Thiết kế hồ chứa nậm căn PAI

Nước từ hồ Nậm Căn cũng được cấp cho thị trấn Sìn Hồ dùng trong sinh hoạt và cho các cơ sở sản xuất nhỏ khoảng 200 lít/ngày đêm Đường lên thi công cụm công trình đầu mối là tuyến đường t

Mục lục

LỜI MỞ ĐẦU 6

PHẦN I – TÀI LIỆU CƠ BẢN 7

CHƯƠNG 1 :TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 7

1.1Vị trí địa lý và nhiệm vụ của công trình 7

1.1.1 Vị trí địa lý 7

1.1.2 Nhiệm vụ của công trình 7

1.2 Đặc điểm địa hình địa mạo 7

1.2.1 Khu vực hồ chứa 7

1.2.2 Vùng tuyến nghiên cứu công trình đầu mối 8

1.2.3 Khu hưởng lợi và đường thi công 8

1.3 Điều kiện địa chất công trình, Địa chất thủy văn 8

1.3.1 Điều kiện địa chất tại khu vực đầu mối 8

1.3.3Đánh giá điều kiện địa chất công trình 11

1.4 Điều kiện khí tượng, thuỷ văn 13

1.4.1 Khái quát 13

1.4.2 Khí tượng 14

1.4.3 Thủy văn công trình 16

1.3.4Quan hệ lưu lượng – mực nước (Q=f(z)) 20

1.3.5Lưu lượng lớn nhất các tháng mùa cạn 20

1.3.6Các đặc trưng của hồ chứa 21

1.4Tình hình vật liệu xây dựng 22

1.4.21.5.1 Vật liệu đất đắp 22

1.4.3Đá, cát, cuội, sỏi 22

1.4.4Các loại vật liệu khác (xi măng, sắt thép, vật liệu nổ,…) 23

1.4.5Đánh giá chung về VLXD (theo báo các địa chất công trình) 23

CHƯƠNG 2 : 25

2.1 Dân số và phát triển dân số: 25

2.2Tình hình nông nghiệp, nông thôn 25

2.3Tình hình sản xuất công nghiệp dịch vụ 26

2.4Tình hình giao thông vận tải 27

2.5Tình hình phát triển năng lượng điện 27

2.6Cung cấp nước dân sinh và sản xuất 27

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THỦY LỢI 29

3.1 Sơ bộ xác định cấp công trình: 29

3.1.1.Theo nhiệm vụ công trình 29

3.1.2 Theo điều kiện nền và công trình 29

3.1.3 Các chỉ tiêu thiết kế 29

3.2 Tổng quan về công trình đầu mối 31

3.2.1 Thành phần công trình: 31

3.2.2 Hình thức công trình đầu mối .31

3.3 Tính toán các thông số về dung tích và mực nước của hồ 32

3.3.1 Dung tích chết và mực nước chết (Vc và MNC) 32

1.4.63.3.2 Tính toán MNDBT và dung tích hồ 34

CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ 40

4.1 Tính toán điều tiết lũ 40

4.1.1 Mục đích ý nghĩa của tính toán điều tiết lũ và các yếu tố ảnh hưởng 40

PHẦN III: THIẾT KẾ CHI TIẾT 56

CHƯƠNG 5: THIẾT KỸ THUẬT ĐẬP ĐẤT 56

5.1.Chọn hình thức đập .56

5.2 Xác định các kích thước cơ bản mặt cắt đập 56

5.2.1.Các số liệu tính toán: 56

5.2.2 Xác định cao trình đỉnh đập 56

5.3 Thiết kế chi tiết 61

5.3.1 Cấu tạo đỉnh đập 61

5.3.2 Mái dốc và cơ đập 62

5.3.3 Bảo vệ mái đập 63

5.3.4 Thiết bị thoát nước thân đập 65

5.3.5 Thiết bị chống thấm cho đập 66

5.4 Tính toán thấm qua đập và nền 67

5.4.1 Mục đích 67

5.4.2.Các trường hợp tính toán 67

5.4.3 Các mặt cắt tính toán 68

5.4.4 Tài liệu cơ bản dùng cho tính toán 68

5.5.Tính thấm cho mặt cắt lòng suối 69

5.6.Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi 73

5.6.1 Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi bên trái 73

5.6.2 Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi bên phải 76

5.7 Tính tổng lượng nước thấm qua đập đất : 78

5.8 Tính toán ổn định đập đất 79

5.8.1 Mục đích tính toán ổn định 79

5.8.2 Các trường hợp tính toán 80

5.8.3 Phương pháp tính toán 80

CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ TRÀN XẢ LŨ 98

6.1 Bố trí chung đường tràn 98

6.1.1 Nhiệm vụ và vị trí công trình 98

6.1.2 Hình thức tràn 98

6.2 Các bộ phận của tràn xả lũ 98

6.2.1 Tường cánh phía thượng lưu 98

6.2.2 Ngưỡng tràn 99

6.2.3 Dốc nước 100

6.2.4 Tiêu năng sau dốc nước 102

6.2.5 Kênh xả hạ lưu 102

6.3 Kiểm tra khả năng tháo của đập tràn 102

6.3.1 Hệ số co hẹp bên ε: 103

6.3.2 Hệ số lưu lượng m: 103

6.3.3 Lưu tốc tới gần V0: 103

6.3.4 Kiểm tra khả năng tháo 104

6.4 Tính toán thủy lực dốc nước 104

6.4.1 Mục đích tính toán thuỷ lực dốc nước 104

6.4.2 Tính toán thuỷ lực dốc nước 105

6.4.3 Đường mặt nước trong dốc nước có kể đến hàm khí 119

6.4.4 Xác định chiều cao tường bên dốc nước 120

6.4.5 Xác định chiều dày bản đáy dốc nước 120

6.5 Tính toán tiêu năng dốc nước 121

6.5.1 Mục đích tính toán 121

6.5.2 Nội dung tính toán 121

6.6 Tính toán ổn định tràn xả lũ 125

6.6.1 Mục đích 125

6.6.2 Các trường hợp tính toán 126

6.6.3 Tài liệu tính toán 126

7.1 Tổng quan về cống lấy nước 134

7.1.1 Nhiệm vụ và cấp công trình 134

7.1.2 Các chỉ tiêu thiết kế 134

7.1.3 Hình thức cống 134

7.1.4 Sơ bộ bố trí cống 134

7.1.5 Các tài liệu cơ bản dùng trong tính toán 135

7.2 Thiết kế kênh hạ lưu cống 135

7.2.1 Thiết kế mặt cắt kênh 135

7.2.2 Kiểm tra tính hợp lý của mặt cắt 136

7.2.3 Kiểm tra điều kiện không xói 136

7.3 Tính toán khẩu diện cống 138

7.3.1 Xác định bề rộng cống 138

7.4 Kiểm tra trạng thái chảy và tính toán tiêu năng 143

7.4.1 Trường hợp tính toán 143

7.4.2 Xác định độ mở cống (a) 144

7.4.3 Kiểm tra chế độ chảy trong cống 145

7.4.4 Tiêu năng sau cống 153

7.5 Chọn cấu tạo chi tiết cống 153

7.5.1 Bộ phận cửa vào và cửa ra 153

7.5.2 Thân cống 154

PHẦN IV: CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬT 157

CHƯƠNG VIII : TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỐNG NGẦM 157

8.1 Mục đích, trường hợp tính toán và vị trí công trình 157

8.1.1.Mục đích 157

8.1.2.Trường hợp tính toán 157

8.1.3.Vị trí đặt cống 157

8.2 Tài liệu tính toán kết cấu cống 157

8.3 Xác định phương trình đường bão hòa tại vị trí tính toán 158

8.4 Xác định các ngoại lực tác dụng lên cống 161

8.4.1.Áp lực đất 161

8.4.2.Áp lực nước 162

8.4.3.Trọng lượng bản thân 163

8.4.4 Phản lực nền 163

8.4.5 Sơ đồ lực cuối cùng trường hợp trong cống không có nước: 163

8.5 Xác định nội lực tác dụng lên cống 164

8.5.1 Mục đích 164

8.5.2 Phương pháp tính và nội dung tính toán 164

8.5.3 Xác định biểu đồ mômen trong kết cấu .166

8.5.4 Xác định biểu đồ lực cắt trong kết cấu 172

8.5.5 Biểu đồ lực dọc cuối cùng 174

8.6 Tính toán cốt thép 176

8.6.1 Số liệu tính toán 176

8.6.2 Sơ đồ và các mặt cắt tính toán 178

8.6.3 Tính toán và bố trí cốt thép dọc trong cống 179

8.6.4 Tính toán cốt thép ngang ( cốt xiên) 184

8.6.5 Tính toán kiểm tra nứt 187

TÀI LIỆU THAM KHẢO 189

vụ cho mục đích sử dụng hiệu quả nguồn nước đó là xây dựng hồ chứa Hồ chứa nước Nậm Căn được xây dựng để phục vụ mục đích phát triển kinh tế, nâng cao đời sống vật chất và tinh thần cho nhân dân trong vùng, kết hợp mục tiêu phòng chống

lũ cho hạ lưu, nuôi trong thủy sản và phục vụ phát triển du lịch

Đồ án tốt nghiệp của em với đề tài: “Thiết kế Hồ chứa Nậm Căn” gồm các

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

Em kính mong được sự chỉ bảo, hướng dẫn, giúp đỡ của các thầy cô giáo giúp cho đồ

án của em được hoàn chỉnh hơn, từ đó kiến thức chuyên môn cũng được hoàn thiện và nâng cao

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô đặc biệt là thầy giáo Th.S Nguyễn Hoàng Long

đã chỉ bảo, hướng dẫn tận tình, tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành đồ án này

Hà Nội, ngày tháng 11 năm 2013Sinh viên thực hiện:

PHẦN I – TÀI LIỆU CƠ BẢN

CHƯƠNG 1 :TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 1.1 Vị trí địa lý và nhiệm vụ của công trình

1.1.2 Nhiệm vụ của công trình

- Đảm bảo cung cấp nước tưới cho khoảng 180 ha cây lương thực hai vụ

- Cung cấp nước sinh hoạt cho cư dân trong thị trấn ( trước mắt khoảng 4200 người, sau 50 năm là 10563 người) với lưu lượng Qtk=0,317 m3/s

- Giảm lũ cho hạ lưu Nậm Căn

- Cung cấp nước cho chăn nuôi và nuôi tròng thủy sản

- Tham gia cải thiện môi trường tự nhiên

1.2 Đặc điểm địa hình địa mạo.

1.2.2 Vùng tuyến nghiên cứu công trình đầu mối

Vị trí vùng tuyến công trình có tọa độ địa lý 21o28’06’’ vĩ độ bắc, 103o01’26’’ kinh độ đông Địa hình khu vực đầu mối lòng hồ là khu vực núi cao cây rậm rạp một số chỗ còn là rừng nguyên sinh, tái sinh có dộ dóc từ 40o đến 50o Địa hình hai bên bờ suối rất dốc với độ dốc trung bình vào khoảng 40o đến 50o

1.2.3 Khu hưởng lợi và đường thi công

Vùng dự án có diện tích đất nông nghiệp là 266,6ha Vùng hưởng lợi trực tiếp nước tưới của hồ Nậm Căn là 180ha cho lúa hai vụ Như vậy 86,6ha sẽ được quy hoạch phát triển cây hoa màu và cây công nghiệp Nước từ hồ Nậm Căn cũng được cấp cho thị trấn Sìn Hồ dùng trong sinh hoạt và cho các cơ sở sản xuất nhỏ khoảng

200 lít/ngày đêm

Đường lên thi công cụm công trình đầu mối là tuyến đường từ thị trấn Sìn Hồ

đi Mường Lay Mặt đường rải cấp phối, rộng khoảng 8m Qua thực địa thấy mặt đường đã bị xuống cấp trầm trọng, đặc biệt vào những ngày trời mưa thì việc đi lại hết sức khó khăn

1.3 Điều kiện địa chất công trình, Địa chất thủy văn

1.3.1 Điều kiện địa chất tại khu vực đầu mối

Trên cơ sở tài liệu khảo sát ĐCCT giai đoạn TKKT - TC kết hợp với tài liệu khảo sát các vị trí hố khoan ( HK10, HK13, HK14-:-HK16 ở giai đoạn DAĐT) địa tầng khu vực tuyến đập, tuyến tràn, tuyến cống được mô tả như sau:

 Lớp 1a: Hỗn hợp cuội sỏi, sạn, tảng, cát, lòng suối màu nâu vàng, cuội sỏi

tuơng đối tròn cạnh cứng d = 1 - 12 cm thành phần graint, cát kết, phiến sét xê ri xít cứng chắc, hàm luợng 80% - 90% Diện phân bố lớn nhưng không đều tập chung ở lòng sông chiều dày lớp trung bình thay đổi 1.5 - 2.0m, có chỗ lớn hơn Nguồn gốc bồi tích ( aQ ), lớp có hệ số thấm lớn k = 10-1 đến 10-2 cm/s

nhạt, đất chứa 40 - 60% dăm sạn sắc cạnh, dăm d = 1 - 5cm thành phần là đá phiến xêrixit, phiến thạch anh, cát kết cứng vừa - cứng Diện phân bố lớn thừơng nằm phía trên khu vực sừơn đồi chiều dày lớp trung bình thay đổi từ 1.0 - 3.0m có chỗ lớn hơn Nguồn gốc (deQ) Kết quả đổ nước đổ nước thí nghiệm tại các vị trí khoan cho hệ số thấm tương đối lớn 10-3cm/s - 10-5cm/s

 Lớp 3 : Đá phiến silic, phiến sét vôi, phiến sét đôi chỗ xen kẹp đá vôi

đá tuơi có màu xám đen, xám xanh đen, vệt xám trắng, đá cứng chắc cấu tạo phân phiến mỏng đến trung bình đôi chỗ bị nén ép mạnh kiến trúc sét, bột cát ẩn tinh, tái kết tinh, ít nứt nẻ, các khe nứt nguyên sinh đuợc lấp đầy và gắn kết cứng chắc bởi can xít thạch anh Kết quả ép nước thay đổi từ 0.02l/phmm - 0.05l/phmm (Các hố khoan vai trái đập) 0.03l/phmm - 0.22l/phmm ( Các hố khoan vai phải đập, cống, tràn)

 Lớp 3d : Đá phiến silic, phiến sét vôi, phiến sét đôi chỗ xen kẹp đá

vôi phong hoá nhẹ hơi bị biến màu thành xám xanh đen, xám đen, đá ít nứt nẻ chủ yếu khe nứt kín, lác đác có khe nứt hở rộng 0.2 - 0.5mm, búa đập mạnh mới vỡ tách chủ yếu theo khe nứt Kết quả ép nước thay đổi từ 0.01l/phmm - 0.05l/phmm (Các

hố khoan vai trái đập) 0.01l/pmm - 0.15/phmm (Các hố khoan vai phải đập, cống, tràn)

 Lớp 3c : Đá phiến silic, phiến sét vôi, phiến sét đôi chỗ sen kẹp đá vôi

đá phong hoá nhẹ đến vừa đá biến màu thành xám đen, đôi chỗ vàng nâu nhạt, nứt

nẻ vừa mặt nứt phần lớn bám canxit một số khe nứt bám ôxyt kim loại màu nâu xám, nâu vàng Nõn khoan đa phần không hoàn chỉnh , chủ yếu vỡ thành dăm kích thuớc 3-5cm, sắc cạnh, cứng, búa đập mạnh mới vỡ Kết quả ép nước thay đổi từ 0.01l/phmm - 0.07l/phmm (Các hố khoan vai trái đập) 0.01l/phmm - 0.18/phmm (Các hố khoan vai phải đập, cống, tràn)

 Lớp 3b :Đá phiến silic, phiến sét vôi, phiến sét đôi chỗ đá nhiễm than,

đá phong hoá vừa đá biến màu thành đen, xám đen đôi chỗ vàng nâu nhạt, nứt nẻ mạnh, khe nứt theo mặt phiến mặt nứt hoàn toàn bám ôxyt kim loại màu nâu xám, nâu vàng Nõn khoan đa phần không hoàn chỉnh , chủ yếu vỡ thành dăm kích thuớc 3-5cm, sắc cạnh, cứng, khó bóp bẻ vỡ bằng tay, đôi chỗ đá phân phiến rất mỏng Kết quả đổ nước đổ nước thí nghiệm tại các vị trí khoan cho hệ số thấm thay đổi k=

10-4 cm/s đến 10-5cm/s

đến phong hoá mạnh, đá bị biến màu hoàn toàn thành xám vàng, xám nâu vàng, đốm xám trắng Đá nứt nẻ mạnh, mặt nứt hoàn toàn bám ôxyt kim loại Đá mềm bở

Nõn khoan không hoàn chỉnh, chủ yếu vỡ thành dăm từ 3 - 5cm Đôi chỗ phong hoá hoàn toàn biến màu thành xám vàng, xanh đen, nâu vàng Đá hầu hết phong hoá thành đất, đôi chỗ còn giữ đuợc cấu trúc đá gốc, cá biệt còn lại các lõi đá kích thuớc

từ 1-3cm cứng vừa chưa phong hoá hết Kết quả đổ nước đổ nước thí nghiệm tại các

vị trí khoan cho hệ số thấm thay đổi từ 10-3 cm/s - 10-5 cm/s

Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của đất nền công trình được tổng hợp

 Nước dưới đất.

Nước dưới đất có quan hệ mật thiết với nước mặt về mùa mưa nước mặt bù cấp cho nước dưới đất về mùa khô nước ngầm bù cấp cho nước mặt Tại vùng tuyến đập nước dưới đất chứa trong các đới nứt nẻ, có qui luật phân bố không rõ phụ thuộc vào mức độ và thành phần thạch học của đá gốc và là nước có áp Nước được tàng trữ trong các đới nứt nẻ của đá phiến sét vôi, đá quaczit bị phủ xen kẹp bởi các tập mỏng đá phiến sét có tính cách nước

Theo kết quả phân tích các mẫu nước ở giai đoạn lập TKCS nước trong vùng

dự án là nước ngọt, không ăn mòn bê tông

1.3.3 Đánh giá điều kiện địa chất công trình

 Về Địa tầng

Khu vực xây dựng nằm trong hệ tầng Devon, Điệp Nậm Pìa nền đập đặt trên nền đá trầm tích biến chất, đá phiến, đá phiến xen kẹp quaczit, đá phiến sét vôi, đá

Nền đá lòng suối là đá phiến,đá phiến xen kẹp quaczit, đá phiến sét vôi, đá phiến silic, phiến sét nhiễm than phong hoá nhẹ đến tươi, đá tương đối hoàn chỉnh nứt nẻ vừa khe nứt nhỏ kết quả ép nước thí nghiệm tại hố khoan cho lưu lượng mất nước đơn vị thay đổi từ 0.02 l/phmm đến 0.05l/phmm Cần cắm chân khay qua lớp cuội sỏi vào đá gốc để đảm bảo chống thấm triệt để.

Vai phải đập đá gốc lộ sớm hơn, phía trên là lớp pha tích, dưới là lớp đá phong hoá mạnh, đá phong hoá vừa, có chỗ phong hoá hoàn toàn có hệ số thấm 10-4 đến 10-5cm/s có bề dày 1.5 - 2.5m có chỗ nhỏ hơn, tiếp là đá gốc có lưu lượng mất nước đơn vị thay đổi từ 0.025 l/phmm đến 0.048/phmm nền đập có thể thiết kế nằm trên nền đá gốc

Cống đặt nằm trên nền đá gốc phong hoá nhẹ đến tươi đá nứt nẻ mạnh lưu lượng mất nước đơn vị thay đổi từ 0.02 l/phmm đến 0.045/ph.m.m, việc thiết kế cống trên nền đá ổn định là hoàn toàn thuận lợi

Tại vị trí xây dựng tràn lớp phủ mỏng tràn đặt trên nền đá gốc phong hoá nhẹ đến tươi đá nứt nẻ mạnh lưu lượng mất nước đơn vị thay đổi từ 0.02 l/ph.m.m đến 0.22l/ph.m.m cần phải sử lý khoan phụt chống thấm

Đối với công trình hồ Nậm Căn vật liệu địa phương đập cao, ứng xuất công trình tương đối lớn, sức chịu tải của bản thân đất đá nền đập có thể đảm bảo được, tuy nhiên khả năng ổn định đập chủ yếu phụ thuộc vào vấn đề áp lực thấm qua nền

và khả năng phá vỡ kết cấu đáy đập, nên cần phải đào chân khay qua lớp cuội sỏi vào đá phong hóa và xử lý thấm nền đập một cách triệt để

 Đánh giá khả năng ổn định đập

Các lớp đất đá tầng phủ tầng phong hoá mạnh (Lớp 1a, 2,3a) kém ổn định

mặt khác với địa hình sườn núi khá dốc nên bóc bỏ các lớp này Nền đập, cống, tràn đặt trong lớp đá phong hoá nhẹ - tươi đủ sức chịu tải và đảm bảo ổn định cho công trình, tuy nhiên nền đá tại vị trí xây dựng tràn có mức độ thấm lớn nên có giải pháp gia cố nền khi thi công, Hai bên vai đập đất đá tương đối ổn định tại thời điểm khảo sát chưa quan sát thấy các hiện tượng sạt trượt ảnh hưởng đến ổn định nền và vai đập.

 Đánh giá khả năng thấm mất nước nền đập

Như đã nói ở trên các lớp đất đá kém ổn định sẽ được bóc bỏ nên mức độ mất nước qua nền sẽ phụ thuộc chủ yếu vào tính thấm nước của đá gốc Dựa vào kết quả thí nghiệm địa chất thuỷ văn cho thấy các lớp đá phong hoá nhẹ đến tươi nền đập cống có tính thấm nước ít đến vừa, các lớp đá phong hoá vừa nền đập cống tràn

và đá phong hoá nhẹ đến tươi nền tràn có tính thấm nhiều vì vậy nếu đặt móng đập trong lớp đá phong hoá vừa cần có biện pháp sử lý thấm nền đồng thời kết hợp khoan phụt sử lý thấm nền tại vị trí tràn

1.4 Điều kiện khí tượng, thuỷ văn.

1.4.1 Khái quát

Lưu vực của hồ chứa Sìn Hồ thuộc vùng địa hình núi cao của phân khu Tây Bắc với độ dốc sườn dốc và độ dốc lòng sông khá lớn, địa hình chia cắt mạnh Lưu vực có dạng long chim, đường phân lưu đi qua các đỉnh núi cao có cao

độ 1904m đến các đỉnh núi thấp 1800m ở phía Đông, cao độ hạ thấp dần về phía cửa sông ở thị trấn Sìn Hồ có cao độ 1480m Đặc trưng hình thái lưu vực tại tuyến

công trình hồ Nậm Căn tóm tắt trong bảng 1-3

Bảng 1-3: Đặc trưng hình thái lưu vực tại tuyến công trình hồ chứa Nâm Căn

Độ dóc lòng

Độ dóc lưu vực

Kinh độ Vĩ độTuyến đập 103O14’57” 22O20’00” 10,3 7,9 20,2 354

1.4.2 Khí tượng

(1) Nhiệt độ không khí

Tương tự như các vùng núi cao phía Bắc, chế độ nhiệt của khu vực lưu vực Sìn Hồ được phân chia thành hai mùa rõ rệt Các tháng nóng nhất kéo dài từ tháng 6 đến tháng 8, các tháng lạnh nhất từ tháng 12 đến tháng 1 Đặc trưng nhiệt độ không khí từ chuỗi số liệu 1961 – 2004 tại trạm Sìn Hồ cho chế độ nhiệt vùng lưu vực công trình hồ chứa Nậm Căn như biểu thị trong bảng 13

Bảng 1-4 : Đặc trưng nhiệt độ không khí tháng, năm trạm Sìn Hồ

Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII NămTbình 10,0 11,8 15,2 17,7 19,2 19,9 19,8 19,8 18,4 16,2 12,8 9,8 15,9Max 22,0 25,6 27,9 30,7 29,9 28,4 27,9 28,0 27,3 25,8 24,0 22,5 30,7Min -1,8 -0,4 -1,0 1,6 8,7 0,1 14,7 13,5 8,9 4,8 -0,5 -3,3 -3,3

(2) Chế độ gióTheo thống kê, tốc độ gió và hướng gió trong khu vực qua số liệu quan trắc tại trạm khí tượng Sìn Hồ được trình bày trong bảng 14

Bảng 1-5: Tốc độ gió trung bình, hướng và tốc độ gió lớn nhất trạm Sìn Hồ

Sìn Hồ được trình bày trong bảng 15

Bảng 1: Đặc trưng độ ẩm không khí tháng, năm trạm Sìn Hồ

10/70

3/8

3 8/03

9/67

26/68

16/92

24/77

5/85

30/83

15/78

10/3/70(4) Bốc hơi

Thống kê lượng bốc hơi trung bình tháng của trạm Sìn Hồ được trình bày trong bảng 16

Bảng 1-7: Lượng bốc hơi trung bình tháng và năm trạm Sìn Hồ(mm)

Sìn Hồ 48,9 72,4 114,8 97,7 67,7 43,9 40,6 41,8 43,3 42,3 36,2 38,8 688,5(5) Tính tổn thất bốc hơi cho lưu vực Nậm Căn:

Kết quả tính toán lượng tổn thất bốc hơi cho lưu vực hồ chứa Nậm Căn như trình bày trong bảng 17

Bảng 1-8: Phân phối tổn thất bốc hơi tháng, năm của lưu vực hồ chứa Nậm Căn

∆Z(mm) 13,3 19,7 31,2 26,5 18,4 11,9 11,0 11,3 11,8 11,5 9,8 10,5 186,8(6) Mưa

Đặc trưng tổng lượng mưa tháng trung bình nhiều năm của trạm Sìn Hồ được biểu thị trong bảng 18

Bảng 1-9: Đặc trưng mưa tháng, năm trạm Sìn Hồ

76,5

177,7

325,4

498,9

597,

6 468,1

240,4

142,1

79,8

43,5

2737,7(7) Tính lượng mưa năm trung bình nhiều năm của lưu vực

Xung quanh lưu vực nghiên cứu có các trạm mưa Lai Châu và Sìn Hồ Lượng mưa có xu hướng giảm dần từ Sìn Hồ về Lai Châu, tuy nhiên lưu vực Sìn Hồ nằm gần như hoàn toàn trong tầm khống chế của trạm Sìn Hồ Để an toàn cho thiết

kế, lượng mưa trung bình nhiều năm lưu vực công trình Nậm Căn được chọn là 2700mm

(8) Tính toán lượng mưa ngày lớn nhất

Kết quả tính tần suất lượng mưa một ngày lớn nhất của trạm Sìn Hồ được trình bày ở bảng 19

Bảng 1-10: Các đặc trưng thống kê lượng mưa ngày lớn nhất trạm Sìn Hồ

Đặc trưng thống kê Lượng mưa ngày lớn nhất Hp (mm)

127,1 0,22 0,88 237,4 221,7 209,4 202,0 196,7 178,9 164,5

1.4.3 Thủy văn công trình

(1) Dòng chảy năm:

 Lưu lượng bình quân nhiều năm:

Căn cứ vào tình hình tài liệu khí tượng thủy văn, theo quy phạm tính toán, xác định dòng chảy năm như sau:

0 0

/1

1

Z X

Hệ số lệch chọn Cs = 2CvVới các đặc trưng thống kê Q0= 0,582, CV= 0,33 và Cs = 0,66 ta có kết quả tính dòng chảy năm thiết kế P=75% hồ Nậm Căn như sau: Q75% = 0,444 (m3/s)

 Phân phối dòng chảy trong năm thiết kế P =85%

Phân phối dòng chảy từng tháng trong năm đến hồ Nậm Căn với P = 75% được tính theo dạng phân phối bình quân dòng chảy các năm bất lợi cho tưới (1973-1974) của trạm Sa Pả, kết quả như sau:

Bảng 1-11: Lưu lượng thiết kế năm 85% tại đầu mối công trình

Q85% 0,4

23

1,045

1,074

1,304

0,420

0,240

0,169

0,123

0,100

0,099

0,107

0,224K.Q85%

(K=1,1)

0,465

1,150

1,181

1,434

0,462

0,264

0,186

0,135

0,11

0,109

0,118

0,246(2) Dòng chảy lũ:

 Lưu lượng lớn nhất thiết kế

Công thức cường độ giới hạn theo QPTL: Qmax = Ap.ϕ.HTP.F.δ1

Kết quả tính được ghi ở bảng 1-12.

Bảng 1-12: Kết quả tính lũ theo công thức cường độ giới hạn

Đặc Trưng – Vị trí Tuyến đập hồ Nậm Căn

Trước tình hình mưa ngày càng ác liệt (lượng mưa tập trung trong một thời gian ngắn) và bề mặt lưu vực bị khai thác mạnh dẫn đến lũ có xu hướng tăng cả về đỉnh và lượng Vì vậy đã xây dựng quan hệ Mp% - F lưu vực Sơn La, Lai Châu Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế với tần suất p = 1% hồ Nậm Căn được tra trên đường bao

của quan hệ trên Kết quả tính được ghi ở bảng 1-13

Bảng 1-13: Kết quả tính lũ theo quan hệ Mp% - F

Đặc Trưng – Vị trí Tuyến đập hồ Nậm Căn

Để an toàn cho công trình trước tình hình mưa lũ ngày càng ác liệt, chọn kết

quả theo bảng 1-13

 Lưu lượng lớn nhất kiểm tra:

Trên cơ sở phương pháp tính lũ đã lựa chọn ở trên, xác định được lưu lượng

đỉnh lũ kiểm tra với tần suất P = 0,2% đến tuyến đập Nậm Căn ở bảng 1-14

Bảng 1-14: Lưu lượng đỉnh lũ kiểm tra hồ Nậm Căn.

Vị trí - Đặc trưng Tuyến đập hồ Nậm Căn

 Quá trình lũ thiết kế và kiểm tra:

Từ kết quả tính toán đỉnh và lượng lũ ở trên, theo Quy phạm tính toán thủy văn C6-77 sử dụng phương trình đường cong để tính quá trình lũ thiết kế ta có kết

quả như ở bảng 1-15

 Mưa gây lũ lịch sử vùng Lai Châu: Kết quả tính toán lũ theo mưa một

ngày max lớn nhất vùng Lai Châu ở bảng 1-1

Bảng 1-15: Quá trình lũ thiết kế và kiểm tra hồ Nậm Căn

Bảng 1-16: Quá trình lũ tính theo mưa 1 ngày max vùng Lai Châu

Ti(h) 1,00 1,34 1,67 2,01 2,34 2,68 3,01 3,35 3,68 4,02 4,35 4,69Qi(m3/s) 7,62 41,55 107,3 186,9 256,2 308,1 335,8 346,2 339,3 318,5 294,3 266,6Ti(h) 5,02 5,36 5,69 6,03 6,36 6,69 7,36 8,03 8,70 9,37 10,04 11,72Qi(m3/s) 235,4 204,2 176,5 152,3 128,1 107,3 76,18 51,94 34,63 23,55 15,58 5,54

(3) Bùn cát :

Tham khảo số liệu đo đạc bùn cát tại các trạm thuỷ văn trong vùng, độ đục trung bình nhiều năm ρ (g/m3) Lấy ρ = 173 g/m3 = 0,00173 T/m3; trọng lượng riêng bùn cát γ1 = 0,9 T/m3; Lưu lượng dòng chảy bình quân/năm là Q0=0,583m3/s; tỷ lệ phù sa di đẩy lấy bằng 20% phù sa lơ lửng, tỷ lệ bùn cát lơ lửng giữ lại trong hồ là 80%

1.3.4 Quan hệ lưu lượng – mực nước (Q=f(z))

Theo số liệu mặt cắt ngang tại vị trí lập quan hệ, tiến hành vẽ và tính các yếu

tố thủy lực Từ độ dốc mặt nước của cắt dọc suối tính toán được kết quả ghi ở bảng

1-17

Bảng 1-17: Quan hệ Q = f(Z) hạ lưu tuyến công trình

Z (m) 1560,1 1561 1562 1562,8 1564 1565 1566 1567 1568 1569 1570

Q (m3/s) 0,07 2,15 7,49 13,81 40,2781,16128,9184,9251,8 331,6 422,6

1.3.5 Lưu lượng lớn nhất các tháng mùa cạn

Tính toán lưu lượng lớn nhất xảy ra các tháng mùa cạn theo tài liệu đo đạc của trạm Sa Pả rồi chuyển về tuyến công trình hồ Nậm Căn Kết quả tính toán trình

Qmax10% 2,46 5,18 4,54 14,32 24,48 4,28 2,57

1.3.6 Các đặc trưng của hồ chứa

Bảng 1-19: Biểu thị quan hệ đặc chưng lòng hồ Z=f(F) và Z=f(W)

KL Khai thác ( m 3 )

Trong phạm vi công trình vật liệu cát sỏi hiện không nhiều và chất lượng không đạt tiêu chuẩn xây dựng công trình, hiện tại các công trình xây dựng trong vùng phải vận chuyển nguyên vật liệu cát sỏi, đá dăm từ thị xã Mường Lay và Thị

xã Lai Châu do vậy vật liệu cát sỏi đá dăm phục vụ xây dựng công trình đề nghị mua tại 02 địa điểm trên cự ly vận chuyển đến công trình khoảng 60 - 65km

1.4.4 Các loại vật liệu khác (xi măng, sắt thép, vật liệu nổ,…)

Các loại vật liệu khác như xi măng, sắt thép, vật liệu nổ có thể mua từ thị xã Mường Lay và Thị xã Lai Châu, cự ly vận chuyển đến công trình khoảng 60 - 65km Các vật liệu còn lại khác có thể mua tại thị trấn Sìn Hồ

1.4.5 Đánh giá chung về VLXD (theo báo các địa chất công trình)

8- Vật liệu đá, cát cuội sỏi

Vật liệu đá mua tại mỏ đá Mường Lay hoặc thị xã Lai Châu có thể đáp ứng

về trữ lượng, chất lượng phục vụ công trình Vận chuyển vật liệu bằng đường bộ vào công trình tương đối thuận lợi cự ly vận chuyển từ 60 - 65km

Bảng 1-21 Tổng hợp chỉ tiêu cơ lý bãi vật liệu

CHƯƠNG 2 : ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ CỦA KHU VỰC.

2.1 Dân số và phát triển dân số:

Theo niên giám thống kê của tỉnh năm 2006, tình hình dân số đến hết 31/12/2005 của huyện Sìn Hồ và thị trấn Sìn Hồ như sau:

Bảng 2-1: Thống kê dân số toàn huyện và của Thị trấn Sìn Hồ đến hết năm

2005

TT Đơn vị hành chính Số hộ Số nhân

khẩu

Mật độ (ng/km2)

Tỷ lệ tăng dân số tự nhiên của huyện là 2,12%/năm

Tỷ lệ tăng dân số tự nhiên của Thị trấn là 1,9%/năm

2.2Tình hình nông nghiệp, nông thôn

(1) Hiện trạng sử dụng đất ở Huyện Sìn Hồ và TT Sìn Hồ:

Từ số liệu ở bảng dưới cho thấy hiện tại dân cư đã khai thác hầu hết đất đai bằng phẳng trong vùng để làm ruộng và trồng cây lâu năm, diện tích chưa sử dụng lớn chủ yếu là diện tích sông suối và đồi núi cao, dốc

Quy hoạch sử dụng đất đến năm 2010 có điều chỉnh theo hướng giảm một ít diện tích trồng cây lâu năm sang làm ruộng và khai thác triệt để đất hoang có cao trình thấp để có qũy đất phục vụ các nhu cầu khác

(2) Tình hình sản xuất nông nghiệp

Qua số liệu trên cho thấy bà con các dân tộc của thị trấn Sìn Hồ nói riêng và toàn huyện nói chung sản xuất mang lại hiệu quả hạn chế, năng suất cây trồng thấp Nguyên nhân chủ yếu là do trình độ canh tác lạc hậu, chủ yếu sản xuất theo tập quán cũ với phương pháp quản canh là chính, việc đầu tư phân bón và áp dụng tiến

bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất trong những năm gần đây tuy đã có chuyển biến nhưng vẫn còn hạn chế, chưa thực sự được người dân quan tâm, áp dụng Bình quân đất sản xuất nông nghiệp là 0,44ha/hộ, nhưng do công tác quản canh, độc canh cây lúa nên phần lớn đất nhanh bạc màu, năng suất, sản lượng cây trồng còn thấp

(3) Tình hình chăn nuôi:

Theo điều tra thống kê cho thấy hiện nay đàn gia súc gia cầm của thị trấn Sìn

Hồ và toàn huyện có tốc độ tăng không cao (5-6%/năm) Việc phát triển chăn nuôi

ở thị trấn Sìn Hồ chưa có quy mô, nhìn chung số đại gia súc gia cầm chỉ tập trung tại các hộ gia đình khá giả chăn thả theo đàn, còn những hộ nghèo thì chăn nuôi mang tính tự cung tự cấp, chăn thả theo tập quán cũ là thả rông Chăn nuôi chưa được coi là 1 nguồn thu nhập chính của kinh tế gia đình do đó việc đầu tư chăm sóc, phòng chữa bệnh cho gia súc, gia cầm còn xem nhẹ, chưa chủ độngvà kịp thời nên dịch bệnh gia súc, gia cầm vẫn thường xẩy ra làm hạn chế hiệu quả phát triển chăn nuôi

(4) Tình hình sản xuất lâm nghiệp:

Hiện tại thị trấn có 185ha đất lâm nghiệp trong đó rừng khoanh nuôi tái sinh

là 86,3ha, rừng trồng là 63,1ha trong đó giao cho hộ quản lý 52ha Nói chung tài nguyên rừng còn nghèo nàn, ý thức trồng và bảo vệ rừng của người dân còn yếu, nghề rừng chưa thực sự phát triển, thu nhập kinh tế từ khai thác lâm sản còn thấp, ở trên đất rừng nhưng đồng bào chưa sống bằng nghề rừng, diện tích đất trống, đồi núi trọc còn nhiều nhưng chưa được khai thác 1 cách hợp lý

(5) Tình hình phát triển thuỷ sản:

Diện tích mặt nước nuôi trồng thuỷ sản trong Thị trấn Sìn Hồ khoảng (7÷8)ha trong đó có 3ha là nuôi xen canh cùng với lúa còn lại là diện tích ao được ngăn từ các khe suối nhỏ nước không nhiều Bên cạnh đó do mùa rét kéo dài cũng ảnh hưởng đến sản lượng thủy sản nuôi trồng Trong tương lai khi có Hồ chứa nước Nậm Căn có diện tích mặt nước rộng, tạo điều kiện phát triển nuôi trồng thuỷ sản nước ngọt, tăng doanh thu, giải quyết việc làm cho dân cư trong vùng

2.3Tình hình sản xuất công nghiệp dịch vụ

Ở thị trấn Sìn Hồ chưa có các cơ sở sản xuất công nghiệp vừa và lớn, một số xưởng gia công cơ khí chỉ sản xuất các sản phẩm phục vụ xây dựng dân dụng;

Các ngành nghề sản xuất tiểu thủ công nghiệp và kinh doanh thương mại trên địa bàn thị trấn phát triển chậm, tính đến 2004 gồm có 86 cơ sở chủ yếu là các cửa hàng bán nhỏ lẻ Chỉ có 1 loại hình sản xuất tiểu thủ công nghiệp có thể thu hút lao động trong những tháng nông nhàn đó là sản xuất gạch 2 lỗ Trong những tháng mùa khô có 7 lò sản xuất thu hút khoảng 60-80 lao động, tuy nhiên đầu năm 2004

do hiệu quả sản xuất kém chỉ còn 3 lò hoạt động Nguyên nhân là do giá gạch bán ra trên thị trường không tăng tuy nhiên nguyên vật liệu để sản xuất như than, củi dầu

mỡ đều tăng

2.4Tình hình giao thông vận tải

Theo thống kê mới nhất, đến năm 2005 về đường ôtô toàn huyện có 75.6km đường đá cấp phối, 161,2 km đường đất Toàn huyện chỉ còn 1 xã chưa có đường ôtô đó là xã Nậm Hăn

Quốc lộ 12 chạy từ thị xã Mường Lay đi cửa khẩu Ma Lu Thàng, đoạn qua huyện Sìn Hồ dài 45km, cấp phối đá mặt láng nhựa

Để đến thị trấn Sìn Hồ, có các tuyến giao thông chính như sau:

+ Từ ngã ba Chiềng Nưa đi Sìn Hồ dài khoảng 38km

+ Từ thị xã Tam Đường (Lai Châu) đi Sìn Hồ dài khoảng 64km

+ Từ Nậm Pậy đi Sìn Hồ khoảng 42km

Các đường tỉnh lộ này nói chung là dạng đường đèo dốc, hẹp và nền đường xấu Một số tuyến như tuyến Chiềng Nưa đi Sìn Hồ và tuyến Tam Đường đi Sìn Hồ đang được cải tạo nâng cấp, về mùa mưa vẫn còn tình trạng sạt lở mái và khó đi lại

Đường từ thị trấn Sìn Hồ đến các xã và đường liên xã hầu hết chưa được rải nhựa và có bề rộng mặt đường bé, các loại đường này là đường đặc biệt xấu

2.5Tình hình phát triển năng lượng điện

Đến 2005, đường dây điện lưới Quốc gia đã kéo đến trung tâm thị trấn Sìn

Hồ Có 6 trong số 24 phường xã có điện lưới quốc gia, các xã còn lại chưa có điện hoặc sử dụng các nguồn điện khác như điện Điêzen hay thủy điện nhỏ

2.6Cung cấp nước dân sinh và sản xuất

Đến 2005, dân cư trong thị trấn hầu hết đã sử dụng đường nước tự chảy từ suối Hồng Hồ do các dự án ADB đầu tư, tuy nhiên trữ lượng và chất lượng chưa đáp ứng được nhu cầu hiện tại cũng như trong tương lai do tốc độ đô thị hoá tại thị trấn ngày càng cao Tại các xã chủ yếu vẫn dùng nước giếng đào thủ công, giếng khoan Unicef và nước trực tiếp từ các sông suối Khi có hệ thống cấp nước của Hồ chứa nước Nậm Căn thì các thôn bản quanh thị trấn và trung tâm thị trấn sẽ sử dụng nước hồ thuận lợi và chất lượng hơn nguồn nước hiện có

2.7Tình hình lũ lụt và tác hại do nước gây nên

Suối Nậm Căn là suối nhỏ, biên độ mực nước mùa kiệt và mùa lũ chỉ đạt (2÷4)m Các thôn bản đều phát triển trên cao, đất đai nông nghiệp cũng ở cao hơn mức nước lũ, do đó vào mùa mưa lũ, dòng lũ không gây ảnh hưởng xấu đến nông nghiệp và nông thôn Tuy vậy, hiện nay trong vùng rất ít cầu qua lại nên mùa lũ hai bên suối muốn giao lưu phải đi đường vòng để qua cầu hoặc lội suối cạn, gây mất

an toàn và thời gian

2.2 Tổng hợp nhu cầu dùng nước

1 2 W

q

(

10 6 m 3 )

0 ,84

0 ,9

0 ,93

0 ,81

0 ,27

0 ,72

0 ,06

0 ,27

0 ,48

0 ,27

0 ,06

0 ,06

0 ,99

1 ,023

0 ,891

0 ,297

0 ,792

0 ,066

0 ,297

0 ,528

0 ,297

0 ,066

0 ,066

• Các thông số tính toán theo yêu cầu thiết kế:

+ B tràn = 3*7 (m)

PHẦN II: THIẾT KẾ CƠ SỞ

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THỦY LỢI

3.1 Sơ bộ xác định cấp công trình:

Căn cứ vào quy phạm thiết kế các công trình thủy lợi QCVN 04-05 cấp công trình được xác định theo hai điều kiện:

+Theo nhiệm vụ của công trình

+Theo chiều cao công trình và loại nền

3.1.1.Theo nhiệm vụ công trình

Công trình cấp nước tưới cho 180 ha đất canh tác nông nghiệp; xác định được công trình là cấp IV (theo QCVN 04-05)

3.1.2 Theo điều kiện nền và công trình

Qua tính toán sơ bộ ta thấy đập cao khoảng (20-35)m, đập trên nền đá xác định công trình cấp II (theo QCVN 04-05)

Vậy từ hai điều kiện trên ta có: cấp công trình là cấp II.

3.1.3 Các chỉ tiêu thiết kế

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

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

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

3.1.3.2 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 II thì :

- 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

3.1.3.5 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

3.1.3.6 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 đá => Hệ số điều kiện làm việc m = 1,00

Các mái dốc tự nhiên và nhân tạo => m = 1,5

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

-Theo bảng 7/TCVN 8216-2009 –« Tiêu chuẩn thiết kế đập đất đầm nén », với công trình cấp II :

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

3.1.3.10 Tuổi thọ công trình ( Năm ) :

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

+ Đập đất: Đập vật liệu địa phương

+ Cống lấy nước: Kiểu cống hộp chảy bán áp

+ Tràn xả lũ: tràn đỉnh rộng ,chảy tự do,không có cửa van

3.2.2 Hình thức công trình đầu mối

3.2.2.1 Đập ngăn sông:

Tại vị trí xây dựng đập vật liệu chủ yếu là đất đắp đập, trữ lượng dồi dào, cự

ly vận chuyển gần Với vật liệu tại chỗ nên giảm giá thành công trình, kết hợp với điều kiện địa chất nền đá phong hóa mạnh cường độ thấp, lớp sườn tích dày => hợp

lý là phương án xây dựng đập đất

3.2.2.2 Công trình tháo lũ.

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

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

- Hình thức tháo nước: Vị trí tuyến tràn nằm trên địa hình nền đất có độ dốc tự

nhiên không quá lớn nên ta chọn hình thức dốc nước

-Hình thức tiêu năng: Có thể tiêu năng theo phương pháp đào bể, xây tường, làm bể

tường kết hợp hoặc làm máng phun Trong phần này ta làm hình thức tiêu năng là

bể Bể tiêu năng là hình thức tiêu năng của dòng chảy đáy, bằng nước nhảy, nhưng tạo nên nước nhảy ngập trong phạm vi hố tiêu năng ở cuối dốc

3.2.2.3 Cống lấy nước.

Để thuận lợi cho việc cung cấp nước tưới cho khu vực tưới.Tuyến cống được chọn ở phía vai phải của đập.Chạy gần như vuông góc với tuyến đập.Hình thức cống là cống hộp không áp, tiêu năng bằng bể.

3.3 Tính toán các thông số về dung tích và mực nước của hồ

3.3.1 Dung tích chết và mực nước chết (Vc và MNC)

3.3.1.1 Nguyên tắc lựa chọn MNC

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

+ Trữ toàn bộ lượng bùn cát lắng đọng trong suốt thời gian hoạt động của công trình: 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 cao trình mực nước tối thiểu để có thể đảm bảo được tưới tự chảy

MNC > Zmin

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

3.3.1.2 Tính toán MNC

MNC được xác định theo hai yêu cầu sau:

a Theo yêu cầu bùn cát.

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

MNC Zbc

Hình 2-1: Sơ đồ tính MNC theo điều kiện bồi lắng bùn cát.

γbc: Dung trọng riêng của bùn cát; γbc=0,9 (T/m3)

t :Thời gian tính theo giây trong một năm t= 24.3600.365=31,5.106 s

T: Tuổi thọ công trình: T = 75 năm.(Theo TCVN 8216-2009, ứng với công trình cấp II)

Tra quan hệ (Z~W) ta được: Zbc = 1582,3(m)

Thay tất cả vào (3-1) ta được: MNC = 1582,3+ 0,5 + 1,2 = 1584(m).

b Theo yêu cầu tưới tự chảy.

MNC Zbc

MNC Z

Hình 2-2: Sơ đồ tính MNC theo điều kiện tưới tự chảy.

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

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

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

(Theo kết quả tính toán thuỷ nông ta có Zđk = +1579,3 (m)

3.3.2.1 Dung tích hiệu dụng và mực nước dâng bình thường :

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

Do hồ chứa nhỏ phục vụ cho mục đích cấp nước là chủ yếu nên chọn phương

án tích nước vào hồ là phương án trữ nước sớm (tức là nước được tích vào hồ ngay

từ tháng thừa nước đầu tiên và tích hết lượng nước thừa hàng tháng cho đến khi đầy

hồ mới xả thừa)

3.3.2.3 Phương pháp tính toán

a Tính toán điều tiết bỏ qua tổn thất

Giải thích bảng tính toán (bảng 3-1):

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

WQ=Q.t.10-6; với t=n.24.3600 (s) ; n : Số ngày/thángCột 5 : Lượng nước dùng của từng tháng Wq(106m3)

Cột 6và7 : 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 xả thừa này ghi vào cột (9) Khi cấp nước thì lấy lượng nước có ở trong kho trừ đi lượng nước cần cấp ở cột (7)

BẢNG 3-1: ĐIỀU TIẾT HỒ KHI KHÔNG KỂ ĐẾN TỔN THẤT

Nước dùng

Nước thừa

Nước thiếu

Dung tích kho Xả thừa

Q (m3/s)

WQ (106 m3)

Wq (106 m3)

V+ (106 m3)

V- (106 m3)

VK(106 m3)

Wx (106 m3)

Tra quan hệ (Z~W) lòng hồ ta được : ZMNDBT = +1599,4 m

b Tính toán điều tiết có kể đến tổn thất.

* Bảng tính toán điều tiết hồ có kể đến tổn thất lần 1

Giải thích bảng tính (bảng 3-2):

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

Cột 2: Tổng lượng nước đến trong từng tháng của năm thiết kế WQ(106m3); ứng với tần suất P= 85%

Côt 3: Tổng lượng nước dùng trong từng tháng của năm thiết kế Wq(106m3)

Cột 4: Dung tích kho(Vk), lấy theo cột (8) (Bảng 3-1) đã cộng với dung tích chết Vc Cột 5: Dung tích bình quân trong kho chứa nước: Vtb =

(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 đi lượng nước cần cấp ở cột (14)

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

m 2 ) (mm/thg) (106 m3)

T.thất K

⇒ Dung tích hiệu dụng: Vh = 2,689.106 m3

=>VMNDBT=Vh+Vc= (2,689+0,403) 106 m3 =3,092.106 m3

Tra quan hệ (Z~W) lòng hồ ta được : ZMNDBT = +1599,7 m

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

Lấy chọn sai số cho phép là 5% thì kết quả tính toán đạt yêu cầu

CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ

4.1 Tính toán điều tiết lũ

4.1.1 Mục đích ý nghĩa của tính toán điều tiết lũ và các yếu tố ảnh hưởng 4.1.1.1 Mục đích ý nghĩa :

Điều tiết lũ là phân bố lại dòng chảy lũ đến sao cho phù hợp với yêu cầu thực

tế đặt ra như yêu cầu an toàn cho công trình, yêu cầu phòng chống lũ cho hạ lưu, yêu cầu về tổng hợp lợi dụng nguồn nước …

Điều tiết lũ là nghiên cứu cách hạ thấp lưu lượng mùa lũ và nâng cao lưu lượng mùa kiệt Điều tiết dòng chảy lũ là nghiên cứu cách hạ thấp lưu lượng mùa

lũ, lưu lượng đỉnh lũ vượt lớn

Mục đích của điều tiết lũ là thông qua tính toán tìm ra các biện pháp phòng chống lũ thích hợp và có hiệu quả nhất như : xác định dung tích phòng lũ cần thiết của kho nước, phương thức vận hành công trình, quy mô công trình xả lũ hay kích thước đường tràn

4.1.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính toán điều tiết :

- Ảnh hưởng của đường quá trình lũ đến

- Ảnh hưởng của công trình xả lũ : loại công trình, kích thước công trình…

- Ảnh hưởng của địa hình kho nước

4.1.2 Nguyên lý và các phương pháp tính toán điều tiết lũ.

∂

∂+

∂

∂

(2) tK

Qv.Q

.g

1x

v.g

vx

hxZ

(1) 0t

AxQ

2 0