Thiết kế hồ chứa nước loọng luông – PA 2

Đặc điểm địa chất khu vực công trình đầu mối a, Tuyến đập chính: Trên tuyến có các lớp đất, đá phân bố theo thứ tự từ trên xuống như sau:+ Lớp 1a: Đất thổ nhưỡng, đất ruộng – sét pha màu

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

Sau 14 tuần làm đồ án tốt nghiệp, với sự nỗ lực phấn đấu của bản thân vàđược sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo trong bộ môn thủy côngcũng như toàn thể các thầy cô giáo trong trường đã hướng dẫn và chỉ bảo em trongsuốt những năm học vừa qua, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Thạc

sĩ Nguyễn Hoàng Long, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình

Với đề tài: ’’ Thiết kế hồ chứa nước Loọng Luông – PA 2’’

Thời gian làm đồ án tốt nghiệp là một khoảng thời gian bổ ích để em cóđiều kiện hệ thống lại kiến thức đã được học và giúp em biết cách áp dụng lí thuyếtvào thực 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 Thạc sĩNguyễn Hoàng Long đã chỉ bảo, hướng dẫn tận tình, tạo điều kiện giúp đỡ em hoànthành đồ án này

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, Ngày 20 tháng 6 năm 2014

PHẦN I – TÀI LIỆU CƠ BẢN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 1.1 Vị trí và nhiệm vụ công trình

1.1.1 Vị trí địa lí công trình

Công trình Hồ chứa nước Loọng Luông dự kiến xây dựng nằm trên hai khesuối Loọng Luông và Loọng Nghịu thuộc địa phận bản Loọng Luông, xã MườngPhăng, huyện Điện Biên, tỉnh Điện Biên; cách thành phố Điện Biên Phủ 27km

+ Vị trí cụm đầu mối có tọa độ: 21029’ vĩ độ Bắc

103009’ kinh độ Đông

+ Xã Mường Phăng có vị trí:

Phía Bắc: Giáp xã Ẳng Nưa của huyện Mường Ẳng

Phía Nam: Giáp xã Nà Nhạn và xã Tà Lèng huyện Điện Biện Phía Tây: Giáp xã Nà Tấu

Phía Đông: Giáp xã Pú Ni của huyện Điện Biên Đông

+ Đối tượng hưởng lợi là cộng đồng dân cư các dân tộc Thái, Mông , Khơ

Mú thuộc các bản Loọng Luông, Loọng Nghịu, Loọng Hang, bản Yên, bản Cang,bản Cò Mặn

1.1.2 Nhiệm vụ công trình

Nhiệm vụ của Hồ Loọng Luông:

Theo quyết định số 1028/ QĐ- UBND ngày 25/06/2009 của UBND tỉnhĐiện Biên về việc phê duyệt Dự án đầu tư xây dựng công trình Hồ chứa nướcLoọng Luông, tỉnh Điện Biên; nhiệm vụ của dự án như sau:

+ Tưới lúa vụ Mùa : 150 ha

+ Tưới lúa vụ Đông Xuân : 100 ha

+ Tạo nguồn nước cho phát triển nuôi trồng thủy sản, cấp nước sinhhoạt, tạo độ ẩm cải tạo môi trường trong khu vực di tích lịch sử Mường Phăng

Sơ bộ các chỉ tiêu thiết kế:

+ Cấp công trình: - Theo năng lực phục vụ: Hồ chứa Loọng Luông I có nhiệm

vụ tưới cho 150 ha diện tích đất canh tác thuộc công trình cấp VI

- Theo đặc tính kỹ thuật của hạng mục đập đất: Đập có chiều cao 15<H<35mtrên nền đất thuộc công trình cấp II

Vậy cấp của công trình là cấp II.( theo QCVN 04-05-2012)

+ Mức bảo đảm tưới thiết kế: 85%

+ Tần suất lũ thiết kế: 1,0%

+ Tần suất lũ kiểm tra: 0,2%

1.2 Các điều kiện tự nhiên

1.2.1 Điều kiện địa hình lòng hồ

Hồ chứa nước Loọng Luông có diện tích lưu vực khoảng 2,2 km2 thuộc sườnĐông Nam dãy núi cao lên đến 1200m Dòng chính bắt nguồn từ độ cao trên1100m Lòng hồ có dạng mở rộng theo hướng Tây Bắc – Đông Nam kéo dọc theohai long khe suối Loọng Nghịu và Loọng Luông

Nhìn chung khu vực công trình có địa hình phức tạp, hầu hết diện tích đất tựnhiên là đồi, núi cao, có độ dốc lớn và bị chia cắt mạnh So với mực nước biển, độcao trung bình là 950m, nơi có độ cao nhất là 1.544m, thấp nhất là 550m Địa hìnhkhu vực có hướng thấp dần từ Đông Bắc xuống Tây Nam và được chia làm haivùng chính:

+ Vùng núi: Hầu hết các núi vùng này là đồi dốc có cao độ trung bình từ

1200 m đến 1544m so với mực nước, địa hình vùng này rất trở, nhiều chỗ váchdựng đứng cheo leo, đỉnh lởm chởm tập trung nhiều phía Đông Bắc Trong vùngnày không có núi đá mà chỉ là sườn đồi dốc, thoát nước nhanh và có độ thấm caolàm cho tầng đất mặt vùng này thường khô ngay cả sau những trận mưa rào, do đó

về mùa khô vùng này thường thiếu nước nghiêm trọng

+ Vùng đồi đất bằng: Là vùng gồm các đồi núi nhỏ, độc lập dạng bát úp, chiacắt địa hình thành lòng chảo nhỏ xen kẹp các khe nhỏ, có cao độ thay đổi từ 550mđến 1000m, được phân bố ở hầu hết các bản Các dãy núi được hình thành trên sét

đỏ lẫn cát kết phong hóa mạnh, biến chất, có đỉnh thoải bằng, độ dốc hai bên sườnnúi tương đối bằng Các thung lũng đã được nhân dân khai thác để canh tác trồnglúa hoặc cây màu và ao cá, trang trại Thảm thực vật phát triển đa dạng và phongphú, những nơi còn rừng tầng đất dày, đất đai còn tốt

Bảng 1.1: Quan hệ Z= f(V), Z= f(F) lòng hồ Loọng Luông

1.2.2 Điều kiện địa chất

1.2.2.1 Đặc điểm địa chất hồ chứa

a, Đặc điểm địa chất thủy văn

Nước mặt có nguồn cấp từ hai khe suối chính của lưu vực và một phần nướcthấm trong đất tầng phủ Kết quả thí nghiệm mẫu nước lấy tại các nhánh suối LoọngLuông và Loọng Nghịu cho thấy nước là loại nước nhạt Bicacbonat Sunfat Clorua

Canxi Magie Natri; có pH = 7,08 ÷ 7,24; tổng độ khoáng hóa M = 0,14÷ 0,16, Mg+2

= 5,5÷7,6 mg/l ; SO4-2 = 4,8 ÷ 24,4 mg/l; Cl¯ = 4,3 ÷ 5,0 mg/l; HCO3 = 63,0

÷107,5 mg/l ( 0,44me/l); CO-2 xâm thực = 1,8 ÷ 4,3 mg/l

Nước ngầm tồn tại trong lớp cuội sỏi lòng suối cổ tại đáy thung lũng, nướctầng này có quan hệ chặt chẽ với nước sông và một phần ngấm từ tầng đá gốc.Theo số liệu phân tích của mẫu nước lấy tại độ sâu của tầng chứa trong các hốkhoan cho thấy nước ngầm là nước nhạt Bicacbonat Sunfat Magie Canxi với hàmlượng khoáng hóa như sau: pH = 7,05÷ 7,08; tổng độ khoáng M = 0,14;

Mg+2=5,4mg/l; SO4-2 = 9,20 mg/l; Cl¯ = 4,5 ÷ 4,9 mg/l; HCO3 = 87,5 ÷ 93,0 mg/l;CO2 xâm thực = 3,6 ÷ 4,3 mg/l

Nước mặt và nước ngầm không có biểu hiện của tính xâm thực đối với bêtong và có điều kiện để dung để trộn bê tông và vữa

b, Động đất và tân kiến tạo

Theo các tài liệu địa chất đã nghiên cứu thì các hoạt động kiến tạo trong khuvực đã diễn ra vào thời kỳ Paleozoi thượng – Mezozoi hạ (P3 – T1), kết quả đã hìnhthành hệ đứt gãy lớn Điện Biên – Lai Châu dài hàng trăm km với các tổ hợp thạchkiến tạo gồm đá macma xâm nhập; Đứt gãy khá dốc và hoạt động cho đếnKainozoi theo cơ chế trượt bằng và gần đây vẫn còn các trận động đất khá mạnh.Theo bản đồ phân vùng động đất Việt Nam và các tài liệu nghiên cứu của Viện Vật

lý địa cầu thuộc Trung tâm khoa học tự nhiên và công nghệ Quốc gia, khu vựccông trình là vùng có thể chịu ảnh hưởng của trấn động từ điểm tâm trấn cực đạinằm cách công trình khoảng 15 ÷ 20 km về phía Đông Bắc, tạo ra động đất cấpI0max = VII (MKS, MM) với cường độ MSmax = 5,5 độ Richter, tần suất khoảng 150năm một lần

c, Đánh giá khả năng trữ nước của lòng hồ

Hồ Loọng Luông về phía thượng lưu và vai đập được bao bọc bởi các triềnđồi cao tới trên 1050m hình thành bởi tầng đá Điorit và Grandiorit, ngoại trừ vềphía vai phải đập có eo yên ngựa thấp hơn cao trình mực nước dâng của hồ nên cầnphải đắp bổ sung đập phụ, vì thề vấn đề thấm mất nước sang lưu vực khác là ít cókhả năng xảy ra Tuy nhiên, do đặc điểm của lớp phong hóa khá dày có tính thấm ởmột số vùng đạt đến mức trung bình nên vấn đề thấm mất nước từ hồ chủ yếu chỉ có

thể xảy ra tại các đầu vai đập và nền đập; đặc biệt tại nền đập có lớp cuội sỏi lũ tíchlòng suối cổ nằm ở khá sâu sẽ là điều kiện thuận lợi cho quá trình thấm xảy ra.

d, Khả năng tái tạo bờ và bồi lắng lòng hồ

Với cao trình thiết kế của mực nước dâng bình thường cho thấy hầu hếtđường viền hồ và bờ nằm trong phạm vi khu vực địa hình có độ dốc không lớn,khoảng từ 150 ÷ 250 và được cấu tạo bởi các tầng đất sét pha đến sét có tính dínhcao; mặt khác lớp thực vật phát triển khá dày nên hiện tượng sạt trượt và tái tạo bờ

hồ là ít có khả năng xảy ra Trong trường hợp bề mặt địa hình tự nhiên bị phá vỡ khikhai thác đất đắp tại lòng hồ thì cần lưu ý tạo mái dốc hợp lý để tránh hiện tượng sạt

lở sau này Do lưu vực nhỏ, ngắn nên quá trình bồi lắng hồ là rất hạn chế, chủ yếuchỉ là lượng bùn sét lơ lửng

1.2.2.2 Đặc điểm địa chất khu vực công trình đầu mối

a, Tuyến đập chính:

Trên tuyến có các lớp đất, đá phân bố theo thứ tự từ trên xuống như sau:+ Lớp 1a: Đất thổ nhưỡng, đất ruộng – sét pha màu xám vàng, xám nâu lẫnsạn, rễ cây; kết cấu kém chặt, trạng thái từ dẻo cứng đến nửa cứng Lớp phân bốtrên bề mặt đất tự nhiên với chiều dày từ 0,3 ÷ 0,7m

+ Lớp 1b: Cuội sỏi lẫn cát sạn bồi tích lòng suối kết cấu rời rạc, kém chặt,nguồn gốc aQ Cuội sỏi đa màu, độ mài mòn kém, kích thước trung bình từ 2÷6cmchiếm đa phần Trên mặt cắt lớp này chỉ gặp tại lòng khe Loọng Nghịu với diện tíchphân bố hẹp và bề dày 1,0m

+ Lớp 2a: Sét pha nhẹ màu xám đen, xám nâu lẫn sạn, nguồn gốc bồi tíchsuối aQ Đất có trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng phân bố cục bộ thành lớp mỏngchỉ gặp tại mặt cắt thượng lưu với chiều dày lớn nhất là 1,4m

+ Lớp 2b: Đất sét pha nặng lẫn ít sạn, sỏi xám vàng, xám xanh nguồn gốcbồi lũ tích (aQ); Đất có trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng kết cấu chặt vừa Trongphạm vi khu vực đầu mối lớp có chiều dày từ 1,6 ÷ 4,8m phân bố rộng khắp trongphạm vi lòng thung lũng từ cao trình 1006,0 trở xuống

+ Lớp 2c: Đất sét pha nặng màu xám xanh, xám trắng lẫn sạn và hữu cơmàu xám đen, nguồn gốc bồi lũ tích (aQ); Đất có trạng thái dẻo mềm, kết cấu kémchặt, tính nén lún trung bình Trong phạm vi khu vực đầu mối lớp chỉ phân bố tập

trung tại thềm trái khe Loọng Nghịu trên phạm vi hẹp với chiều dày 5,0m Lớp cótính thấm yếu ( K= 5,02 10-5 cm/s) Lớp này cần được bóc bỏ khi xây dựng đập.

+ Lớp 4: Hỗn hợp cuội dăm lẫn cát sạn màu nâu xám trắng kết cấu chặt,nguồn gốc bồi lũ tích lòng suối cổ (apQ) Lớp này phân bố trực tiếp trên bề mặttầng đá gốc phong hóa, gặp tại phía lòng thung lũng phần khe suối Loọng Luông vàkéo dài qua mặt cắt thượng và hạ lưu đập; chiều dày trung bình của lớp biến đổi từ1,0 ÷ 3,0 m Đất có tính thấm nước trung bình với K= 1,06.10-3 cm/s

+ Lớp 5: Sét pha sạn sỏi màu nâu đỏ, nâu vàng kết cấu chặt vừa; trạng tháidẻo cứng đến nửa cứng, nguồn gốc pha tàn tích d,eQ Lớp phân bố chủ yếu trên cácsườn đồi cao ngay dưới lớp 1a; tập trung hai phía đầu và vai đập và dông núi ngăn 2khe suối Chiều dày trung bình của lớp biến đổi từ 2,5 ÷ 4,0m Lớp có tính thấmyếu ( K= 4,59.10-5 cm/s)

+ Lớp 6a: Đá Granoddiorit phong hóa hoàn toàn, đá bị biến đổi thành đất cómàu vàng xám, xám đen lẫn sạn sỏi; trạng thái của đất từ dẻo cứng đến nửa cứng.Trên mặt cắt tuyến đập, lớp này phân bố không liên tục chỉ gặp chủ yếu tại khu vựcsườn vai trái đập và dông đồi ngăn 2 khe suối với chiều dày lớp biến đổi mạnh từ0,8 ÷ 7,0m Lớp có tính thấm nước trung bình K= 1,97.10-4 cm/s, đôi chỗ nước còn

bị mất hoàn toàn khi thí nghiệm Đây là lớp đá gốc bị phong hoa song còn giữnguyên cấu trúc của đá mẹ với kết cấu kém chặt, tính thấm nước trung bình cần lưu

ý trong tính toán và thiết kế đập

+ Lớp 6b: Đá Granodiorit phong hóa mãnh liệt, phần lớn đá bị biến đổithành đất sét pha màu xám vàng, xám đen đốm trắng lẫn dăm sạn sỏi; dăm mảnh đágốc mềm bở còn chứa nhiều felspat dùng tay dễ bóp vỡ, khi khoan nõn khoan tiêugần như hoàn toàn, chỉ số RR = 0,0 ÷ 10,0%, RQD = 0% Đất thường có trạng thái

từ dẻo cứng đến nửa cứng, chặt vừa Trên mặt cắt tuyến đập, lớp này phân bố rộngkhắp với chiều dày lớn và biến đổi từ 10,0 ÷ 20,0m Lớp có tính thấm nước yếu với

hệ số thấm trung bình từ thí nghiệm đổ nước là K= 3,6.10-5 cm/s; lưu lượng thấmtheo kết quả ép nước là q= 0,041( l/ph.m.m) tương đương K= 6,37.10-5

cm

+ Lớp 7: Đá Riolit phong hóa mạnh- vừa, nứt nẻ ít màu xám nâu, xám ghi,xám vàng đốm trắng Đá có cường độ cứng vừa dùng búa đập từ 1÷ 3 nhát mới vỡ;

Chỉ số RR = 5,0 ÷ 30,0%, RQD = 5,0 ÷ 15,0% Lớp có tính thấm nước trung bình,lưu lượng thấm q = 0,081 (l/ph.m.m) với hệ số thấm tương đươngK=1,25.10-4 cm/s.

Đánh giá điều kiện địa chất công trình trên tuyến đập chính:

Theo kết quả khảo sát cho thấy cấu trúc mặt cắt địa chất vùng tuyến đậpđược đặc trưng như sau:

 Khu vực lòng các thung lũng từ cao trình +1005,0 trở xuống:

+ Phần phía trên là các lớp có bồi tích lòng suối và thềm suối gồm cáclớp 1b, 2a, 2b, 2c và lớp 4 với diện tích phân bố không đều, chiều dày khá biếnđộng Trong các lớp tầng phủ tại lòng thung lũng đã nêu trên nhận thấy: các lớp 1b

và 2c có đặc điểm phân bố trên diện hẹp; đặc tính cơ lý đặc trưng là độ chặt kém,kết cấu rời rạc, tính nén lún cao và tính thấm tương đối lớn không phù hợp làm nềncông trình, cần phải được bóc bỏ Các lớp 2b và lớp 4 có diện phân bố rộng trongphạm vi khu vực tuyến, chiều dày các lớp này tương đối lớn Xét theo các tính chất

cơ lý của lớp nhận thấy: các lớp này có tính chịu tải tương đối tốt, về tính thấm lớp2b có tính thấm yếu đủ điều kiện để làm nền công trình Riêng lớp 4 với diện phân

bố rộng, song có tính thấm nước lớn và phân bố dưới sâu nên cần có biện pháp xử

lý chống thấm phù hợp

+ Phía dưới là các lớp 6a, 6b và 7 là các đới phong hóa từ mãnh liệt đếnmạnh của tầng đá gốc Theo đặc tính cơ lý của chúng cho thấy tất cả các lớp nàyđều đảm bảo khả năng ổn định về lún cho đập; tuy nhiên, kết quả thí nghiệm chothấy lớp 6a và lớp 7 là các lớp có tính thấm nước lớn do đó việc xử lý chống thấmtại nền đập cần phải xử lý đồng thời cho cả lớp 6a Đối với lớp 7, tùy theo chiều caocột nước ảnh hưởng để chọn chiều sâu cần phải xử lý

 Tại phạm vi các sườn vai đập và dông đồi phân thủy của 2 khe suối chothấy:

+ Phần trên mặt gồm các lớp 1a và 5 phân bố với chiều dày từ 2,3 ÷4,0m; qua phân tích cho thấy ngoại trừ lớp 1a là cần phải bóc bỏ hoàn toàn thì lớp 5

là lớp có đủ điều kiện làm nền công trình

+ Phần dưới tiếp theo là các lớp 6a và 6b; theo kết quả thí nghiệm chothấy các lớp này về sức chịu tải đủ điều kiện làm nền công trình; tuy nhiên lớp 6a

không đủ điều kiện về thấm nước nên cũng cần được xử lý Trong đó cần lưu ýphạm vi xử lý của lớp 6a cần phải vượt khỏi cao trình của mực nước dâng giacường của hồ.

b, Tuyến đập phụ:

 Đặc điểm phân bố các lớp tại nền tuyến như sau:

+ Lớp 1a: Đất thổ nhưỡng – sét pha màu xám vàng, xám nâu lẫn sạn, rễcây kết cấu kém chặt, trạng thái nửa cứng Lớp phân bố trên bề mặt đất tự nhiên vớichiều dày lớn nhất là 1,5m Lớp này cần bóc bỏ hoàn toàn khi thi công đập

+ Lớp 5: Sét pha sạn sỏi màu nâu đỏ, nâu vàng kết cấu chặt vừa; trạngthái dẻo cứng đến nửa cứng, nguồn gốc pha tàn tích d,eQ Tại tuyến lớp phân bốtrên toàn bộ chiều dài với chiều dày > 3,5m và chưa kết thúc

• Nhìn chung tại tuyến đập phụ địa chất nền có cấu tạo khá đơn giản gồm 2lớp: trong đó lớp 1a là hỗn hợp đất lẫn rễ cây nên cần được bóc bỏ hoàn toàn Đậpphụ có chiều cao không lớn nên với đặc điểm, tính chất của lớp 5 thì nền đập khôngcần bất cứ biện pháp xử lý nào khác

c, Tuyến tràn:

Các lớp đất đá gặp trên tuyến theo thứ tự từ trên xuống như sau:

+ Lớp 1a: Đất thổ nhưỡng, đất ruộng - sét pha màu xám vàng, xám nâu lẫnsạn, rễ cây kết cấu kém chặt, trạng thái từ dẻo cứng đến nửa cứng Lớp phân bố tạiphần trên cùng của mặt cắt từ HK11 đến chân suối Loọng Nghịu với chiều dày từ0,2 ÷ 0,4m

+ Lớp 3a: Cát sạn màu xám nâu, xám đên kết cấu rời rạc; nguồn gốc bồitích lòng suối aQ Trên mặt cắt lớp này chỉ gặp tại vị trí lòng suối với chiều dày1,2m

+ Lớp 4: Hỗn hợp cuội dăm kích thước từ 2,0 ÷ 6,0cm lẫn cát sạn màu nâuxám trắng kết cấu chặt vừa, nguồn gốc bồi lũ tích lòng suối cổ (apQ) Lớp phân bốdưới lớp 3 tại vị trí lòng suối và nằm trực tiếp trên bề mặt tầng đá gốc phong hóavới chiều dày 1,8m Đất có tính thấm nước trung bình với K = 3,09.10-3 cm/s

+ Lớp 5: Sét pha sạn sỏi mầu nâu đỏ, nâu vàng kết cấu chặt vừa; trạng tháidẻo cứng đến nửa cứng, nguồn gốc pha tàn tích d,eQ Lớp phân bố chủ yếu trên

phạm vi thân tràn với chiều dày từ 3,0 ÷ 4,0m Lớp có tính thấm yếu với K

= 4,32 10-5 cm/s

+ Lớp 6a: Đá Granoddiorit phong hoá hoàn toàn, đá bị biến đổi thành đất cómàu xám vàng, xám đen lẫn sạn sỏi; trạng thái của đất từ dẻo cứng đến nửa cứng.Trên mặt cắt tuyến, lớp này phân bố liên tục từ đầu tuyến đến cuối tuyến với chiềudày biến đổi khá lớn: trung bình từ 1,0 ÷ 3,0m đặc biết tại phạm vi ngưỡng tràn và

bể tiêu năng lớp có chiều dày đạt trên 6,5m Đất có tính thấm nước yếu đến trungbình với K = 4,03 ÷ 6,01.10-5 cm/s Các đặc trưng cơ lý của đất cho thấy lớp có sứcchịu tải tương đối tốt R0 = 1,74 kG/cm2 song tính nén lún của đất ở mức trung bìnha0-1 = 0,057cm2 /kG; E0 = 78,5 kG/cm2 Đây là lớp đá gốc bị phong hoá song còn giữnguyên cấu trúc của đá mẹ với kết cấu kém chặt, tính nén lún trung bình cần lưu ýtrong tính toán và thiết kế

+ Lớp 6b: Đá Granoddiorit phong hoá mãnh liệt, phần lớn đá bị biến đổithành đất sét pha màu xám vàng, xám đen đốm trắng lẫn dăm sạn sỏi; dăm mảnh đágốc mềm bở còn chứa nhiều felspat dùng tay dễ bóp vỡ, khi khoan nõn khoan tiêugần như hoàn toàn Đất thường có trạng thái từ dẻo cứng đến nửa cứng, kết cấu chặtvừa Trên mặt cắt tuyến, tại phần thân tràn lớp này phân bố rộng khắp từ từ caotrình +1013 trở xuống thấp dần theo dạng bề mặt địa hình tự nhiên Tại vị trí bể tiêunăng – lòng suối bề mặt lớp gặp tại cao trình +998,4 Lớp có tính thấm nước yếuvới kệ số thấm trung bình là K= 4,10 x 10-5 cm/s; Lớp có sức chịu tải trung bình,tính nén lún nhỏ R0 = 1,74 kG/cm2; E0 = 78,5 kG/cm2 đủ điều kiện làm nền chotràn

Đánh giá điều kiện địa chất tuyến tràn:

Dọc toàn bộ tuyến tràn, nền có đặc trưng bởi 2 kiểu cấu trúc:

+ Phần từ ngưỡng và thân tràn cấu trúc của nền gồm 3 lớp trong đó phầntrên là lớp sét pha nguồn gốc tàn tích nằm trên cao trình ngưỡng và đáy tràn Phíadưới cao trình ngưỡng là các lớp đá nền phong hóa mãnh liệt 6a đến rất mạnh 6b

+ Phần đuôi tràn – bể tiêu năng, nền được đặc trưng bởi phần trên là các lớp3a và 4 là các lớp cuội, cát nguồn gốc bồi tích aQ, kết cấu rời rạc; phía dưới là cáclớp đá có mức độ phong hóa mãnh liệt đến mạnh

Như vậy, với cao trình ngưỡng tràn +1023,05m nên đáy tràn hầu hết đặt trênlớp 6a; đây là lớp về cường độ cho phép làm nền của tràn tuy nhiên do lớp có tínhthấm từ yếu đến trung bình nên cần phải được xử lý chống thấm bằng chân khayhoặc màng chống thấm để hạn chế dòng thấm qua đáy Tại phạm vi hố tiêu năng docác lớp 3a, 4 có kết cấu rời rạc nên cần phải bóc bỏ Phần đáy bể đặt trên lớp phonghóa mãnh liệt nên cũng cần phải được gia cố chắc chắn.

d, Tuyến cống:

Đặc điểm phân bố các lớp đất như sau:

+ Lớp 1a: Đất thổ nhưỡng, đất ruộng - sét pha màu xám vàng, xám nâu lẫnsạn, rễ cây kết cấu kém chặt, trạng thái từ dẻo cứng đến nửa cứng Lớp phân bố trên

bề mặt đất tự nhiên với chiều dày từ 0,4m ÷ 0,7m

+ Lớp 2c: Đất sét pha nặng màu xám xanh, xám trắng lẫn sạn và hữu cơmàu xám đen, nguồn gốc bồi lũ tích (aQ); Đất có trạng thái dẻo mềm, kết cấu kémchặt, tính nén lún trung bình

+ Lớp 3b: Cát pha xen kẹp sét pha mầu xám đen, trạng thái dẻo mềm Trênmặt cắt tuyến cống lớp chỉ phân bố tại khu vực thượng lưu với chiều dày 2,2m, caotrình đáy lớp kết thúc tại + 999,9m

+ Lớp 5: Sét pha sạn sỏi mầu nâu đỏ, nâu vàng kết cấu chặt vừa; trạng tháidẻo cứng đến nửa cứng, nguồn gốc pha tàn tích d,eQ Trên mặt cắt lớp phân bố chủyếu về phía hạ lưu cống kể từ vị trí hố khoan HK17 với chiều dày 1,0m

+ Lớp 6a: Đá Granoddiorit phong hoá hoàn toàn, đá bị biến đổi thành đất cómàu xám vàng, xám đen lẫn sạn sỏi; trạng thái của đất từ dẻo cứng đến nửa cứng.Trên mặt cắt tuyến cống, lớp này phân bố khá đều khắp, bề mặt lớp trên tuyến ítbiến đổi gặp ở cao trình +999,45 ÷ +999,97m; tuy nhiên chiều dày lớp có xu thếtăng dần từ thượng lưu (2,5m) về hạ lưu (đến 9,5m) Đây là lớp đá gốc bị phong hoásong còn giữ nguyên cấu trúc của đá mẹ với kết cấu kém chặt, sức chịu tải và tínhnén lún trung bình, chiều dày lớp biến đổi lớn do vậy, cần lưu ý trong tính toán thiết

kế

+ Lớp 6b: Đá Granoddiorit phong hoá mãnh liệt, phần lớn đá bị biến đổithành đất sét pha màu xám vàng, xám đen đốm trắng lẫn dăm sạn sỏi; dăm mảnh đágốc mềm bở còn chứa nhiều felspat dùng tay dễ bóp vỡ, khi khoan nõn khoan tiêu

gần như hoàn toàn Đây là lớp có sức chịu tải trung bình R0 =1,60 kG/cm2; tính nénlún nhỏ E0 = 139,4 kG/cm2

+ Lớp 7: Đá Riolít phong hoá mạnh - vừa, nứt nẻ ít màu xám nâu, xám ghi,xám vàng đốm trắng Đá có cường độ cứng vừa dùng búa đập từ 1 ÷ 3 nhát mới vỡ;Chỉ số RR = 5,0 ÷ 30,0%; RQĐ = 5 ÷ 15%

Đánh giá điều kiện địa chất tuyến cống:

Điều kiện địa chất nền tuyến khá phức tạp trong đó phần trên mặt đến caotrình +999,9m chủ yếu gặp ở các lớp đất có nguồn gốc bồi tích (lớp 2c và 3b) và lớpsườn tích 5 Nhìn chung các lớp này ngoài đặc điểm chính là có diện phân bố khôngđều trên mặt cắt tuyến thì tính chất xây dựng tương đối kém không đủ điều kiện làmnền cống Phía dưới từ cao trình +999,9m gặp chủ yếu là các lớp đá gốcgranodiorits phong hóa từ mãnh liệt đến rất mạnh Các lớp này đều có sức mang tảitương đối tốt đủ điều kiện làm nền công trình

e, Tuyến kênh:

 Tuyến kênh hữu

Dọc theo tuyến kênh có các lớp đất phân bố như sau:

+ Lớp 1: Đất thổ nhưỡng - đất sét pha màu nâu xám, nâu vàng lẫn rễ cây,đất có trạng thái từ dẻo mềm đến dẻo cứng; lớp này phân bố trên cùng và có mặttrên toàn tuyến với chiều dày từ 0,3 ÷ 0,4m

+ Lớp 2b: Sét pha nặng màu xám vàng xám xanh, nguồn gốc bồi tích, trạngthái đất dẻo mềm đến dẻo cứng Trên mặt cắt lớp chỉ gặp tại phần đầu tuyến nơi bốtrí đập dâng đón nước, chiều dày 1,0m

+ Lớp 5: Sét pha sạn sỏi màu nâu đỏ, nâu vàng kết cấu chặt vừa; trạng tháidẻo cứng đến nửa cứng, nguồn gốc pha tàn tích d,eQ Lớp phân bố trên toàn bộchiều dài mặt cắt với chiều dày từ 1,8m đến > 3,0m Đất có tính thấm nước yếu với

K = 4,1.10-5 cm/s; đất có sức chịu tải, tính nén lún nhỏ đủ điều kiện làm nền kênh

+ Lớp 6: Đá Granoddiorit phong hoá hoàn toàn, đá bị biến đổi thành đất cómàu xám vàng, xám đen lẫn sạn sỏi; trạng thái của đất từ dẻo cứng đến nửa cứng.Trên mặt cắt lớp này phân bố khá đều khắp và nằm dưới sâu ngay sau lớp 5

Đánh giá điều kiện địa chất tuyến kênh hữu:

Từ kết quả khảo sát cho thấy, điều kiện địa chất tuyến kênh khá đơn giản,hầu hết các lớp đất phân bố trên mặt cắt tuyến đều có tính chất xây dựng từ trungbình đến khá; tính thấm nước yếu Lớp đá gốc nằm khá sâu phía dưới Với cấu trúcđịa chất như trên hều hết tuyến kênh được đặt trên các lớp 5 và có đủ điều kiện đểkênh ổn định và không xảy ra tổn thất nước của kênh.

 Đập dâng

Phân bố các lớp đất đá như sau:

+ Lớp 1: Đất thổ nhưỡng - đất sét pha màu nâu xám, nâu vàng lẫn rễ cây;lớp có chiều dày 0,3m phân bố chủ yếu tại thềm trái suối

+ Lớp 1b: Cuội sỏi lẫn cát sạn bồi tích lòng suối kết cấu rời rạc, kém chặt,nguồn gốc (aQ) Cuội sỏi đa màu, độ mài mòn kém, kích thước trung bình từ 2 ÷6cm chiếm đa phần Trên mặt cắt, lớp này chỉ gặp tại vị trí lòng suối với chiều dàylớn nhất là 1,6m

+ Lớp 2b: Sét pha nặng màu xám vàng xám xanh , nguồn gốc bồi tích, trạngthái đất dẻo mềm đến dẻo cứng Trên mặt cắt lớp phân bố từ cao trình +980,0m trởxuống nên chỉ gặp tại lòng suối và thềm trái; chiều dày lớp biến đổi từ 1,0 ÷ 1,7m.Lớp có tính thấm nước yếu, sức chịu tải trung bình

+ Lớp 5: Sét pha sạn sỏi màu nâu đỏ, nâu vàng kết cấu chặt vừa; trạng tháidẻo cứng đến nửa cứng, nguồn gốc pha tàn tích (d,eQ) Lớp phân bố trên toàn bộchiều dài mặt cắt với chiều dày từ 2,5 ÷ 4,8m; tại vai phải đập lớp xuất lộ trên mặtđất tự nhiên Đất có tính thấm nước yếu K = 2,5.10-5 cm/s; đất có sức chịu tải trungbình, tính nén lún nhỏ đủ điều kiện làm nền đập

+ Lớp 6: Đá Granoddiorit phong hoá hoàn toàn, đá bị biến đổi thành đất cómàu xám vàng, xám đen lẫn sạn sỏi; trạng thái của đất từ dẻo cứng đến nửa cứng.Trên mặt cắt lớp này phân bố khá đều khắp và nằm dưới sâu ngay sau lớp 5

Đánh giá điều kiện địa chất tuyến đập dâng:

Với đặc điểm phân bố của các lớp đất đá tại khu vực đập dâng nhận thấy,ngoại trừ lớp 1b - cuội cát sỏi lòng suối có tính thấm cao, kết cấu rời rạc cần phảibóc bỏ hoàn toàn Còn lại, nhìn chung các lớp đất từ 2b, 5 đều có thể làm nền củacông trình Tuy nhiên, để công trình đủ điều kiện ổn định thì móng của công trìnhcần được đặt trong lớp 5

 Tuyến kênh tả

Dọc theo tuyến kênh có các lớp đất phân bố như sau:

+ Lớp 1: Đất thổ nhưỡng - đất sét pha màu nâu xám, nâu vàng lẫn rễ cây,đất có trạng thái từ dẻo mềm đến dẻo cứng; lớp này phân bố trên cùng và có mặthầu như trên toàn tuyến với chiều dày từ 0,3 ÷ 0,4m

+ Lớp 1b: Cuội sỏi lẫn cát sạn bồi tích lòng suối kết cấu rời rạc, kém chặt,nguồn gốc aQ Cuội sỏi đa màu, độ mài mòn kém, kích thước trung bình từ 2 ÷ 6cmchiếm đa phần

+ Lớp 2a: Sét pha nhẹ màu xám đen, lẫn sạn, nguồn gốc bồi tích suối aQ.Đất có trạng thái dẻo mềm

+ Lớp 2b: Sét pha nặng màu xám vàng lẫn ít sạn, nguồn gốc bồi tích, trạngthái đất dẻo mềm đến dẻo cứng

+ Lớp 5: Sét pha sạn sỏi màu nâu đỏ, nâu vàng kết cấu chặt vừa; trạng tháidẻo cứng đến nửa cứng, nguồn gốc pha tàn tích d,eQ

+ Lớp 6: Đá Granoddiorit phong hoá hoàn toàn, đá bị biến đổi thành đất cómàu nâu đỏ, xám vàng, xám nâu lẫn sạn sỏi; trạng thái của đất từ dẻo cứng đến nửacứng

Đánh giá điều kiện địa chất tuyến kênh tả:

Từ kết quả khảo sát cho thấy, điều kiện địa chất tuyến kênh khá đơn giản,hầu hết nền tuyến kênh đi trong lớp 5 là lớp có đủ điều kiện để đẩm bảo kênh ổnđịnh và không xảy ra tổn thất nước của kênh

 Tuyến xiphông số 1

Điều kiện địa chất tuyến như sau:

+ Lớp 2a: Sét pha nhẹ màu xám đen, lẫn sạn, nguồn gốc bồi tích suối aQ.Đất có trạng thái dẻo mềm

+ Lớp 5: Sét pha sạn sỏi màu nâu đỏ, nâu vàng kết cấu chặt vừa; trạng tháidẻo cứng đến nửa cứng, nguồn gốc pha tàn tích (d,eQ)

+ Lớp 6: Đá Granoddiorit phong hoá hoàn toàn, đá bị biến đổi thành đất cómàu nâu đỏ, xám vàng, xám nâu lẫn sạn sỏi; trạng thái của đất từ dẻo cứng đến nửacứng

 Tuyến xiphông số 2

Điều kiện địa chất tuyến như sau:

+ Lớp 1b: Cuội sỏi lẫn cát sạn bồi tích lòng suối kết cấu rời rạc, kém chặt,nguồn gốc (aQ) Cuội sỏi đa màu, độ mài mòn kém, kích thước từ 2 ÷ 6cm chiếm đaphần

+ Lớp 2b: Sét pha nặng màu xám vàng lẫn ít sạn, nguồn gốc bồi tích, trạngthái đất dẻo mềm đến dẻo cứng

+ Lớp 5: Sét pha sạn sỏi mầu nâu đỏ, nâu vàng kết cấu chặt vừa; trạng tháidẻo cứng đến nửa cứng, nguồn gốc pha tàn tích (d,eQ)

+ Lớp 6: Đá Granoddiorit phong hoá hoàn toàn, đá bị biến đổi thành đất cómàu nâu đỏ, xám vàng, xám nâu lẫn sạn sỏi; trạng thái của đất từ dẻo cứng đến nửacứng

1.2.3 Điều kiện về vật liệu xây dựng

Mỏ vật liệu đất số 1: Nằm trong lòng hồ về phía thượng lưu đập Khu vựckhai thác của mỏ gồm 3 dải đồi được ngăn cách bởi 2 khe suối Loọng Nghịu vàLoọng Luông với tổng diện tích khai thác khoảng 80500m2 Tại mỏ, có thể khaithác lớp đất 5 là đất sét pha nặng màu nâu đỏ đến nâu vàng lẫn ít sạn sỏi; trạng thái

từ dẻo cứng đến nửa cứng; nguồn gốc sườn, tàn tích (edQ) Chiều dày khai thác từ4,0 ÷ 4,5m; chiều dày lớp bóc bỏ 0,3m; trữ lượng khai thác của lớp 5 được đánh giá

ở cấp A đạt V1-5 = 363700m3 Trữ lượng khai thác thực tế ngoài phạm vi 10Hmax(Hmax – chiều cao lớn nhất của đập) khoảng 165.000m3

Mỏ vật liệu số 2: Nằm trên tuyến đường thi công về phía đồi đầu vai phảicủa đâp Phạm vi khai thác từ cao độ +1025m đến +1037m; diện tích khoảng17600m2 Phạm vi khai thác của mỏ là khu sườn đồi có độ dốc < 30o Tại mỏ, cóthể khai thác lớp đất 5 là đất sét pha nặng màu nâu đỏ đến nâu vàng lẫn ít sạn sỏi, tỉ

lệ chiến từ 8,0 ÷ 14,0% Đất thường có trạng thái từ dẻo cứng đến nửa cứng, nguồngốc sườn, tàn tích (edQ) Chiều dày khai thác trung bình là 4,0m, chiều dày lớp bóc

bỏ 0,3m; trữ lượng khai thác của lớp 5 được đánh giá ở cấp A đạt khối lượng V2-5 =66200m3

Mỏ vật liệu đất số 3: Nằm về phía dông đồi đầu vai trái đập về phía hạ lưuđập gần nhất cách tim đập khoảng 300m; phạm vi khai thác là sườn đồi từ cao độ

+1010,0m đến +1027,0m; diện tích khai thác khoảng 80200m2 Phạm vi khai tháccủa mỏ là khu sườn đồi có độ dốc < 300 Tại mỏ, có thể khai thác lớp đất 5 là đất sétpha nặng màu nâu đỏ đến nâu vàng lẫn ít sạn sỏi, tỉ lệ chiếm từ 8,0 ÷ 12,0% Chiềudày khai thác trung bình là 4,7m, chiều dày lớp bóc bỏ 0,3m; trữ lượng khai tháccủa lớp 5 được đánh giá ở cấp A đạt V3-5 = 337000m3.

1.2.4 Điều kiện khí tượng thủy văn

1.2.4.1 Các đặc trưng lưu vực nghiên cứu

Đặc trưng hình thái lưu vực tuyến hồ và tuyến đập dâng ghi trong bảng 1.2

1.2.4.2 Đặc trưng khí hậu – khí tượng

a, Tài liệu khí hậu - khí tượng:

Trong vùng tuyến gần công trình có trạm khí tượng Điện Biên có các yếu tốquan trắc khí tượng tương đối dài ( từ 1957 đến nay ) Chất lượng đo đạc đảm bảophục vụ thiết kế tính toán công trình

Ngoài ra, xung quanh còn có trạm đo mưa Mường Pôn, Mường Mun, ThácBay, Nứa Ngàm.

Thời kỳ quan trắc và các yếu tố quan trắc của các trạm ghi trong bảng 1.3

Bảng 1.3: Tình hình quan trắc của các trạm khí tượng

b, Đặc điểm chung về khí hậu – khí tượng

Khí hậu vùng dự án nói chung chịu ảnh hưởng của vùng nhiệt đới gió mùa:nắng nóng, mưa nhiều, độ ẩm cao, bốc hơi nhiều Nhiệt độ mang đặc trưng củavùng miền núi, nhiệt độ lên cao vào những tháng mùa hè và giảm đáng kể vàonhững tháng mùa đông, có thời điểm xuống tới gần 00C Mưa chia làm hai mùa rõrệt: Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 9, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3, tháng 10 vàtháng 4 là hai tháng chuyển tiếp Lượng mưa phân phối không đều, chiếm tỷ lệ lớntrong mùa mưa; mùa khô lượng mưa ít, tuy nhiên vào tháng 4, tháng 10 có thể xuấthiện một vài trận mưa gây lũ

Đặc điểm khí hậu khu vực hồ chứa được phân tích thông qua số liệu quantrắc các yếu tố khí hậu của trạm Điện Biên

Độ ẩmtương đối( U %)

Tốc độ giótrung bình( V m/s)

Lượng bốchơi ống Piche(Z m)

18,8

19,2

15,7

13,5

12,1

12,5

14,6

14,2

13,4

185,3

* Lượng mưa bình quân lưu vực:

Lượng mưa trung bình nhiều năm tại một số trạm đo mưa xung quanh lưuvực công trình như sau:

Điện Biên : 1561,6 mmMường Pôn : 1668,9 mmMường Mun : 1493,4 mmNứa Ngàm : 1587,7 mm

Trạm đo mưa Mường Pôn nằm ở vùng núi cao, gần với lưu vực tuyến côngtrình, cách tuyến công trình khoảng 18km về hướng Tây Bắc Trạm Điện Biên nằm

ở vùng núi thấp, cách tuyến công trình khoảng 20km về hướng Tây Nam nên chúng

ta dùng tài liệu đo mưa của trạm Mường Pôn để tính toán lượng mưa trung bìnhnhiều năm cho lưu vực công trình

Tuy nhiên, do trạm Mường Pôn có số liệu ngắn, đo đạc từ năm 1960 đếnnăm 1990 ( gián đoạn năm 1963, 1980, 1983, 1985, 1986, và 1987) và đã dừng đonên lượng mưa trung bình nhiều năm lưu vực công trình xác định như sau:

X0 = Xmường pôn K (I.1)Trong đó:

X0 : Lượng mưa trung bình nhiều năm lưu vực tuyến công trình

Xmường pôn : Lượng mưa trung bình nhiều năm thực đo tại trạm Mường PônK: hệ số hiệu chỉnh lượng mưa thời đoạn dài năm và thời đoạn ngắn năm lấytheo trạm Điện Biên ( thời đoạn ngắn năm trạm Điện Biên lấy cùng thời đoạn thực

đo tại trạm Mường Pôn): K = 1,036

→ X0 = 1668,9 1,036 = 1729,0 mm

Vậy, lượng mưa bình quân lưu vực là : X0 = 1729,0 mm

* Lượng mưa gây lũ trên lưu vực:

Do lưu vực nhỏ, hai bên sườn dốc có độ dốc lớn dẫn đến tốc độ tập trungdòng chảy nhanh nên có thể kết luận lũ trên lưu vực chủ yếu là mưa trong một ngày

Sử dụng tài liệu quan trắc mưa một ngày lớn nhất đo được tại trạm MườngPôn và trạm Điện Biên để tình toán lượng mưa tương ứng với các tần suất phục vụthiết kế Kết quả tính toán lượng mưa một ngày lớn nhất thiết kế với các tần suất thểhiện ở bảng 1.7

Bảng 1.7: Lượng mưa 1 ngày lớn nhất thiết kế tại trạm Điện Biên

Đặc trưng thống kê

XP % (mm)

* Lượng mưa tưới thiết kế : X p = 85%

+ Trạm mưa đại biểu cho khu tưới:

Chọn trạm mưa Điện Biên là trạm mưa đại biểu cho khu tưới vì trạm mưanày nằm gần khu tưới và có chuỗi số liệu thực đo dài đủ đảm bảo độ chính xác chotính toán

+ Tính toán lượng mưa tưới thiết kế:

Lượng mưa tưới thiết kế : Xp=85% = 1352,6 mm

Mô hình lượng mưa tưới thiết kế với P = 85% ghi trong bảng 1.8

Bảng 1.8: Mô hình lượng mưa tưới thiết kế với P= 85%

1,51

238,4

153,5

248,3

317,4

134,4

159,8

80,9

7,57

9,08

1.2.4.3 Đặc điểm thủy văn

a, Tài liệu thủy văn

Gần vị trí lưu vực có trạm Nứa Ngàm (F = 125km2 ) quan trắc dòng chảy từ

1970 – 1974; trạm Bản Yên (F = 638 km2 ) quan trắc dòng chảy từ 1976 đến nay;trạm Thác Bay trên sông Nậm Rốm quan trắc dòng chảy từ năm 1959 đến năm

1962 Trạm Bản Yên có diện tích lưu vực quá lớn so với cùng nghiên cứu, trạmNứa Ngàm ở gần lưu vực tính toán nhất, tuy nhiên chuỗi tài liệu quá ngắn nên chỉdùng để tính toán phân phối dòng chảy năm của lưu vực

Bảng 1.9 Tình hình quan trắc của các trạm thủy văn

b, Dòng chảy năm

Tuyến công trình khống chế diện tích lưu vực nhỏ và không có tài liệu đođạc dòng chảy nên lưu lượng trung bình nhiều năm được tính toán như sau:

 Phương pháp dùng công thức kinh nghiệm trong QPTL-C6-77

Lớp dòng chảy năm trung bình nhiều năm của lưu vực tính theo công thức 32b trong QPTL-C6-77

1 0

0 0

Y

n n

Trong đó: Yo: Lớp dòng chảy trung bình nhiều năm (mm)

X0: Lượng mưa bình quân lưu vực, X0 = 1729,0 (mm)

Zo: Khả năng bốc hơi lớn nhất của lưu vực, Z0= 1000 mm

n= 1,4: Thông số phản ánh đặc điểm địa hình

Bảng 1.10: Kết quả tính toán dòng chảy năm theo công thức kinh nghiệm

Phương pháp lưu vực tương tự

Gần với lưu vực công trình có trạm thủy văn Nứa Ngàm có tài liệu thực đo

từ năm 1970 đến 1974 như sau:

F = 125 km2 ;Qo = 3,70 m3/s

Yo = 933,5 mm ;Mo = 29,6 l/s.km2

Xo = 1575,6 mm ;αo = 0,59 Với trạm thủy văn Him Lam, theo tài liệu quan trắc dòng chảy từ năm 1957đến năm 1963 xác định được αo = 0,6 Như vậy với hệ số dòng chảy αo = 0,59 xácđịnh được các đặc trưng dòng chảy tuyến công trình như sau:

Bảng 1.11: Kết quả tính toán dòng chảy năm theo phương pháp lưu

là do trạm Nứa Ngàm có diện tích chênh lệch lớn so với lưu vực tuyến công trình,

có chuỗi số liệu thực đo ngắn năm và đã dừng đo đạc từ lâu Phương pháp côngthức kinh nghiệm sử dụng tài liệu lượng mưa trung bình nhiều năm đã được tínhtoán và hiệu chỉnh theo thời đoạn dài năm

Theo các bản đồ mưa, bản đồ phân vùng môđuyn dòng chảy, Átlát thuỷ văncho thấy, lưu vực công trình có hệ số dòng chảy khoảng 0,5

Vì vậy, kiến nghị chọn kết quả tính toán theo phương pháp sử dụng côngthức kinh nghiệm trong QPTL – C6 – 77 Kết quả ở bảng 1.12:

Bảng 1.12: Đặc trưng dòng chảy năm

c, Dòng chảy năm thiết kế

 Xác định hệ số biến đổi Cv và hệ số thiên lệch Cs:

Hệ số biến đổi Cv được tính theo công thức kinh nghiệm 2-34 trong QPTLC6-77 Ta có:

Trong đó: Cv: hệ số biến đổi

Mo: modun dòng chảy bình quân nhiều năm (l/s.km2)

F: diện tích lưu vực tính toán (km2)

A= 1,6: tham số địa lý xác định theo trạm Bản Yên có chuỗi tài liệudài

Thay vào công thức (I.3) ta được Cv = 0,42(tuyến hồ) và Cv = 0,44(tuyếnđập dâng)

Hệ số thiên lệch Cs= 2Cv

Xác định dòng chảy năm thiết kế:

Với các tham số thống kê Qo; Cv; Cs = 2Cv xác định được lưu lượng thiết kếvới tần suất P = 85% cho tuyến hồ và tuyến đập

Bảng 1.13: Kết quả xác định dòng chảy năm thiết kế

 Phân phối dòng chảy năm thiết kế:

Phân phối dòng chảy năm thiết kế được lấy theo mô hình phân phối bất lợinhất của trạm thủy văn tương tự Nứa Ngàm Từ chuỗi số liệu thực đo trạm NứaNgàm chọn được mô hình năm 1971 – 1972 là mô hình bất lợi Kết quả phân phốidòng chảy năm thiết kế tần suất P = 85% tại tuyến hồ và tuyến đập dâng cho trongbảng 1.14:

Bảng 1.14: Phân phối dòng chảy năm thiết kế tần suất 85%

Toàn xã Mường Phăng có 1184 hộ với 8.288 nhân khẩu gồm các dân tộc:Thái, Mông, Khơ Mú Dân số trong vùng hưởng lợi gồm 6 bản: Loọng Luông,Loọng Nghịu, Loọng Háng, bản Cang, bản Yên và bản Cò Mặn.

Nhân dân hưởng lợi thuộc các dân tộc thiểu số vùng cao, chủ yếu là dân tộcThái, và H’Mông Đối tượng hưởng lợi từ công trình là một cộng đồng nghèo, dântrí chậm phát triển, đời sống đang gặp nhiều khó khăn về vật chất cũng như tinhthần

1.3.2 Tình hình sử dụng đất đai, năng suất và thu nhập

Theo số liệu thống kê của xã Mường Phăng nhân dân trong vùng hưởng lợinguồn sống chính là sản xuất nông nghiệp

Diện tích trồng lúa nước của xã: Lúa 1 vụ là 366 ha; năng suất bình quân2.6tấn/ha Thu nhập bình quân 90 kg thóc/ người/năm Lúa 2 vụ 130 ha

Diện tích trồng mầu: Chủ yếu trồng ngô 1 vụ năng suất bình quân 1 tấn/haĐời sống của nhân dân: Sản xuất nông nghiệp là chủ yếu; đất đai tương đốirộng nhưng đất sản xuất nông nghiệp lại ít Do thiếu nước nên đất nông nghiệp chủyếu mới khai thác 1 vụ; năng suất thấp và bấp bênh Đời sống của nhân dân cònnghèo, đói, khó khăn Số hộ đói nghèo chiếm 40.5% Đời sống văn hoá của nhândân trong vùng nghèo nàn lạc hậu Tại trung tâm xã có 1 trạm xá và 1 trường họcTHPT, THCS, tiểu học Nhìn chung trình độ dân trí thấp đời sống sinh hoạt văn hoá

xã hội còn nghèo nàn

1.3.3 Tình hình giao thông vận tải, điện, nước sinh hoạt

Về giao thông: Xã Mường Phăng đã có đường giao thông đi lại thuận lợi.Đường nhựa đã đến trung tâm xã Từ trung tâm xã đến công trình đã cóđường dân sinh

Về điện: Hiện tại có một đường dây điện 35kv cung cấp điện cho xã Điện đãđược đưa tới phần lớn các bản của xã Mường Phăng Hiện nay điện mới chỉ đượcdùng cho sinh hoạt

Nước sinh hoạt: Tuyến đường nước sinh hoạt của bản Loọng Luông 1 đãđược đầu tư năm 2003 bằng nguồn vốn tài trợ EU chạy qua vùng xây dựng hồ chứanước

Bảng 1.15: Quan hệ Q ~ f(Z) hạ lưu đập

Z(m) 999,45 997,0 997,2 997,4 997,6 997,8 998,0 998,2 998,4Q(m3/s) 0 0,63 1,46 2,49 3,89 5,44 7,19 9,16 11,8Z(m) 998,6 998,8 999,0 999,2 999,4 999,6 999,8 1000

Q(m3/s) 15,2 19,0 23,6 29,1 35,2 42,2 50,5 59,4

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THÔNG SỐ HỒ CHỨA 2.1 Cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế

2.1.1 Cấp công trình:

Theo QCVN 04-05 cấp công trình được xác định dựa trên 2 điều kiện:

- Theo chiều cao công trình và nền: công trình đắp đất trên nền đất cuộisỏi có chiều cao 15<H<35 → công trình cấp II

- Theo nhiệm vụ: công trình cấp nước tưới cho 150 ha → công trình cấp IV Chọn cấp công trình là cấp II

- Hệ số điều kiện làm việc m =1

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

a = 0,7 m ( ứng với MNDBT) a’ = 0,5 m (ứng với MNLTK) a” = 0,2 m (ứng với MNLKT)

2.2 Điều tiết hồ

2.2.1 Tính toán lượng bùn cát đến hồ

Độ đục bình quân nhiều năm: sau khi tham khảo số liệu đo đạc, kết hợp với

số liệu đã cho thì ta chọn độ đục tính toán cho lưu vực hồ là ρo = 250 (g/m3)

Hàm lượng bùn cát lơ lửng trung bình nhiều năm: 250 g/m3

Tỷ lệ lượng cát di đáy lấy bằng 30% lượng cát lơ lửng

a: Độ cao an toàn đảm bảo bùn cát không đi vào cống lấynước

h: Chiều sâu dòng chảy ở cửa vào cống, ứng với mực nướcchết và lưu lượng tương ứng

Vll =

ll ll

W

Wll = R 0 T1 năm

+ Ro: Lượng chuyển cát trung bình nhiều năm, xác định theo côngthức:

Ro =  0.Qo + o: Độ đục bình quân nhiều năm:o = 250 (g/m3)

+ Q0: Lưu lượng dòng chảy bình quân nhiều năm: Qo = 0,049 (m3/s)

T1năm= 365.24.3600 (s)

Ro = 250.0,049.10-3 = 0.01225 (kg/năm)= 1,225.10-5 (T/năm )

Wll = 1,225.10-5 31,536.106 = 385,9 T/năm

Vdd =

dd dd

W

+ Wdd: lượng bùn cát di đẩy: lưu vực thuộc vùng đồi núi, sông ngắn,các sườn dốc chảy trực tiếp vào sông, độ dốc sườn dốc và lòngsông lớn Do đó lượng bùn cát di đẩy lấy bằng 30% tổng lượngbùn cát lơ lửng

Wdđ = 30%.Wll = 115,8 (T/năm)

Vbc = 3851,12,9. 1151,5,8 = 421,7 (m3/năm)

Qua thời gian T = 75 năm, dung tích lắng đọng là:

Vlđ = 421,7.75 = 31627,5 (m3)

Kết quả tính toán ghi trong bảng 2.1 dưới đây

Bảng 2.1: Khối lượng và thể tích bùn cát chuyển qua hồ hàng năm

Plơ lửng Pdi đáy Pbùn cát Vlơ lửng Vdi đáy Vbùn cát

Trong đó: Vc: dung tích chết

Vb: thể tích bồi lắng hàng năm của bùn cát

Hc: mực nước chết ứng với Vc

Zcống: cao trình ngưỡng cống

T: số năm hoạt động của công trình T= 75 năm

Thay số vào công thức (II.1) ta được Vc = 75 421,7 = 31627,5 ( m3)

Trong đó:hi là độ tổn thất dự kiến trong cống từ thượng lưu đến đầu kênh,

để lấy nước tưới an toàn ta chọn hi = 1m

vậy: MNC= 1009,3+0,5= 1009,8 m

So sánh 2 yêu cầu trên ta có cao trình mực nước chết là 1009,8 m Tra quan hệ Z~V

ta được dung tích chết là Vc= 0,0604 (106 m3)

2.2.3 Dung tích hiệu dụng và mực nước dâng bình thường

a, Xác định dung tích hiệu dụng khi chưa kể tổn thất

Dung tích hiệu dụng ký hiệu là Vhd , là phần dung tích nằm trên phần dungtích chết có nhiệm vụ điều tiết cấp nước cho các đối tượng dùng nước và được xácđịnh theo kết quả tính toán điều tiết dòng chảy với yêu cầu dùng nước

Vhd = V

-Lượng nước đến hồ và lượng nước dùng được thống kê ở bảng dưới đây:

Bảng 2.2: Lưu lượng nước đến và nước dùng của hồ

Bảng 2.3 là bảng tính toán V- điều tiết hồ chưa kể tổn thất

Cột (1): Thứ tự các tháng theo năm thủy lợi

Côt (2): Số ngày trong tháng

Cột (3): Lưu lượng đến từng tháng

Cột (4): Lượng nước dùng hàng tháng

Cột (5): Lượng nước thừa hàng tháng (khi WQ > Wq ) thì (5) = (3) - (4)Cột (6): Lượng nước thiếu hàng tháng (khi WQ < Wq ) thì (6) = (4) - (3)Cột (7): Quá trình lượng nước có trong hồ kể từ mực nước chết

Cột (8): Lượng nước xả thừa

Hồ chứa điều tiết 1 lần nên tổng cột (6) sẽ có dung tích nước cần trữ V- chính

là Vhd để đảm bảo yêu cầu cấp nước ở thời kỳ thiếu nước

Bảng 2.3: Tính toán điều tiết khi chưa tổn thất ( lần 1 )

(ngày )

WQ(106m3)

Wq(106m3

Lượng nước thừa hoặc thiếu ∆V+,∆V-(106m3)

Lượngnước tíchtrong hồ

106m3

Lượngnước xảthừa

b, Dung tích hiệu dụng khi kể đến tổn thất

Bảng 2.4 là bảng tính toán điều tiết hồ lần 2 có kể đến tổn thất bốc hơi vàthấm

Cột (2): Là cột (7) của lần tính đầu tiên chưa kể tổn thất ( bảng 2.3 ) cộng với

Vc , như vậy Vi ở cột (2) là dung tích của hồ chứa ở cuối mỗi thời đoạn tính toán ΔZti Khi hồ chứa bắt đầu tích nước thì giả thiết trước đó hồ chứa đã tháo kiệt nước đếnmực nước chết

Cột (3): là dung tích bình quân hồ chứa của mỗi thời đoạn

Cột (4): là diện tích mặt hồ tra từ quan hệ F ~ V ở bảng 1.1

Cột (5): lượng bốc hơi hàng tháng

Cột (6): lượng tổn thất do bốc hơi Wb = ΔZZi Fi

Cột (7): lượng tổn thất do thấm Wt = k Vbq Trong đó Vbq xác định ở cột(3), k là hệ số tính đến tổn thất trong trường hợp lòng hồ có điều kiện địa chất bìnhthường ta có thể chọn k = 1% lượng nước bình quân trong hồ

Cột (8): lượng tổn thất tổng cộng Wtti = Wt + Wbi

Cột (9): tổng lượng nước đến của từng tháng lấy từ cột (3) của (bảng 2.3).Cột (10): Tổng lượng nước dùng hàng tháng bằng cột (4) của (bảng 2.3)cộng với cột (8) của (bảng 2.4)

Cột (11): Lượng nước thừa hàng tháng bằng cột (9) – cột (10)

Cột (12): Lượng nước thiếu hàng tháng bằng cột (10) – cột (9)

Cột (13): Quá trình lượng nước có trong hồ

Cột (14): Lượng nước xả thừa

Tổng cột (12) chính là V- và là dung tích hiệu dụng Vhd đã kể đến tổn thấtvới lần tính thử đầu tiên.

Kết quả tính toán điều tiết lần 2 theo phương pháp trữ sớm được ghi trongbảng 2.4 dưới đây

Bảng 2.4: Tính toán điều tiết hồ có kể đến tổn thất

Thá

ng

∆V+

∆V-

6 0.80

44

0.432

0.0876

15

7

0.0014

0.0043

0.005

7 1.279 0.541

0.738

0.7984

7 1.45

14

1.128

0.1410

13

5

0.0019

0.0113

0.1600

12

1

0.0019

0.0145

0.1600

12

5

0.0020

0.0145

0.1600

14

6

0.0023

0.0145

0.1600

14

2

0.0023

0.0145

0.1600

13

4

0.0021

0.0145

0.1570

14

2

0.0022

0.0139

0.1420

17

1

0.0024

0.0114

0.12

0.0024

0.0076

0.0810

18

8

0.0015

0.0038

04 30 50 2 9 3 2 41

Cộn

g

13.702

1.439

12.324

Từ bảng ta có: Vhd = V- = 1,439.106 m3

 Vh = Vhd + Vc = (1,439 + 0,0604).106 = 1,499.106 m3

ΔZV= 2 .

1 2

V

V V

h

h

h

100% = 3,23 % < 5%

Sai số nằm trong khoảng cho phép Nên tính toán đạt yêu cầu

b, Mực nước dâng bình thường

Mực nước dâng bình thường ứng với dung tích hồ chứa bằng tổng dung tíchhiệu dụng và dung tích chết

Vh = Vhd + Vc = 1,499.106 m3  Vh = Vbt = 1,499.106 m3Tra quan hệ Z~ V  MNDBT ≈ 1024,86 m

Vậy MNDBT = 1024,86 m.

2.3.Các thông số hồ chứa

Từ kết quả tính toán điều tiết ở trên ta có kết quả như sau:

Bảng 2.5: Bảng thông số hồ chứaMNC (m) MNDBT(m) Vc (m3) Vhd (m3) Vhồ (m3)

2.4 Bố trí tổng thể tuyến công trình đầu mối

Biện pháp công trình: Xây dựng đập tạo hồ chứa trữ nước trong mùa mưa.Nước được lấy từ hồ chứa qua cống, một phần tưới trực tiếp cho 125ha khu tưới bên

tả suối Loọng Luông và một phần cấp bổ sung cho 25ha diện tích khu tưới sau đậpdâng (ở bên hữu)

Hồ chứa xây dựng trên hai khe suối Loọng Luông và Loọng Nghịu Cácphương án tuyến được đế suất như sau:

Phương án I:

+ Tuyến đập: Gồm đập chính và đập phụ ngăn hai khe suối Loọng Luông

và Loọng Nghịu, tuyến đập đi qua quả đồi giữa hai khe suối

+ Tuyến tràn xây dựng trên quả đồi ở giữa hai khe suối Loọng Luông vàLoọng Nghịu.

+ Tuyến cống: Cửa cống đặt bên phía vai trái suối Loọng Luông qua đập điđến khu tưới bên tả của suối Loọng Luông

Phương án II:

+ Tuyến đập ngăn hai suối Loọng Luông và Loọng Nghịu, nằm lùi về phía

hạ lưu so với tuyến I

+ Tuyến tràn xây dựng bên bờ trái của suối Loọng Nghịu

+ Tuyến cống đặt ở bên phải của đập và nằm bên sườn núi của suối LoọngLuông

So sánh chọn phương án tuyến:

Ở phương án II dài hơn tuyến I nên tuyến I có khối lượng xây dựng đập ít hơn phương án II do tuyến đập đi qua quả đồi ở giữa hai khe suối Tràn ở phương

án I xây dựng trên quả đồi giữa hai khe suối có khối lượng đào đắp ít hơn phương

án II và có điều kiện địa chất ổn định hơn phương án II

Ngoài ra, xây dựng đập ở phương án I có đường giao thông tiện lợi hơnphương án II

Vậy ta chọn tuyến là phương án I

xử lý nền khá tốn kém nên ta không dùng đập bê tông Ở gần lưu vực có các mở đánhưng trữ lượng không lớn và việc khai thác vận chuyển khó khăn nên việc sử dụngđập đá đổ bê tông bản mặt không hợp lý Vậy ta chọn phương án xây dựng đập đất

vì xung quanh khu vực hồ có các mỏ đất có trữ lượng lớn và đảm bảo các chỉ tiêu

cơ lý để sử dụng đắp đập Các mỏ đất có vị trí thuận lợi cho việc thi công nên làmđập đất sẽ kinh tế hơn so với các loại đập khác và yêu cầu về nền của đập đất khôngcao nên sử dụng đập đất là hợp lý.

2.6 Hình thức tràn xả lũ

Tràn được xây dựng trên quả đồi ở giữa hai suối và đặt trên nền đá gốc đểgiảm khối lượng đào đắp và đảm bảo ổn định về địa chất Khi đó ta chọn hình thứctràn đỉnh rộng có cửa van điều tiết

PHẦN II – THIẾT KẾ CƠ SỞ CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CHỌN KHẨU DIỆN TRÀN HỢP LÝ

3.1 Tính toán điều tiết lũ

3.1.1 Các phương án tính toán khẩu diện tràn

Ta tính toán điều tiết lũ với 3 phương án khẩu diện tràn khác nhau với caotrình ngưỡng bằng MNDBT = +1024,86 m

Btran = 12m, Btran = 15m, Btran =18m

3.1.2 Mục đích

Mục đích của công việc tính toán điều tiết lũ để ta xác định được đường quátrình xả lũ ( q~t ), dung tích phòng lũ ( Vpl ) hợp lý, lưu lượng xả lũ lớn nhất (qmax),cột nước siêu cao (Hhs ) ứng với từng phương án chiều rộng Btran trên cơ sở dung

tích phòng lũ đó ta xác định được cao trình đỉnh đập, quy mô kích thước của côngtrình tràn sao cho phù hợp với yêu cầu phòng lũ ở hạ lưu, và đồng thời chống ngậpúng ở thượng lưu.

3.1.3 Nội dung tính toán

Tính toán với tần suất lũ thiết kế và tần suất lũ kiểm tra:

+ Tần suất lũ thiết kế: P = 1,0%

+ Tần suất lũ kiểm tra: P = 0,2%

Ta sử dụng phương pháp đồ giải của Potapop để tính toán

Xuất phát từ phương trình cân bằng nước

dV= (Q - Qx)dt (III.1)Trong đó:

V: Dung tích nước trong hồ

+ Bước 1: Lựa chọn thời đoạn tính toán ΔZt Lấy ΔZt = 15 phút = 900s

+ Bước 2: Giả định một số giá trị mực nước hồ, từ đó tính được cột nước htrên đỉnh tràn

+ Bước 3: Tính lưu lượng xả qua tràn theo công thức: 3/2

2

q mB gH vớitràn chảy tự do, lấy hệ số lưu lượng m = 0,35

+ Bước 4: Ứng với các giá trị mực nước tra quan hệ Z~V tìm được dungtích hồ

+ Bước 5: Tính giá trị f1 và f2

+ Bước 6: Vẽ quan hệ q~f trên cùng một đồ thị

3.1.3.2 Xây dựng đường quá trình xả lũ

Đường quá trình xả lũ q(t) được xác định trên cơ sở sử dụng biểu đồ phụ trợ

đã xác định ở mục trên Đường quá trình xả lũ, dung tích siêu cao và mực nước siêucao của hồ chứa theo phương pháp Potapop được thực hiện như sau:

+ Bước 1: Tại mỗi thời đoạn tính toán ΔZt, tính Q = 0,5( Q1 + Q2)

+ Bước 2: Từ q1 ban đầu đã biết ( thời điểm ban đầu chưa có lưu lượng xảnên qx = 0) tra trên biểu đồ quan hệ phụ trợ theo quan hệ q~f1 xác định được giá trị

3.1.4 Tính toán chi tiết

Tính toán với MNDBT = + 1024,86m

Vbt = 1,499.106 m3 ; Zng.tran = + 1023,36 m, Vng= 1,263.106 m3 ΔZt = 900s ; m = 0,35

3.1.4.1 Phương án tràn có B = 12m

Bảng 3.1: Bảng tính mối quan hệ phụ trợ q~f

TT Z(m) h(m) VK(10^6m3)

V(10^6m3) q(m3/s) f1(m3/s) f2(m3/s)

qx(m3/s)

f1(m3/s)

f2(m3/s)

Vtn

22.620

1.498

1024.86

1.498

1024.86

1.506

1024.91

1.55

34.415

1.517

1024.98

1.62

35.8551

1.528

1025.05

1.69

38.5791

1.537

1025.11

1.75

41.5301

1.544

1025.15

1.79

44.1881

1.548

1025.18

1.82

46.423