Thiết kế hồ chứa huổi kỳ PA2

Vị trí địa lý Công trình hồ chứa nước Huổi Kỳ được dự kiến xây dựng trên suối Huổi Kỳ với diện tích lưu vực 6,2 km2 để cấp nước cho đất nôn nghiệp và cấp nước sinhhoạt cho dân cư thuộc

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

LỜI CẢM ƠN 1

PHẦN I –TÀI LIỆU CƠ BẢN 2

CHƯƠNG I: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 2

1.1.Vị trí địa lí, địa hình và địa mạo 2

1.1.1 Vị trí địa lý 2

1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo 2

1.2 Điều kiện địa chất 3

1.3 Đặc điểm khí tượng thủy văn 5

1.3.1 Khái quát chung: 5

1.3.2 Điều kiện khí tượng thủy văn 6

1.5 Quan hệ địa hình hồ chứa hồ chứa 15

CHƯƠNG II: ĐIỀU KIỆN DÂN SINH, KINH TẾ 17

2.1 Tình hình dân sinh – xã hội 17

2.2 Tình hình kinh tế 17

2.3 Nhu cầu dùng nước 17

CHƯƠNG III: CÁC PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC VÀ NHIỆM

VỤ CÔNG TRÌNH 19

3.1 Mục đích của dự án 19

3.2Các phương án sử dụng nguồn nước 20

3.1.1.1Phương án xây dựng đập dâng 20

3.1.1.2Phương án xây dựng trạm bơm 21

3.1.1.3Xây dựng hồ chứa nước 21

PHẦN II: THIẾT KẾ CƠ SỞ 23

CHƯƠNG IV QUY MÔ CÔNG TRÌNH VÀ CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ 23

4.1 Giải pháp công trình và thành phần công trình: 23

4.1.1 Giải pháp công trình: 23

4.1.2 Thành phần công trình: 23

4.1.3 Hình thức công trình đầu mối 23

4.2.1 Xác định cấp bậc công trình 24

4.2.2 Xác định các chỉ tiêu thiết kế 25

4.3 Tính toán mực nước chết (MNC) 26

4.3.1 Xác định mực nước chết 26

4.3.2 Tính toán MNC theo yêu cầu bùn cát 27

4.3.3 Tính toán MNC theo yêu cầu tưới tự chảy 27

4.4 Xác định mực nước dâng bình thường và dung tích hiệu dụng 28

4.4.1 Trường hợp tính toán: 28

4.4.2 Phương pháp tính toán 28

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ 36

5.1 Mục đích ý nghĩa của tính toán điều tiết lũ và các yếu tố ảnh hưởng 365.1.1 Mục đích, ý nghĩa : 36

5.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính toán điều tiết : 36

5.2 Các tài liệu cho trước : 36

5.3 Phương pháp tính toán điều tiết lũ: 37

PHẦN III: THIẾT KẾ KỸ THUẬT 44

CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ KỸ THUẬT ĐẬP ĐẤT 44

6.1.Chọn hình thức đập 44

6.2 Xác định các kích thước cơ bản mặt cắt đập 44

6.2.1.Các số liệu tính toán: 44

6.2.2.Xác định cao trình đỉnh đập 44

6.2.3 So sánh cao trình đỉnh đập với Mực nước lũ vượt tần suất P=0,1% 48

6.3 Thiết kế chi tiết 48

6.5.1 Tính thấm cho mặt cắt lòng suối ứng với trường hợp thượng lưu là MNDBT, hạ lưu không có nước 56

6.5.2 Tính thấm cho mặt cắt lòng suối ứng với trường hợp thượng lưu là MNLTK, hạ lưu

là MNHL max, h2 = 1 (m) 57

6.5.2 Tính thấm cho mặt cắt lòng suối ứng với trường hợp thượng lưu là MNLKT, hạ lưu

là MNHL max, h2 = 1,5 (m) 58

6.6.Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi 60

6.6.1 Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi bên trái 60

6.6.1 Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi bên phải 63

6.7 Tính tổng lượng nước thấm qua đập đất : 65

7.3.1 Các tài liệu ban đầu: 91

7.3.2 Mục đích và nội dung tính toán: 91

7.4 Tính toán tiêu năng dốc nước 112

CHƯƠNG 8 THIẾT KẾ CỐNG LẤY NƯỚC 127

8.1 Tổng quan về cống lấy nước 127

8.1.1 Nhiệm vụ và cấp công trình 127

8.1.2 Các chỉ tiêu thiết kế 127

8.1.4 Sơ bộ bố trí cống 127

8.1.5 Các tài liệu cơ bản dùng trong tính toán 128

8.2 Thiết kế kênh hạ lưu cống 128

8.2.1 Thiết kế mặt cắt kênh 128

8.2.2 Kiểm tra tính hợp lý của mặt cắt 129

8.2.3 Kiểm tra điều kiện không xói 129

8.3 Tính toán khẩu diện cống 131

8.3.1 Xác định bề rộng cống 131

8.3.2 Xác định chiều cao cống và cao trình đặt cống 136

8.4 Kiểm tra trạng thái chảy và tính toán tiêu năng 136

8.4.1 Trường hợp tính toán 136

8.4.2 Xác định độ mở cống (a) 137

8.4.3 Kiểm tra chế độ chảy trong cống 138

8.4.4 Tiêu năng sau cống 144

8.5 Chọn cấu tạo chi tiết cống 144

8.5.1 Bộ phận cửa vào và cửa ra 144

8.5.2 Thân cống 145

8.5.3 Tháp van 147

PHẦN IV: CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬT 148

CHƯƠNG IX : TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỐNG NGẦM 148

9.1 Mục đích, trường hợp tính toán và vị trí công trình 148

9.1.2.Trường hợp tính toán 148

9.1.3.Vị trí đặt cống 148

9.2 Tài liệu tính toán kết cấu cống 148

9.3 Xác định phương trình đường bão hòa tại vị trí tính toán 149

9.5.2 Phương pháp tính và nội dung tính toán 155

9.5.3 Xác định biểu đồ mômen trong kết cấu 157

9.5.4 Xác định biểu đồ lực cắt trong kết cấu 163

9.6.4 Tính toán cốt thép ngang ( cốt xiên) 175

9.6.5 Tính toán kiểm tra nứt 178

LỜI CẢM ƠN

Sau 14 tuần làm đồ án tốt nghiệp, với sự nỗ lực phấn đấu của bản thân vàđược sự dạy dỗ, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo trong bộ môn thủy công cũngnhư toàn thể các thầy cô giáo trong trường đã dạy dỗ và chỉ bảo em trong suốtnhững năm học vừa qua, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo PGS.TSNguyễn Cảnh Thái, em đã hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp của mình

Với đề tài: ’’ Thiết kế hồ chứa Huổi Kỳ - phương án I’’

Thời gian làm đồ án tốt nghiệp là một khoảng thời gian có ích để em có điềukiện hệ thống lại kiến thức đã được học và giúp em biết cách áp dụng lý thuyết vàothực tế, làm quen với công việc của một kỹ sư thiết kế công trình thủy lợi

Đây là đồ án tốt nghiệp sử dụng tài liệu thực tế công trình thủy lợi và vậndụng tổng hợp các kiến thức đã học Dù bản thân đã hết sức cố gắng nhưng vì điềukiện thời gian còn hạn chế nên trong đồ án em chưa giải quyết hết các trường hợp

có thể xảy ra Mặt khác kinh nghiệm bản thân trình độ còn hạn chế nên trong đồ nàykhông tránh khỏi những thiếu sót

Em kính mong được sự chỉ bảo, hướng dẫn, giúp đỡ của các thầy cô giáogiúp cho đồ án của em được hoàn chỉnh hơn, từ đó kiến thức chuyên môn cũngđược hoàn thiện và nâng cao

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô đặc biệt là thầy giáo PGS.TS NguyễnCảnh Thái đã chỉ bảo, hướng dẫn tận tình, tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành đồ

án này

Đồ án tốt nghiệp của em với đề tài ’’Thiết kế hồ chứa Huổi Kỳ – p/a I’’gồmcác nội dung chính sau:

Phần I: Tài liệu cơ bản

Phần II: Thiết kế cơ sở

Phần III: Thiết kế kỹ thuật

Phần IV: Chuyên đề kỹ thuật

Hà Nội, ngày tháng 11 năm 2013

Sinh viên thực hiện:

PHẦN I –TÀI LIỆU CƠ BẢN

CHƯƠNG I: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

1.1 Vị trí địa lí, địa hình và địa mạo

1.1.1 Vị trí địa lý

Công trình hồ chứa nước Huổi Kỳ được dự kiến xây dựng trên suối Huổi

Kỳ với diện tích lưu vực 6,2 km2 để cấp nước cho đất nôn nghiệp và cấp nước sinhhoạt cho dân cư thuộc địa bàn hai xã Sóc Hà, Quý Quân của huyện Hà Quảng – tỉnhCao Bằng Công trình đầu mối của hồ chứa Khuổi Kỳ nằm cách thị xã Cao Bằng 60

km theo đường 203 và có tọa độ địa lý như sau:

1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo

Địa hình của khu vực dự án chia làm hai loại: đồi thấp và núi cao

Loại đồi núi thấp hình thành bởi sét kết, cát kết có cao độ trung bình từ 210 mđến 300 m phổ biến ở khu vực lòng hồ, có dạng bát úp đỉnh khá nhọn, sườn đối xứngkhá dốc (độ dốc trung bình 30 – 350), tầng phủ không dày, nhiều cây cối tương đối rậmrạp

Loại núi đá cao phổ biến ở khu tưới gồm những dãy núi đá vôi cao hơn 350 m,đỉnh núi nhọn, vách núi rất dốc hoặc thẳng đứng Do suối nhỏ hẹp, dọc hai bên bờ suốikhông liên tục, hình thành các bậc thềm, bậc hẹp kéo dài theo thung lũng tạo thành cácđồng ruộng bậc thang và đầy rẫy hoa màu hẹp, dài

Đường giao thông đến tuyến công trình có thể đi từ đường vành đai biên giớiSóc Hà – Cần Yên, cách tuyến công trình 500 Về ngồn điện và lưới điện tại khu vựcxây dựng công trình đã có lưới điện quốc gia

Khu tưới của dự án có đoạn đầu nằm ngay dưới chân công trình đầu mối và kéodài về tận xã Sóc Hà gồm 165 ha đất canh tác Từ thực tế địa hình, địa mạo việc bố trí

hệ thống kênh tưới gặp rất nhiều khó khăn, phải có nhiều công trình trên kênh mới đảmbảo chuyển nước đến toàn bộ khu tưới được Hiện trạng khu tưới gồm 11 đập dângphía dưới hạ lưu và các hệ thống kênh chính, kênh nhánh cấp nước cho 165 ha diệntích canh tác.

1.2 Điều kiện địa chất.

Lớp đất phủ (ký hiêu 1a): Thổ nhưỡng là sét pha đến sét lẫn vật chất hữu cơ

và rễ cây mà xám vàng, xám nâu đen Trạng thái nửa cứng – cứng, kết cấu kém chặt Chiều dày trung bình 0,3m

Lớp (1b): Hỗn hợp đá tảng, cuội sỏi và các hạt thô màu xám xanh, xámnhạt.Đá tảng thành từng phần chủ yếu là đá sét – bột kết phong hóa nhẹ - tươi, cứngchắc, kích thước từ 0,2 – 0,3m, có chỗ đạt tới kích thước từ 0,3 – 0,4m, chiếm từ50-70% trong hỗn hợp Các hạt thô màu xám xanh, thành phần là thạch anh phonghóa, kích thước từ 0,5-2mm, chiếm từ 20-30% trong hỗn hợp, phần cong lại là cuộisỏi Lớp bão hòa nước kết cấu kém chặt Gặp ở hố khoan HK1, chiều dày lớp là3,2m Lớp phân bố chủ yếu tại lòng suối, diện phân bố hẹp, chiều rộng khoảng 20-30m Nguồn gốc bồi tích hiện đại lòng suối (aQ)

Lớp (1): Đất sét pha chứa ít dăm sạn màu xám vàng, vàng nhạt Dăm sạnthành phần là sét bột kết phong hóa, bán sắc cạnh, mềm bở, hàm lượng từ 3-10%,kích thước từ 2-10mm Lớp phân bố rộng rãi tại các khu vực đôi, núi trong khu vựcnghiên cứu với chiều dày thay đổi từ 1,2-2,2m Trạng thái dẻo cứng, kết cấu kémchặt Nguồn gốc pha tàn tích (deQ)

Lớp (2): Đá sét bột kết phong hóa mạnh thành các mảnh đá mền bở, lẫn sét,

đá bị biến đổi màu sắc có màu nâu đỏ, tím gụ, nõn khoan bị vỡ cục thành các mảnhnhỏ có kích thước 1-5cm, búa đập nhẹ dẽ vỡ, có thể đào bằng thủ công Đới phân

bố rộng trong khu vực với chiều dày trung bình 3-5m, nằm trực tiếp dưới lớp (1)

Lớp (3): Đá trầm tích lục nguyên có thành phần là sét bột kết phong hóamạnh đến vừa, đá bị biến đổi màu thành xám nâu, xám vàng Đa bị đập vỡ và nứt nẻrất mạnh, khe nứt màu đen, đá cứng trung bình, nõn khoan bị vỡ vụn thành cácmảnh đá có kích thước 5-15cm Lớp này phân bố rộng trong khu vực tuyến công

trình, nằm dưới lớp phong hóa mạnh (lớp2), chiều dày chưa xác định được vì vượtquá chiều sâu khảo sát.

Lớp (4): Đá sét vôi phong hóa mạnh thành dăm tảng có lẫn sét, phần dămtảng tương đối tươi, cúng màu xám xanh, xám đen khi khoan mất màu hoàn toàn,nước rửa màu trắng Đá phân bố ở khu cực lòng suối bị phủ bởi các lớp cuội sỏi.Trên sườn hai vai đập hầu như các hố khoan đều chưa gặp

Lớp (5): Đá sét vôi phong hóa vừa đến nhẹ màu xám xanh, xám đen, đá nứt

nẻ ít, tương đối nguyên khối Đá có đặc điểm phong óa không đều, khá cứng chắc.Tuy nhiên với hố khoan lòng suôi (HK1) đã khoan sâu vào lớp này 24,9m khônggặp hang Karter Lớp này chỉ gặp ở hố khoan tại lòng suối (HK1) và nằm dưới lớp(4)

Theo công tác đo Địa vật lý đánh giá thì khu vực giữa các tuyến có điện trởsuất ở mức trung bình và có các đới có giá trị điện trở thấp, cần thiết có thêm nhữngphương pháp khảo sát khác để có thể kết luận một cách đầy đủ về điều kiện địa chấtcông trình

Lớp đất phủ dày (1a): Thổ nhưỡng là sét pha đến sét lẫn vật chất hưu cơ vàrễ cây mà xám vàng, xám nâu đen Trạng tái nửa cứng – cứng, kết cấu kém chặt,Chiều dày trung bình 0,3m

Lớp (1): Đất sét pha màu xám vàng, xám nâu lẫn ít dăm sạn, đất kết cấu kémchặt, trạng thái dẻo cứng, thành phần dăm sạn là đá sét bột kết phong hóa tương đốimềm bở Lớp này phân bố trên sườn đồi và có chiều dày thay đổi từ 1,4-2,2m.Nguồn gốc deQ

Lớp (2): Đá sét bột kết phong hóa mạnh bị biến đổi màu sắc thành màu nâu

đỏ, tím gụ, phong hóa thành các mảnh đá mềm bở lẫn sét, nõn khoai bị vỡ cục thành

các mảnh nhỏ có kích thước 1-5cm, tay bóp mạnh dễ vỡ Đới phân bố rộng trongkhu -,vực với chiều dày thay đổi từ 4,7-5,3m.

Lớp (3): Đá sét bột kết phong hóa mạnh đến vừa, đá bị biến đổi màu thànhxám vàng, xám nâu Đá bị nứt nẻ mạnh, cứng, giòn, nõn khoai bị vỡ vụn thành cácmảnh đá có kích thước 5- 15cm Đới phân bố rộng trong khu vực tuyến công trình,nằm dưới đới phong hóa mạnh, chiều dày chưa xác định được vì vượt quá chiều sâukhảo sát

Cống lấy nước được bố trí tại khu vực sườn đồi, bờ phải đập Tại đây theomặt cắt dọc cống bố trí một hố khoan máy khoan HK2 sâu 10,0m, kết hợp các hốđào Hố khoan đã khoan qua đới phong hóa hoàn toàn thành đất và khoan sâu vàođới đá phong hóa mạnh Theo tài liệu khảo sát, thân cống nằm hoàn toàn trong đágốc phong hóa Địa tầng theo tim cống được phân chia từ trên xuống như sau:

Lớp đất phủ (1a): Thổ nhưỡng là sét pha đến sét lẫn vật chất hữu cơ và rễ cây

mà xám vàng, xám nâu đen Trạng thái nửa cứng – cứng, kết cấu kém chặt Chiềudày trung bình 0,3m

Lớp (1): Đất sét pha màu xám vàng, xám nâu lẫn ít dăm sạn, đất kết cấu kémchặt, trạng thái dẻo cứng, thành phần dăm sạn là đá sét bột kết phong hóa tương đốimềm bở Lớp này phân bố trên sườn đồi và có chiều dày thay đổi từ 1,4-2,2m.Nguồn gốc deQ

Lớp (2): Đá sét bột kết phong hóa mạnh bị biến đổi màu sắc thành màu nâu

đỏ, tím gụ, phong hóa thành các mảnh đá mền bở lẫn sét, nõn khoai bị vỡ cục thànhcác mảnh nhỏ có kích thước 1-5cm, tay bóp mạnh dễ vỡ Đới phân bố rộng trongkhu -,vực với chiều dày chưa xác định được vì vượt quá chiều sâu khảo sát

1.3 Đặc điểm khí tượng thủy văn

1.3.1 Khái quát chung:

- Suối Trường Hà: chiều dài sông chính 13,5 km, tổng chiều dài các sôngnhánh 23,0 km

- Suối Huổi Kỳ: chiều dài sông chính 3,16 km, tổng chiều dài các sôngnhánh 1,2 km, mật độ lưới sông 0,68 km km2

Các đặc trưng lưu vực hồ Khuổi Kỳ như bảng thống kê dưới đây:

Bảng 1-1: Đặc trưng lưu vực hồ Huổi Kỳ.

1.3.2 Điều kiện khí tượng thủy văn

• Đặc điểm khí tượng thủy văn

- Chế độ mưa ( tính với chuỗi số liệu 1961-1978 )

Lượng mưa trung bình nhiều năm 1556 mm, lượng mưa năm lớn nhất 2263,6mm(1973), lượng mưa năm nhỏ nhất 945,6(1961).Phân phối mưa tháng, trung bìnhnhư dưới đây:

Bảng 1-2 Bảng phân phối chế độ mưa

Xi 20.0 17,5 32,4 82,9 176,2 280,1 258,6 238,8 126,6 94,5 36,1 19,4

- Bốc hơi

Lượng bốc hơi năm trung bình 935,4 mm; lượng bốc hơi lớn nhất 1003,8 mm (1974), lượng bốc hơi năm nhỏ nhất 880,1 mm ( 1973 ) Phân phối bốc hơi tháng trungbình như sau:

Bảng 1-3 Bảng phân phối bốc hơi

86,4

104,

99,1

131,

- Chế độ nhiệt

Nhiệt độ trung bình nhiều năm 21,20c, nhiệt độ lớn nhất 39,80C và thấp

nhất-3,40C Nhiệt độ trung bình tháng như sau:

Bảng 1-3 Bảng chế độ nhiệt trung bình tháng

Mưa năm và phân phối mưa năm thiết kế.

- Lượng mưa năm thiết kế.

- Phân phối mưa năm thiết kế:

Phân phối lượng mưa năm thiết kế 85% xem bảng sau:

Tổng

lượng

mưa(mm)

5.7 11.8 10.6 70.2 237.4 133.6 201.8 362 165 18.4 16.8 29.3

Bốc hơi năm và phân phối bốc hơi năm thiết kế

- Lượng bốc hơi năm thiết kế như sau (với K=1,2):

Zn,p% ( mm ) 1193,2 1114,7

- Phân phối bốc hơi năm thiết kế

Lưu lượng dòng chảy chuẩn cho lưu vực hồ Huổi Kỳ: Q0 = 0,135 m3 / s

Lưu lượng bùn cát lơ lửng: R = ρ Q0 10-3 ( kg/s )

Lượng bùn cát di đẩy: S = β.R ( kg/s ) với β = 0,3

Tổng lượng bùn cát lơ lửng: Wll = 31,5.106 R ( kg )

Tổng lượng bùn cát di đẩy: Wdd = 31,5.106 S ( kg )

Tổng lượng bùn cát: Wbc = Wll + Wdd ( kg )

Cho kết quả tính với lưu vực hồ chứa Huổi Kỳ như sau:

• Dòng chảy lũ thi công

- Lưu lượng lớn nhất tháng ứng tần suất thiết kế P = 10% của lưu vực Đức Thông với mùa kiệt và mùa lũ như bảng sau:

Trong đó: Qt,10% - lưu lượng lũ tháng thứ i mùa kiệt lưu vực hồ Huổi Kỳ

Qt,10%,a - lưu lượng lũ tháng thứ i mùa kiệt lưu vực Đức Thông

F = 6,4 km2 - diện tích lưu vực hồ Huổi Kỳ

Fa = 65 km2 - diện tích lưu vực Đức Thông

n = 0,4 – hệ số triết giảm môđuyn đỉnh lũKết quả tính lũ thi công lưu vực hồ Huổi Kỳ như bảng sau:

Qt,10%(m3/s) 0,42 0,25 0,64 3,74 1,40 0,49 22,81

• Tổng hợp đặc trưng khí tượng thủy văn

Bảng 1-2: Đặc trưng khí tượng thủy văn.

056’ vĩ B– 105059’ kinh Đ

3 Lượng mưa năm thiết kế X75%,87% mm 1356 ( 1270 )

4 Lượng mưa vụ chiêm thiết kế Xvc,75%,85% mm 512,7 ( 410,3 )

5 Lượng mưa vụ mùa sớm thiết

6 Lượng mưa vụ mùa muộn thiết

7 Bốc hơi năm thiết kế Z25%,50% mm 1193,2 ( 1114,7 )

8 Bốc hơi vụ chiêm thiết kế Zvc,25%,50% mm 531,1 ( 493,8 )9

Bốc hơi vụ mùa sớm thiết kế Zms,25%,50% mm 648,0 ( 605,3 )

10 Bốc hơi vụ mùa muộn thiết kế Zmm,25%,50% mm 599,0 ( 575,5 )

11 Lượng mưa ngày max thiết kế Xmax,0.5%,1,5% mm 194,7 ( 178,2 )

12 Dòng chảy năm thiết kế Q75%,85% m3/s 0,101 ( 0,095 )

13 Dòng chảy nhỏ nhất thiết kế Q85% m3/s 7,9 10-4

14 Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế Q0,5%,1,5% m3/s 56,7 ( 46,0 )

15 Tổng lưu lượng lũ thiết kế W0,5%,1,5% 106 m3 1,00 ( 0,91 )

16 Thời gian lũ thiết kế T0,5%,1,5% h 9,8 ( 11,0 )

18 Lũ thi công tháng mùa kiệt Q10% m3/s 0,25(II) – 3,74(IV)

19 Lũ thi công tháng mùa lũ Q10% m3/s 22,81 (V – X)

Đá sét bột kết phong hóa mạnh thành dăm tảng lẫn sét, đá có màu nâu đỏ mềm

bở có thể đào bằng thủ công ( đất lớp 2 ), đá nứt nẻ đập vỡ mạn Chiều dày lớp nàychưa xác định vì vượt quá chiều sâu khảo sát

1.4.1 Mỏ VL1:

Nằm tại dãy đồi vai trái đập Đây là một quả đổi thấp với chiều dài khoảng300m, rộng khoảng 150m Khu vực dự kiến khai thác là phần sườn đồi có diện tíchrộng khoảng 45.000m2

Về địa tầng của mỏ, gồm chủ yếu lớp đất sau

Lớp (1a): Thổ nhưỡng là sét pha đến sét lẫn vật chất hữu cơ và rễ cây xám vàng,xám nâu đen Trạng thái nửa cứng-dẻo cứng, kết cấu kém chặt Chiều dày trungbình 0,3m

Lớp (1): Đất sét pha nặng lẫn 5-7% dăm sạn màu xám vàng, vàng nâu Trạngthái nửa cứng đến dẻo cứng, kết cấu chặt vừa Lớp phân bố rộng rãi trên toàn bộdiện tích mỏ với chiều dày khai thác trung bình khoảng 2,7m Lớp khai thác làmvật liệu xây dựng

Lớp (2): Đá sét bột kết phong hóa mạnh thành dăm tảng lẫn sét, đá có màu nâu

đỏ mềm bở có thể đào bằng thủ công, đá nứt nẻ vỡ mạnh Lớp này nằm ngay dướilớp (1), phân bố rộng rãi trên toàn bộ diện tích mỏ, bề dày của lớp chưa xác địnhđược vì vượt quá chiều sâu khảo sát

• Tính trữ lượng đất mỏ VL1:

Lớp (1a): Thổ nhưỡng là sét pha đến sét lẫn vật chất hữu cơ và rễ cây xám vàng,xám nâu đen Trạng thái nửa cứng-dẻo cứng, kết cấu kém chặt Chiều dày trungbình 0,3m.

Lớp (1): Đất sét pha nặng lẫn 4-7% dăm sạn màu xám vàng, vàng nâu Trạngthái nửa cứng đến dẻo cứng, kết cấu chặt vừa Lớp phân bố rộng rãi trên toàn bộdiện tích mỏ với chiều dày khai thác trung bình khoảng 2,4m Lớp khai thác làmvật liệu xây dựng

Lớp (2): Đá sét bột kết phong hóa mạnh thành dăm tảng lẫn sét, đá có màu nâu

đỏ mềm bở có thể đào bằng thủ công, đá nứt nẻ vỡ mạnh Lớp này nằm ngay dướilớp (1), phân bố rộng rãi trên toàn bộ diện tích mỏ, bề dày của lớp chưa xác địnhđược vì vượt quá chiều sâu khảo sát

50000m2, thuận lợi cho công tác khai thác và vận chuyển vì tại đây dự kiến mởđường thi công chạy qua.

Lớp (1a): Thổ nhưỡng là sét pha đến sét lẫn vật chất hữu cơ và rễ cây xám vàng,xám nâu đen Trạng thái nửa cứng-dẻo cứng, kết cấu kém chặt Chiều dày trungbình 0,3m

Lớp (1): Đất sét pha nặng lẫn 4-6% dăm sạn màu xám vàng, vàng nâu Trạngthái nửa cứng đến dẻo cứng, kết cấu chặt vừa Lớp phân bố rộng rãi trên toàn bộdiện tích mỏ với chiều dày khai thác trung bình khoảng 2,4m Lớp khai thác làmvật liệu xây dựng

Lớp (2): Đá sét bột kết phong hóa mạnh thành dăm tảng lẫn sét, đá có màu nâu

đỏ mềm bở có thể đào bằng thủ công, đá nứt nẻ vỡ mạnh Lớp này nằm ngay dướilớp (1), phân bố rộng rãi trên toàn bộ diện tích mỏ, bề dày của lớp chưa xác địnhđược vì vượt quá chiều sâu khảo sát

Bảng 1-3 Bảng thống kê bãi vật liệu.

Tên Bãi Diện tích

Mỏ (m2)

Chiều dày (m) Khối lượng (m3) Khoảng

cách (m)Bóc bỏ Khai thác Bóc bỏ Khai thác

Lớp (2)- Đá sét bột kết phong hóa mạnh thành dăm tảng lẫn sét, đá có màunâu đỏ mềm bở có thể đào bằng thủ công, đá nứt nẻ đập vỡ mạnh Lớp này có hệ sốthấm tương đối cao, hàm lượng sét ít, lẫn nhiều dăm tảng vì vậy không thích hợplắm cho việc sử dụng làm đất đăp Trường hợp nếu cần thiết phải dung đến lớp nàylàm vật liệu đất đắp thì phải pha trộn thêm lớp (1) theo một tye lệ thích hợp

Qua công tác khảo sát ĐCCT hồ chứ nước Huổi Kỳ, giai đoạn TKKT, có thểrút ra được các kết luận sau:

Trong khu vực lòng hồ các dải bờhồ phía Bắc Tây Bắc, phía Bắc, Tây Bắc có

bề rộng hàng vài km trở lên, được cấu tạo bởi đá sét bột bị phiến hóa có tính thấmyếu Trên bề mặt sườn núi đồi là lớp phủ pha tàn tích dày (1-6m) có hệ số thấm nhỏK= 10-4-10-5 cm/s, nên không có khả năng mất nước từ lòng hồ sang các lưu vựckhác

Các vấn đề sạt lở tái tạo bờ không có gì đáng ngại, vì các sườn núi có độ dóc lớnđều lộ đá gốc cứng chăc, ổn định Còn các sườn đồi núi thấp có tầng phủ dày nhưngsườn thoải (<20o) và có các lớp thảm thực vật che phủ nên khả năng sạt lở ít xảy ra

Đối với tuyến đập cần lưu ý vấn đề thấm nước nền đập Khu vực đập các lớptầng phủ lòng suối có chiều dày (3,2m), hệ số thấm lớn (theo tài liệu giai đoạn trướcK=1-9.10-2 cm/s) nên cần có biện pháp xử lý thấm nền phù hợp và tiêu nước hốmóng trong quá trình thi công Tại lớp địa chất sâu dưới nền đập ở khu vực giữa

thượng lưu đến hạ lưu, có thể đó là hang thấm hoặc vùng địa chất yếu, cần có côngtác khỏa sát bổ sung hay biện pháp công trình xử lý phòng ngừa.

Các mỏ vật liệu đất đều nằm gần công trình, chất lượng tốt khối lượng đấtđắp phong phú, cần có biện pháp thích hợp để tận dụng các nguồn vật liệu khác (đất

đá đào tràn, đất bóc bỏ tại các mỏ vật liệ xây dựng và các hố móng thi công), đấtlớp (1) đề nghị sử dụng để đắp khối đắp chính của đập Với khối lượng thiết kế yểucầu đất đắp lớn khoảng 350 000 m3 khi khai thác cần quy hoạch các khu vực khaithác để không ảnh hưởng lớn tới đất canh tác của địa phương, ưu tiên kai thác mỏtrong khu vực lòng hồ trước, sau đó là các mỏ hai bên vai đập

Công tác quy hoạch khai thác đất vật liệu nên tiến hành vào mùa khô để độ

ẩm tự nhiên gần giá trị độ ẩm tối ưu, có thể thực hiện theo quy trình sau: các mỏtrong lòng hồ đều phải được khai thác triệt để, trong mỏ VL3 dùng để đắp tuyếnđập, nếu thiếu có thể khai thác bổ sung ở mỏ VL1-2 (ở hai vai tuyến đập)

1.5 Quan hệ địa hình hồ chứa hồ chứa

CHƯƠNG II: ĐIỀU KIỆN DÂN SINH, KINH TẾ

2.1 Tình hình dân sinh – xã hội.

Theo tài liệu báo cáo của xã Sóc Hà, xã Quý Quản huyện Hà Quảng, tỉnh Cao Bằng tình hình dân sinh xã hội như sau:

Toàn bộ 2 xã Khu hưởng lợi

Lao động chính 1.822 người 1.420 người

Dân tộc chủ yếu là Tày, Nùng và Dao

2.2 Tình hình kinh tế.

Tình hình phân bố và sử dụng ruộng đất như đã nói ở phần trên Vấn đề tậpquán canh tác và thời vụ cây trồng Do thời tiết vùng núi mùa đông lạnh và kéo dàihơn vì vậy từ xa xưa tập quán và thời vụ cây trồng nhất là cây lúa và cây ngô gieotrồng và thu hoạch muộn hơn miền xuôi Vụ cấy vào cuối tháng 2 và thu hoạch vàotháng 6, vụ mùa gieo cấy vào tháng 7 thu hoạch cuối tháng 10

Về năng suất và sản lượng lương thực tại địa phương trong thời gian quakhông ổn định, phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện thời tiết Những năm mưa thuậngió hòa năng suất sản lượng có cao hơn Những năm hạn hán kéo dài năng suất vàsản lượng thấp

Những năm 1990 trở lại đây năng suất bình quân vụ chiêm từ 30 -:- 35 tạ/ha

vụ mùa từ 35-:-45 tạ/ha Sản lượng 900 tấn đến 1.082 tấn Ngoài ra sản xuất nôngnghiệp đồng bào các dân tộc còn làm nương rẫy, chăn nuôi gia súc gia cầm song vớiquy mô nhỏ mang tính tự cung tự cấp Trong thời gian qua chương trình 327 “phủxanh đất trống đồi trọc” ủy ban nhân dân xã đã giao đất, giao rừng, khuyến khích bàcon nông dân trồng và bảo vệ rừng đã mở ra một hướng mới phát huy thế mạnhnông dân của địa phương

Diện tích đất nông nghiệp đối với miền núi rất hạn hẹp vì vậy vấn đề lươngthực đối với đồng bào dân tộc miền núi hết sức quan trọng và cần thiết

2.3 Nhu cầu dùng nước.

Theo tài liệu tính toán thủy nông của giai đoạn dự án đầu tư, nhu cầu dùngnước của dự án được tính toán qua chế độ tưới, thể hiện theo các số liệu dưới đây:

Lượng nước yêu cầu tại đầu mối hệ thống

CÁC PHƯƠNG ÁN CƠ CẤU CÂY TRỒNG CỦA KHU TƯỚI

Phương án Cơ cấu cây trồng

I 100% lúa chiêm + 100% lúa mùa muộn

II 85%lúa chiêm + 15% ngô chiêm + 100% láu mùa muộnIII 70% lúa chiêm + 30% ngô chiêm + 100% lúa mùa muộn

IV 50% lúa chiêm + 50%ngô chiêm + 100% lúa mùa muộn

VI 100% ngô chiêm + 100% lúa mùa muộn

Trong giai đoạn dự án đầu tư đã tính toán so sánh cho cácphương án cơ cấu cây trồng trên và chọn phương án IV làm phương án kiến nghị.Lượng nước yêu cầu tại đầu mối hệ thống cho phương án cơ cấu cây trồng IV đượcliệt kê trong các tháng ở bảng dưới đây:

Bảng 2-1: Lượng nước yêu cầu tại đầu mối.

CHƯƠNG III: CÁC PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC

VÀ NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH.

3.1 Mục đích của dự án.

Xã Sóc Hà, xã Quý Quân thuộc các xã vùng 3 của huyện Hà Quảng, địa hìnhđồi núi chiếm đa số, dân trí của đồng bào còn thấp, đời sống kinh tế của người dâncòn gặp nhiều khó khăn

Hệ thống công trình thủy lợi xã Sóc Hà và xã Quý Quân, huyện Hà Quảnglấy nước từ suối Sóc Giang chảy từ Trung Quốc sang và các khe lạch trong vùng.Tuyến kênh mương do nhân dân địa phương tự đào đắp để dẫn nước tưới ruộng.Tuyến kênh dẫn là kênh đất do vậy hiệu quả khai thác thấp, qua quá trình sử dụng

do ảnh hưởng của thiên tai bão lụt nên công trình đã xuống cấp trầm trọng gây ảnhhưởng không nhỏ tới đời sống của nhân dân trong vùng Khi được đầu tư xây dựngkiên cố hóa hệ thống các công trình thủy lợi xã Sóc Hà và Quý Quân thì 165 haruộng lúa cấy 1 vụ bấp bênh nâng lên cấy được 1 vụ mùa lúa ăn chắc và 1 vụ màu…Chuyển đổi cơ cấu cây trồng, áp dụng khoa học kỹ thuật, áp dụng giống mới vàonông nghiệp và thâm canh tăng vụ tăng năng suất cây trồng, đẩy mạnh phát triểnchuồng trại chăn nuôi gia súc gia cầm, phát triển kinh tế đồi rừng cây ăn quả Đẩymạnh phát triển trồng cây công nghiệp như cây thuốc lá cao sản có giá trị kinh tếcao và cây đậu tương Để cuộc sống của nhân dân trong vùng dần ổn định và nângcao mức sống của nhân dân, xóa được đói giảm được nghèo Phù hợp với chủtrương của Đảng và của nhà nước là “xóa đói giảm nghèo” nâng cao đời sống củanhân dân đối với Đảng

Xuất phát từ tình hình thực tế cánh đồng của xã Sóc Hà và Quý Quân thiếunước tưới Việc dẫn nước tưới phục vụ cho sản xuất nông nghiệp gặp nhiều khókhăn Năng suất và sản lượng thấp, nhiều năm hạn hán, thiên tai mất mùa dẫn đếnnhân dân dân địa phương thiếu ăn từ (2-:-3) tháng

Để nhanh chóng ổn định sản xuất, cải thiện đời sống nhân dân các dân tộc,đẩy mạnh phát triển nông nghiệp, để tiến nhanh tiến kịp tốc độ phát triển nôngnghiệp chung của cả tỉnh cũng như cả nước Từ lý do trên vấn đề đầu tư xây dựng

hồ chứa nước Huổi Kỳ đảm bảo phục vụ tưới là cần thiết và cấp bách

Dự án công trình hồ chứa nước Huổi Kỳ được đầu tư xây dựng sẽ giải quyếtnước tưới cho 165 ha đất canh tác nông nghiệp, cấp nước sinh hoạt cho hơn 3200dân xã Sóc Hà huyện Hà Quảng Tạo điều kiện cho phát triển chăn nuôi thủy sản,cải thiện môi trường sinh thái, du lịch, bảo vệ an ninh biên giới Góp phần thúc đấynền kinh tế phát triển, ổn định cuộc sống nhân dân, thực hiện từng bước “xóa đóigiảm nghèo” của Đảng và chính phủ.

3.2Các phương án sử dụng nguồn nước.

Để thực hiện nhiệm vụ cấp nước tưới cho 165 ha diện tích đất nông nghiệp,cấp nước cho hơn 3200 dân xã Sóc Hà huyện Hà Quảng và lợi dụng tổng hợpnguồn nước trong vùng hưởng lợi của dự án Biện pháp thuỷ lợi phải xây dựng giữ

và lấy nước đáp ứng nhu cầu và nhiệm vụ đặt ra Ta đưa vào một số phương án sau:

3.1.1.1 Phương án xây dựng đập dâng.

Đập dâng là loại công trình thuỷ lợi nằm trực tiếp trên lòng sông Nhiệm vụcủa đập dâng là nâng cao cao trình mực nước trong sông, từ đó kết hợp hệ thốngkênh mương dẫn nước tưới vào ruộng

Quản lý và vận hành công trình đơn giản

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

Việc điều tiết lũ có làm giảm hạ lưu trung du

Việc xây dựng đập dâng đối với vùng này do đặc thù khí tượng thuỷ văn phân

2 mùa, mùa mưa và mùa khô, nên xây dựng đập dâng không khả thi, không đáp ứngđược nhiệm vụ yêu cầu trong vùng đặt ra Nên việc xây dựng đập dâng mang tínhkhả thi thấp

3.1.1.2 Phương án xây dựng trạm bơm.

* Về ưu điểm:

Kết cấu công trình đơn giản, thi công nhanh, sớm khai thác vận hành côngtrình đưa vào sử dụng

Giá thành xây dựng công trình nhỏ

Không gây ngập úng vùng thượng nguồn, không làm ảnh hưởng đến tình hìnhdân sinh kinh tế trong vùng

Thiết bị máy bơm sản xuất trong nước thuận tiện cho quá trình lắp ghép vàtrùng tu bảo dưỡng thay thế

* Về phần nhược điểm:

Không điều tiết được dòng chảy trong mùa mưa lũ

Không đảm bảo chủ động nguồn nước vì do đặc thù khí tượng thuỷ văn trongvùng chia làm 2 mùa rõ rệt, mùa mưa và mùa khô từ tháng 6 đến tháng 11, chiếm82% lượng mưa cả năm và mùa khô từ tháng 12 đến tháng 5

Không lợi dụng nguồn nước để nuôi trồng thuỷ sản

Không cải tạo môi sinh môi trường trong vùng hưởng lợi

Nếu chọn vị trí xây dựng trạm bơm xa vùng dân cư, việc kéo dây điện đếncông trình xa, ảnh hưởng đến kinh tế đầu tư xây dựng công trình lớn

Vậy phương án xây dựng trạm bơm ít tính khả thi, và việc xây dựng trạm bơmkhông đáp ứng được yêu cầu vùng hưởng lợi

3.1.1.3 Xây dựng hồ chứa nước.

Căn cứ vào điều kiện tự nhiên của khu vực về địa hình, địa mạo, khí tượngthuỷ văn, nguồn nước và hiện trạng thuỷ lợi của vùng

Căn cứ vào lượng nước đến và lượng nước ding, ta cần phải xây dựng hồ chứa

để điều tiết nguồn nước đáp ứng yêu cầu dùng nước

* Về 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

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 nhưđập, 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 sửdụng

Qua phân tích ưu nhược điểm các phương án xây dựng công trình trên Với đặcđiểm khí tượng thuỷ văn huyện Hà Quảng Để đảm bảo điều tiết lưu lượng, tíchnước vào mùa mưa và điều tiết phục vụ chống hạn vào mùa khô Ta chọn phương

án xây dựng “Hồ chứa nước Huổi Kỳ” phù hợp yêu cầu nhiệm vụ công trình chủ

động tưới cho 165 ha đất canh tác và lợi dụng tổng hợp nguồn nước cho nhữngvùng hưởng lợi của dự án

PHẦN II: THIẾT KẾ CƠ SỞ

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

4.1 Giải pháp công trình và thành phần công trình:

4.1.2 Thành phần công trình:

Căn cứ vào đặc điểm tự nhiên của khu vực nghiên cứu, vùng tuyến xây dựngcông trình để hình thành lòng hồ đáp ứng được nhiệm vụ công trình đặt ra Dự kiếnxây dựng hồ chứa Huổi Kỳ gồm những hạng mục sau:

Công trình đầu mối bao gồm: Đập đất, cống lấy nước và tràn xả lũ

+ Đập dâng: Đập vật liệu địa phương

+ Cống lấy nước: Kiểu cống hộp chảy không áp

+ Tràn xả lũ: Đường tràn dọc có ngưỡng đỉnh rộng,chảy tự do

4.1.3 Hình thức công trình đầu mối

4.1.3.1 Đập ngăn sông:

a/Lựa chọn tuyến :

Đập ngăn sông là công trình quan trọng nhất trong công trình đầu mối ThuỷLợi Việc lựa chọn tuyến đập sẽ quyết định trực tiếp đến kích thước đập và các côngtrình khác có liên quan như công trình tháo lũ và cống lấy nước

Qua khảo sát địa hình địa chất, dựa vào bình đồ lòng hồ và bình đồ khu đầumối, ta xác định được hai tuyến có khả năng xây dựng cao nhất từ đó đánh giá sosánh và lựa chọn ra tuyến có ưu điểm hơn để tính toán thiết kế công trình

* Tuyến I : Tuyến này dài khoảng 150 m, đi qua đỉnh đồi trái ở độ cao +244;

đầu phía phải là núi đá nhô có độ cao+ 247m

* Tuyến II : Tuyến II nằm ở thượng lưu của tuyến I, tựa vào 2 sườn núi gần

nhau có chiều dài ngắn hơn độ dốc hai vai đập không lớn

* Lựa chọn phương án : Tuyến II có ưu điểm là tránh được phần lớn lớp

bồi tich thềm sông Về cơ bản thì các tuyến này có điều kiện địa hình, địa chấtgiống nhau Xét về điều kiện bố trí công trình thì tuyến đập II là hợp lý Vậy chọnđập chính tại tuyến số II

b/Hình thức đập

Tại vị trí xây dựng đập vật liệu chủ yếu là đất đắp đập, trữ lượng dồi dào, cự lyvận chuyển gần.Với vật liệu tại chỗ nên giảm giá thành công trình, kết hợp với điềukiện địa chất nền đá phong hóa mạnh cường độ thấp, lớp sườn tích dày => hợp lý làphương án xây dựng đập đất

4.1.3.2 Công trình tháo lũ.

a/Tuyến tràn: Tuyến tràn bố trí ở eo núi vai phải đập đất.

b/ Hình thức tràn, kết cấu: Tràn đỉnh rộng không có cửa van

4.1.3.3 Cống lấy nước.

Để thuận lợi cho việc cung cấp nước tưới cho khu vực tưới Tuyến cốngđược chọn ở phía vai trái của đập Chạy gần như vuông góc với tuyến đập Hìnhthức cống là cống hộp chảy không áp, làm bằng bê tông cốt thép

4.2 Quy mô công trình và các chỉ tiêu thiết kế.

4.2.1 Xác định cấp bậc công trình

Cấp của công trình được xác định từ hai điều kiện :

4.2.1.1 Theo chiều cao công trình và loại nền :

Ta sơ bộ chọn chiều cao đập H = ( 20-30 ) m

Đập được đặt trên nền nhóm B : Nền là đất cát, đất hòn thô, đất sét ở trạng thái-cứng và nửa cứng

Theo Bảng 1/QCVN 04-05, với đập có chiều cao Hđ = ( 20-25 ) m ∈ ( 15÷35 )Nền thuộc nhóm B => Ta xác định được cấp công trình là cấp II.

4.2.1.2 Theo nhiêm vụ của công trình :

Công trình có nhiệm vụ cung cấp nước tưới cho 165 ha đất nông nghiệp

Theo bảng Bảng 1/QCVN 04-05 ta xác định được cấp của công trình là cấp IV

=> Kết hợp cả hai điều kiện trên ta xác định được cấp của công trình là cấp II.

4.2.2 Xác định các chỉ tiêu thiết kế

Từ cấp của công trình ta xác định được các chỉ tiêu thiết kế :

1 Mức bảo đảm thiết kế của công trình (%) :

Theo Bảng 3/QCVN 04-05, với công trình cấp II phục vụ tưới thì mức bảođảm thiết kế của công trình là P% = 85%

2 Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất thiết kế và kiểm tra (%) :

Theo Bảng 4/QCVN 04-05, với cụm đầu mối công trình cấp III thì :

Theo Bảng 9/QCVN 04-05, Phụ Lục B với công trình cấp III

- Khi tính toán với trạng thái giới hạn thứ nhất : Lấy hệ số Kn = 1,15

- Khi tính toán với trạng thái giới hạn thứ hai : Lấy hệ số Kn = 1,00

5 Hệ số tổ hợp tải trọng n c :

Theo phụ lục B, QCVN 04-05 :

- Khi tính toán với trạng thái giới hạn thứ nhất :

Lấy hệ số :

nc = 1,00 - đối với tổ hợp tải trọng cơ bản

nc = 0,9 - đối với tổ hợp tải trọng đặc biệt

nc = 0,95 - đối với tổ hợp tải trọng trong thời kỳ thi công và sửa chữa

- Khi tính toán với trạng thái giới hạn thứ hai : Lấy hệ số nc = 1,00

6 Hệ số điều kiện làm việc m :

Theo phụ lục B, QCVN 04-05 :

Công trình bê tông và bê tông cốt thép trên nền đất và đá nửa cứng => Hệ sốđiều kiện làm việc m = 1,00

Các mái dốc tự nhiên và nhân tạo => m = 1,00

7 Hệ số an toàn cho phép về ổn định của mái đập đất [K] :

-Theo bảng 7/TCVN 8216 -2009, Công trình cấp III :

+ Tải trọng chủ yếu [K] = 1,3

+ Tải trọng đặc biệt [K] = 1,1

8 Tần suất lũ thiết kế dẫn dòng và lấp dòng mùa kiệt : P% = 10 %.

9 Tuổi thọ công trình ( Năm ) : T = 75 năm (Theo Bảng 11/QCVN 04-05).

4.3 Tính toán mực nước chết (MNC)

4.3.1 Xác định mực nước chết

MNC là cao trình giới hạn trên của dung tích chết Dung tích chết là bộ phậndung tích nằm dưới cùng của kho nước, không tham vào quá trình điều tiết của côngtrình, nó có các nhiệm vụ sau:

• Trữ toàn bộ lượng bùn cát lắng đọng trong suốt thời gian hoạt động của côngtrình: Vc > Vbc T

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

T : Thời gian hoạt động của công trình

• Đối với kho nước có nhiệm vụ tưới tự chảy, MNC không được nhỏ hơn caotrình mực nước tối thiểu để có thể đảm bảo được tưới tự chảy

MNC > ZminTrong đó Zmin: Cao trình khống chế đầu kênh tưới

ha

MNC

Zbc

4.3.2 Tính toán MNC theo yêu cầu bùn cát

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

Trong đó: γbc - Trọng lượng riêng của bùn cát , γbc = 0,9 (T/m3)

.Tra quan hệ (Z~W) ta được Zbc = 217,08 (m)

Như vâỵ Z MNC =217,08 1, 2 0,5 218,78( )+ + = m

4.3.3 Tính toán MNC theo yêu cầu tưới tự chảy

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

Theo yêu cầu tưới tự chảy ta có: Z MNC ≥ Z yc = Zđk + ΔZ (2)

Trong đó :

Zđk : Cao trình khống chế tưới tự chảy đầu kênh

(theo kết quả tính toán thủy nông ta có : Zđk = +225m )

ΔZ : Tổng tổn thất qua cống sơ bộ chọn ΔZ = 0,5 m

Thay số ta được : Z MNC ≥ Z yc = 225 + 0,5 = 225,5 (m)

MNC Zbc

MNC Z

 Vậy từ hai điều kiện (1) và (2) trên ta chọn Z MNC= +225,5 m

Ta tra quan hệ (Z ~ W) được V c = 62990,95 ( m 3 ) =0,063.10 6 ( m 3 )

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

Tính toán theo phương pháp lập bảng

4.4.2.1 Tính toán điều tiết bỏ qua tổn thất

Giải thích bảng tính toán (bảng 4-1):

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

Cột 2: Số ngày trong các tháng tính theo thủy văn

Cột 3: Lưu lượng nước đến ứng với tần suất P= 85%

Cột 4: Lượng nước đến trong từng tháng của năm thiết kế WQ(106m3)

Cột 5 : Lượng nước dùng của từng tháng Wq(106m3)

Cột 6 và 7 : Chênh lệch lượng nước đến và lượng nước dùng: ∆W = W Q − W q

(106m3)

Nếu lượng nước thừa ghi vào cột (6), nếu thiếu ghi vào cột (7)

Cột 8: Khi tích nước thì luỹ tích cột (6), chú ý không để vượt quá trị số Vhi, phần xảthừa này ghi vào cột (9) Khi cấp nước thì lấy lượng nước có ở trong kho trừ đilượng nước cần cấp ở cột (7)

BẢNG 4-1: ĐIỀU TIẾT HỒ KHI KHÔNG KỂ ĐẾN TỔN THẤT LẦN 1

Nướcđến

Nước

Nướcthiếu

Dung

Q(m3/s)

WQ (106 m3)

Wq(106 m3)

V+

(106 m3)

(106 m3)

V-VK (106 m3)

Wx(106 m3)

Tra quan hệ (Z~W) ta được : MNDBT = +238,1 m

4.4.2.2 Tính toán điều tiết hồ có kể đến tổn thất.

Giải thích bảng tính (bảng 4-2) :

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

Cột 2: Tổng lượng nước đến WQ trong từng tháng của năm thiết kế - (106m3)

Côt 3:Tổng lượng nước dùng Wq trong từng tháng - (106m3)

Cột 4: Dung tích kho (Vk), lấy theo cột (8) (Bảng 4-1) đã cộng với dung tích chết

Vc

Cột 5: Dung tích bình quân trong kho chứa nước: Vtb =

2

1 + + Ki

V

(106m3)

Cột 6: Diện tích mặt hồ chứa Fh(105m3) tương ứng với Vtb (Tra quan hệ lòng hồ).Cột 7: Chênh lệch bốc hơi của từng tháng∆Z(m).

Cột 8: Lượng tổn thất do bốc hơi: Wbh = ∆Z.Fh (106m3)

Cột 10: Lượng tổn thất do thấm: Wth = k.Vtb (106m3)

Trong đó : k là tiêu chuẩn thấm trong kho nước, theo chỉ tiêu thiết kế lấy k = 1%Cột 11: Lượng tổn thất tổng cộng: Wtt = Wbh + Wth (106m3)

Cột 12: Lượng nước yêu câu có kể đến tổn thất

Cột 13 và14 : Chênh lệch lượng nước đến và lượng nước dùng: ∆W = W Q − W q

(106m3)

Nếu lượng nước thừa ghi vào cột (13), nếu thiếu ghi vào cột (14)

Cột 15: Khi tích nước thì luỹ tích cột (13), chú ý không để vượt quá trị số Vhi, phần

xả thừa này ghi vào cột (16) Khi cấp nước thì lấy lượng nước có ở trong kho trừ đilượng nước cần cấp ở cột (14)

BẢNG 4-2: ĐIỀU TIẾT HỒ KHI CÓ KỂ ĐẾN TỔN THẤT LẦN 1

⇒ Dung tích hồ: Vh =( 0,605+0,063).106m3 =0,668.106m3

Tra quan hệ (Z~W) lòng hồ ta được : MNDBT = 239,3 m.

- Tính sai số giữa 2 lần tính dung tích hiệu dụng (trường hợp đã kể đến tổn thất vàtrường hợp chưa kể tổn thất)

- Lấy chọn sai số cho phép là 5% thì kết quả tính toán chưa đạt yêu cầu Vì vậy tacần phải tính toán điều tiết hồ lần thứ 2

4.4.2.3 Tính toán điều tiết hồ có kể đến tổn thất lần 2.

Kết quả tính toán thể hiện trong Bảng tính toán 4-3

Cách tính toán tương tự như tính tổn thất lần 1 (bảng 4-2)

Cột (4): Dung tích kho-VK, lấy theo cột (15), (bảng 4-2).

BẢNG 4-3: ĐIỀU TIẾT HỒ KHI CÓ KỂ ĐẾN TỔN THẤT LẦN 2

IX 0,423 0,494 0,584 0,626 0,071 131,7 0,009 1% 0,006 0,016 0,509 0,086 0,587

X 0,218 0,213 0,579 0,581 0,066 58,3 0,004 1% 0,006 0,010 0,223 0,005 0,582

XI 0,147 0,000 0,668 0,624 0,071 71,7 0,005 1% 0,006 0,011 0,011 0,136 0,673 0,044XII 0,096 0,015 0,668 0,668 0,075 87,2 0,007 1% 0,007 0,013 0,028 0,068 0,673 0,068

⇒ Dung tích hồ: Vh =( 0,610+0,063).106m3 =0,673.106m3

Tra quan hệ (Z~W) lòng hồ ta được : MNDBT = +239,4 m.

- Tính sai số giữa 2 lần tính dung tích hiệu dụng (trường hợp đã kể đến tổn thất lần

1 và trường hợp đã kể đến tổn thất lần 2):

Vậy khi có kể đến tổn thất ta có dung tích hữu ích hồ: Vhi = 0,61.106m3

⇒ Dung tích hồ: Vh = Vhi + Vc= (0,61+0,063).106m3 = 0,673.106m3

Tra quan hệ (Z~W) lòng hồ ta được : ZMNDBT = +239,4m

Tổng hợp kết quả tính toán: