hồ chứa nước tây nguyên

CHƯƠNG III : PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH 3.1 Định hướng chung.Nghị quyết của huyện Đảng bộ huyện Quỳnh Lưu khóa XV đã đề ra là tăng cường phát triển kinh tế về mọi mặ

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 13

1.1 Vị trí địa lý của công trình 13

1.2 Đặc điểm địa hình 13

1.2.1 Tài liệu khảo sát địa hình .13

1.2.2 Đặc điểm địa hình 13

1.2.3 Đánh giá điều kiện địa hình 13

1.3 Địa chất 13

1.3.1 Tài liệu địa chất 13

1.3.2 Đặc điểm địa chất khu vực lòng hồ 14

1.3.3 Điều kiện địa chất công trình 14

1.3.4 Đánh giá địa chất công trình 14

1.3.5 Các chỉ tiêu cơ lý của đất 14

1 4 Địa chất thủy văn 15

1.4.1 Phức hệ chứa nước trong trầm tích bở rời đệ tứ 15

1.4.2 Phức hệ chứa nước trong khe nứt đá gốc 16

1.5 Điều kiện khí tượng 16

1.5.1 Tài liệu 16

1.5.2 Các đặc trưng khí tượng 16

1.5.2.1 Nhiệt độ 16

1.5.2.2 Bốc hơi 16

1.5.2.3 Độ ẩm 17

1.5.2.4 Mưa 17

1.5.2.5 Gió bão 17

1.6 Điều kiện thủy văn 17

1.6.1 Hệ thống sông ngòi 17

1.6.2 Dòng chảy nhiều năm 18

1.6.3 Dòng chảy năm 18

1.6.4 Dòng chảy lũ 18

1.6.5 Dòng chảy bùn cát 18

1.6.6 Quan hệ lưu lượng và mực nước hạ lưu 19

1.6.7 Quan hệ đặc trưng hồ chứa 19

1.7 Vật liệu xây dựng 19

CHƯƠNG II: TÌNH HÌNH DÂN SINH, KINH TẾ 20

2.1 Tình hình dân sinh 20

2.2.1 Nông nghiệp 20

2.2.2 Công nghiệp 20

2.2.3 Dịch vụ 20

2.3 Hiện trạng thủy lợi 21

2.3.1.Nguồn nước 21

2.3.2.Hiện trạng tưới 21

2.3.3 Hiện trạng khu vực xây dựng công trình 21

CHƯƠNG III : PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH 22

3.1 Định hướng chung 22

3.2 Phương hướng phát triển 22

3.2.1 Nông nghiệp 22

3.2.2 Công nghiệp 22

3.2.3 Dịch vụ 22

3.3 Nhiệm vụ công trình 22

3.3.1 Yêu cầu dùng nước 22

3.3.2 Cao trình tưới tự chảy đầu kênh 23

3.4 Giải pháp thủy lợi .23

3.4.1 Phương án xây dựng trạm bơm 23

3.4.2 Phương án xây dựng đập dâng 23

3.4.3 Xây dựng hồ chứa 24

3.4.4 Lựa chọn phương án 24

3.5 Các phương án công trình 24

3.5.1 Phương án tuyến 24

3.5.1.1 Nguyên tắc chung về lựa chọn tuyến xây dựng 24

3.5.1.2 Các phương án tuyến đầu mối công trình 25

3.5.2 Bố trí tổng thể công trình đầu mối 25

3.5.2.1 Các hạng mục của công trình đầu mối 25

3.5.2.2 Đề xuất phương án 25

3.5.3 Kết luận phương án 26

3.5.4 Hình thức kết cấu công trình 26

3.5.4.1 Kết cấu đập đầu mối 26

3.5.4.2 Kết cấu cống trình tháo lũ 26

3.5.4.3 Kết cấu cống lấy nước 27

3.5.5 Vật liệu 27

3.5.5.1 Vật liệu thiết kế đập 27

3.5.5.2 Vật liệu thiết kế tràn 27

3.5.5.3 Vật liệu thiết kế cống 28

3.5.6 Cao trình ngưỡng tràn 28

3.5.7 Bề rộng tràn 28

3.6 Cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế 28

3.6.1 Xác định cấp công trình 28

3.6.2 Các chỉ tiêu thiết kế 29

4.1 Tính toán mực nước chết của hồ 30

4.1.1 Khái niệm về mực nước chết và dung tích chết 30

4.1.2 Nguyên tắc lựa chọn MNC 30

4.1.3 Nội dung tính toán 30

4.1.3.1 Xác định theo điều kiện bùn cát lắng đọng 30

4.1.3.2 Xác định theo điều kiện khống chế tưới tự chảy 31

4.1.3.3 Kết luận 32

4.2 Xác định MNDBT và dung tích hồ 32

4.2.1 Khái niệm 32

4.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến MNDBT 32

4.2.3 Xác định hình thức điều tiết hồ 33

4.2.4 Tính toán điều tiết theo phương pháp lập bảng 33

4.2.4.1 Xác định dung tích hiệu dụng của hồ chứa chưa kể tổn thất 33

4.2.4.2 Xác định dung tích hiệu dụng kể tổn thất theo phương án trữ sớm 35

4.2.4.3 Kết luận 39

CHƯƠNG V: ĐIỀU TIẾT LŨ 40

5.1 Mục đích, nhiệm vụ và ý nghĩa của việc tính toán điều tiết lũ 40

5.1.1 Mục đích 40

5.1.2 Nhiêm vụ 40

5.1.3 Ý nghĩa 40

5.2 Hình thức tràn xả lũ 40

5.3 Điều tiết lũ 41

5.3.1 Phương pháp điều tiết lũ 41

5.3.2 Nội dung của phương pháp potatôp 41

5.3.3 Kết quả tính toán 43

CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ SƠ BỘ CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH 44

6.1 Đặt vấn đề 44

6.2 Thiết kế đập 44

6.2.1 Chọn tuyến đập, loại đập 44

6.2.2 Hình thức đập 44

6.2.3 Các kích thước cơ bản của đập 45

6.2.3.1 Cao trình đỉnh đập Zđđ 45

6.2.3.2 Bề rộng đỉnh đập 48

6.2.3.3 Mái đập 48

6.2.3.4 Cơ đập 48

6.2.4 Cấu tạo chi tiết đập 49

6.2.4.1 Đỉnh đập 49

6.2.4.3 Bảo vệ mái thượng lưu 49

6.2.4.4 Bảo vệ mái hạ lưu 49

6.2.4.5 Thiết bị thoát nước 50

6.3 Thiết kế sơ bộ công trình xả lũ 50

6.3.1 Chọn tuyến tràn 50

6.3.2 Hình thức tràn 50

6.3.3 Tính toán thủy lực các phương án tràn 52

6.3.3.1 Tính toán thủy lực ngưỡng tràn 52

6.3.3.2 Tính toán thủy lưc nối tiếp sau ngưỡng tràn 53

6.3.3.3 Tường bên dốc nước 56

6.3.3.4 Thiết kế kênh hạ lưu 57

6.3.3.5 Tính toán tiêu năng hạ lưu 58

6.3.4 Chọn cấu tạo chi tiết tràn 60

6.3.4.1 Chi tiết cửa vào 60

6.3.4.2 Ngưỡng tràn 61

6.3.4.3 Nối tiếp sau ngưỡng tràn 61

CHƯƠNG VII: TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG VÀ GIÁ THÀNH CÔNG 62

7.1 Tính toán khối lượng 62

7.1.1 Khối lượng đập 62

7.1.2 Khối lượng tràn xả lũ 62

7.1.3 Giá thành công trình 62

Kết quả tính toán được ghi ở bảng 7-1 : 62

7.1.4 Chọn phương án 63

Chương VIII: KIỂM TRA LƯU LƯỢNG THÁO LŨ CỦA ĐƯỜNG TRÀN 65

8.1 Đặt vấn đề 65

8.2 Tính toán các hệ số 65

8.2.1 Xét ảnh hưởng của lưu tốc 65

8.2.2 Xác định hệ số co hẹp bên ε 66

8.2.3 Xác định hệ số lưu lượng m 66

8.3 Tính lại điều tiết 67

8.4 Đánh giá khả năng tháo 68

8.4.1 Về kĩ thuật 68

8.4.2 Về kinh tế 68

8.5 Kết luận 68

CHƯƠNG IX: THIẾT KẾ ĐẬP CHẶN NƯỚC 69

9.1 Loại đập và hình thức đập 69

9.2 Xác định các kích thước cơ bản của mặt cắt ngang đập 69

9.2.1 Cao trình đỉnh đập 69

9.2.2 Bề rộng đỉnh đập 70

9.2.3 Chọn hệ số mái đập m 70

9.3 Chọn cấu tạo chi tiết đập 70

9.3.1 Cấu tạo đỉnh đập 70

9.3.2 Bảo vệ mái đập 70

9.3.4 Thiết bị chống thấm 71

9.3.5 Thiết bị thoát nước 72

9.4 Tính toán thấm 73

9.4.1 Mục đích,nhiệm vụ của việc tính toán thấm 73

9.4.2 Các trường hợp tính toán 73

9.4.3 Các mặt cắt 73

9.4.4 Số liệu tính toán 73

9.4.5 Tính toán cụ thể 74

9.4.5.1 Tính thấm cho mặt cắt lòng sông 74

9.4.5.3 Kiểm tra độ bền thấm đặc biệt (cho cả hai trường hợp) .78

9.4.5.5Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi 78

9.4.6 Tổng lưu lượng thấm 82

9.5.Tính toán ổn định 83

9.5.1.Mục đích tính toán 83

9.5.2.Trường hợp tính toán 83

9.5.3.Phương pháp tính toán 84

9.5.4 Tài liệu tính toán 84

9.5.4.1Các chỉ tiêu cơ lí của đất đắp đập 84

9.5.4.2 Các chỉ tiêu của đất nền tầng thấm nước 84

9.5.4.3 Khối đá làm thiết bị thoát nước 84

9.5.5 Tìm vùng chứa tâm cung trượt nguy hiểm 84

9.5.6 Xác định hệ số Kmimmin 86

9.5.7 Xác định hệ số an toàn nhỏ nhất 87

9.5.8 Kết quả tính toán 88

9.5.9 Đánh giá tính hợp lý của ổn định mái hạ lưu 89

CHƯƠNG X: THIẾT KẾ TRÀN XẢ LŨ 90

10.1 Mục đích và trường hợp tính toán 90

10.1.1 mục đích 90

10.1.2 Trường hợp tính toán 90

10.2 Chọn hình thức tràn xả lũ 90

10.3 Tính toán thủy lực tràn 90

10.3.1 Thủy lực ngưỡng tràn 90

10.3.2 Nối tiếp sau ngưỡng tràn 91

10.3.2.1 Tính toán thuỷ lực đoạn thu hẹp .91

10.3.2.2 Tính toán thủy lực đoạn không đổi 92

10.3.2.3 Tường bên dốc nước 94

10.3.3 Thiết kế kênh hạ lưu 94

10.3.4 Tính toán tiêu năng hạ lưu 96

10.3.4.1 Mục đích tính toán 96

10.3.4.2 Tính Q tiêu năng 96

10.3.4.3 Xác định kích thước tiêu năng bể 97

10.3.4.4 Sân sau bể tiêu năng 98

10.4 Chọn cấu tạo chi tiết 98

10.4.1 Chọn chi tiết cửa vào 98

10.4.2 Ngưỡng tràn 99

10.4.3 Dốc nước 99

10.4.4 Bể tiêu năng 101

10.4.5 Kênh xả hạ lưu 101

10.5 Tính toán ổn định tường bên tràn 101

10.5.1 Mục đích 101

10.5.2 Các trường hợp tính toán .102

10.5.3 Phương pháp tính toán 102

10.5.4 Tính toán cụ thể .103

10.5.4.1 Trường hợp vừa thi công xong (TH1) 103

10.5.4.2 Trường hợp hồ vừa xả lũ xong (MNN = MNLTK) 107

CHƯƠNG XI: THIẾT KẾ CỐNG LẤY NƯỚC 112

11.1 Mục đích, yêu cầu 112

11.2 Vị trí, hình thức cống .112

11.3 Thiết kế kênh thượng lưu, hạ lưu 112

11.3.1 Xác định kích thước kênh hạ lưu 112

11.3.2 Kiểm tra điều kiện không xói 114

11.4 Tính toán khẩu diện cống 114

11.4.1 Trường hợp tính toán 114

11.4.2 Tính bề rộng cống bc 115

11.4.2.1 Tính tổn thất cửa ra ,cửa vào và tổn thất cục bộ 115

11.4.2.2 Tổn thất dọc đường 116

11.4.3 Xác định chiều cao cống và cao trình đặt cống 117

11.5 Kiểm tra trạng thái chảy và tính toán tiêu năng 118

11.5.1 Trường hợp tính toán 118

11.5.2 Xác định độ mở cống 118

11.5.3 Kiểm tra trạng thái chảy trong cống 119

11.5.3.1 Xác định dạng đường mặt nước 119

11.5.3.2 Xác định vị trí nước nhảy 123

11.5.4 Tiêu năng sau cống 124

11.6 Chọn cấu tạo chi tiết cống 124

11.6.1 Cấu tạo cửa vào 124

11.6.2 Cấu tạo cửa ra 125

11.6.3 Sân sau bể tiêu năng 125

11.6.4 Thân cống .126

11.4.2.1 Mặt cắt cống 126

11.4.2.2 Phân đoạn cống 127

11.4.2.3 Nối tiếp thân cống với nền 127

11.4.2.4 Nối tiếp thân cống với đập 127

11.4.2.5 Tháp van 127

11.7 Tính các lực tác dụng lên 1 mặt cắt ngang cống 128

11.7.1 Mục đích tính toán 128

11.7.2 Các số liệu tính toán .128

11.7.4 Các áp lực 130

11.7.4.1 Áp lực đất 130

11.7.4.2 Áp lực nước 130

11.7.4.3 Trọng lượng bản thân 130

11.7.4.4 Phản lực nền 131

12.1 Giới thiệu công trình và các hạng mục thủy lợi 134

12.2 Tài liệu tính toán 134

12.2.1 Công trình 134

12.2.2 Bê tông 134

12.2.3 Cốt thép 134

12.3 Trường hợp tính toán 135

12.4 Phương pháp tính toán 135

12.5 Xác định lực tác dụng 136

12.5.1 Xác định phương trình đường bão hòa tại vị trí tính toán 136

12.5.2 Các áp lực: 136

12.6 Xác định nội lực tác dụng trong mặt cắt cống 137

12.6.1 Mục đích 137

12.6.2 Tính toán cụ thể 137

12.6.2.1 Trình tự thực hiện giải bài toán bằng phần mềm SAP 2000 v12 138

12.7 Tính toán cốt thép 147

12.7.1 Mặt cắt tính toán 147

12.7.2 Tính toán và bố trí cốt thép dọc 148

12.7.2.1 Tính toán và bố trí cốt thép dọc cho trần cống 148

12.7.2.2 Tổng hợp kết quả tính toán cốt thép dọc chịu lực 151

12.7.3 Tính toán cốt thép ngang ( cốt xiên) 151

12.7.3.1 Điều kiện tính toán 151

12.7.3.2 Trình tự tính toán 151

12.7.3.3 Tổng hợp kết quả tính toán cốt thép ngang 153

12.7.4Tính toán kiểm tra nứt 154

12.7.4.1 Cơ sở tính toán kiểm tra nứt 154

12.7.4 2 Kiểm tra nứt 154

12.7.4.3 Kết luận 157

TÀI LIỆU THAM KHẢO 157

PHỤ LỤC: 158

Phụ lục 1: Tính toán điều tiết lũ 158

Phụ lục 1-1 Btr=35m Tần suất lũ thiết kế: P=1,5% 158

Phụ lục 2: 176

Phụ lục 3: 182

Phụ lục 4: 184

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1-3 Đặc trưng dòng chảy 18

Bảng 1-4 Lượng nước đến trong từng tháng 18

Bảng 1-5 Dòng chảy lũ 18

Bảng 1-6 Quan hệ lưu lượng và mực nước hạ lưu 19

Bảng 1-7 Quan hệ đặc trưng hồ chứa 19

Bảng 2-1 Mức tưới cho 1ha lúa 21

Bảng 2-2 Mức tưới cho 1ha màu 21

Bảng 3-1 Lượng nước yêu cầu trong từng tháng 23

Bảng 4-1: Phương án trữ sớm ,điều tiết 2 lần không độc lập (chưa kể tổn thất) 34

) 34

Bảng 4-2 Bảng tính toán điều tiết có kể tổn thất theo phương án trữ sớm ( bảng tính lần 2) 36

Bảng 4-3 Bảng tính toán điều tiết có kể tổn thất theo phương án trữ sớm ( bảng tính lần 3) 38

Bảng 5-1 Kết quả tính toán điều tiết với tần suất lũ thiết kế 43

Bảng 5-2 Kết quả tính toán điều tiết với tần suất lũ kiểm tra 43

Bảng 6-2 Cao trình đỉnh đập của các phương án 48

Bảng 6-3 Kết quả tính toán thuỷ lực ngưỡng tràn 53

Bảng 6-4 Kết quả tính toán thủy lực dốc nước đoạn thu hẹp 54

Bảng 6-5 Kết quả tính toán ho 55

Bảng 6-6 Kết quả tính toán độ sâu hk và độ dốc ik 55

Bảng 6-7 Tổng hợp kết quả tính toán thuỷ lực phần dốc không đổi 55

Bảng 6-8 Chiều cao tường trên dốc nước 56

Bảng 6-9 Tính toán trạng thái chảy trong kênh hạ lưu 58

Bảng 6-10 Kết quả kiểm tra điều kiện không xói 58

Bảng 6-11 Kiểm tra hình thức nối tiếp tại chân dốc nước 59

Bảng 6-12:Tính chiều sâu đào bể 60

Bảng 6-13: Tính chiều dài bể tiêu năng 60

Bảng 7-1 Bảng chi tiết giá thành công trình 63

Bảng 8-1 Kết quả tính toán điều tiết lũ 68

Bảng 8-2 Kết quả kiểm tra khả năng tháo 68

Bảng 9-1 Tọa độ đường bão hòa mặt cắt lòng sông(MNDBT) 76

Bảng 9-2 Tọa độ đường bão hòa mặt cắt lòng sông ( MNLTK) 77

Bảng 9-3 Kiểm tra độ bền thấm đặc biệt 78

Bảng 9-4 Kết quả tính q, a0 (MNDBT) 79

Bảng 9-5 Bảng tính tọa độ đường bão hòa (MNDBT) 80

Bảng 9-6 KIểm tra độ bền thấm trong thân đập cho hai mặt cắt sườn đồi (MNDBT) 80

Bảng 9-8 Tọa độ đường bão hòa ứng với từng cao trình.(MNLTK) 81

Bảng 9-9 Kiểm tra độ bền thấm trong thân đập cho hai mặt cắt sườn đồi (MNLTK) 82

Bảng 9-10.Bảng tổng hợp lưu lượng thấm qua các mặt cắt 82

Bảng 9-11 Tổng hợp kết quả Ki 88

Bảng 10-1 Kết quả tính toán thuỷ lực ngưỡng tràn 91

Bảng 10-2: Kết quả tính toán thủy lực dốc nước đoạn thu hẹp 92

Bảng 10-3 Kết quả tính toán độ sâu dòng đều và độ sâu phân giới 93

Bảng 10-5 Tính toán trạng thái chảy trong kênh hạ lưu 95

Bảng 10-6: Kết quả kiểm tra điều kiện không xói 96

Bảng 10-7: kiểm tra hình thức nối tiếp 97

Bảng 10-8 Kết quả tính toán tường bên dốc nước 101

Bảng 10-9 Các lực tác dụng lên tường cánh 106

Bảng 10-10 Các lực tác dụng lên tường cánh(TH2) 110

Bảng 11-1 Bảng tính khẩu diện cống 117

Bảng 11-2 Kết quả tính toán đường mặt nước trong cống 122

Bảng 11-3 Tổng hợp các lực tác dụng lên cống ngầm 133

Bảng12-1: Tổng hợp các lực tác dụng lên cống ngầm 136

Bảng 12-5 Kết quả tính toán cốt thép dọc chịu lực của cống ngầm 151

Bảng 12-6 Tính toán cốt thép xiên tại các mặt cắt 153

DANH MỤC HÌNH

Hình 5-1 Biểu đồ quan hệ Q~t và q~t 42

Hình 6-1 Mặt cắt ngang đập 44

Hình 6-2 Cấu tạo chi tiết đỉnh đập 49

Hình 6-3 Thiết bị bảo vệ mái thượng lưu 49

Hình 6-4 Thiết bị bảo vệ mái hạ lưu 50

Hình 6-5 Cấu tạo lăng trụ 50

Hình 6-6 Mặt cắt dọc và mặt bằng tràn xả lũ 52

Hình 6-7 Ngưỡng tràn 52

Hình 6-6 Sơ đồ đoạn dốc thu hẹp 53

Hình 6-7 Tường bên dốc nước 56

Hình 6-8 Mặt cắt ngang kênh hạ lưu 57

Hình 6-9 Sơ đồ tính toán tiêu năng 59

Hình 6-10 Mặt cắt tường bên cửa vào 61

Hình 7-1 Quan hệ giá thành ứng với từng Btr 64

Hình 9-1 Hình thức đập 69

Hình 9-2 Chi tiết đỉnh đập 70

Hình 9-3 Chi tiết bảo vệ mái thượng lưu đập 71

Hình 9-4 Chi tiết bảo vệ mái hạ lưu đập 71

Hình 9-5 Chi tiết chân răng 72

Hình 9-6 Chi tiết đống đá hạ lưu 72

Hình 9-7 Chi tiết thoát nước áp mái 73

Hình 9-8 Sơ đồ tính thấm mặt cắt lòng sông (MNDBT) 74

Hình 9-9 Sơ đồ tính thấm mặt cắt lòng sông(MNLTK) 76

Hình 9-10 Sơ đồ tính thấm mặt cắt sườn đồi (MNDBT) 79

Hình 9-11: Sơ đồ tính thấm mặt cắt sườn đồi.(MNLTK) 81

Hình 9-12 Vị trí mặt cắt tính thấm 82

Hình 9-13 Sơ đồ xác định vùng tâm trượt nguy hiểm 86

Hình 9-14 Sơ đồ tính ổn định đập đất theo Ghécxêvanốp 86

Hình 10-1 Mặt bằng và cắt dọc tràn xả lũ 90

Hình 10-2 Ngưỡng tràn 91

Hình 10- 3 Sơ đồ đoạn dốc thu hẹp 92

Hình 10-4 Đoạn dốc nước có bề rộng không đổi 93

Hình 10-5 Tường bên dốc nước 94

Hình 10-6 Mặt cắt ngang kênh hạ lưu 95

Hình 10-7 Sơ đồ tính bể tiêu năng 97

Hình 10-8 Mặt cắt tường bên cửa vào 99

Hình10-9 Chi tiết mặt bằng ngưỡng tràn 99

Hình 10-10 Chi tiết đoạn dốc nước 99

Hình 10-11 Bể tiêu năng 101

Hình 10-12 Mặt cắt ngang kênh xả hạ lưu 101

Hình 10-13 Sơ đồ tính toán ổn định tường chắn đất 104

Hình 10-14 Sơ đồ tính toán ổn định tường chắn đất 108

Hình 11-1 Sơ đồ mặt cắt dọc cống 112

Hình 11-2 Sơ đồ tính toán thủy lực cống khi thượng lưu là MNDBT 118

Hình 11-4 Mặt cắt dọc cửa vào 125

Hình 11-5 Chính diện hạ lưu 125

Hình 11-6 Sân sau bể tiêu năng 126

Hình11-7 Mặt cắt ngang thân cống 127

Hình 11-9: Mặt cắt ngang thân tháp van 128

Hình 11-10 Sơ đồ tìm PT đường bão hòa 129

Hình 11-11 Sơ đồ các lực tác dụng lên cống ngầm 132

Hình 12-1 Sơ đồ tìm PT đường bão hòa 136

Hình 12-2 Sơ đồ tính toán kết cấu cống 138

Hình 12-3 Chọn đơn vị 138

Hình 12-4 Mô hình hóa khung 139

Hình 12-5 Vẽ thêm thanh đáy 139

Hình 12-6 Định nghĩa vật liệu 140

Hình 12-7 Định nghĩa tiết diện 141

Hình 12-8 Định nghĩa tải trọng 141

Hình 12-9 Gán tiết diện vào khung 142

Hình 12-10 Chia nhỏ thanh 143

Hình 12-11 Chạy chương trình 143

Hình 12-12 Chọn đối tượng xuất kết quả ra nhiều mặt cắt 144

Hình 12-13 Biểu đồ mômen M (kN.m) 145

Hình 12-14 Biểu đồ lực cắt Q (kN) Hình 12-15 Biểu đồ lực dọc N (kN) 145

Hình 12-16 Biểu đồ mômen M (kN.m) 146

Hình 12-17 Biểu đồ lực cắt Q (kN) ) Hình 12-18 Biểu đồ lực cắt Q (kN) 146

Hình 12-19 Biểu đồ nội lực để tính toán cốt thép 147

Hình 12-20 Sơ đồ tính toán cốt thép dọc trục (nén lệch tâm lớn) 149

Hình 12-21 Sơ đồ tính toán cốt xiên 152

Hình 12-19 Sơ đồ bố trí cốt xiên 153

CHƯƠNG I: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1.1 Vị trí địa lý của công trình.

Hồ chứa nước Tây Nguyên nằm trên khe Cái địa bàn xóm 1, Đồng Tâm xã Quỳnh Thắng Quỳnh Lưu Nghệ An có toạ độ vào khoảng: 19o17’ vĩ độ Bắc,105o33’ kinh độ Đông Khe Cái bắt nguồn từ những dẫy núi có cao độ 300m của xã Quỳnh Thắng ( huyện Quỳnh Lưu ) và huyện Nghĩa Đàn

1.2 Đặc điểm địa hình.

1.2.1 Tài liệu khảo sát địa hình

Bình đồ lòng hồ, tỷ lệ 1/2000

Bình đồ vị trí đập chính, đập phụ và tràn xả lũ hiện tại, tỷ lệ 1/500

Trắc ngang đập chính, đập phụ, tràn xả lũ và kênh chính hiện tại, tỷ lệ:1/100

Trắc dọc, ngang cống lấy nước

1.2.2 Đặc điểm địa hình

Vùng lòng hồ có diện tích lưu vực 6.9km2,nằm trong miền địa hình đồi núi thấp đến núi cao trung bình,rừng trồng và khoanh nuôi thảm thực vật tương đối dày,toàn vùng có cao trình thiên nhiên từ (70÷110)m,vùng hưởng lợi từ vùng núi cao trung bình

về đến vùng bán sơn địa,địa hình xuống thấp từ (30÷40)m

1.2.3 Đánh giá điều kiện địa hình

Khu vực lòng hồ có thảm thực vật là rừng trồng và rừng tự nhiên phủ kín hầu hết các khoảng trống xung quanh hồ,do mực nước hồ không có thay đổi lớn giữa các mùa nên không ảnh hường nhiều đến thảm thực vật và ngập lụt rừng trong lòng hồ

Giao thông thuận lợi cho việc tập kết vật liệu , tuy nhiên xung quanh hồ không

có bãi lấy đất nên cần lấy đất ở bãi Đồng Chùa cách 2km

1.3 Địa chất

1.3.1 Tài liệu địa chất

Đánh giá chất lượng địa chất công trình của đập và nền đập chính, đập phụ đã có.Trắc ngang địa chất tuyến đập chính, đập phụ, từ tim lấy ra mỗi phía 50m

Trắc dọc địa chất tuyến đập chính, đập phụ

Tài liệu xác định vị trí, khoan thăm dò, đánh giá, đo vẽ trắc dọc, trắc ngang địa chất bãi vật liệu đất đắp đập.

1.3.2 Đặc điểm địa chất khu vực lòng hồ

Lòng hồ có địa chất tốt,không bị thấm và mất nước tuy nhiên, vùng lưu vực lòng

hồ có một số điểm sạt lở cục bộ, vấn đề này sẽ có ảnh hưởng tới bồi lắng lòng hồ Cần bảo vệ rừng khu vực xung quanh lòng hồ, chống xói lở đảm bảo ổn định bờ hồ, vách hồ

1.3.3 Điều kiện địa chất công trình

Lớp 1: Đất hỗn hợp á sét trung lẫn nhiều sạn sỏi,màu vàng,xám vàng,xám trắng,xám nâu,nâu đỏ.Trạng thái đất ẩm,nửa cứng đến cứng.Kết cấu chặt vừa.Bề dày thay đổi từ (3,80~7,50)m

Lớp 2: Đất á sét lẫn sạn sỏi,ít cuội bồi tích lũng khe.Trạng thỏi đất ẩm,nửa cứng đến dẻo cứng,kết cấu chặt vừa đến chặt.Bề dày chưa xác định

Lớp 3: Đất sét lẫn sạn sỏi màu xám trắng lẫn nâu đỏ.Trạng thái ẩm,dẻo mềm đến dẻo cứng,kết cấu chặt vừa.Bề dày hiện tại chưa xác định

Lớp 4: Đất á sét lẫn sạn tàn tích màu xám nâu.Trạng thái đất ẩm,nửa cứng đến cứng.Kết cấu chặt vừa.Bề dày từ (0,5ữ0,6)m

Lớp 4a:Đất á sét lẫn dăm sạn tàn tích,tảng lăn,đá gốc cứng chắc.Đất ẩm,cứng,chặt khó đào.Tỷ lệ đất và tảng lăn 60/40.Bề dày từ (1ữ1,2)m

Lớp 5: Đá sét vôi màu xám xanh,cấu tạo phân lớp vừa.Đá phong hoá vừa đến phong hoá nhẹ,cứng chắc.Bề dày lớn không xác định

Lớp 5a: Đá Bazan màu xám nâu,nâu vàng.Đá phong hoá vừa ít cứng chắc đến cứng chắc trung bỡnh.Bề dày lớn không xác định

1.3.4 Đánh giá địa chất công trình

Ta thấy các lớp đất đá phân bố đồng đều, giữ được nước và có khả năng chịu lực tốt Thuận lợi cho việc xây dựng công trình

1.3.5 Các chỉ tiêu cơ lý của đất

Các chỉ tiêu cơ lý của đất, đá ở các lớp địa chất ở các tuyến công trình (bảng 1-1 )

Bảng 1-1 Chỉ tiêu cơ lý lực học của các lớp đất nền.

1 4 Địa chất thủy văn.

Vùng xây dựng hồ chứa nước Tây Nguyên có 2 phức hệ chứa nước chính gồm1.4.1 Phức hệ chứa nước trong trầm tích bở rời đệ tứ

Nước chứa trong đất có nguồn gốc bồi tích, pha tích như á sét, sét, cát cuội sỏi, phân bố chủ yếu là dọc theo khe suối, dọc theo bãi bồi thềm khe Nước trong phức hệ

này xuất lộ từ cao trình (+40,0m) đến cao trình (+45,0m), nguồn cung cấp chính là nước mưa ngấm từ trên xuống và miền thoát là dọc theo khe suối

1.4.2 Phức hệ chứa nước trong khe nứt đá gốc

Phức hệ chứa nước này phân bố trong vùng, chứa trong đá sét vôi, đá bazan xen kẹp nhau, có lưu lượng nghèo chỉ từ 0,50÷1,20lít/phút Nước này được tàng trữ trong khe nứt đá gốc, và cũng có quan hệ mật thiết với nước mặt

Qua nghiên cứu nước dưới đất trong vùng không có tính ăn mòn Can xi, Ma giê,

vì vậy nước không có tính ăn mòn bê tông, nên không có ảnh hưởng gì tới quá trình sửa chữa, nâng cấp công trình

1.5 Điều kiện khí tượng.

1.5.1 Tài liệu

Để tính toán các đặc trưng thuỷ văn cho lưu vực nghiên cứu chúng tôi dựa vào

số liệu đo đạc của các trạm thuỷ văn sau:

Trạm thuỷ văn Khe Lá (Flv = 27,8km2) trên khe Thiềm có các tài liệu quan trắc

H, Q, X, ρ thời gian quan trắc từ năm 1963 đến nay

Trạm thuỷ văn Nghĩa Khánh cách lưu vực nghiên cứu khoảng 14 km về phía Tây đây là trạm cơ bản thuộc mạng lưới khí tượng thuỷ văn của Đài khí tượng thuỷ văn Bắc Trung Bộ có các yếu tố quan trắc H, Q, X, ρ thời gian quan trắc từ năm 1960 đến nay.1.5.2 Các đặc trưng khí tượng

+ Bốc hơi năm bình quân: 806 mm

Lượng bốc hơi được thể hiện ở bảng sau:

Bảng 1-2 Lượng bốc hơi và tổn thất bốc hơi phân bố theo tháng

+ Lượng mưa năm lớn nhất: 2,050mm

+ Lượng mưa bình quân nhiều năm: 1,708 mm

+ Lượng mưa năm nhỏ nhất: 575mm

1.5.2.5 Gió bão.

Vùng Quỳnh Lưu cũng chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió màu, gió phân

ra 2 mùa rõ rệt: Từ tháng 5 đến tháng 10 hướng gió chính là Đông Nam mang hơi nướctừ biển Đông, hướng thứ 2 là hướng Tây Nam mang khí hậu lục địa khô nóng, khó chịu (còn gọi là gió Lào) Từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau hướng gió chính là Đông Bắc, gió này gây hanh khô hoặc mưa phùn gió rét

Trạm thủy văn Khe Lá thuộc lưu vực Khe Thềm có FLV = 27,8 (Km2)

1.6.2 Dòng chảy nhiều năm

Bảng 1-3 Đặc trưng dòng chảy

Đặc trưng X0(mm) Y0(mm) α0 Q0(m3/s) W0(106m3) M0(l/s.km2)

1.6.3 Dòng chảy năm

Tổng lượng dòng chảy năm:ΣQnđh = 4,854Tổng lượng dòng chảy mùa cạn:ΣQcạnđh = 1,178Tổng lượng dòng chảy MGH:ΣQMGHđh = 0,401Tổng lượng dòng chảy mùa chuyển tiếp: ΣQCTđh = 0,777Tổng lượng dòng chảy mùa lũ:ΣQLũđh = 3,676

Lượng nước đến trong từng tháng:

Bảng 1-4 Lượng nước đến trong từng tháng

1.6.5 Dòng chảy bùn cát

Theo đo đạc tại trạm thủy văn Khe Lá các năm từ 1975 đến 1980 độ đục bình quân tính toán được là: θ = 131 g/m3

1.6.6 Quan hệ lưu lượng và mực nước hạ lưu.

Bảng 1-6 Quan hệ lưu lượng và mực nước hạ lưu

1.6.7 Quan hệ đặc trưng hồ chứa

Bảng 1-7 Quan hệ đặc trưng hồ chứa.

F tb (ha) 0.23 0.865 3.035 6.715 10.3 15.055 19.88 22.545 24.52 26.065 27.385 29.04 W(10 3 m 3 ) 1.533 9.848 38.311 104.532 207.077 356.562 555.108 780.495 1025.62 1286.254 1560.063 1850.423

Tổng hợp chất lượng đất của bãi sau khi đầm nện tiêu chuẩn (proctor), cho ta các chỉ tiêu cơ lý, lực học, điều kiện chế bị để sử dụng bãi này

CHƯƠNG II: TÌNH HÌNH DÂN SINH, KINH TẾ

Quỳnh Thắng là xã miền núi có tổng diện tích đất tự nhiên là 3863,8 ha,trong đó đất ở chiếm khoảng 67,5 ha,đất nông nghiệp 1097 ha,đất lâm nghiệp 1654 ha,đất phi nông nghiệp 424 ha và đất chưa sử dụng là 681 ha

2.1 Tình hình dân sinh.

Quỳnh Thắng là xã miền núi có 1773 hộ với 8799 khẩu,4870 lao động nhưng chỉ

có 125 lao động phi nông nghiệp Đời sống nhân dân Quỳnh Thắng còn gặp rất nhiều khó khăn

2.2 Tình hình kinh tế.

2.2.1 Nông nghiệp

Kinh tế xã phụ thuộc hoàn toàn vào nông nghiệp

Diện tích đất sản xuất nông nghiệp là 1097 ha nhưng chỉ có 462 ha đất trồng lúa.Các công trình thủy lợi mới tưới ổn định được 355 ha,số diện tích còn lại là nhờ trời

Diện tích đất nông nghiệp chiếm khoảng 28,4%, đất trồng được hai vụ lúa còn quá ít chiếm 12%,còn lại là rừng đồi.Vùng này chủ yếu trồng lúa hai vụ: vụ đông xuân

và vụ hè thu

Diện tích đất chưa được khai thác hết để phục vụ cho phát triển nông nghiệp , trồng trọt bởi nguyên nhân chính là thiếu công trình thủy lợi , thiên tai thường xuyên.2.2.2 Công nghiệp

Diện tích đất lâm nghiệp chiếm khoảng 1654ha

Trước đây rừng đầu nguồn bị chặt phá nghiêm trọng,nhưng hiện nay rừng trồng

đang dần được khôi phục với các loại cây keo,bạch đàn và một số đồi đang được

khoanh nuôi theo hiện trạng thực vật tự nhiên

2.2.3 Dịch vụ

Trong xã có đường nguyên liệu mía,dứa chạy từ thị tứ Tuần vào,đi qua nên rất thuận tiện cho việc vận chuyển vật liệu.Ngoài ra hệ thống đường liên xã rộng hơn 4.0m tuy đang là đường đất cấp phối nhưng có đủ điều kiện cho các loại xe vận tải nhỏ vận chuyển vật liệu để xây dựng công trình

2.3 Hiện trạng thủy lợi.

2.3.1.Nguồn nước

Nằm trong vùng có lượng mưa trung bình nhiều năm 1700mm, tập trung nước từ hai khe chính Khe Con và Khe Cái , nhiều đồi núi tạo thành thung lũng nhỏ,các khe hình thành dòng chảy khi mưa lớn

2.3.2.Hiện trạng tưới

Do điều kiện tự nhiên khu vực hồ Tây Nguyên tương đối giống hồ Vực Mấu (Quỳnh Thắng) ta có thể sử dụng kết quả tính toán thủy nông của hồ này cho Hồ Tây Nguyên

Bảng 2-1 Mức tưới cho 1ha lúa.

Đông Xuân 1260 1140 1100 1900 600

Bảng 2-2 Mức tưới cho 1ha màu.

2.3.3 Hiện trạng khu vực xây dựng công trình

Xã Quỳnh Thắng có 462 ha đất trồng lúa hàng năm,chủ yếu được tưới bằng nguồn nước của 18 hồ đập Riêng với dự án hồ chứa nước Tây Nguyên chủ yếu tưới cho khoảng 90ha đất trồng lúa hai vụ (Đông xuân và Hè thu) của HTX Đồng Tâm.Khu vực lũng hồ cú địa chất tốt,không bị thấm và mất nước,vùng lưu vực lũng hồ

cú một số điểm sạt lở cục bộ,ảnh hưởng đến bồi lắng lũng hồ,khụng bị ô nhiễm, mùa khô nước vẫn bổ sung từ hai nhánh khe là Khe Con và Khe Cái,khu vực lũng hồ Tổng diện tích lúa của khu tưới khoảng 90ha,do nguồn nước tưới cung cấp chưa đảm bảo nên những vùng cuối khu vực thường xuyên bị hạn

Như vậy hồ chứa Tây Nguyên là một công trình rất quan trọng và cần thiết đối với đời sống nhân dân của xã miền núi Quỳnh Thắng

CHƯƠNG III : PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH 3.1 Định hướng chung.

Nghị quyết của huyện Đảng bộ huyện Quỳnh Lưu khóa XV đã đề ra là tăng cường phát triển kinh tế về mọi mặt,trong đó chú trọng ổn định và phát triển nông nghiệp mà trọng tâm là phát triển cây lúa.Quỳnh Thắng là xã miền núi của huyện,mục tiêu phát triển nông nghiệp của các xã trong những năm tới là mở rộng và ổn định số diện tích lúa nước hiện có,thâm canh áp dụng tiến bộ kỹ thuật để đưa năng suất lên 5,5 tấn/ha.Để đạt được mục tiêu đó cần phải ổn định nguồn nước tưới cho số diện tích lúa hiện có trong vùng

3.2 Phương hướng phát triển.

3.2.1 Nông nghiệp

Tăng diện tích sản xuất lúa hai vụ của toàn xã và tưới cho số diện tích thiết kế của công trình một cách ổn định,phát triển sản xuất nông nghiệp nhăm đảm bảo ổn định tự túc lương thực trong vùng,đồng thời chuyển đổi tập quán canh tác theo hướng sản xuất hàng hóa tăng thu nhập cho người dân

3.3.1 Yêu cầu dùng nước

Lượng nước yêu cầu tại đầu mối như sau:

Bảng 3-1 Lượng nước yêu cầu trong từng tháng

Wyc (103m3) 50,2 2,1 2,1 2,1 153,2 146,0 154,4 266,4 82,0 234,8 324,0 259,2 1676,6

3.3.2 Cao trình tưới tự chảy đầu kênh

Theo tài liệu thủy nông ta có: Cao trình tưới tự chảy đầu kênh là∇TTC = 38,5 m

3.4 Giải pháp thủy lợi

Để đảm bảo cung cấp ổn định nhu cầu nước sản xuất và sinh hoạt cho xã Quỳnh Thắng thuộc huyện Quỳnh Lưu.Xã cần xây dựng thêm công trình thủy lợi như:

3.4.1 Phương án xây dựng trạm bơm

* Ưu điểm:

Tiết kiệm , thi công đơn giản, nhanh đi vào sử dụng Tránh được khả năng gây ngập úng hoặc biến đổi môi trường

* Nhược điểm:

Không lợi dụng nguồn nước để nuôi trồng thuỷ sản

Về mùa lũ , không điều tiết được dòng chảy

Không đảm bảo chủ động nguồn nước Vậy phương án xây dựng trạm bơm ít tính khả thi, và việc xây dựng trạm bơm không đáp ứng được yêu cầu về nhiệm vụ tưới

3.4.2 Phương án xây dựng đập dâng

* Ưu điểm:

Kết cấu đơn giản, khối lượng tính toán ít, thi công nhanh

Các hạng mục công trình phụ trợ đầu mối ít đơn giản, kinh phí xây dựng ít

Quản lý và vận hành công trình đơn giản

Diện tích ngập úng vùng thượng nguồn không lớn Không ảnh hưởng đến tình hình dân sinh kinh tế trong vùng

* Nhược điểm:

Về mùa mưa lượng nước thừa xã, mùa khô không đủ điều tiết nước phục vụ cho

Dung tích chứa trong hồ ít, không đảm bảo điều tiết những tháng mùa khô.

Việc xây dựng đập dâng đối với vùng này do đặc thù khí tượng thuỷ văn phân 2 mùa rõ rệt, không đáp ứng được nhiệm vụ yêu cầu trong vùng đặt ra nên việc xây đập dâng thuần túy là không có khả năng đáp ứng nổi một khối lượng như thế nên ta cần cân nhắc và đề ra phương án khác khả thi hơn

3.4.3 Xây dựng hồ chứa

* Ưu điểm:

+ Chủ động điều tiết được lưu lượng cấp nước theo yêu cầu

+ Đảm bảo khống chế tưới tự chảy cho vùng công trình đảm nhiệm

+ Cải tạo môi sinh, môi trường trong vùng

+ Có thể phát triển du lịch Lợi dụng lòng hồ để phát triển nuôi trồng thuỷ sản +Trữ nước lại trong hồ, điều tiết lũ làm giảm ngập úng vùng hạ lưu trong mùa mưa lũ

* Nhược điểm:

+ Gây ngập úng vùng thượng lưu, làm ảnh hưởng đến tình hình dân sinh kinh tế

+ Khối lượng xây dựng công trình lớn, giá thành xây dựng cao

+ Các hạng mục công trình xây dựng phải đồng bộ, đầu tư xây dựng một lần như đập, tràn, cống… nên nguồn vốn đàu tư xây dựng cao

+ Thời gian thi công công trình kéo dài, chậm đưa công trình vào khai thác sử dụng.3.4.4 Lựa chọn phương án

Khi xem xét kĩ các phương án trên ta đi đến quyết định chọn lựa phương án xây dựng hồ chứa là hoàn toàn phù hợp có khả năng đáp ứng nhiệm vụ đã được đưa ra trên

cở sở vùng hoàn toàn có đủ điều kiện về địa chất, vật liệu… để có thể xây dựng công trình

3.5 Các phương án công trình.

3.5.1 Phương án tuyến

3.5.1.1 Nguyên tắc chung về lựa chọn tuyến xây dựng

- Tổ chức thi công thuận lợi, vận chuyển dễ dàng

- Không gây ảnh hưởng tiêu cực lớn tới môi trường

- Thuận lợi cho bố trí từng hạng mục công trình và bố trí tổng thể.

- Tuyến công trình ngắn

- Điều kiện địa chất tốt, địa hình thuận lợi

- Diện tích khu hưởng lợi lớn, diện tích ngập lụt nhỏ

3.5.1.2 Các phương án tuyến đầu mối công trình

Tuyến đầu mối phải được đặt ở nơi tập trung nhiều nước, thuận tiện thi công, địa chất tốt Vì vậy có 2 phương án được đưa ra:

Tuyến 1: Cắt ngang qua khu vực hai khe Cái và Khe Con gặp nhau qua ba điểm,điểm một trên tuyến tràn,khu vực cách đều hai bờ,điểm ba tim tuyến cống

Ưu điểm : Nền địa chất tương đối ổn định

Nhược điểm: Khó khăn cho việc vận chuyển vật liệu và thi công

Tuyến 2: Nằm song song với tuyến 1 khảo sát về phía hạ lưu

Ưu điểm: Có lớp nền địa chất ổn định hơn so với tuyến 1, thi công thuận lợi hơn

so với tuyến 1

Kết luận phương án: Do tuyến 2 có nền địa chất ổn định hơn tuyến 1, đồng thời lại thuận lợi cho việc thi công, an toàn cho việc sử dụng lâu dài nên ta chọn tuyến 2.3.5.2 Bố trí tổng thể công trình đầu mối

3.5.2.1 Các hạng mục của công trình đầu mối

Phương án 1:Tuyến đập cắt ngang dòng chảy nơi hợp nước giữa hai khe về phía

hạ lưu Đặt tràn ở vị trí vai phải đập,sau tràn có dốc thụt nối với lòng khe cạn : Bố trí cống và tràn xả lũ cùng một bên bờ đập

Ưu điểm: Các lớp đất đá dọc tuyến đập phân bố đều, kết cấu chặt, khả năng chịu

Nhược điểm: Nếu bố trí cống và tràn cùng một bên bờ đập thì không được khả thi

vì khi xả lũ cống có thể bị trôi hoặc mất ổn định

Phương án 2: Tuyến đập song song với tuyến 1 khảo sát về phía hạ lưu Tràn bố trí phía vai trái Cống bố trí phía vai phải đập

Ưu điểm: Các lớp đất đá dọc tuyến phân bố đều , kết cấu chặt, khả năng chịu lực tốt, giữ nước, ổn định hơn so với tuyến 1 Hơn nữa tràn và cống bố trí hai bên vai đập

để đảm bảo ổn định chung cho các hạng mục công trình đầu mối, thuận tiện cho việc thi công tràn và cống không ảnh hưởng đến nhau

3.5.3 Kết luận phương án

Để đảm bảo cho sự ổn định của công trình, thi công thuận lợi , ta chọn phương

án bố trí tối ưu nhất như sau:

Tuyến đập cắt ngang dòng chảy nơi hợp nước giữa hai khe về phía hạ lưu

Tràn xả lũ đặt bên vai trái đập

Cống lấy nước nằm ở bên phải đập

3.5.4 Hình thức kết cấu công trình

3.5.4.1 Kết cấu đập đầu mối

Phương án 1: Đập đất đồng chất,có lăng trụ thoát nước,chân khay chống thấm cho nền.Trên đỉnh đập làm tường chắn sóng cao 1m

Phương án 2: Đập làm bằng hỗn hợp bê tông,bê tông cốt thép

Kết luận phương án:

Do đặc điểm về địa hình và địa chất của khu vực nghiên cứu,thuận tiện cho thi công,tận dụng được tối đa điều kiện bãi vật liệu và nguồn nguyên vật liệu,tạo điều kiện cho vận chuyển chọn đập thiết kế theo phương án 1

3.5.4.2 Kết cấu cống trình tháo lũ

Làm nhiệm vụ tháo lũ, ta đưa ra 2 phương án thiết kế như sau:

Phương án 1: Tràn thực dụng, sau tràn là dốc nước, tiêu năng bằng mũi hắt

Phương án 2:Tràn đỉnh rộng, chảy tự do , ,bố trí bể tiêu năng và kênh dẫn hạ lưu

để đảm bảo an toàn lâu dài khi tháo lưu lượng lũ thiết kế và kiểm tra

Kết luận phương án:

Đối với công trình hồ chứa nước Tây Nguyên ta thấy ngoài nhiệm vụ đảm bảo ổn định nhu cầu tưới tiêu,chỉ có yêu cầu phòng lũ mà không có yêu cầu nào khác như phát điện.Mặt khác dựa vào điều kiện địa hình,địa chất và phương án chọn loại đập,cũng như nhìn nhận đánh giá lựa chọn phương án phù hợp nhất là phương án 2.

3.5.4.3 Kết cấu cống lấy nước

Dựa vào điều kiện thi công, điều kiện nền và điều kiện kinh tế , dùng dẫn nước phục vụ khu tưới,đưa ra hai phương án:

Phương án 1:Cống có áp, mặt cắt tròn bằng ống thép,có tháp van điều tiết

Phương án 2: Cống không áp,mặt cắt hình chữ nhật bằng bê tông cốt thép,có tháp van điều tiết lưu lượng,có lưới chắn rác

Kết luận phương án :

Do nền công trình không phải nền đá,lớp đất đá phân bố đều có khả năng chịu lực tốt,so sánh 2 phương án ta thấy phương án 1 phức tạp, giá thành cao hơn.Do vậy chọn phương án 2 để thiết kế

3.5.5 Vật liệu

Việc chọn vật liệu phải dựa vào đặc điểm làm việc,cấu tạo của các bộ phận,điều kiện tại chỗ và tính chất quan trọng của công trình…phải qua so sánh kinh tế kĩ thuật để chọn được loại vật liệu phù hợp nhất và kinh tế nhất.

3.5.5.1 Vật liệu thiết kế đập

Đập đất đồng chất,ở bãi vật liệu sẵn có và trữ lượng tương đối lớn,vật liệu đất đắp thuộc loại đất á sét nặng lẫn dăm sạn màu xám nâu,nâu sẫm,nâu đỏ,trạng thái đất ẩm,nửa cứng,kết cấu chặt vừa,tận dụng được vật liệu tại chỗ,tiết kiệm được thời gian vận chuyển và kinh phí xây dựng công trình.từ phân tích bảng chỉ tiêu cơ lí của bãi vật liệu ta thấy hệ số thấm của vật liệu tương đối nhỏ

3.5.5.2 Vật liệu thiết kế tràn

+ Thân tràn làm bằng đá xây,ngoài bọc bêtông cốt thép,tường bên bê tông

+ Cửa vào để đất tự nhiên,tường cánh bằng bê tông

+ Bể tiêu năng :Đáy bể bằng bê tông cốt thép,tường biên bằng bêtông

+ Kênh dẫn hạ lưu làm bằng bêtông.

3.5.7 Bề rộng tràn

Khẩu diện tràn cần đảm bảo điều kiện kinh tế - kỹ thuật Khẩu diện tràn nhỏ thì lưu lượng đơn vị lớn, tiêu năng hạ lưu phức tạp và mặt tràn dễ bị xâm thực nhưng lại

có khối lượng cửa van và thiết bị nhỏ Vì vậy khi xét Btr cần xem xét yêu cầu phòng lũ

và điều kiện địa chất lòng sông, cũng như đảm bảo tính kinh tế của toàn thể công trình

Theo nhiệm vụ công trình: Công trình đảm bảo cấp nước ổn định cho 120 ha<2000 ha đất cach tác của xã Quỳnh Thắng,theo QCVN04-05( bảng 1-trang 10) ta tra được cấp công trình là cấp IV.

Theo điều kiện chiều cao và nền công trình: Từ kết quả nghiên cứu của giai đoạn lập dự án,chiều cao đập lớn nhất khoảng 10m đất nền thuộc nhóm B,theo QCVN04-05

Tần suất lũ kiểm tra: P=0,5%

Tần suất tưới bảo đảm: P=75%

Tần suất lưu lượng lớn nhất để thiết kế chặn dòng: P=10%

Tra B2-Trang 44 TCVN04-05 Ta có:

Hệ số tin cậy và hệ số điều kiện làm việc: Kn=1,15; m=1,0

Hệ số an toàn ổn định cho phép của đập đất (Bảng P1-7 cuốn đồ án môn học Thủy công ):

CHƯƠNG IV: XÁC ĐỊNH MỰC NƯỚC CHẾT VÀ MỰC NƯỚC DÂNG

BÌNH THƯỜNG

4.1 Tính toán mực nước chết của hồ

4.1.1 Khái niệm về mực nước chết và dung tích chết

Dung tích chết Vc là phần dung tích không tham gia vào quá trình điều tiết dòng chảy Đó là phần dung tích nằm ở phần cuối cùng của hồ chứa

Mực nước chết là mực nước tương ứng với dung tích chết Mực nước chết và dung tích chết có quan hệ với nhau qua đường đặc trưng địa hình hồ chứa Z~V

4.1.2 Nguyên tắc lựa chọn MNC

Mực nước chết và dung tích chết lựa chọn thoả mãn các điều kiện sau:

Phải chứa được hết phần bùn cát lắng đọng trong hồ chứa trong suốt thời gian hoạt động của công trình:V C ≥V bt.T

Trong đó: Vbc – Thể tích bồi lắng hàng năm của bùn cát.T là tuổi thọ công trình.Đối với hồ chứa có nhiệm vụ tưới tự chảy, mực nước chết không được nhỏ hơn cao trình mực nước tối thiểu để có thể đảm bảo tưới tự chảy.H C ≥Z c =Z r+ ∆ +z a

Đối với nhà máy thuỷ điện, MNC và dung tích chết phải được lựa chọn sao cho hoặc là công suất bảo đảm 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 là mực nước tối thiểu cho phép tàu

bè đi lại bình thường

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

Ngoài ra còn phải xét đến yêu cầu về du lịch và bảo vệ môi trường Trong trường hợp có nhiều yêu cầu cần phải đáp ứng thì việc lựa chọn mực nước chết và dung tích chết phải thông qua phân tích hiệu quả kinh tế, kỹ thuật để lựa chọn cho hợp lý

4.1.3 Nội dung tính toán

4.1.3.1 Xác định theo điều kiện bùn cát lắng đọng

Bùn cát lắng đọng trong hồ chứa gồm có bùn cát lơ lửng và bùn cát di đẩy

a Xác định thể tích bùn cát lơ lửng lắng đọng trong hồ chứa

Dung tích bùn cát lơ lửng lắng đọng tính theo công thức sau:

4.1.3.2 Xác định theo điều kiện khống chế tưới tự chảy

Mực nước chết theo điều kiện khống chế tưới tự chảy phải thoả mãn điều kiện sau:

Trong đó: Zđk - mực nước khống chế đầu kênh tưới thoả mãn yêu cầu khống chế tưới tự chảy Z = 38 m

Htt - tổng tổn thất tính từ đầu kênh tưới đến cửa vào của cống lấy nước(bao gồm tất cả tổn thất cục bộ và tổn thất dọc đường) lấy Htt = 1,0m Vậy:

Chọn: MNC = Zđk + Htt = 38 + 1 = 39 m

Từ 2 điều kiện trên, chọn MNC ở ZMNC = 39 m

Với ZMNC = 39m , tra biểu đồ quan hệ W ~Z được dung tích chết Vc=0,475.106(m3)

Với MNC=39 m tra quan hệ Z~F~V ta được Vc = 356,562.103 m3

MNDBT là thông số chủ chốt của công trình Đây là mực nước trữ cao nhất trong

hồ ứng với các điều kiện thủy văn và chế độ làm việc bình thường

Dung tích hiệu dụng (Vh) là phần dung tích được giới hạn bởi MNDBT và MNC Đây là phần dung tích cơ bản làm nhiệm vụ điều tiết dòng chảy

4.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến MNDBT

MNDBT có tính chất quyết định, nó ảnh hưởng đến quy mô công trình, đến cột nước, lưu lượng Về mặt công trình nó quyết định đến chiều cao đập, kích thước các công trình xả lũ Về mặt kinh tế, nó ảnh hưởng trực tiếp đến diện tích ngập lụt ở thượng lưu và các tổn thất do ngập nước Vì vậy phải thông qua so sánh kinh tế kỹ thuật để chọn ra MNDBT Khi xem xét MNDBT cần chú ý một số yếu tố ảnh hưởng sau đây:

- MNDBT càng cao thì khả năng cung cấp nước càng lớn nhưng quy mô công trình cũng càng lớn và diện tích ngập lụt thượng lưu càng lớn và thiệt hại càng nhiều, các vấn đề như đền bù, di dân tái định cư càng phức tạp

- Trong một số trường hợp do tình hình địa hình, địa chất và các vấn đề khác về nền móng khống chế chiều cao đập và do đó khống chế MNDBT

- Ở một số vùng khí hậu nóng, nếu MNDBT càng lớn thì diện tích mặt thoáng càng lớn, do đó tổn thất bốc hơi càng lớn.

4.2.4 Tính toán điều tiết theo phương pháp lập bảng

Trong đồ án này , em xác định MNDBT theo phương pháp lập bảng.Nguyên lý tính toán điều tiết là sự kết hợp giữa việc giải phương trình cân bằng nước cùng với các quan hệ phụ trợ của đặc trưng địa hình hồ chứa Z ~ V, Z~ F Dung tích hiệu dụng được xác định dựa trên cơ sở so sánh lượng nước thừa liên tục và lượng nước thiếu liên lục trong thời kỳ một năm

Phương trình cân bằng nước: [ Q(t) - q(t)].dt= dV

Trong đó : Q(t) là lưu lượng nước bình quân chảy vào hồ trong thời gian dt

q(t) là lưu lượng nước bình quân ra khỏi hồ trong thời gian dt

dV chênh lệch dung tích hồ trong khoảng thời gian dt

4.2.4.1 Xác định dung tích hiệu dụng của hồ chứa chưa kể tổn thất.

Lập bảng tính toán sau:

Cột (1): Thứ tự các tháng sắp xếp theo năm thuỷ văn

Cột (2): Lưu lượng dòng chảy đến: WQ (bảng 1-4 )

Bảng 4-1: Phương án trữ sớm ,điều tiết 2 lần không độc lập (chưa kể tổn thất)

)

Ta thấy: Hồ chứa điều tiết hai lần không độc lập, là trường hợp mà lượng nước thừa của một trong hai thời kỳ thừa nước nhỏ hơn lượng nước thiếu của thời kỳ thiếu nước kế tiếp nó Tức là:

Khi đó dung tích hiệu dụng của hồ là:

4.2.4.2 Xác định dung tích hiệu dụng kể tổn thất theo phương án trữ sớm.

Lập bảng tính dung tích hiệu dụng của hồ có kể tổn thất trong đó:

Cột (2): là cột (6) của bảng (4-1) cộng thêm với Vc, vậy Wi là dung tích của kho nước ở cuối mỗi thời đoạn tính toán ∆t Khi kho bắt đầu tích nước Giả thiết trước đó kho nước tháo cạn đến Hc

Cột (3): Wtb là dung tích bình quân trong hồ chứa nước

Cột (4): Fh diện tích mặt hồ tương ứng với Wtb (tra từ quan hệ theo Bảng 1-7 ).Cột (5): ∆Zi cho ở Bảng 1-2

Cột (6) : Wbh là lượng tổn thất do bốc hơi.Wbh = z ∆ i hi F

Cột (7): Wt là lượng tổn thất do thấm: Wti = K W−i

K: Là tiêu chuẩn thấm trong kho nước, Điều kiện lòng hồ tốt nên lấy K = 1%.Cột (8): Là lượng tổn thất tổng cộng: (8) = (6) + (7)

Côt (9) : Tổng lượng nước đến

Cột (10) : Lượng nước yêu cầu = Wtti + Wqi

Bảng 4-2 Bảng tính toán điều tiết có kể tổn thất theo phương án trữ sớm ( bảng tính lần 2)

Bảng 4-3 Bảng tính toán điều tiết có kể tổn thất theo phương án trữ sớm ( bảng tính lần 3)

Nên không cần tính toán lại.

+ Dung tích kho chứa: Vk = Vhi + Vc = (698,41+ 356,562).103 = 1054,97 103 m3

4.2.4.3 Kết luận

+ Với Vk = 1054,97 103 m3

Tra quan hệ Z~F~V được cao trình MNDBT = 42, 11 m

CHƯƠNG V: ĐIỀU TIẾT LŨ 5.1 Mục đích, nhiệm vụ và ý nghĩa của việc tính toán điều tiết lũ

5.1.1 Mục đích

Thông qua tính toán điều tiết lũ để 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

5.1.2 Nhiêm vụ

Nhiệm vụ cơ bản của điều tiết lũ là nghiên cứu cách hạ thấp lưu lượng lũ nhằm đáp ứng các yêu cầu phòng chống lũ cho các công trình ven sông và khu vực hạ lưu công trình

5.1.3 Ý nghĩa

Trong hệ thống đầu mối công trình thủy lợi, công trình tràn giữ một vị trí quan trọng Kích thước của công trình tràn có ảnh hưởng trực tiếp đến quy mô và kích thước của công trình khác trong hệ thống công trình đầu mối và mức độ ngập lụt ở hạ lưu công trình

Để đảm bảo điều kiện và kỹ thuật của toàn bộ hệ thống, ta phải tính toán và điều tiết lũ với nhiều phương án Btr khác nhau nhằm tìm ra được phương án Btr sao cho công trình được xây dựng an toàn và kinh tế

5.2 Hình thức tràn xả lũ.

Điều tiết không có cửa van cao trình ngưỡng tràn = MNDBT =42,11 m

Đường tràn là tràn đỉnh rộng chảy tự do

Hệ số lưu lượng: m=0,35 (Theo quy phạm tính toán thuỷ lực đập tràn)

Tính toán với 3 trường hợp:

Btr = 25 m

Btr = 30 m Btr = 35 m