Thiết kế hồ chứa nước sông thao PA2

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Sông Thao PA2LỜI NÓI ĐẦU Đồ án tốt nghiệp là một nội dung quan trọng trong chương trình đào tạo củatrường đại học Thuỷ Lợi, là bước tổng hợp và kết

Trang 1

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Sông Thao PA2

MỤC LỤC

PHẦN I GIỚI THIỆU CHUNG 1

CHƯƠNG I ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN 1

I Điều kiện tự nhiên 1

1 Vị trí địa lý 1

2 Địa hình, địa mạo 1

3.Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn 2

3.1.Địa tầng 2

3.2.Điều kiện địa chất công trình 2

3.3 Điều kiện địa chất thủy văn 4

4.Điều kiện khí tượng thủy văn 4

4.1.Khí tượng 4

4.2 Dòng chảy năm với tổn thất bốc hơi 5

4.3.Dòng chảy lũ 5

4.4.Dòng chảy kiệt và phù xa 6

4.5.Tổn thất thấm 6

5 Các tài liệu cơ bản khác 6

5.1 Quan hệ Q ~ Hhạ 6

5.2 Đường quan hệ Z ~ F và Z ~ W 7

5.3 Yêu cầu dùng nước 7

5.4 Các chỉ tiêu cơ lý 7

6.Điều kiện giao thông 8

7.Vật liệu xây dựng 8

CHƯƠNG II TÌNH HÌNH KINH TẾ XÃ HỘI VÀ NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH 11

I.Tình hình kinh tế xã hội 11

1.1.Tình hình dân số và lao động xã Pú Nhi được thống kê theo bảng sau 11

2.2.Tình hình sử dụng đất đai 11

II.Phương hướng phát triển kinh tế 12

III.Nhiệm vụ công trình 12

IV.Đề xuất phương án công trình 13

PHÂN II PHƯƠNG ÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI 14

CHƯƠNG III CẤP CÔNG TRÌNH 14

I.Giải pháp công trình: 14

1.Hình thức đập 14

2 Xác định cấp công trình 14

2.1 Theo nhiệm vụ công trình 14

2.2 Theo chiều cao công trình và loại nền 15 GVHD: TH.S Phạm Thị Hương SVTH: Nguyễn Văn Hợp

Trang 2

2.3 Xác định các chỉ tiêu thiết kế 15

CHƯƠNG IV XÁC ĐỊNH CÁC MỰC NƯỚC HỒ CHỨA 16

I Xác định mực nước chết (MNC) 16

1 Xác định MNC theo điều kiện bùn cát 16

2 Xác định MNC theo điều kiện MNKCĐK 16

II Xác định mực nước dâng bình thường (MNDBT) 17

1 Khái niệm, phương pháp xác định MNDBT 17

1.1 Khái niệm 17

1.2 Phương pháp tính 17

1.3 Tính toán điều tiết hồ xác định MNDBT 17

1.4 Tính toán tổn thất hồ chứa 19

1.5 Tính dung tích hiệu dụng khi có tổn thất hồ chứa 20

1.6 Xác định MNDBT 21

CHƯƠNG V ĐIỀU TIẾT LŨ 22

I, Mục đích và phương pháp tính toán 22

1- Mục đích 22

2 Tài liệu tính toán 22

3 Nguyên tắc tính toán điều tiết lũ 22

PHẦN III THIẾT KẾ KỸ THUẬT CÔNG CÁC CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI 32 CHƯƠNG VI CAO TRÌNH ĐỈNH ĐẬP 32

I, Mục đích, ý nghĩa : 32

1 Xác định cao trình đỉnh đập 32

1.1 Cao trình đỉnh đập ứng với MNDBT: Z1 = MNDBT + + hsl + a (*) 33

1.2 Xác định cao trình đỉnh đập ứng với MNLTK: ( P = 1% ) 36

II.Cấu tạo các chi tiết đập 39

1.Bề rộng đỉnh đập B Căn cứ vào14 TCN 157/2005 mục 4.2 trang 21 39

2 Mái đập và cơ đập 39

III Thiết bị chống thấm 40

1 Thân đập 40

2 Nền: không thiết bị chống thấm 40

IV Thiết bị thoát nước 40

V.Tính thấm qua đập 41

1.Mục đích và phương pháp 41

2 Các trường hợp tính toán: 41

GVHD: TH.S Phạm Thị Hương SVTH: Nguyễn Văn Hợp

Trang 3

2.1 Các mặt cắt tính toán: Yêu cầu tính với 3 mặt cắt đại biểu 42

2.1.1 Tính thấm cho mặt cắt lòng sông 42

2.2:Mặt cắt sườn đồi (Tính cho trường hợp MNDBT và hạ lưu không có nước ) 46

3: Tổng lưu lượng thấm 49

VI.Tính toán ổn định đập đất 50

1 Trường hợp tính toán ổn định : 50

2.Phương pháp tính toán : 51

3.Tính toán ổn định cho mái hạ lưu 51

3.1 Xác định vùng có tâm cung trượt nguy hiểm 51

3.2 Xác định hệ số an toàn K 52

4 Đánh giá tính hợp lý của mái : 67

CHƯƠNG 7 TRÀN XẢ LŨ 68

I, Mô tả hình thức và quy mô tràn xả lũ 68

1 Đoạn cửa vào: 68

2 Ngưỡng tràn: 69

3 Dốc nước 69

4 Bộ phận tiêu năng 69

5 Kênh hạ lưu 69

II Kiểm tra khả năng tháo của tràn 70

III.Tính toán thủy lực dốc nước : 71

1 Đường mặt nước trên dốc nước 71

2 Tính toán thuỷ lực dốc nước 72

3 Kênh dẫn hạ lưu 81

4 Tính toán tiêu năng cuối dốc nước 81

4.1.Chọn lưu lượng tính toán tiêu năng 81

4.2.Xác định kích thước bể tiêu năng 82

CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ CỐNG NGẦM LẤY NƯỚC 85

8- 1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG 85

I- Nhiệm vụ cấp công trình 85

1 - Nhiệm vụ: 85

2 Hình thức cống: 85

3 Sơ bộ bố trí cống: 85

4- Thiết kế kênh hạ lưu cống 85

Trang 4

5- Thiết kế mặt cắt kênh 86

6- Kiểm tra điều kiện không xói 87

7- Xác định độ sâu trong kênh ứng với các cấp lưu lượng: 87

8- 2 TÍNH KHẨU DIỆN CỐNG 88

I Trường hợp tính toán: 88

II Xác định bề rộng cống bc 88

1 Xác định tổn thất tại cửa ra cống: 89

2 Xác định chiều cao và cao trình đặt cống 94

3 Kiểm tra trạng thái chảy và tính toán tiêu năng 95

3.1 Trường hợp tính toán 95

3.2 Xác định độ mở cống 95

3.3 Kiểm tra trạng thái chảy trong cống 97

5.Chọn cấu tạo cống 103

5.1.Cửa vào , cửa ra 103

5.2.Thân cống 103

PHẦN IV TÍNH TOÁN CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬT 106

CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN KẾT CẤU TƯỜNG BÊN NGƯỠNG TRÀN 106

I- Mục đích và các Trường hợp tính toán 106

1-Mục đích tính toán : 106

2- Các Trường hợp tính toán 106

II- Tài liệu cơ bản và Các yêu cầu thiết kế 106

1 Bố trí kết cấu: 106

2 Số liệu tính toán: 107

3 Các yêu cầu tính toán thiết kế: 107

III- Tính toán ổn định 107

1.Tính ổn định tường bên ngưỡng tràn 107

1.1 Các trường hợp tính toán 107

1.2 Số liệu tính toán 107

1.3 Trường hợp tường mới thi công xong, trên bờ có áp lực xe máy 108

1.4 Mới xả lũ xong, sau lưng tường có áp lực nước ngầm 110

IV- Tính toán nội lực trong Các bộ phận tường bên ngưỡng tràn: 112

KẾT LUẬN 129

Trang 5

LỜI NÓI ĐẦU

Đồ án tốt nghiệp là một nội dung quan trọng trong chương trình đào tạo củatrường đại học Thuỷ Lợi, là bước tổng hợp và kết nối các kiến thức đã được học tập

và nghiên cứu trong suốt năm năm học, đồng thời nghiên cứu sâu thêm các kiếnthức bổ ích mà chưa đề cập hoặc đề cập một cách tổng quát trong các tiết học trênlớp Đồ án tốt nghiệp giúp sinh viên tiếp cận với thực tế thiết kế và xây dựng cáccông trình thủy lợi, nối liền giữa lý thuyết và thực tiễn sản xuất

Nội dung đồ án này là thiết kế các công trình đầu mối phục vụ cho công tácquản lí và khai thác tổng hợp nguồn nước cũng như phòng chống tác hại do nướcsinh ra, cụ thể là thiết kế hồ Sông Thao (PA2)

Với những kiến thức đã học và sự giúp đỡ của giáo viên hướng dẫn em thiết

kế phần thủy công công trình hồ Sông Thao (PA2)

Nội dung đồ án gồm 4 phần chính sau:

- Phần thứ nhất: Tài liệu cơ bản

- Phần thứ hai: Phương án công trình đầu mối

- Phần thứ ba: Thiết kế kỹ thuật

- Phần thứ tư: Tính toán chuyên đề

Trang 6

PHẦN I GIỚI THIỆU CHUNG CHƯƠNG I ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN

I Điều kiện tự nhiên.

1 Vị trí địa lý.

Cụm công trình đầu mối hồ chứa nước sông Thao dự kiến xây dựng nằm trênsuối Nậm Ngam, thuộc địa phận bản Nậm Ngam A xã Pú Nhi Huyện Điện BiênĐông tỉnh Điện Biên Cách thị xã Điện Biên 20km, cách thị trấn Na Son 23km

2 Địa hình, địa mạo.

Huyện Điện Biên Đông tỉnh Lai Châu thuộc vùng núi, có nhiều đồi núi trọc,cây cối thấp và thưa thớt xen kẹp núi là những vùng đất bằng phẳng và thấp Đồi núichiếm phần lớn diện tích xã Cao độ đồi núi từ 700 - 1600, chỉ có các thung lũng hẹp

có địa hình tương đối bằng phẳng có cao độ từ 900 - 700

Với địa hình như trên các khu tưới bị phân tán hình thành các bậc thang nhỏ,diện tích khu tưới được phân bổ trên một diện rộng

Suối Nậm Ngam là một nhánh chính của sông Thao phát nguyên từ dãy núi

Pu Huốt xã Mường Phăng huyện Điện Biên Diện tích lưu vực tính đến tuyến côngtrình là 15km2 Xung quanh lưu vực là núi cao bao bọc, thung lũng chật hẹp, càng

về hạ lưu gần bản Nậm Ngam A thung lũng được mở rộng có chỗ tới 0,9km nhưngtại cuối bản suối bị thắt lại bởi hai dãy núi có cao độ +1240 có khả năng tạo thànhmột lòng hồ chứa nước tương đối tốt Lòng suối về mùa cạn chỉ rộng vài mét tuynhiên về mùa lũ nước chảy tràn trên cánh đồng rộng gần 200m

Đặc điểm địa hình khu vực cụm công trình đầu mối tương đối hẹp, mái dốc của

thành các mảnh nhỏ chạy dọc các thung lũng ven suối xung quanh bị bao bọc bởi cácdãy núi, các thửa ruộng kiểu này phân bố trên hầu hết các bản của xã Pú Nhi

Vùng hưởng lợi của công trình bao gồm hai khu tưới chính là :

- Khu tưới Nậm Ngam C nằm ở hạ lưu công trình cách cụm công trình đầumối 1.2km Cao trình mặt đất tự nhiên tại khu tưới thay đổi từ 1100 đến

800 Độ dốc mặt đất tự nhiên tại khu tưới thay đổi từ 3-5

GVHD: TH.S Phạm Thị Hương SVTH: Nguyễn Văn

Trang 7

-Khu tưới sau đập dâng Tạ Té B chạy dọc theo lòng suối Cao trình mặt đất tựnhiên tại khu tưới thay đổi từ 713 đến 520 Độ dốc mặt đất tự nhiên tại khu tướithay đổi từ 3-5

Cả hai khu tưới này đều nằm ven suối Nậm Ngam có địa hình dốc, để có thể

sử dụng làm khu tưới cho lúa thì cần phải cải tạo lại thành các khu ruộng bậc thang

3.Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn.

3.1.Địa tầng

Địa tầng trong khu vực khảo sát từ trên xuống được khái quát như sau:

- Trên cùng là các thành tạo bở rời nguồn gốc bồi tích sông, suối hiện đạigồm cát cuội sỏi lẫn đất, tảng lăn tập trung tại các khu vực thềm bồi và lòng suốidày từ 1,0 đến 3,0 m

- Các thành tạo có nguồn gốc bồi tích sớm hơn được hình thành trên cácthung lũng nhỏ hẹp bao gồm sét pha, phía dưới là sét pha, cát pha có lẫn cuội sỏi,đôi chỗ có lẫn tảng lăn, có chiều dày từ 5,0 đến 10,0 m

- Các thành tạo là sản phẩm phong hoá của đá gốc với thành phần chủ yếu làsét pha – sét màu nâu đỏ, nâu vàng đôi chỗ có lẫn tảng lăn của đá mẹ,nguồn gốcsườn tích, tàn tích (e, dQ),phân bố rộng khắp trong khu vực và có chiều dày lớn,thay đổi từ vài mét đến vài chục mét

của vỏ phong hoá; phía trên đá gốc thường bị phong hoá nứt nẻ, phía dưới sâu làkhối đặc chắc Ngoài ra, trong khu vực đá gốc còn xuất lộ ra trên bề mặt và tạothành những khối lớn độc lập cứng chắc với thành vách dựng đứng

điệp Suối bàng phân bố tại vùng rìa và tập trung nhiều về phía Nam khu vực khảosát Đất đá hệ tầng này do bị vò nhàu mạnh nên cũng thường có tầng phong hoá dàyphủ trên mặt, chúng không thấy xuất lộ ra trên bề mặt đất tự nhiên

3.2.Điều kiện địa chất công trình.

Lớp 1a: Bồi tích suối hiện đại gồm cát cuội sỏi lẫn đất, kết cấu rời rạc Lớpnày thường phân bố theo phạm vi hẹp tại lòng suối dưới dạng thấu kính,chiều dàylớp từ 1,0-2,5 m

Trang 8

Lớp 1b: Đất sét pha vừa màu xám nâu trạng thái dẻo cứng, phía dưới đấtthường dẻo mềm, nguồn gốc bồi tích (a,Q) Lớp này phân bố trên toàn bộ khu vựcthung lũng giữa đập, chiều dày lớp ít biến đổi, trung bình từ 2.2 đến 3.0 m Tại mặtcắt thượng lưu của PA-I phạm vi phân bố của lớp bị thu hẹp

Lớp 1c: Cát pha lẫn ít sạn, màu xám trắng, xám nâu, kết cấu rời rạc, nguồngốc bồi tích (aQ) Lớp này phân bố phía dưới lớp đất 1b, chiều dày từ 0.9 đến 1.7

m Lớp này không bắt gặp tại mặt cắt thượng lưu

Lớp 1d: Đất sét pha màu xám ghi, xám xanh lẫn cuội sỏi tròn cạnh, kíchthước từ 1- 4 cm, nguồn gốc bồi tích (aQ) Lớp này phân bố phía dưới lớp 1c và lớp1b, chiều dày lớp khá đồng đều, biến đổi từ 1,5 đến 2,5m Tại mặt cắt thượng lưuphạm vi phân bố của lớp này cũng bị thu hẹp theo chiều dài của tuyến

Lớp 1e: Đất sét pha vừa màu xám xanh, trạng thái dẻo cứng, nguồn gốc bồitích (a,Q), lớp này phân bố phía dưới lớp đất 1d dưới dạng thấu kính vát nhọn haiđầu, chiều dày của lớp lớn nhất từ 1.0 đến 1.2m

Lớp 2a: Đất sét pha màu xám nâu, lẫn sạn sỏi, trạng thái đất nửa cứng đếncứng, nguồn gốc sườn tích (d,Q) Lớp phân bố chủ yếu tại khu vực sườn đồi vaiphải đập, với chiều dày trung bình là 1,0m, cá biệt tại taluy đường do lớp được sangạt và đắp thêm nên chiều dày có chỗ đạt tới 2.7 m

Lớp 2b: Đất sét pha nặng màu nâu đỏ trạng thái nửa cứng đến cứng, nguồngốc sườn tích (d,Q) Lớp phân tại khu vực suờn đồi về phía hai đầu vai đập Tại vaiphải đập lớp phân bố phía dưới lớp 2a, còn vai trái đập phân bố ngay trên bề mặtđất tự nhiên phía dưới lớp đất thổ nhưỡng, chiều dày từ 1,5 đến 4,0 m

Lớp 3a: Đất sét pha nặng màu nâu vàng, nâu đỏ đốm trắng trạng thái dẻocứng đến, nguồn gốc tàn tích (eQ) Lớp được phân phía dưới các lớp 2b và 1e, vàphát triển chủ yếu từ vị trí lòng suối đến vai phải đập Chiều dày của lớp khá lớn lênđến trên 15 mét và chưa kết thúc

Lớp 3b: Đất sét pha vừa màu xám vàng đốm trắng, trạng thái đất cứng,nguồn gốc tàn tích (e,Q) Lớp này chỉ bắt gặp tại khu vực sườn vai trái đập, chiềudày trung bình của lớp là 5.0m, cá biệt tại vị trí hố khoan KT6 phía thượng lưu đậpvai trái , chiều dày lớp đạt trên 10m

Lớp 3c: Tàn tích phong hoá mãnh liệt của đá granit thành đất sét pha nặngmàu xám vàng trạng thái cứng, còn giữ nguyên cấu trúc của đá mẹ, các khe nứt đã

Trang 9

bị lấp nhét kín và có màu nâu đen của ôxit sắt Lớp này nằm dưới lớp 3b và chỉphân bố tại sườn vai trái đập, chiều dày lớp tương đối lớn đạt trên 10 m

Lớp 4c: Đá granit phong hoá nhẹ, đá có màu sáng và khá cứng chắc Lớpnày không gặp trong nền tuyến đập mà xuất lộ trên bề mặt thành khối lớn váchdựng đứng phía cuối vai phải đập

3.3 Điều kiện địa chất thủy văn

Kết quả phân tích hoá lý của các mẫu nước lấy tại hố khoan và nước mặt(xem chi tiết tại phụ lục) cho thấy: nước trong khu vực là loại nước nhạt Bicacbonat

me/l Qua đối chiếu hàm lượng hoá học của nước với các chỉ tiêu được quy địnhtrong tiêu chuẩn ngành 14TCN 78-88 nhận thấy: nước trong khu vực công trìnhkhông có bất cứ một dấu hiệu nào về khả năng ăn mòn các loại đối với bê tông dùngcho công trình thuỷ công

4.Điều kiện khí tượng thủy văn.

Tốc độ gióbình quân V(m/s)

Số giờnắng h(giờ)

Trang 10

4.2 Dòng chảy năm với tổn thất bốc hơi

Lượng tổn thất bốc hơi được phân phối như sau :

Bảng: 2Phân phối bốc hơi theo tháng

Trang 11

Theo kết quả tính dòng chảy rắn và bồi lắng lòng hồ, với tuổi thọ công trình 75

4.5.Tổn thất thấm.

Tổn thất qua thân công trình kể cả rò rỉ lấy 0,1 lít/s/m

Tổn thất qua đáy hồ : Theo đánh giá điều kiện địa chất lòng hồ là tốt, không cókhả năng mất nước sang lưu vực bên cạnh do đó trong tính toán lấy dung tích thấm

là 0,65% lượng nước trong hồ từng tháng

5 Các tài liệu cơ bản khác.

Trang 12

5.3 Yêu cầu dùng nước.

Trang 13

Một số chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất nền khu vực đầu mối

n

Góc

ma sáttrong ϕ

Lựcdính

C

Hệ sốnén lún

a1-2

Sứcchịu tải

Ro

Hệ số thấm K

6.Điều kiện giao thông.

Tại vùng dự án có một số tuyến đường giao thông rải đất cấp phối với chiềurộng từ 5-7m Tuy nhiên các tuyến đường này mới chỉ nối trung tâm xã Pú Nhi vàmột số bản lớn, các bản còn lại chưa có tuyến đường giao thông Với địa chất đất cótính sét cao vào mùa mưa các tuyến đường giao thông trên bị xói lở nhiều và rất lầylội các phương tiện cơ giới khó có thể vận chuyển được Hiện tại vào mùa mưa việcliên lạc với bên ngoài hầu hết bằng ngựa thồ, xe mô tô

7.Vật liệu xây dựng.

- Vật liệu đắp đập

Để lựa chọn vật liệu cho đắp đập hồ chứa, trong giai đoạn nghiên cứu khả thichúng tôi đã tiến hành thăm dò 2 mỏ vật liệu nằm về phía thượng lưu hồ

Mỏ M1: là triền đồi phía đầu vai phải đập có vị trí cách tuyến đập phương

II khoảng 50m (xem bản vẽ ĐC -10) Khu vực dự kiến khai thác vật liệu đất đắp làtriền đất cao có cao độ từ (+)1110m đến (+) 1125m Diện khai thác của M1 chiềudài 250m, chiều rộng 60m, diện tích khai thác S1 = 15 000 m2 ,chiều sâu khai tháctrung bình đạt từ 2.0 m đến 3,0m sau khi đã bóc bỏ lớp thảm thực vật và rễ cây bềdày từ 0.2-0.4 m,, tổng trữ lượng khai thác của mỏ (được đánh giá ở cấp A) với trữlượng là: 37 500m3

Trang 14

Mỏ M2: là toàn bộ quả đồi nằm phía phải đường viền hồ cách vị trí tuyến tuyếnđập PA-II là 150m Phạm vi dự kiến khai thác của M2 có chiều dài 500m, chiều rộng

là 300m, diện khai thác S2 = 150 000m Với chiều sâu của tầng khai thác thác đạt từ3,0m đến trên 4,0m sau khi đã bóc bỏ lớp thực vật và rễ cây là 0,2-0,3 m, mỏ cho phépkhai thác vơí tổng trữ lượng là; 500 000m3

Đất khai thác ở 2 mỏ này chủ yếu là đất sét pha màu nâu đỏ,nâu vàng, xámvàng lẫn ít dăm mảnh nguồn gốc sương tích và pha tàn tích (edQ); trạng thái đất ởđiều kiện tự nhiên thường từ nửa cứng đến cứng, chiều dày khai thác của các lớpnày đều > 2,0m Các chỉ tiêu đầm nén và các chỉ tiêu cơ lý của đất tương ứng với

- Vật liệu đá:

Trang 15

Đá làm cốt liệu Bêtông và đá xây lát trong khu vực có thể được khai thác tạikhu mỏ hiện đang được khai thác nằm trên tuyến đường đi Nậm Ngam C cáchUBND xã 2,0 km

Trang 16

CHƯƠNG II TÌNH HÌNH KINH TẾ XÃ HỘI VÀ NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH

I.Tình hình kinh tế xã hội

1.1.Tình hình dân số và lao động xã Pú Nhi được thống kê theo bảng sau

số sườn đồi chỉ để sử dụng tại chỗ

Về chăn nuôi :Hiện nay chăn nuôi chỉ mang tính lẻ tẻ thiếu tập trung, các giađình chỉ nuôi theo hình thức chăn thả tự nhiên

Về điện : Hiện tại có một đường dây điện 35kv cung cấp điện cho xã Điện

đã được đưa tới phần lớn các bản của xã Pú Nhi Hiện nay điện mới chỉ được dùngcho thắp sáng và nghe đài

Với địa bàn bao gồm các dân tộc thiểu số sống phân tán trên diện rộng, cơ sởvật chất hạ tầng chưa đầy đủ, chưa đáp ứng được nhu cầu của sản suất vì vậy cácnghành công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp chưa phát triển Tình hình trên dẫn đếnlao động dư thừa, kinh tế khó khăn, khai thác rừng không đúng kế hoạch làm cho đấttrống, đồi núi trọc hàng năm vẫn có xu hướng tăng dần

2.2.Tình hình sử dụng đất đai

Hiện trạng sử dung đất đai xã Pú Nhi như sau:

Trang 17

-Tổng diện tích đất tự nhiên 17.900ha

Trong đó:

Đất nông nghiệp 2395ha

Lúa nước: 162ha

Lúa nương 1640ha

Cây công nghiệp và cây ăn quả: 593ha

Đất rừng 12900 ha

Đất chưa sử dụng 4794 ha

II.Phương hướng phát triển kinh tế.

Từ thực trạng kinh tế như đã nêu trên và căn cứ vào những cơ sở cho chuyểndịch kinh tế,huyện Điện Biên Đông đã có định hướng cho việc phát triển kinh tế xãhội khu vực cụm xã Pú Nhi gia đoan 2000-2005 như sau:

- Đẩy mạnh phát triển kinh tế xã hội theo hướng chuyển dịch kinh tế trên cơ

sở đẩy mạnh phát triển nông nghiệp,lâm nghiệp,phát triển dịch vụ thương mại dulịch,phát triển công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp, đảm bảo sự phát triển hài hòagiữa các nghành kinh tế.Chú trọng phát triển văn hóa xã hội,nâng cao trình độ dântrí,mở rộng ngành nghề

- Khai thác hiệu quả các tiềm năng săn có đặc biệt là tiềm năng khu vực lòng

hồ Nậm Ngâm.Thực hiện thâm canh tăng vụ,tăng năng suất và chất lượng sảnphẩm,phát triển mạnh việc trồng cây có năng suất cao,có giá trị kinh tế lớn

- Đẩy mạnh phát triển chăn nuôi trâu,bò

- Phân công lại nông thôn bằng biện phạp phát triển nghành nghề để sử dụnghợp lý sức lao động

- Cấp nước sinh hoạt cho 4500 dân trong vùng

- Tạo mặt nước nuôi cá và đầu nước để phát điện

Trang 18

- Cải tạo và bảo vệ cảnh quan, môi trường sinh thái vùng dự án

IV.Đề xuất phương án công trình.

Qua nghiên cứu các tài liệu về điều kiện tự nhiên, nhu cầu dùng nước để sảnxuất nông nghiệp trong vùng ta thấy :

+ Tổng lượng nước đến trong năm đủ đáp ứng nhu cầu nước dùng

+ phân phối dòng chảy không đều, về mùa mưa nhu cầu nước dùng nhỏ thìlượng dòng chảy lớn, ngược lại mùa khô nhu cầu nước dùng lớn thì lượng dòngchảy nhỏ không đáp ứng được yêu cầu sản xuất

+ Điều kiện địa hình, địa chất : cho phép xây dựng hồ chứa nước, điều kiệnthi công thuận lợi, thiệt hại trong lòng hồ không lớn

Do vậy giải pháp công trình thủy lợi hợp lý nhất đáp ứng được nhiệm vụ làxây dựng hồ chứa nước Sông Thao điều tiết năm trên suối Nậm Ngam, với phương

án trữ nước sớm

Trang 19

PHÂN II PHƯƠNG ÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI

CHƯƠNG III CẤP CÔNG TRÌNH I.Giải pháp công trình:

+ Tuyến tràn:

Đập tràn tháo lũ là một hạng mục công trình quan trọng gần như không thểthiếu đối với hồ chứa,với nhiệm vụ điều tiết,cắt lũ đảm bảo cho hạ lưu không bịngập lụt.Việc bố trí phải phù hợp với nhu cầu thiết kế trong hệ thống công trình đầumối.Căn cứ vào điều kiện địa hình,địa chất và nối tiếp hạ lưu ta có thể bố trí tràndọc hoặc tràn ngàng.Với hình thức tràn ngang thi công phức tạp do đó ta chọn hìnhthức tràn dọc thích hợp với việc tháo lũ tự động thuận tiện cho thi công

Do lưu lượng lũ không lớn,ta chọn hình thức ngưỡng tràn là đập tràn đỉnhrộng chảy tự do.Độ dốc địa hình nhỏ lên chọn loại đường tràn dốc nước nối tiếpngay sau ngưỡng tràn tuyến cong.tiêu năng đáy.Tràn bằng bê tông cốt thép,trànđược bố trí giữa đập chính và đập phụ

+ Tuyến cống: Diện tích tưới nằm hoàn toàn ở bên trái suối Nậm Ngam nên

bố trí cống lấy nước dưới đập chính tại vai phải.Vì cống nằm dưới đập đất lên talàm cống ngầm không áp lấy nước kiểu tháp

2 Xác định cấp công trình.

2.1 Theo nhiệm vụ công trình.

Nhiệm vụ của công trình là cấp nước tưới cho 1200ha đất canh tác Trong đótưới tự chảy cho 600 ha lúa nước 2 vụ, 500 ha cây chè và 100 ha màu

QCVN 04-05:2012 BNNPTNT ta được cấp công trình là cấp III.

Trang 20

2.2 Theo chiều cao công trình và loại nền.

- Sơ bộ lấy chiều cao đập là 25m

B

Tra TCXDVN 285 ÷ 2002 (bảng 2.2) ta được cấp công trình là cấp III

Vậy kết hợp cả hai điều kiện trên, cấp công trình của hồ Sông Thao là cấp III

- Mức bảo đảm tính toán chiều cao sóng i = 1%

- Tần suất gió tính toán (TCVN 8216:2009)

+ MNDBT P = 4%

Trang 21

CHƯƠNG IV XÁC ĐỊNH CÁC MỰC NƯỚC HỒ CHỨA.

- a: là khoảng cách an toàn, lấy a = 0,5 m

- h: Chiều cao cống lấy nước, sơ bộ chọn h= 1.2(m)

Theo kết quả tính toán dòng chảy rắn và bồi lắng lòng hồ với tuổi thọ của công trình là T = 75 năm, thì tổng lượng bùn cát các loại bồi lắng trong hồ là Wbc = 0,460.106m3

- h: Chiều cao cống lấy nước, sơ bộ chọn h = 1.2(m)

Kết hợp 2 điều kiện trên chọn MNC = 1120,0 (m)

Trang 22

II Xác định mực nước dâng bình thường (MNDBT).

1 Khái niệm, phương pháp xác định MNDBT

1.1 Khái niệm.

- MNDBT là mực nước dâng cao nhất mà hồ có được trong thời kỳ thiếu nước

dung tích nay có nhiệm vụ giữ lại lượng nước thừa vào thời kỳ thừa nước và lấy ra

để sử dụng vào thời kỳ thiếu nước sau đó

)

(Q i−q i ∆t i = V i −V i−1

Trong đó:

xt i

th i

bh i c y i

qixt: Lưu lượng xả thừa

1.3 Tính toán điều tiết hồ xác định MNDBT

Tính dung tích hiệu dụng khi chưa có tổn thất

Trình tự tính toán: như trong bảng 4-1, các đại lượng trong bảng như sau:

Trang 23

+ Cột1: Thứ tự các tháng xếp theo năm thuỷ lợi, tháng đầu tiên (tháng 7) tương ứng với tháng mà lượng nước đến lớn hơn hoặc bằng lượng nước dùng+ Cột 2: Số ngày của từng tháng

+ Cột 3: Thời gian trong tháng (tính ra giây) ; (3) = (2)*24*3600 (s)

+ Cột 6: Tổng lượng nước đến, Cột (6) = Cột(4) x Cột(3)

+ Cột 7: Tổng lượng nước dùng, Cột (7) = Cột(5) x Cột(3)

+ Cột 8: Lượng nước thừa hàng tháng của thời kỳ thừa nước

∆V+= (6)-(7) nếu WQ > Wq+ Cột 9: Lượng nước thiếu hàng tháng của thời kỳ thiếu nước

∆V-= (7)-(6) nếu WQ < Wq+ Cột 10: Lượng nước tích cuối mỗi tháng

+ Cột 11: Lượng nước xả thừa

Kết quả tính toán điều tiết hồ chứa khi chưa kể đến tổn thất như sau:

Bảng 4-1: Tính toán điều tiết hồ chứa khi chưa kể đến tổn thất

Q (m3/

Trang 24

IV 30 2592000 0.052 0.073 134.78 189.22 54.43 0.00

7

6143.9 9

924.

31

5219.6 8

Nhận xét:

+ ∆V+ = 6143,99 (103 m3) > ∆V- = 924,31 (103 m3) nên hồ chỉ cần điều tiết năm

+ Tổng cột (9) sẽ là dung tích cần trữ lại để đáp ứng nhu cầu dùng nước hàngnăm Đây chính là dung tích hiệu dụng của hồ khi chưa kể đến tổn thất

Trang 25

(Vc = 659.103 (m3): là dung tích ứng với MNC)

+ Cột 3: Dung tích bình quân trong tháng

Vbq= (Vt+Vt+1)/2

+ Cột 7: Tổn thất thấm Do hồ nhỏ nên chọn lượng tổn thất thấm bằng0,65% dung tích bình quân của hồ (theo tài liệu thủy văn bài cho)

Cột 7 = 0,65%* Cột 3

Wtt= Wbh+Wt (Cột 8 = cột (6)+cột (7))

Nhận xét: Ta thấy Wtt = 150,78 (103 m3) < Wxt =5219,68 (103 m3) (trong trường hợpchưa kể đến tổn thất) Như vậy khi kể đến tổn thất hồ vẫn đảm bảo cung cấp đủnước

1.5 Tính dung tích hiệu dụng khi có tổn thất hồ chứa.

Bảng 4-3: Tính toán điều tiết hồ chứa có kể đến tổn thất

∆V

Lượngnước tích

Lượngnước xả

Trang 26

+ Cột 3: Tổng lượng nước dùng hàng tháng chưa kể tổn thất (cột (7) bảng 5-1).+ Cột 4: Tổng lượng nước dùng hàng tháng có kể tổn thất, bằng cột (3) cộng với cột(8) bảng 5-2

+ Cột 7: Lượng nước trữ trong hồ ở cuối mỗi tháng

Wtich thởi đoạn sau = Wtich thởi đoạn trước + ∆V+

với thời kỳ thừa nước

Wtich thởi đoạn sau = Wtich thởi đoạn trước - ∆V

với thời kỳ thiếu nước

Vhd = ∑∆V− = 967,3.103 (m3)

So sánh giữa hai lần tính

2

1 2

(%)

h

h h

V

V V

10.3,967

10.31,92410

.3,

.100% = 4,4%Sai số này nhỏ hơn sai số cho phép = 5%, như vậy ta không phải điều tiết lại lần 2

Trang 27

Tra quan hệ Z-V được Z = 1123,56 (m)

ra các biện pháp phòng chống lũ thích hợp và có hiệu quả nhất như xác định dungtích phòng lũ cần thiết,của kho nước;phương thức vận hành công trình,quy mô côngtrình xả lũ hay kích thước đường tràn trong thi công hoặc cửa vào các khu chậm lũ

- Xác định đường quá trình xả của tràn theo thời gian

- Tìm lưu lượng xả lớn nhất qua công trình xả (tràn xả lũ)

- Xác định mực nước thượng lưu lớn nhất trong quá trình xả lũ

2 Tài liệu tính toán.

- Dạng đường lũ đến ứng với tần suất 1,0%

- Dạng đường lũ đến ứng với tần suất 0,2%

- Tổng lượng lũ:

- Lưu lượng lũ max

- Quạn hệ đặc trưng hồ chứa: Z ~ F ~ V

3 Nguyên tắc tính toán điều tiết lũ

Phương trình vi phân:

Qdt – qdt = Fdh

Trong đó: Q – lưu lượng đến kho nước

q – lưu lượng ra khỏi kho nước

F – diện tích mặt thoáng của kho nước

dt – khoảng thời gian cùng nhỏ

dh – vi phân của cột nước trên công trình xả lũ

Trang 28

Nếu ta thay F.dh = dv

phương tình cân bằng dạng sai phân sau:

2

q q t Q Q

q1 q2 là lưu lượng xả tương ứng

Với mục đích là tìm quá trình xả lũ q ~ t thì phương trình (6.1) chưa thể giải

phương trình mữa là phương trình thuỷ lực của công trình xả lũ dưới dạng tổng quát

q = f (Zt, Zh, C) (6.2)

Zh - mực nước hạ lưu

C - tham số biểu thị công trình

Như vậy nguyên lý cơ bản của điều tiết lũ là việc hợp giải phương trình cân bằng nước dưới dạng phương trình (6.1) và phương trình (6.2)

Hiện nay có rất nhiều phương án khác nhau tính toán điều tiết lũ bằng khonước Tất cả các phương pháp này đều dự trên cùng một nguyên lý chung Tuynhiên sự khác nhau của các phương pháp thể hiện ở các giải hệ phương trình cânbằng nước và thủy lực công trình xả một Số phương pháp tính toán điều tiết lũhiện nay hay dùng là: phương pháp thửa dần, phương pháp bán đồ giải pôtapôp,phương pháp đồ giải hoàn toàn Trong đổ án này dung phương pháp bán đồ giảipôtapôp để tính toán điều tiết lũ

Để giải hệ phương trình (6.1), (6.2) Pôtapốp đã biến đổi phương trình (6.2)như sau:

t

V V q q Q Q

22

2 2 1

t

V q

Trang 29

)()(2

2 2 2 2

1 1 1 1

b q

f

q t V

a q

f

q t

V

Q q f q

Trang 30

ε- hệ số co hẹp bên, do không có mố trụ nên lấy ε = 1

m- hệ số lưu lượng, sơ bộ lấy m=0,35

+ Cột (4): Dung tích hồ ứng với Ztl, tra quan hệ Z ~ V từ giá trị ở cột (1)

Vngưỡng tràn = 881.21.103 m3 (tra quan hệ lòng hồ Z ~ V từ giá trị cao trình ngưỡng tràn )

+ Cột (6), (7):

2

1

q t

Hình 5.1:Biểu đồ quan hệ phụ trợ

Trang 31

- B3:Tính toán điều tiết lũ

Từ biểu đồ quan hệ vừa xác lập ta dùng phương pháp lập bảng để tính toánđiều tiết lũ,từ đó xác định được quá trình xả q~t.Do tràn xả lũ là đập tràn có cửa vannên ở thời điểm đầu của quá trình lũ khi lưu lượng nhỏ thì tràn không mở hoàn toàn

mà chỉ mở một số khoang nào đó hoặc mở với một độ mở để đảm bảo vừa hết lưulượng lũ đến,mực nước hồ gữi không đổi ở MNDBT Đến thời điểm to nào đó lưulượng lũ đến lớn phải mở hoàn toàn các cửa van để xả lũ.Ta xác định thời điểm to khibắt đầu mở hoàn toàn cửa van

+ m là hệ số lưu lượng.sơ bộ chọn m=0.35 với đập tràn đỉnh rộng

+Với lũ kiểm tra (P=0.2%) to=2.56

Vậy ta tính điều tiết lũ từ thời điểm to trở đi

Trang 32

3

2

+ Từ f1 ta có f2=Qtb+f1(Qtb là lưu lượng trung bình của thời đoạn

Trang 33

Bảng 5-2 Kết quả tính toán điều tiết lũ theo phương pháp Pôtapốp với P = 1,0%

Qmax = 227,9 (m3/s) qxả max = 154.89(m3/s) Htr max = 3.9 (m)

Vk = 1870,46 (m3) Vsc = 243.85 (m3) Zsc = 1124.46 (m)

(h)

Q(m3/s)

Qtb(m3/s)

q(m3/s)

F1(m3/s)

f2(m3/s)

qtb(m3/s)

∆V(m3)

Vsc(m3)

Vk(m3)

Zh(m3)

Htr(m3)

Trang 34

Bảng 5-3 Kết quả tính toán điều tiết lũ theo phương pháp Pôtapốp với P = 0,2%

Qmax = 305(m3/s) qxả max = 196.83(m3/s) Htr max = 4.93 (m)

Vk = 2227.02(m3) Vsc = 600.41 (m3) Zsc = 1125.49 (m)

Qtb(m3/s)

q(m3/s)

F1(m3/s)

f2(m3/s)

qtb(m3/s)

∆V(m3)

Vsc(m3)

Vk(m3)

Zh(m3)

Htr(m3)

Trang 35

Biểu đồ điều tiết lũ kiểm tra p = 1%

Biểu đồ điều tiết lũ kiểm tra p = 0,2%

Cột 1:thứ tự

Cột 2: thời gian lũ

Cột 3:lưu lượng đến Qi lấy theo bảng

Cột 4:lưu lượng trung bình thời đoạn tính từ cột 3

Cột 5:lưu lượng xả q

Cột 6:là giá trị f1 nội suy từ biểu đồ quan hệ phụ trợ bảng 6.1 ở trên từ giá trị q ở cột 5

GVHD: TH.S Phạm Thị Hương SVTH: Nguyễn Văn Hợp30

Trang 36

Cột 7=cột(4)+cột(6)

Cột 8 lưu lượng xả bình quân tính từ giá trị ở cột 5

Cột 9:Dung tích chứa trong hồ trong thời đoạn tính toán

Cột 10:Dung tích trên ngưỡng tràn

Cột 11:Dung tích hồ cuối thời đoạn

Cột 12:mực nước hồ Z.tra quan hệ Z~V

Cột 13:cột nước tràn= cột (12)-1120,56m

Trang 37

PHẦN III THIẾT KẾ KỸ THUẬT CÔNG CÁC CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI

CHƯƠNG VI CAO TRÌNH ĐỈNH ĐẬP

I, Mục đích, ý nghĩa :

Đập là một hạng mục công trình quan trọng nhất trong cụm công trình đầumối, nó chiếm một khối lượng không nhỏ về mặt vốn đầu tư Kích thước cũngnhư cao trình đỉnh đập có ảnh hưởng rất lớn đến sự làm việc an toàn và giáthành của đập

Khi xác định cao trình đỉnh đập, một mặt cần bảo đảm trong các trườnghợp xảy ra lũ và sóng vỗ nước vẫn không tràn qua đỉnh đập được, nhưng mặtkhác cần xác định được hợp lý các trường hợp có khả năng xảy ra sự cố, để caotrình đỉnh đập đã được xác định không quá thấp hoặc quá cao Nếu quá thấp sẽkhông đảm bảo an toàn cho đập, còn nếu quá cao thì sẽ gây lãng phí

Mục đích của việc tính toán cao trình đỉnh đập là để tìm ra được mộtcao trình đỉnh đập hợp lý nhất thoả mãn các yêu cầu về kinh tế - kỹ thuật

1 Xác định cao trình đỉnh đập

Cao trình đỉnh đập cần xác định để đảm bảo sao cho trong các trường hợpxảy ra lũ và sóng thỡ vẫn không tràn qua đỉnh đập, đồng thời phải xác định hợp lýcác trường hợp xảy ra sự cố, để cao trình đỉnh đập được xác định không quá thấphoặc quá cao đảm bảo tính kinh tế Căn cứ vào 8216:2009 , cao trình đỉnh đập được

phải so sánh với điều kiện của biểu thức:

Z3 = MNLKT + a”

Trong đó:

+MNDBT=1123.56m:Mực nước dâng bình thường

+MNLTK=1124,46m:Mực nước lũ thiết kế

+MNLKT=1125,49m:Mực nước lũ kiểm tra

Trang 38

Trang 39

αβ: góc kẹp giữ trục dọc của hồ và hướng gió αβ= 00

Thay vào công thức trên ta được:

(02296,00cos.66,13.81,9

1830.29.10.2

- K1, K2, K3, K4, Kα: các hệ số

+ Xác định chiều cao sóng với mức bảo đảm 1%

Chiều cao sóng với mức bảo đảm 1% được xác định theo QPTL C-1-78 nhưsau:

- Tính các đại lượng không thứ nguyên

V

gt

V gD

Trang 40

+

071,0

và

75,3

29.0083

29.03

05,3.81,9.2

mãn

Trong đó:

V gD

s

h

∆

, tra ở Bảng 3-1/63(GT Thủy công 1).chọn hình thức gia cố mái

3-2/63(GT Thủy công 1) , sơ bộ chọn hệ số mái m = 3 ÷ 5, vận tốc gió V = 29m/s

Định dạng
Số trang	135
Dung lượng	6,2 MB