47 0.37 2.55 8.96

67-68 73.55 16.5 23.6 15.97 5.78 3.29 4.21 3.9 1.25 1.37 0.48 7.08 13.0

7 1 8 9

68-69 39.92

19.12

11.5

1 7.60 6.50 4.05

3.06

1.1

4 1.03 2.16 4.55 1.40 8.50

69-70 17.98

14.46

37.78

13.72

73-74 21.39

66.11

16.5

7 5.34 2.55 2.47

1.97

1.4

9 3.00 3.08 0.49

12.18

11.3 9

74-75 2.81

37.4

6 45.49 9.24

13.39

5.31

2.6

3 2.08 1.18 2.52 0.67

35.16

13.1 6

15.3

7 9.72 4.22

1.90

0.3

8 0.47 5.57 9.71 2.32

12.91

17.1 2

79-80 44.82 6.63 5.38 5.50 2.59 5.14 2.06 1.54 4.82 6.22 2.00 3.25 7.50

80-81 42.79

39.23

10.17

84-85 11.35

43.61

85-86 30.48 39.92

19.3

5 8.73 3.35 2.95

3.69

1.34

13.2

1 1.48 0.47

11.61

11.3 8

10.0 3

92-93 20.99

35.4

6 8.87 2.33 5.81

3.43

3.1

1 2.92 3.72 3.31 2.95 2.27

11.1 1

94-95 20.76 9.38

17.13

31.2

3 6.43 7.09 2.24 1.75 4.47 0.72 0.49 9.12 9.23

95-96 31.75 29.81 22.80 11.52 4.73 9.00

3.47

1.1

4 1.04 0.66 3.72 5.75

10.4 5

99-00 12.73

61.77

37.67

00-01 13.20

19.10

34.69

11.8

9 2.83 4.77 2.12 2.14 9.76 3.08 0.38

16.92

12.6 4

10.0 2

TB 22.78 35.7 6 19.7 6 9.82 5.47 4.0 8 2.9 0 2.1 8 4.53 3.88 2.53 7.53 10.1 0

Bảng 1-9: Các đặc trưng thống kê dòng chảy năm thiết kế (F=150 km 2 )

Qtb (m3/s) Cv Cs M0(l/s.km2) W0(106m3) Q75%(m3/s) Q90%(m3/s) Q95%(m3/s)

Bảng 1-10: Phân phối dòng chảy năm thiết kế (F=150 km 2 ).

3,01

16,0

3 3,96 1,66 203,8Đơn vị (Wp) : 106m3

1.1.6.4.Dòng chảy kiệt.

Bảng 1-11: Dòng chảy bình quân tháng mùa kiệt.

1.1.6.6 Tính toán dòng chảy bùn cát trung bình năm cho các hồ chứa tính toán.

Theo đo đạc tại trạm thủy văn Hoà Duyệt các năm từ 1959 đến nay độ đục bìnhquân tính toán được là: ϑ =127 g/m3

Theo công thức tính toán: trọng lượng bùn cát trung bình năm là:

Wll =31,54 Q0 ϑ (Tấn/năm)Lượng bùn cát di đẩy được tính theo công thức:

WĐáy =a Wll

- a là hệ số a=0,2

Bảng1-13 : Kết quả tính toán dòng chảy bùn cát lưu vực Rào Trổ.

Lưu vực QO(m3/s) WLL(tấn/năm) WĐáy(tấn/năm) W(tấn/năm)

Bảng 1-15: Nhu cầu dùng nước của dự án.

Thán

Khả năng nước cấp nông nghiệp, sinh hoạt

Lượng nước hồ trả lại môi trường

Khả năng cấp

Q (m 3 /s)

W (10 6

m 3 )

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

Vùng xây dựng dự án bao gồm các xã Kỳ Tây, Kỳ Thượng, Kỳ Sơn, Kỳ Lâm,

Kỳ Hợp và Kỳ Lạc; đây là những xã miền núi phía Tây Nam huyện Kỳ Anh Nền kinh

tế chủ yếu dựa vào sản xuất Nông nghiệp, Lâm nghiệp Các chỉ tiêu kinh tế, xã hội củavùng dự án như sau:

Bảng 1-16: Bảng tổng hợp tình hình dân số, xã hội của các xã thuộc dự án.

1.2.2 Cơ sở hạ tầng.

Trong vùng dự án có trung tâm thị tứ là xã Kỳ Lâm, đã có 1 trường phổ thôngtrung học, trường THCS, trường tiểu học và trạm ytế; Các xã còn lại đều có trườngtrung học cở sở, trường tiểu học, trạm y tế

Về cơ sở hạ tầng: các xã đều có cụm văn hoá trung tâm, khu hành chính, trungtâm bưu điện

Hệ thống giao thông: Trong vùng có tuyến đường 12 Đây là tuyến đưòng từthị trấn Kỳ Anh đi nước bạn Lào; là mạch huyết giao thông quan trọng trong vùng dự

án nói riêng và trong khu vực nói chung Các tuyến đường giao thông khác trongnhững năm gần đây phần lớn đã được kiên cố hoá, tuy nhiên các tuyến đường còn nhỏ,qui mô đơn giản

Hệ thống thuỷ lợi: Các xã trong vùng dự án có gần 20 hồ đập thuỷ lợi nhỏ vớidung tích trữ gần 5 triệu m3 để tưới cho khoảng 300 ha Tuy nhiên do các hồ đập nàyxây dựng lâu ngày đã xuống cấp, cộng với địa hình tưới phức tạp nên hiệu quả tưới chỉđạt khoảng 40%

+ Điện: Hiện nay trong vùng đã có 90% số hộ dân có điện thắp sáng

+ Nước sinh hoạt: Giải pháp cấp nước trong vùng là dùng giếng đào thủ công,chất lượng nước tương đối tốt Các bệnh tật phát sinh do nguồn nước là không có.Song do khan hiếm nước tưới, nguồn nước ngầm cũng cạn kiệt Mùa khô có 40% ÷50% số giếng bị khô cạn, thiếu trầm trọng nước sinh hoạt và nước uống cho gia súc vàgia cầm

PHẦN THỨ HAI: THIẾT KẾ CƠ SỞ CHƯƠNG 2: NHIỆM VỤ, CẤP CÔNG TRÌNH VÀ CHỈ TIÊU THIẾT KẾ 2.1 NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH HỒ CHỨA NƯỚC RÀO TRỐ.

2.1.1 Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng công trình:

Kỳ Anh là vùng đất thuộc phía Nam tỉnh Hà Tĩnh; Đây là một huyện khó khănnhất trong khu vực; Tuy là nơi có lượng mưa bình quân lớn nhất tỉnh ( khoảng3.000mm/năm) nhưng mựa khụ thỡ thường xẩy ra hạn hán, mùa mưa thì úng lụt Nềnkinh tế của huyện Kỳ Anh cũng hết sức khó khăn, đói kém, tỷ lệ đói nghèo chiếm gần30%; Tổng thu nhập bình quân đầu người mới chỉ đạt gần 3.000.000 đồng/năm; Trỡnh

độ dân trí nhỡn chung cũn thấp, nhất là các xã miền núi Nguyên nhân chính là do cơ

sở hạ tầng của huyện chưa được đầu tư xây dựng đúng mức; Trong đó phải kể đến là

hệ thống công trỡnh thủy lợi Những năm 1986 Nhà nước đó cho xây dựng hệ thống hồchứa nước Sông Rác để phục vụ tưới nông nghiệp cho các xó phớa Bắc huyện, do khaithác lâu ngày, cụng trỡnh đó xuống cấp nên chỉ đảm bảo được khoảng 61% công xuấtthiết kế ( khoảng 5.000 ha/8.150ha), phần còn lại và các xã phía Nam huyện mới chỉđược phục vụ bằng các hồ thủy lợi nhỏ nên vào mùa khô hạn tình trạng hạn hán diễn ra

ở đây hết sức gay gắt, ruộng không có nước, người dân thiếu nước nước sinh hoạt, trâu

bò gia súc không có nước uống Vì vậy Kỳ Anh trong nhiều năm qua là điểm nóng vềkinh tế và xã hội của tỉnh Hà Tĩnh

Nghị Quyết của Đại hội tỉnh Đảng bộ lần thứ 17 đó nờu rừ: Đưa Hà Tĩnh pháttriển nhanh, bền vững, sớm thoát khỏi tình trạng nghèo, phấn đấu đến năm 2015 trởthành tỉnh có Công nghiêp, Nông nghiệp và dịch vụ phát triển, trong đó khu côngnghiệp Vũng Áng là một mũi nhọn và Chớnh phủ cũng đó phê duyệt, qui hoạch khukinh tế Vũng Áng trở thành khu kinh tế trọng điểm Quốc gia Đến đầu năm 2011 tạikhu kinh tế Vũng Áng đó có 103 doanh nghiệp đầu tư xây dựng với tổng số vốn đăng

ký là 12 tỷ USD, trong đó có những tập đoàn kinh tế lớn như FORMOSA Đài Loan;Nhà máy nhiệt điện của tập đoàn dầu khí Việt Nam; Khu luyện thép của tập đoàn sắtThạch Khê vv

Theo tính toán Qui hoạch sau năm 2020 lượng nước ngọt cấp cho khu kinh tếVũng Áng khoảng 1.005.000 m3/ngày đêm Hiện nay trong vùng dự án mới có hồThượng sông Trí với tần xuất nước đến 95% là 31 triệu m3, trừ cấp cho nụng nghiệpcũn 27 triệu m3; hồ Kim Sơn 14, 2 triệu m3, trừ cho cấp nước sinh hoạt cần 3 triệu m3như vậy khả năng cấp nước của hai hồ trên là 84.000 m3/ngày đêm, cũng thiếu so vớiyêu cầu là 921.000m3/ngày, đêm.

Từ thực tiễn cho thấy, nước đóng vai trò quyết định cho sự phát triển của mộtnền kinh tế nói chung, cho các khu Cụng nghiệp nói riêng Chớnh vỡ vậy yêu cầu cấpnước cho khu kinh tế Vũng áng trong những năm trước mắt và lâu dài là một đòi hỏicấp thiết Theo tiến trình thì yêu cầu cấp nước của khu kinh tế Vũng áng đến năm

2015, lượng nước cần là khoảng 800.000 m3/ngày đêm, điều này cho thấy việc đầu tưxây dựng hệ thống thuỷ lợi Rào Trổ có ý nghĩa thành bại cho quá trình đầu tư xây dựngkhu kinh tế Vũng áng, một mũi đột phá trong tiến trình xây dựng và phát triển nềnkinh tế Công nghiệp, Nông nghiệp và dịch vụ phát triển của tỉnh Hà Tĩnh như Nghịquyết Đại hội tỉnh Đảng bộ lần thứ XVII đã đề ra

Nhiệm vụ công trình hồ Rào hồ như sau:

Cấp nước cho khu công nghiệp Vũng Áng với công suất 5 m3/ngày đêm;

Cấp nước trả cho môi trường vào những tháng kiệt với lưu lượng tối thiểu là1,38 m3/s,

Giảm lũ cho vựng hạ du, góp phần cải thiện môi trường, sinh thái, du lịch trongvùng

2.2 CẤP CÔNG TRÌNH.

Căn cứ vào quy phạm thiết kế các công trình thủy lợi theo QCVN 05:2012/BNNVPTNT cấp công trình được xác định theo 2 điều kiện

04 Điều kiện thứ nhất: Theo nhiệm vụ công trình

Công trình tưới 300 ha lúa; 250 ha màu theo QCVN 04-05:2012/BNNVPTNT.Tra được cấp công trình là cấp III

Cấp nước cho khu công nghiệp Vũng Áng với công suất 4,95 m3/ngày đêm,QCVN 04-05:2012/BNNVPTNT Tra được cấp công trình là cấp II

- Điều kiện thứ hai: Theo điều kiện nền cao và nền công trình.

Sơ bộ xác định chiều cao đập: Hđập= + 30,0m chiều cao đập chính xác hóa khi

có số liệu tính toán các mực nước trong hồ Theo QCVN 04-05:2012/BNNVPTNT đấtnền thuộc nhóm B, Hđ> (15-35)m, cấp công trình là cấp II

Từ hai điều kiện trên cấp công trình ta chọn là cấp II

2.3 TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ VÀ CHỈ TIÊU THIẾT KẾ:

2.3.1 Các tiêu chuẩn và quy phạm dùng để thiết kế:

- QCVN 04 - 05 : 2012/BNNPTNT: Các quy định chủ yếu về thiết kế.

- Quy phạm tính toán các đặc trưng thủy văn thiết kế QP.TL.C-6-77

- Qui phạm tải trọng và động lực lên công trình thủy lợi, QPTL.C-1-78

- 14 TCN 157-2005 Tiêu chuẩn thiết kế đập đất đầm nén

- Quy phạm tính toán thủy lực đập tràn, QPTL.C-8-76

- Quy phạm tính toán thủy lực cống dưới nước, QPTL.C-1-75

- Quy phạm tính toán tổn thất thủy lực do ma sát dọc chiều dài đường dẫn nước,QPTL.C-1-75

- Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép công trình thủy công, tiêu chuẩn thiết kếTCVN4115:1985

- Bê tông thủy công và các vật liệu dùng cho bê tông thủy công: Yêu cầu kỹthuật và các phương pháp thử, từ 14TCN 63-2002 đến 14 TCN 73-2002

- Kết cấu gạch đá và gạch đá cốt thép – tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5573-91

- Tiêu chuẩn ngành 14TCN 119 – 2002: Thành phần, nội dung và khối lượnglập thiết kế công trình thuỷ lợi

- TCVN 6250 : 1997, Ống POLYVINYL CLORUA CỨNG (PVC-U) dung đểcấp nước – Hướng dẫn thực hành lắp đặt

2.1.2 Giải pháp về công trình:

2.1.2.1 Sử dụng trạm bơm và đập dâng.

Qua tài liệu thuỷ văn cho thấy lượng nước đến trong mùa kiệt rất nhỏ so với nhucầu dùng nước mùa kiệt vì vậy phương án này không khai thác triệt để nguồn đất đaimàu mỡ vào trong sản xuất Phương án dùng trạm bơm, đập dâng không hiệu quả

+ Hệ số an toàn ổn định cho phép của đập đất (Bảng 4-6 tiêu chuẩn 14 TCN 157

- 2005): Trường hợp cơ bản: [K] = 1,3; Trường hợp đặc biệt: [K] = 1,1

+ Độ vượt cao an toàn (TCVN 8216-2009- Thiết kế đập đất đầm nén)

Thành phần công trình: Công trình bao gồm các thành phần chính sau:

- Đập chắn chính

- Tràn xả lũ

- Cống lấy nước

CHƯƠNG III: SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐẬP CHẮN VÀ TRÀN 3.1 MỤC ĐÍCH Ý NGHĨA VÀ NGUYÊN TẮC SO SÁNH PHƯƠNG ÁN.

Trong thiết kế công trình đầu mối hồ chứa, cần so sánh các phương án sau đây:

- Các phương án so sánh về tuyến đập

- Các phương án so sánh về hình thức (kiểu) và vật liệu đắp đập

- Các phương án so sánh về qui mô đập chắn, tràn theo tổng thể bề rộng trànnước (B tràn) để chọn được Btràn kinh tế

- Các phương án so sánh theo những điều kiện cụ thể khác ( đập cao và đậpthấp liên quan đến đền bù, ngập lụt )

Đập chắn và tràn có mối quan hệ mật thiết về kinh tế và kỹ thuật Cùng một hồchứa, nếu tổng bề rộng tháo nước của tràn lớn ( kéo theo chi phí xây dựng và quản lýđập tràn lớn) thì cột nước trên ngưỡng tràn giảm, cao trình đỉnh đập chắn giảm giảm(kéo theo chi phí xây dựng và quản lý đập chắn giảm) và ngược lại Như vậy, cần tìmmột phương qui mô đập chắn và tràn hợp lý nhất về kinh tế kỹ thuật

3.2 CÁC PHƯƠNG ÁN SO SÁNH

3.2.1 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:

- Phương án tuyến trên: Phía dưới hợp lưu của khe Rào Trâm và Rào Ngốpkhoảng 150m Với diện tích lưu vực: 125,5 km2

Ưu điểm nổi trội nhất của phương án tuyến này là không gây ngập vùng gần 400

ha đất vùng núi, vùng đồi, đất hoang hoá, khe lạch của xã Kỳ Thượng, tuy nhiên lại tồntại một số nhược điểm cơ bản như sau:

Theo công văn số 738Cv/BNN-XD ngày 28 tháng 01 năm 2005 của Bộ nôngnghiệp-PTNT thì những hồ có dung tích >100 triệu m3 thì nhất thiết phải tính toán chế

độ điều tiết nhiều năm

- Tần xuất cấp nước cho Công nghiệp chỉ mới 90% chưa đảm bảo yêu cầu là 95%

- Gây ngập cho vùng dân cư xóm 2 xã Kỳ Tây;

- Lưu vực và dung tích chứa nhỏ hơn phương án tuyến dưới

- Tuyến tràn xả lũ bố trí phía gần giữa tuyến đập, hai vai tràn là đập đất, nênmức độ an toàn bị uy hiếp hơn tuyến tràn của tuyến đập phía dưới

Không có vị trí để bố trí tràn sự

- Phương án tuyến dưới: Phía dưới hợp lưu của khe Rai, khe Chè Mè ( cách hạlưu tuyến trên khoảng 500m) Với diện tích lưu vực: 150 km2

Ưu điểm: Lòng hồ rộng, lưu vực lớn, dung tích chứa nhiều hơn phương án trên;

- Không gây ngập xóm 2 xã Kỳ Tây;

- Tuyến tràn ổn định vì được đặt ở eo núi tách khỏi tuyến đập, địa chất là nền đá tốt;

- Có vị trí thuận lợi để bố trí tràn sự cố

- Số hồ dân phái di dời ít hơn phương án trên

Nhược điểm: gây ngập cho gần 400 ha đất rừng đồi, hoang hoá, khe lạch của xã

Kỳ Thượng

Từ những phân tích so sánh trên đây cho thấy phương án tuyến dưới là phương

án có nhiều ưu điểm nổi trội, đặc biệt dung tích hồ Rào Trổ có trữ lượng nước lớn, thiệthại về đền bù ít hơn và công trình đầu mối được bố trí an toàn hơn Vì vậy chúng tôilựa chọn tuyến đầu mối này để nghiên cứu

3.2.2 Phương án tràn xả lũ.

Trong đồ án, trên cơ sở tính toán khối lượng và giá thành cho đập đất và đườngtràn dọc ứng với từng phương án Btràn ( 24m, 27m, 30m) tiến hành so sánh để chọnphương án đập đất và đập tràn có giá thành đầu tư xây dựng nhỏ nhất làm phương ánthiết kế ( phương án Btràn kinh tế)

3.2.3 Quy mô của công trình.

3.2.3.1 Đập đất.

Vật liệu đất đắp đập tại vùng dự án có trữ lượng lớn, đảm bảo chất lượng, yêucầu kỹ thuật về thấm, ổn định vậy tôi quyết định chọn hình thức đập là: Đập đắp bằngđất, có tường chắn sóng, mái thương lưu được bảo vệ bằng tấm BTCT dày 15cm, mái

hạ lưu trồng cỏ trong ô thoát nước

3.2.3.2 Tràn xả lũ.

Tràn bố trí ở eo núi sát vai trái đập chính, cao trình tự nhiên của eo núi là +89

m, do địa hình ở đây hẹp, địa chất dưới cao trình +80 m là nền đá tốt nên chúng tôi lựachọn hình thức ngưỡng tràn là Ôpixerôp, nối tiếp dốc nước, tiêu năng bằng mũi phun

3.3.3.3 Cống lấy nước.

Bố trí vai phải tuyến đập đất, hình thức cống hộp chảy không áp, cửa van phẳng

điều tiết lưu lượng phía thượng lưu

CHƯƠNG IV:TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT HỒ VÀ ĐIỀU TIẾT LŨ

4.1 TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT HỒ.

4.1.1 Tính toán mực nước chết của hồ:

4.1.1.1 Khái niệm:

Mực nước chết (MNC) là mực nước thấp nhất cho phép trong hồ mà ứng với nó

hồ vẫn làm việc bình thường

4.1.1.2 Ý nghĩa.

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

Dung tích chết (Vc) là dung tích giữa MNC và đấy hồ Dung tích này khôngtham gia vào quá trình điều tiết dòng chảy nhưng nó có vai trò quan trọng để làm tănghiệu quả của công trình kho nước

Cụ thể là:

- Dung tích này là nơi trữ hết lượng bùn cát lắng đọng trước công trình trongquá trình hoạt động

- Đảm bảo cho phát điện tối thiểu (nếu hồ có nhiệm vụ phát điện)

- Đảm bảo độ sâu tối thiểu cho giao thông thủy và nuôi trồng thủy sản

Ngoài ra dung tích chết đảm bảo đủ nước để hòa tan chất bẩn trong sông đổ vềkhông gây ô nhiểm cũng như đảm bảo cảnh quan du lịch

4.1.1.3 Tính toán.

a) Tính toán MNC theo điều kiện bồi lắng bùn cát trong hồ:

1 Cao trình MNC sẽ được xác định theo công thức:

MNC = Zbc + a + h ( 4-1 )Trong đó:

Zbc: Cao trình bùn cát lắng đọng trong quá trình làm việc của hồ chứa, tra từquan hệ Q~Z lòng hồ khi biết được Vbc theo tài liệu thủy văn

h : Độ sâu cần thiết để lấy nước vào cống, sơ bộ chọn h = 1,0m

a : Độ gia cao an toàn hay chiều dày lớp đệm từ cao trình bùn cát đến đáy cống,

là khoảng cách cần thiết để tránh bùn cát bị cuốn vào cống, chọn theo kinh nghiệm,chọn a = 0.50m

2 Xác định cao trình bùn cát lắng đọng Zbc

Dung tích bùn cát lắng đọng trong một năm:

Vbc = Vll + Vdd (m3)Trong đó:

- T: tuổi thọ công trình (dựa vào cấp công trình tra QCVN 04 - 05 : 2012→ 75 năm )

- K: hệ số kể đến sạt lở bờ, thường chọn K = (1,2÷1,5)

Vo ≥ 2,67x106 x1,5 = 4,01 x106 (m3)Tra quan hệ: V~Z ta có Zbc = 57,7 (m) Vây cao trình MNC là :

MNC = Zbc + a + h = 57,7 + 0,5+1,0 = 59,2 (m)Chọn MNC có cao trình là: 60 m

b) Tính toán mực nước theo điều kiện tự chảy.

Hình 4-1: Sơ đồ tính toán mực nước theo điều kiện tự chảy.

Cao trình MNC theo điều kiện tưới tự chảy xác định theo công thức sau:

MNC = Zđầu kênh + ∆Ζ Trong đó:

Zđầu kênh : Mực nước khống chế đầu kênh

∆Ζ: Tổng tổn thất trong cống khi lấy với lưu lượng lớn nhất, ∆Ζ= 0,5 m

Do đặc điểm địa hình của hồ chứa rất cao so với khu vực cần cung cấp nướcdùng trong nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt Nên cao trình MNC theo điều kiệntưới tự chảy lấy theo cao trình điều kiện bồi lắng của hồ chứa

Vậy MNC có cao trình là : 60 m

Khi đó tra quan hệ đặc trưng địa hình lòng hồ Z~V có Vc = 7,18.106 (m3)

4.1.2 Tính toán mực nước dâng bình thường và dung tích hồ

4.1.2.1 Khái niệm:

Mực nước dâng bình thường (MNDBT): Là mực nước cao nhất cho phép ởtrong hồ trong thời gian dài ứng với điều kiện thủy văn và chế độ làm việc của hồchứa

MNDBT là một thông số chủ chốt của hồ chứa, có ảnh hưởng quyết định đếndung tích, cột nước và lưu lượng cấp nước của hồ chứa:

- Về mặt công trình: MNDBT quyết định đến chiều cao đập, kích thước cáccông trình xả

Về mặt kinh tế vùng hồ: MNDBT ảnh hưởng trực tiếp đến diện tích vùng ngậplụt, do đó quyết định trực tiếp đến chi phí do ngập lụt thượng lưu gây ra (giải phóngmặt bằng, di dân, xử lý lòng hồ).

- Về mặt chi phí xây dựng công trình: MNDBT quyết định trực tiếp đến chi phíxây dựng công trình

Dung tích hiệu dụng (Vh) là phần dung tích được giới hạng bởi MNDBT vàMNC.Vh chính là phần dung tích tham gia vào điều tiết dòng chảy

4.1.2.2 Mục đích, ý nghĩa và nhiệm vụ tính toán.

a) Mục đích.

Mực nước dâng bình thường là mực nước thiết kế cao nhất ở thượng lưu hồ chứa,xác định mực nước dâng bình thường dùng để tình toán cho các công trình đầu mốithuỷ lợi

b) Ý nghĩa.

Mực nước dâng bình thường là thông số quan trọng nhất, được xác định như chỉtiêu công tác của hồ chứa, cũng như của kích thước công trình, chỉ tiêu độ ngập lụt vàvốn 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 theo thờigian và không gian cho thích ứng với nhu cầu một cách tốt nhất, theo khả năng của hồchứa và công trình, tức là phải trữ nước trong những thời kỳ nhiều nước và sử dụngtrong thời kỳ ít nước

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

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

4.1.3 Trường hợp điếu tiết.

Thực tế phải tiến hành điếu tiết nhiều năm để cân bằng lượng nước đến và lượngnước dùng nhằm đảm bảo cung cấp cho nhu cầu dùng nước đã đề ra Nhưng ở đây theo

tài liệu thuỷ văn về phân phối dòng chảy năm thiết kế và lượng nước dùng trong nămđối với hồ chứa nước Rào Trổ ta thấy trong một năm:

Vđến95% >Vdùng = 203,84.106 m3 > 172,136.106 m3

Từ đó ta thấy lượng nước đến trong năm đáp ứng yêu cầu dùng nước

Vì vậy hồ chứa nước Rào Trổ ta cần điều tiết năm

4.1.4 Nội dung và phương pháp tính toán.

Tiến hành điều tiết năm theo phương pháp lập bảng là dùng cách lập bảng để sosánh lượng nước dùng và lượng nước đến Nguyên lý cơ bản của phương pháp này làtiến hành cân bằng lượng nước trong kho, đem chia cho toàn bộ thời kỳ tính toán ramột số thời đoạn tính toán, ở đây là 12 thời đoạn ứng với 12 tháng của một năm đạibiểu Tính toán cân bằng lượng nước trong kho theo từng thời đoạn sẽ biết được quátrình thay đổi mực nước, lượng nước trữ xả trong kho Trong từng thời đoạn có thểdùng công thức đơn giản sau để biểu thị phương trình cân bằng giữa lượng nước đến

và lượng nước đi trong kho nước:

∆V = ( Qv - qr ) ∆TTrong 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 thời đoạncộng với ∆V

Biết được lượng nước chứa dựa vào đường đặc trưng V ~ F ~ Z của kho nước sẽbiết được diện tích mặt nước và mực nước của kho nước cuối thời đoạn

- Cột 5: Lượng nước dùng của từng tháng chưa kể đến tổn thất (Wq) (lấy ở bảng(1.19) – tài liệu cho): (5)=(2)x86400x(lấy ở bảng (1.19))

- Cột 6: Lượng nước thừa ∆V+ (khi WQ> Wq ); (6) = (4) –(5)

- Cột 7: Lượng nước thiếu ∆V- (khi WQ< Wq ; (7) = (5) – (4)

Tổng cộng cột (7) sẽ có dung tích nước cần trữ để điều tiết đảm bảo yêu cầu cấp nước

- Cột 8: Vtrữ ( Là quá trình làm việc (tích nước) của hồ khi chưa kể đến tổn thất)

Wq (106

m3)

Nước thừaV+ (106

m3)

NướcthiếuV- (106

m3)

Dung tíchkhoV2 (106 m3)

434.1.4.2 Trường hợp tính toán điều tiết hồ khi có tổn thất.

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

- Cột 2: Lượng nước đến từng tháng khi chưa có tổn thất

- Cột 3: Lượng nước dùng từng tháng khi chưa có tổn thất

- Cột 4: Dung tích kho khi chưa tính tổn thất

- Cột 5: Dung tích trung bình: Vtb= (Vtrên+ Vdưới)/2

- Cột 6: Diện tích ứng với dung tich trung bình Tra quan hệ V~F

- Cột 7: Bốc hơi của lư vực

- Cột 8: Tổn thất do bốc hơi

- Cột 9: Tổn thất do thấm

- Cột 10: Tổng tổn thất

- Cột 11: Lượng nước đến từng tháng khi có tổn thất

- Cột 12: Lượng nước dùng từng tháng khi có tổn thất

- Cột 13: Dung tích kho khi tính tổn thất

- Cột 14: dung tích xả

So sánh Vhd của hồ khi có tổn thất và không có tổn thất thông qua sai số ( theo công thức (9-25) trang 351

giáo trình thuỷ văn công trình ta có: %∆V = 1

1

V V V

So sánh Vhd của hồ khi có tổn thất và không có tổn thất thông qua sai số (theo công thức (9-25) trang 351 giáo trình thuỷ văn công trình ta có: %∆V =

⇒ Theo kết quả tính toán ở trên ta có Vh= 81,702x106m3

Vậy ta có dung tích ứng với MNDBT là:

VMNDBT= Vc + Vh= 7,18x106+81,702= 88,88x106m3

Tra quan hệ Z ~ V ta được cao trình ứng với VMNDBT là: ZMNDBT= 74 m

Bảng 4-4: Kết quả tính toán điều tiết hồ

Mục đích của việc tính toán điều tiết lũ là thông qua quá trình tính toán tìm cách

hạ thấp lưu lượng lũ làm thoả mãn yêu cầu phòng lũ đã đề ra Xác định chiều cao đậpngăn nước; xác định được quy mô và kích thước của đường tràn xả lũ sao cho có lợi vềmặt kinh tế và đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Tìm ra được phương án vận hành kho nướchợp lý nhất, tìm ra được lưu lượng xả lớn nhất xuống hạ lưu(qxả max), xác định đượcdung tích siêu cao (Vsc), cột nước siêu cao(Hsc) và MNL Từ đó quyết định kích thướccác công trình đầu mối, các công trình nối tiếp thích hợp

kích thước của hệ thống công trình đầu mối như:

Đập dâng nước, cống lấy nước… , quyết định mức độ ngập lụt ở thượng lưu công trình Để đáp ứng được cả điều kiện kỹ thuật và kinh tế của toàn bộ hệ thống công trình ta phải tính toán điều tiết lũ, từ đó xác định được đường quá trình xả lũ (q ~ t)

4.2.1.3 Số liệu tính toán.

- Công trình cấp II

- Tần suất lũ thiết kế: P = 1%

- Tần suất lũ kiểm tra: P = 0,2%

- Mực nước dâng bình thường: MNDBT = 74 m

Hình 4-2: Sơ đồ nguyên lý tính toán điều tiết.

Tính toán điều tiết lũ dựa trên phương trình cân bằng nước:

Qdt – qdt = F.dh (3-1)

Q là lưu lượng nước đến khonước

q là lưu lượng nước 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

Nếu ta thay F.dh = dv thì ta được phương trình

Q.dt – q.dt = dv

Và nếu ta thay tiếp dt bằng khoảng thời gian đủ lớn ∆t = t2-t1, ở đây t1 ¬và t2 làthời điểm đầu và thời điểm cuối của khoảng thời gian tính toán, thì ta có thể đưaphương trình (3-1) về dạng sai phân sau đây:

+ Q1, Q2: là lưu lượng đến ở đầu và cuối thời đoạn tính toán

+ q1, q2: là lưu lượng xả tương ứng

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

Để tìm được đường quá trình xả lũ (q ~ t) thì phương trình (3-2) chưa giải trựctiếp được vì một phương trình có hai ẩn là q2 và V2 Do đó ta cần phương trình nữa, đóchính là phương trình thủy lực của công trình xả lũ:

Lưu lượng xã lũ tính theo công thức: q=ε 2 m b g H03 (m3/s)

Trong đó:

ε: Hệ số co hẹp

m: Hệ số lưu lượng chảy qua tràn

b: bề rộng phần tháo nước

H0: Cột nước xả lũ có kể đến lưu tốc tới gần

Tóm lại: nguyên lý cơ bản của điều tiết lũ là việc kết hợp giải phương trình cânbằng nước và phương trình thủy lực

4.2.2.2 Nội dung tính toán: