Thiết kế hồ chứa sơn thọ

Căn cứ vào địa hình khu vực, các tài liệu liên quan đến kinh tế và kỷ thuật nêutrên đồng thời căn cứ yêu cầu dùng nước ta xây dựng công trình đầu mối gồm các hạngmục chính: + Một đập đất

Công tác thủy lợi đóng vai trò quan trọng và có tính chất chiến lược đối với sựnghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Hồ chứa nước Sơn Thọ thuộc địa bàntỉnh Hà Tĩnh được xây dựng dựa vào tầm quan trọng của thủy lợi, tiềm năng tài nguyênnước và tình hình dân sinh - kinh tế - nhu cầu dùng nước của khu vực Khi hồ xâydựng xong sẽ mang lại nhiều lợi ích to lớn cho tỉnh Hà Tĩnh và các vùng lân cận Hồchứa nước Sơn Thọ được coi là “ Đại thủy lợi” về sự vĩ mô của công trình.

Sau 14 tuần làm đồ án với sự nỗ lực của bản thân, sự chỉ bảo tận tình của thầygiáo TS Lê Thanh Hùng và sự quan tâm giúp đỡ của trường Đại học Thủy Lợi, em đã

hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời hạn với đề tài “ Thiết kế hồ chứa Sơn Thọ” –

tế còn hạn chế nên em không thể tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong được sự chỉbảo, đóng góp ý kiến và giúp đỡ của các thầy cô giáo, để cho đồ án của em được hoànchỉnh hơn

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS.Lê Thanh Hùng đã nhiệttình hướng dẫn giúp em hoàn thành tốt đồ án này Em xin chân thành cảm ơn các thầy,

cô giáo trường Đại học Thủy Lợi đã tận tình giảng dạy, trao đổi kiến thức, tri thức, đạođức trong suốt những năm em học tại trường

Em cũng xin được gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã ủng hộ, theo sát vàgiúp đỡ em trong khoảng thời gian khá dài khi còn là một sinh viên

Em xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG I TÀI LIỆU CƠ BẢN 8

1.1)Điều kiện địa hình: 8

1.1.1)Vị trí địa lý: 8

1.1.2)Đặc điểm địa hình, địa mạo: 9

CHƯƠNG 2-TTZ (m)F (106 m2)V (106 m3)TTZ (m)F (106 m2)V (106 m3)155,000,0000000,0000001468,000,0769940,423085256,000,0023450,0007821569 ,000,0849280,503861357,000,0069220,0052141670,000,0933200,592952458,000,012 6720,0148671771,000,1007690,689672559,000,0174470,0298631872,000,1094490,79 5051660,000,0221650,0496221973,000,1184380,908965761,000,0253040,073339207 4,000,1274631,031888862,000,0320890,1019682175,000,1360211,163607963,000,03 84360,1371832276,000,1434881,3033451064,000,0452600,1789852377,000,1548671, 4524861165,000,0527980,2279652478,000,1573561,6085961266,000,0611100,28486 92579,000,1671911,7708451367,000,0693880,3500742680,000,1770261,942930 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 10

2.1)Tình hình dân sinh kinh tế: 10

2.2)Hiện trạng thủy lợi và điều kiện cần thiết xây dựng công trình: 11

2.2.1)Định hướng phát triển kinh tế 11

2.2.2)Tình hình quy hoạch nguồn nước trong vùng 11

2.3)Phương án sử dụng nguồn nước 11

2.4)Nhiệm vụ công trình 12

CHƯƠNG 3- CẤP CÔNG TRÌNH VÀ CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ 12

3.1)Cấp công trình 12

3.1.1)Theo chiều cao công trình và loại đất nên 12

3.1.2)Theo năng lực phục vụ 13

3.2)Các chỉ tiêu thiết kế 13

CHƯƠNG 4- VỊ TRÍ TUYẾN CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI 15

4.1)Tuyến đập phương án II (PA-II) 15

4.3)So sánh điều kiện ĐCCT các tuyến phương án: 17

CHƯƠNG 5-XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ HỒ CHỨA 17

5.1)Tính toán cao trình mực nước chết (MNC): 17

5.1.1)Điều kiện tưới tự chảy: 17

5.1.2)Điều kiện bùn cát lắng đọng: 17

5.2)Tinh toán cao trình mực nước dâng binh thường(MNDBT), dung tích hiệu dụng của hồ 19

5.2.1)Khái niệm chung 19

5.2.2)Xác định hình thức điều tiết hồ 19

5.2.3)Trường hợp tình toán bỏ qua tổn thất hồ 19

5.2.4)Trường hợp tính toán khi có tổn thất hồ 21

CHƯƠNG 6-HÌNH THỨC CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI 24

6.1)Đập ngăn sông 24

6.2)Công trình tháo lũ 24

6.3)Cống lấy nước 24

6.3.1)Theo vị trí 24

6.3.2)Hình thức cống 24

CHƯƠNG 7-THIẾT KẾ SƠ BỘ CÔNG TRÌNH THEO CÁC PHƯƠNG ÁN 25 7.1)Tính toán điều tiết lũ cho các Btr 25

7.1.1)Mục đích và nhiệm vụ tính toán 25

7.2)Phương pháp tính toán 25

7.2.1)Tính toán cụ thể cho từng phương án tràn 26

H (m)1.7991.6461.525 29

7.3)Thiết kế sơ bộ đập đâng 29

7.3.1)Xác định cao trình đỉnh đập: 29

7.3.2)Phương ánZ1Z2Z3ChọnZddBtr = 22 m77,03678.49977,63278,5Btr = 27 m77,03678,346277,45378,35Btr = 32 m77,03678.225277.29978,23Kiểm tra lại cấp công trình: 33

7.4)Thiết kế sơ bộ tràn xả lũ 35

7.4.1)Hình thức - quy mô tràn xả lũ 35

7.4.2)Tính toán thủy lực dốc nước 38

7.4.3)Đường mặt nước trong dốc nước có kể đến hàm khí 42

7.5)BtrĐầu đoạn thu hẹpCuối đoạn thu hepCuối dốc nướcH1hhk1Ht1h2hhk2Ht2h3hhk3Ht3221,041,0731,60,6430,6951,20,52070,492 1270,950,981,60,5540,5981,20,46390,4341320,90,9271,60,4870,5261,20,42080,39 91 Thiết kế kênh xả hạ lưu 44

7.6) Tính khối lượng và giá thành các phương án 45

7.6.1)Tính khối lượng các phương án 45

7.6.2)Bảng tổng hợp khối lượng chính (PAIII)TTHạng mụcĐơn vịKhối LượngĐơn giá (VNĐ)Thành tiền (VNĐ)1Đất đào(m3)2624334,548.000906,643,1642Đất đắp(m3)239066.35404,687.00096,746,326,780.0003Bê tông CT M200(m3)1911.64698,761.0001,135,799,4784Bê tông lót M100(m3)230.84385,014.00088,876,631.76Tổng kinh phí98,877,646,050.000Chọn phương án kiến nghị 49

7.7)Các thông số tính toán cơ bản của phương án: 49

7.8)Kiểm tra khả năng tháo 49

7.8.1)Đặt vấn đề 49

CHƯƠNG 8-THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT 52

8.1)Xác định cao trình đập đâng 52

8.1.1)Chiều rộng và cấu tao đỉnh đập 53

8.1.2)Mái và bảo vệ mái đập, cơ đập 53

8.2)Thiết bị chống thấm 55

8.3)Thiết bị thoát nước 55

8.3.1)Đoạn lòng sông 55

8.3.2)Đoạn sườn đồi 56

8.4)Tính thấm qua nền và đập 56

8.4.2)Các trường hợp tính toán 56

8.4.3)Các mặt cắt tính toán 57

8.4.4)Tài liệu cơ bản dùng cho tính toán 57

8.4.5)Cơ sở tính toán : 58

8.4.6)Tính thấm cho các mặt cắt lòng sông : 60

8.4.7)Tính thấm cho các mặt cắt sườn đồi: 64

8.4.8) Tính toán tổng lưu lượng thấm 67

8.5)Kiểm tra ổn định đập đất 70

8.5.1)Mục đích tính toán 70

8.5.2)Trường hợp tính toán 71

8.5.3)Phương pháp và số liệu tính toán 71

8.5.4)Tính toán ổng định mái đập theo phương pháp GEO-SLOPE 72

CHƯƠNG 9-THIẾT KẾ TRÀN XẢ LŨ 73

9.1) Vị trí, hình thức và các bộ phận của đường tràn 73

9.2) Lựa chọn hình thức và cấu tạo các bộ phận tràn : 73

9.2.1)Kênh dẫn thượng lưu: 73

9.2.2)Tường hướng dòng : 74

9.2.3)Ngưỡng tràn 74

9.2.4)Dốc nước 74

9.3)Tính toán thủy lực đường tràn 75

9.3.1)Tính lưu lượng qua đập tràn 75

9.4)Tính toán thủy lực dốc nước với các cấp lưu lượng thiết kế 75

9.4.1)Mục đích 75

9.4.2) Định tính đường mặt nước trên dốc nước 75 TTBdQxảhk((((((RkCkik(m)(m3/s)(m)(m2)(m)

(m)12016,940,4188,36420,8360,40150.5220.004022033,870,66413,27421,3270.622 54.3540.003532050,80,8717,39321,7390,856.6770.003342067,741,05421,07122,10

9.5)Tính toán tiêu năng cuối dốc 77

9.5.1) Hình thức tiêu năng 77

9.5.2) Tính toán tiêu năng 78

9.6)Tính ổn định tràn 81

9.6.1)Yêu cầu tính toán, tài liệu tính toán 81

9.6.2)Hình 9.4: Kích thước tường bên Trường hợp tính toán 82

CHƯƠNG 10-THIẾT KẾ CỐNG NGẦM 91

10.1)Những vấn đề chung: 91

10.1.1)Nhiệm vụ, cấp công trình: 91

10.1.2)Các chỉ tiêu thiết kế: 91

10.1.3)Vị trí tuyến cống: 91

10.1.4)Hình thức cống: 91

10.2)Thiết kế kênh hạ lưu cống: 91

10.2.1)Thiết kế mặt cắt kênh: 91

10.2.2)Kiểm tra điều kiện không xói: 93

10.2.3)Tính độ sâu dòng chảy trong kênh với các cấp lưu lượng: 93

10.2.4)Xác định chiều cao bờ kênh: 94

10.3)Xác định khẩu diện cống: 95

10.3.1)Các tài liệu tính toán: 95

10.3.2)Trường hợp tính toán: 95

10.3.3)Sơ đồ tính toán: 95

10.4)Xác định chiều rộng cống : 95

10.5)Xác định cao trình đặt cống 99

10.5.1)Chiều cao mặt cắt cống: 99

10.5.2)Cao trình đặt cống 99

10.5.3)Các kích thước cơ bản của cống: 100

10.6)Kiểm tra trạng thái chảy trong cống 101

10.6.1)Mục đích 101

10.6.3)Kiểm tra trạng thái chảy trong cống 104

10.6.4) Kiểm tra nước nhảy trong cống: 104

10.7)Thiết kế tiêu năng sau cống 107

10.7.1)Mục đích và nhiệm vụ tính toán 107

10.7.2)Nội dung tính toán 107

10.8)Cấu tạo chi tiết cống ngầm 109

10.8.1)Cửa vào 109

10.8.2)Cửa ra 110

10.9)Tính kết cấu cống ngầm 112

10.9.1)Mục đích 112

10.9.2)Các trường hợp tính toán 113

10.9.3)Xác định ngoại lực tác dụng lên mặt cống 113

10.9.4)Tổng hợp các lực lên cống 118

10.9.5)Thành phần lựcTải trọng tiêu chuẩnHệ số vượt tải nTải trọng tính toánGhi chúq1(T/m)14,451,115,89Áp lực đất trên đỉnh cốngq2(T/m)11,89111,89Áp lực nước trên đỉnh cốngq3(T/m)14,69114,69Áp lực nước dưới đáy cốngq4(T/m)1,21,051,26TLBT tấm nắpq5(T/m)1,21,051,26TLBT tấm bênq6(T/m)1,21,051,26TLBT tấm đáyP1(T/m)7,641,29,168Áp lực đất hai bên thành cốngP'1(T/m)8,561,210,27Áp lực đất hai bên thành cốngP2(T/m)11,89111,89Áp lực nước hai bên thành cốngP'2(T/m)14,69114,69Áp lực nước hai bên thành cốngr (T/m)16,1318.13Phản lực nềnq (T/m)27,5429,04Lực thẳng đứng trên đỉnhP (T/m)19,5320,58Lực nằm ngang phân bố đềuPt (T/m)3,724,38Lực nằm ngang tuyến tínhqn (T/m)29,6231,56Lực thẳng đứng dưới đáySơ đồ ngoại lực tác dụng lên cống 118

CHƯƠNG 11-TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỐNG NGẦM 120

11.1)Tính toán xác định nội lực cống ngầm : 120

11.1.1)Mục đích tính toán : 120

11.1.2)Phương pháp tính toán : 120

11.1.4)Tính toán : 121

11.2)Tính toán cốt thép : 124

11.2.1)Số liệu tính toán : 124

11.2.2)Trường hợp tính toán : 126

11.2.3)Biểu đồ nội lực : 126

11.2.4)Mặt cắt tính toán : 126

11.2.5)Tính toán cốt thép dọc chịu lực : 127

11.2.6)Thành phầnCốt thép phía trong cốngCốt thép phía ngoài cốngDiện tích (cm2)Loại thépKhoảng cách (cm)Diện tích (cm2)Loại thépKhoảng cách (cm)Trần cống10,05(162010,05(1620Thành bên10,05(162010,05(1620Đáy cống10,05(162010,05(1620Tính toán cốt thép ngang (cốt xiên) : 133

11.3)Tính toán và kiểm tra nứt : 137

11.3.1)Mặt cắt tính toán : 137

11.3.2)Tính toán và kiểm tra nứt : 137

CHƯƠNG I TÀI LIỆU CƠ BẢN

1.1) Điều kiện địa hình:

1.1.1) Vị trí địa lý:

+ Khu vực xây dựng Hồ chứa nước Khe Gỗ nằm trên địa bàn xã Sơn Thọ, huyện Vũ Quang, tỉnh Hà Tĩnh có vị trí địa lý:

Vĩ độ: Từ 18o24’15” đến 18o25’20” vĩ độ Bắc

Kinh độ: Từ 105o22’50” đến 105o24’40” kinh độ Đông

+ Vị trí hành chính xã Sơn Thọ như sau:

- Phía Bắc giáp xã Sơn Trường và Sơn Hàm huyện Hương sơn tỉnh HT

- Phía Đông giáp xã Đức Lĩnh huyện Vũ Quang tỉnh HT.

- Phía Nam giáp xã Hương Điền và Hương Thọ huyện Vũ Quang

1.1.2) Đặc điểm địa hình, địa mạo:

Hồ chứa Sơn Thọ có diện tích lưu vực F = 2,55 km2 Khu vực xây dựng côngtrình nằm tại địa phận xã Sơn Thọ Lưu vực đồi núi cao tập trung bởi hai nhánh khechính đổ vào, vách núi tương đối dốc biến đổi từ cao độ 450 m đến 62 m, nên tập trungdòng chảy tương đối nhanh Bề mặt lưu vực là thảm phủ thực vật tương đối dày đặc làcác loại cây tự nhiên và cây cỏ rậm rạp, đó là ưu điểm khi xây dựng công trình

Địa hình lưu vực chảy từ Tây sang Đông tạo thành lưu vực, vùng xây dựng làvùng thượng nguồn khe Trôi, không có thẩm thấu, không có hang động gây mất nước.Chiêu dài khe chính L = 2,95 m chiều dài khe nhánh L = 645 m Độ dốc khe chính là44%; Độ dốc bình quân sườn dốc là 42,1%

Vùng lòng hồ chạy dọc theo chiều dài lòng khe tương đối lớn trên 2 Km, bềrộng lòng khe tương đối hẹp, có ưu điểm đập ngăn sông ngắn, nhược điểm bụng lòng

hồ bé nên tích nước cần tôn cao đập lớn Địa hình bụng lòng hồ tương đối thoải biến đổtheo chiềi dàu trên 2 Km là cao độ +67 m đến cao độ +56 m, thuận lợi trong công tácthi công và bố trí công trình ngăn nước

Địa hình khu tưới: Địa hình mang đầy đủ địa hình miền núi bị chia cắt bởi cáckhe suối và có địa hình thấp dần theo dòng chảy thuận lợi cho việc tưới Khu tưới nắmgọn trong khu tái định cư Khe Ná - Khe Gỗ

Căn cứ bình đồ lòng hồ và tuyến đã xác định, lập được các quan hệ Z~W~F

Bảng 1.1: số liệu dòng chảy lũ

TG (giờ)Q lũ TKQ lũ KTTG (giờ)Q lũ TKQ lũ

KT0.000.000.003.7567.3687.450.254.495.834.0040.2752.270.507.489.724.2522.4529.150.7512.0015.584.5019.7625.651.0020.9627.214.7512.7216.521.2524.2531.485.009.2812.051.5027.5435.765.255.997.771.7524.2531.485.505.397.002.0025.3934.595.754.796.222.2531.7441.396.004.045.252.5037.4248.586.253.444.472.7559.8788.386.502.693.503.0089.81116.606.752.102.723.25142.20185.107.001.712.223.5097.29126.31

Bảng 1ﾧ-2: Bảng quan hệ Z~W và Z~F

23450,0007821569,000,0849280,503861357,000,0069220,005214 1670,000,0933200,592952458,000,0126720,0148671771,000,1007 690,689672559,000,0174470,0298631872,000,1094490,79505166 0,000,0221650,0496221973,000,1184380,908965761,000,0253040 ,0733392074,000,1274631,031888862,000,0320890,1019682175,0 00,1360211,163607963,000,0384360,1371832276,000,1434881,30 33451064,000,0452600,1789852377,000,1548671,4524861165,00 0,0527980,2279652478,000,1573561,6085961266,000,0611100,28 48692579,000,1671911,7708451367,000,0693880,3500742680,00

0,1770261,942930 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN2.1) Tình hình dân sinh kinh tế:

Khu tái định cư ở đây tất cả là dân sản xuất nông nghiệp, kinh tế phát triển theođịnh hướng vườn đồi kết hợp chăn nuôi; Trồng cây nông nghiệp và cây công nghiệpngắn hạn

+ Số dân khu tái định cư là 258 hộ có 1.159 người, thoe tốc độ phát triển dựkiến đến năm 2020 số dân sẽ là 341 hộ có 1.463 người

+ Diện tích đất canh tác 255 ha (gồm 75 ha lúa ;180 ha màu, cây trồng côngnghiệp ,cây ăn quả) của cụm dân cư 3, 4, 5, 6, 7 và khu trung tâm khu tái định cư khe

Ná - Khe Gỗ xã Sơn Thọ

2.2.1) Định hướng phát triển kinh tế.

2.2.1.1) Về sản xuất cây công nghiệp, thực phẩm:

Tận dụng diện tích có thể để thâm canh các cây công nghiệp ngắn ngày như lúa,ngô, lạc và các loại cây thực phẩm như rau, đậu các loại nhằm tạo ra vành đai rau xanhthoả mãn nhu cầu tiêu dùng trong xã và trong vùng

Áp dụng biện pháp cải tạo đất trồng cây hàng năm bằng xây dựng nương địnhcanh đó là mô hình nương định canh được thiết kế cho vùng dự án gồm các băng rừng

để chống rửa trôi Các băng rừng được thiết kế trồng dứa

2.2.1.2) Về sản xuất cây ăn quả:

Phát triển cây trồng các loại cây ăn quả có giá trị kinh tế cao như: cam, bưởi,nhãn Ngoài ra cây chuối được phục vụcho nhu cầu tại chỗ và trao đổi với các vùnglân cận Đẩy mạnh việc quy hoạch vùng sản xuất cây ăn quả, quan tâm đến khâu tuyểnlựa, chế biến, cung ứng giống nhằm tạo cho các loại cây ăn qủa trong vùng thành loạihàng hoá có sản lượng và chất lượng cao

2.2.1.3) Về chăn nuôi:

Trong những năm tới chú trọng phát triển ngành chăn nuôi để chăn nuôi đủ sức

hỗ trợ cho ngành trồng trọt Đê đảm bảo sự phát triển chăn nuôi ổn định ngoài giống vàchuồng trại thì nước để cung cấp cho vật nuôi là yếu tố quan trọng và ảnh hưởng rấtlớn đến sự phát triển kinh tế trong vùng

2.2.2) Tình hình quy hoạch nguồn nước trong vùng

Đây là khu tái định cư nằm tại vùng đất mới quy hoạch, bởi vậy ở đây chưa cócông trình cung cấp nguồn nước phục vụ cho đời sống sinh hoạt của người dân và phục

vụ cho sản xuất nông nghiệp

Bởi vậy việc xây dựng công trình cấp nước tại khu vực là tối cần thiết và hợp lý nhằmđảm bảo phát triển dân sinh kinh tế

2.3) Phương án sử dụng nguồn nước.

Trên cơ sở tình hình đất đai, nhân lực, điều kiện về địa lý tự nhiên, đặc điểm vềthời tiết khí hậu sông ngòi, địa chất và địa chất thủy văn của vùng dự án Qua tính toán

nhu cầu dùng nước trong khu vực được.Giải pháp duy nhất ở đây là xây dựng hồ chứa,tích nước trong mùa mưa, phục vụ tưới cho mùa khô Tuy nhiên việc khai thác nguồnnước như thế nào cần phải phân tích tính toán một cách kỹ lưỡng

Căn cứ vào địa hình khu vực, các tài liệu liên quan đến kinh tế và kỷ thuật nêutrên đồng thời căn cứ yêu cầu dùng nước ta xây dựng công trình đầu mối gồm các hạngmục chính:

+ Một đập đất ngăn suối để giữ nước

+ Một tràn xã lũ

+ Một cống lấy nước dưới đập

2.4) Nhiệm vụ công trình.

Hồ chứa nước Sơn Thọ có các nhiệm vụ sau:

+ Cung cấp nước tưới cho 255 ha lúa và cây công nghiệp ngắn hạn

+ Cung cấp nước sinh hoạt cho khu tái định cư 1 463 người

+ Tạo nguồn nuôi trồng thủy sản

+ Cải tạo môi trường sinh thái trong khu vực và phòng lũ vùng hạ lưu

Bảng 2ﾧ-1: Yêu cầu dùng nước

ThángIIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXXIXIInămWYC

(106m3)0,4320,3580,4130,5120,8350,7450,6470,0760,1310,1960,1810,2074,732

CHƯƠNG 3- CẤP CÔNG TRÌNH VÀ CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ

3.1) Cấp công trình

Cấp công trình được xác định từ hai điều kiện : theo chiều cao đập, loại nền côngtrình và theo nhiệm vụ, vai trò của công trình trong hệ thống

3.1.1) Theo chiều cao công trình và loại đất nên

-Theo tài liệu địa chất đã cho, khi xây dựng công trình ta phải bóc bỏ tầng phủ,khoan phụt qua lớp đá Granit phong hóa để tránh mất nước Như vậy nền công trình lànền đất

Sơ bộ xác định chiều cao công trình theo công thức sau:

H = MNDBT - (đáy + d

Trong đó: - H: chiều cao công trình

- MNDBT: cao trình mực nước dâng bình thường (được xác địnhtrong phần tính toán điều tiết hồ)

- d: độ cao an toàn kể đến độ dềnh do gió, chiều cao sóng leo ứng vớiMNDBT, sơ bộ chọn d = 3m

- (đáy : Cao trình đáy công trình đã trừ lớp bóc bỏ, ở đây bóc 2m; khi đó(đáy = 53.74m

Thay các giá trị vào công thức trên, ta có: H = 75.23-53.74+3 = 24.49m

Với H = 24.49 m, tra bảng 1/ trang 10 – QCVN04-05- 2012 ứng với loại nền làloại A ta được cấp của công trình là cấp III

3.2.1) Tần suất tính toán:

- Tần suất lũ thiết kế: P = 1% (Bảng 4-2 TCXD VN 285 – 2002)

- Tần suất lũ kiểm tra: P = 0.2% (Bảng 4-2 TCXD VN 285 – 2002)

- Tần suất gió lớn nhất và bình quân lớn nhất: Pmax = 4%; Pbq = 50% (Bảng 4-2 TCN 157 – 2005)

- Tần suất mực nước khai thác thấp nhất: P = 75% (Bảng 4-5 TCXD VN 285 – 2002)

- Tần suất tưới đảm bảo: P = 75% (Bảng 4-1 TCXD VN 285 – 2002)

(Bảng 4-2 TCXD VN 285 – 2002)

3.2.2) Hệ số tính toán:

- Hệ số tin cậy: Kn = 1.15 (Mục 6-2 TCXD VN 285 – 2002)

- Hệ số điều kiện làm việc: m = 1.0 (Phụ lục B-TCXD VN 285 – 2002)

- Tuổi thọ công trình: T = 75 năm (Bảng 7-1 TCXD VN 285 – 2002)

- Hệ số an toàn ổn định cho phép: (14TCN 157 – 2005)

VỊ TRÍ TUYẾN CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI

Đầu mối công trình – tuyến đập dâng được lựa chọn với hai phương án tuyến có

vị trí cách nhau khoảng 700m Trên các tuyến đã tiến hành đo khảo sát địa vật lý bằng đosâu lưỡng cực trục và khoan máy kết hợp thí nghiệm ĐCTV dọc theo tim tuyến Kết quảkhảo sát và điều kiện địa chất công trình cụ thể của từng tuyến như sau:

4.1) Tuyến đập phương án II (PA-II)

Vị trí tuyến đập phương án 2 được bố trí cách ngã 3 suối Đa Khai – Sông ĐaNhim 2600 m về phía thượng nguồn Tuyến có phương vị 1250 ,mặt cắt địa hình dọctuyến có dạng hình chữ V, vai phải thoải hơn đầu đập gối vào quả đồi đỉnh tròn cao độđỉnh (+)1418 m còn vai trái khá dốc do gối vào sườn dãy núi cao có đỉnh trên (+)1538m

Nhận xét và đánh giá: Có thể đánh giá tổng quan về Điều kiện địa chất công trìnhvùng tuyến đập phương án 1 như sau:

Bên sườn đồi hai vai đập có các lớp sét nhẹ – bụi nặng màu nâu đỏ nguồn gốcsườn tích (dQ), bề dày 3-4 m trên mặt lẫn rễ cây và thảm thực vật, tiếp theo là lớp đấtbụi nặng pha cát màu nâu vàng, nguồn gốc tàn tích (eQ) bề dày từ 15 đến 16 m Kếtquả thí nghiệm trong phòng và hiện trường đều cho hệ số thấm của đất K= 10-5 cm/s.Tầng đá Granit phong hoá rất mạnh (dạng nửa đá) tạo thành các thấu kính nằmsâu phía dưới mặt đất, tuy vẫn còn giữ nguyên cấu trúc của một khối đá nhưng các tínhchất cơ lý của chúng đã bị biến đổi hoàn toàn

Tầng đá Granit phong hoá vừa nứt nẻ có các chỉ tiêu lực học khá cao nhưng trênmặt đá nứt nẻ khá mạnh, mức độ nứt nẻ và bề dày tầng nứt nẻ ở mỗi khu vực là khácnhau không theo quy luật Đây là đới thấm nước từ trung bình đến thấm nước mạnh.Tuỳ theo cột nước thiết kế ở các khu vực khác nhau trên tuyến đập để có giải pháp xử

lý, đảm bảo an toàn chống thấm cho nền công trình

Phần còn lại của tuyến đập là khu vực thềm suối và lòng suối là lớp cát hạt nhỏ,nguồn gốc bồi tích (aQ) Lớp cát này kết cấu tơi xốp, hệ số thấm lớn nên phải xử lý bóc

điều kiện để khảo sát chi tiết lớp cát này ở khu vực lòng suối.

4.2) Tuyến đập phương án II

Tuyến đập phương án II đã khảo sát tại vị trí cách đập phương án I là 700m vềphía hạ lưu có phương vị 800 Mặt cắt địa hình tại đây có dạng hình chữ V hẹp, haisườn đồi vai đập khá cân đối và có độ dốc từ 40 đến 50o

Nhận xét và đánh giá: Điều kiện địa chất công trình vùng tuyến đập phương án 2

có thể được đánh giá tổng quan như sau:

Bên sườn đồi hai vai đập sự phân bố các lớp đất tầng phủ khă tương đồng: phíatrên là lớp đất sét nhẹ màu nâu đỏ ( lớp 1) trạng thái nửa cứng, bề dày lớp từ 2 đến 3 m.Đây là lớp đất có nguồn gốc sườn tích (dQ), trên mặt lẫn nhiều rễ cây và thảm thực vật

có độ chặt không cao tính thấm yếu Phía dưới là lớp đất tàn tích (eQ) thành phần là đấtbụi nặng màu nâu vàng pha cát, đôi chỗ có lẫn dăm mảnh, tảng lăn bề dày khá lớn lênđến hàng chục mét Tại vai trái đập, lớp đất tàn tích dày từ 8 đến 17 m, vai phải bề dàylên đến 23 m Kết quả các thí nghiệm đổ nước trong hố khoan và thí nghiệm trongphòng đều cho thấy đất có hệ số thấm K=10-5 cm/s

Phần còn lại của tuyến đập là khu vực lòng suối trong phạm vi chiều rộng gần30m là tầng cuội tảng có kích thước từ 0,2 đến 2,0m, cá biệt có tảng lên tới 3 – 4 m,nguồn gốc lũ tích (pQ) có chiều dày đạt 7-8 m tính thấm cao Đây là lớp bất lợi đángquan tâm nhất trên tuyến đập, do giai đoạn khảo sát là mùa mưa lũ nên chưa khảo sátchi tiết và đầy đủ ở khu vực lòng suối

Tầng đá gốc: không xuất lộ trên bề mặt trong khu vực tuyến và được phân chialàm 3 lớp :

Tầng đá Granit bị phong hoá rất mạnh (lớp 3a), tuy nhiên vẫn còn giữ nguyêncấu trúc của một khối đá nhưng tính chất và chỉ tiêu cơ lý của chúng đã bị biến đổihoàn toàn Hệ số biến mềm nhỏ, cường độ của đá không cao, sức chụi tải tương đươngdạng nửa đá , tính thấm trung bình do khe nứt được lấp nhét bởi đất sét

Tầng đá Granit bị phong hoá vừa (lớp 3b), trên mặt đá bị nứt nẻ khá mạnh Cácthông số kết quả ép nước thí nghiệm trong hố khoan ở đới này đều cho thấy đá thấm

25 đến 30 m vì vậy cần tính toán xem xét ảnh hưởng của cột nước trước đập đến đớinứt nẻ này.

4.3) So sánh điều kiện ĐCCT các tuyến phương án:

Với kết quả khảo sát tại 2 vị trí tuyến, đánh giá và so sánh trên quan điểm địachất công trình em xin có một số nhận xét như sau:

Về điều kiện xây dựng: Vị trí tuyến PA-1 là tuyến có lợi thế về mặt thuỷ lực nênchiều cao đập nhỏ; tuy có chiều dài lớn hơn song các vai đập có độ dốc thoải hơn dẫntới điều kiện thi công thuận lợi Cùng với ưu điểm trên, tại vị trí tuyến còn có điểmthuận lợi cho bố trí tuyến tràn xả lũ tại yên ngựa đầu vai phải đập và tách rời tuyến đập.Phương án tiêu nước thi công dễ dàng hơn

Vì vậy em xin lựa chọn phương án II làm phương án để thiết kế

PHẦN II: THIẾT KẾ CƠ SỞ CHƯƠNG 5- XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ HỒ CHỨA

5.1) Tính toán cao trình mực nước chết (MNC):

5.1.1) Điều kiện tưới tự chảy:

Để đảm bảo điều kiện tưới tự chảy thì mực nước chết không được nhỏ hơn caotrình nước tưới tối thiểu đầu kênh hạ lưu

Trong đó:

- Vc là dung tích chết của hồ chứa

- Vbc là dung tích bùn cát lắng đọng của hồ chứa

Theo công thức trong thủy văn, lượng bùn cát lắng đọng của hồ chứa có thể đượcxác định theo công thức:

Vbc = Vll + Vdđ (*)Trong đó:

- Vll là lượng bùn cát lơ lửng lắng đọng trong suốt thời gian hoạt động của hồ chứa

- Vdđ là lượng bùn cát di đẩy lắng đọng trong suốt thời gian hoạt động của hồ chứa

- Theo bảng kết quả tính toán các yếu tố bùn cát ta có:

- Vbc= 0,049.106m3

Tra quan hệ (Zﾵ ﾵ V) ta được Zbc=60m

Chọn phương án cống lấy nước là cống bê tông cốt thép tiết diện chữ nhật đặt trongthân đập, chảy không áp Khi đó mực nước chết tính theo điều kiện bồi lắng cảu bùn cátlà:

5.2) Tinh toán cao trình mực nước dâng binh thường(MNDBT), dung tích hiệu dụng của hồ

5.2.1) Khái niệm chung

- Dung tích hiệu dụng Vhd là phần dung tích nằm trên phần dung tích chết Vềmùa lũ nước được tích vào phần dung tích Vhd để bổ sung nước cho thời kì mùa kiệtkhi nước đến không đủ cấp cho các hộ dùng nước

- Mực nước dâng bình thường Zbt là mực nước trong hồ chứa khống chế phầndung tích chết và dung tích hiệu dụng:

Vbt = Vc + Vhd

Giá trị của Zbt được suy ra trên đường cong Z ~ V khi biết giá trị Vbt

- MNDBT của hồ chứa được xác định thông qua tính toán điều tiết hồ Sử dụngphương pháp lập bảng để tính toán

- Phương pháp lập bảng dựa theo nguyên lý cân bằng nước viết cho hồ chứa trongtừng thời đoạn nhất định :

Qi.ﾵ ﾵti - qi.ﾵ ﾵti = Vi - Vi-1

Trong đó:

Vi , Vi-1: Dung tích đầu và cuối thời đoạn tính toán

ﾵ ﾵ ti – ti-1: Thời đoạn cân bằng thứ i, Chọn ﾵ ﾵ = 1 tháng

Qi, qi : Lưu lượng nước đến, đi trong thời đoạn tính toán

5.2.2) Xác định hình thức điều tiết hồ

Theo tài liệu thủy văn về phân phối dòng chảy năm thiết kế và nhu cầu dùng nướctrong năm ta có:

− Tổng lượng dòng chảy năm thiết kế: Wp = 89,247 (106m3)

− Tổng lượng nước dùng trong cả năm: Wq = 4.732(106m3)

So sánh ta thấy: Wp > Wq Tức là, lượng nước đến trong 1 năm luôn đáp ứng đủlượng nước yêu cầu trong năm đó Do vậy hồ Đa Khai là hồ chứa điều tiết năm

5.2.3) Trường hợp tình toán bỏ qua tổn thất hồ

Ta có các công thức tính:

Wq= qi.(t

Trong đó:

Qi – Tổng lượng nước hàng tháng (106m3/s) (t – Thời gian (s)

WQ; Wq – Tổng lượng nước vào và tổng lượng nước yêu cầu (106m3)Lượng nước thừa và lượng nước thiếu được tính như sau:

(V + = WQi - Wqi ( Khi WQi ( Wqi)

(V - = Wqi – WQi ( Khi Wqi ( WQi)

Bảng 1.1- Bảng tính toán điều tiết hồ khi chưa kể tổn thất

MNC= 62m VMNC = 0,101968 (triệu m3)ThángSố ngàyTổng lượng nước∆V=(Q-q)∆tPhương án trữNước đếnNước đếnNướcdùngNước thừaNước thiếuDung tích khoXả thừaQ (m3/s)WQ (106 m3)Wq (106 m3)V+

8X311.1883.1820.1962.9861.1682.986XI300.4431.150.1810.9691.1680.969XII310.3180.8540.2070.6471.1680.647I310.2420.650.4320.2181.1680.218II280.1290.3140.3580.0441.124III310.1260.3370.4130.0761.048IV300.140.3630.5120.1490.899V310.1610.43

WQ - Wq < 0 thì ghi vào cột (7)

Cột 8 : Quá trình lượng nước có trong hồ (kể từ mực nước chết)

Cột 9 : Lượng nước xả thừa (khi lượng nước trữ vượt quá Vh)

Vậy: Dung tích hiệu dụng của hồ chưa kể tổn thất là:

ﾵﾵ = 1.066 (106m3)

5.2.4) Trường hợp tính toán khi có tổn thất hồ

- Giải thích bảng (2.2), bảng (2.3).

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

Cột 2: Lưu lượng đến hàng tháng ứng với tần suất thiết kế P = 75%

Cột 3: Tổng lượng nước đến hàng tháng

Cột 4: Là cột 8 của lần tính lặp đầu tiên chưa kể tổn thất (bảng 2.1),cộng với Vc

Cột 5: Fhồ là diện tích mặt hồ tra từ quan hệ (Z ( F) tương ứng với Vbq

Cột 6: Vbq là dung tích bình quân trong hồ chứa

ﾵ ﾵCột 7: Diện tích bình quân mặt hồ được tính từ cột 5

Cột 8: ΔZi là lượng bốc hơi phụ thêm hàng tháng (mm)

Cột 9: Wbh là lượng tổn thất do bốc hơi

Wbh = ΔZi Fhồ

Cột 10: Wth là lượng tổn thất do thấm Wth=K Vbq , K là hệ số tính đến tổn thấtthấm trong trường hợp lòng hồ có điều kiện địa chất tốt ta chọn K=1% lượng nướcbình quân trong hồ

Cột 11: Wtt là lượng nước tổn thất tổng cộng Wtt=Wbh+Wth

Cột 12: Tổng lượng nước đến cộng với tổng lượng nước tổn thất Wq+Wtt

Cột 13: Lượng nước thừa hàng tháng khi (WQ > Wq)

Cột 14: Lượng nước thiếu hàng tháng của thời kỳ thiếu nước (WQ (( Wq)

Tổng lượng thiếu ở cột 14 chính là dung tích hiệu dụng Vhd đã kể đến tổn thất

Cột 15 và Cột 16 là dung tích hồ hàng tháng và lượng xã thừa.

Tính sai số giữa hai lần tính dung tích hiệu dụng ( trường hợp đã kể đến tổnthất và trường hợp chưa kể đến tổn thất) ta có:

∆V(%) = ﾵ x 100% = ﾵ x 100% =2.5%

Lấy sai số cho phép là 2.5%

( ( Kết quả tính toán đạt yêu cầu nên không phải tính toán lại lần 2

Với VMNDBT = 1.196 106(m3) tra trên đường quan hệ (Z ( V) ta được mực nướcdâng bình thường là: ZMNDBT = 75.23(m)

Vậy ta chọn chọn ZMNDBT = 75.23 (m)

0.38502 VII0.3640.6470.070.0240.21150.0470.1170.00551%Vtb0.00210.0076000.65460 0.283000.102 Tổng11.1614.733

0.20256 0.098300.300865.033867.29264Vh =1.0946.19864 V MNBT = 1.196x10 6 (m 3 ) MNBT = 75.23 (m)ﾵ

CHƯƠNG 6- HÌNH THỨC CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI

CHƯƠNG 7- THIẾT KẾ SƠ BỘ CÔNG TRÌNH THEO CÁC

PHƯƠNG ÁN7.1) Tính toán điều tiết lũ cho các B tr

- Phương pháp bán giản đồ của POTAPOP

- Phương pháp đơn giản của kôtrêrin

Tất cả các phương án trên khi tính toán điều tiết lũ đều dựa trên một nguyên lý cơbản là kết hợp giải phương trình cân bằng nước và phương trình thủy lực của côngtrình xả lũ

Phương trình cân bằng nước:

Phương trình thủy lực của công trình xả:

q = f(Zt , Zh , C)

Trong đó:

Q1, Q2 : lưu lượng nước đến ở đầu và cuối thời đoạn tính toán

q1, q2 : lưu lượng nước xả ra khỏi kho nước ở đầu và cuối thời đoạn

(t : thời đoạn tính toán

V1, V2 : dung tích kho nước ở đầu và cuối thời đoạn tính toán

Zt, Zh : mực nước trước và sau công trình xả lũ

C : tham số biểu thị công trình

Trong đồ án chọn tính toán theo phương pháp lặp

7.2.1) Tính toán cụ thể cho từng phương án tràn

Tần suất lũ thiết kế 1%, tần suất lũ kiểm tra 0,2%

Quá trình lũ thiết kế là dạng tam giác với lưu lượng lũ thiết kế ứng với P=1 % là

Qmp= 142,2 m3/s, với lưu lượng lũ kiểm tra ứng với P = 0,2% là Qmp = 185,1 m3/s

Đường quan hệ địa hình kho nước (Z~V), (Z~F) , MNDBT = 75.23 m

Tràn chảy tự do không cửa van, tràn đỉnh rộng, cao trình ngưỡng bằng cao trìnhMNDBT, chiều rộng ngưỡng tràn là Btr = 22m, 27m, 32m

7.2.1.1) Nội dung tính toán

Cột 2: Thời gian T cột 14: sai số giữa q2tt vàq2gt

Cột 3: lưu lượng Q đến cột 15: q trung bình

Cột 4: Chênh lệch giữa 2 khoảng thời gian

Cột 11: chiều cao thương lưu

Cột 12: chênh cao cột nước thượng lưu với ngưỡng tràn

Kết quả tính điều tiết lũ ứng với lũ kiểm tra (P=0.2%), Btr = 22m30.59.72900.009.7215.580.58121.80001.2051.21675.37490.1451.8820-4.361.8410 (h)(m3/s)(s)(m3/s)(m3/s)(m3/s)(m3/s)(10^6m3)(10^6m3)(m)(m)(m3/s)(%)(m3/s)20.255.83900.005.839.720.12120.60001.1991.20575.29620.0660.58123.240.5906100900.0005.8300.12001.1961.19975.25330.02330.1212-0.9550.1206TTTQ (t)∆TQ1Q2q1q2gtV1V2ZtlH0q2ttSai sốqtbVbt =1.1960(triệu m3)B =22(m)MNDBT=75,23mm =0.35Vo = Vbt sai số 5%40.7515.58900.0015.5827.211.88204.30001.2161.23275.48940.2594.5070-4.594.40355127.21900.0027.2131.484.50708.50001.2321.25375.63970.4108.9448-4.978.722461.2531.48900.0031.4835.768.944813.50001.2531.27375.78280.55314.0199-

Hình 1.2- biểu đồ tần suất lũ kiểm tra P=0.2%, ứng với B tr =22m.

Kết quả tính toán lũ kiểm tra P=0,2% ứng với Btr = 27m và Btr = 32m trong bảngphụ lục 2

Kết quả tính toán lũ thiết kế P=1% ứng với Btr = 22m và Btr = 27m, Btr = 32mtrong bảng phụ lục 1

Tổng hợp kết quả tính toán như sau:

Bảng 2.1- Kết quả điều tiết lũ cho trường hợp lũ kiểm tra P = 0,2%.

7.3) Thiết kế sơ bộ đập đâng

Mục đích của thiết kế sơ bộ đập đất là sơ bộ tính toán được các kích thước cáccông trình phụ thuộc vào các phương án tràn như đập, tràn…lần lượt với 3 phương ántràn khác nhau Trên cơ sơ đó tiến hành tính toán chi phí xây dựng đập ứng với từngphương án tràn khác nhau để chọn ra phương án tràn có lợi nhất về kinh tế, từ đó đưa

ra được phương án tràn đảm bảo cả hai điều kiện là kinh tế và kỹ thuật

7.3.1) Xác định cao trình đỉnh đập:

Cao trình đỉnh đập được xác định từ 3 mực nước: MNDBT, MNLTK vàMNLKT

Chiều dài truyền sóng ứng với MNDBT: D = 540m;

Chiều dài truyền sóng ứng với MNLTK: D`= 600m

Cao trình đỉnh đập được lựa chọn là cao trình có trị số lớn nhất trong 3 kết quả trên

* Xác định h sl , h sl ’:

Theo QPTL C1-78, chiều cao song leo có mức đảm bảo 1% được xác định theocông thức:

Hsl1% = K1.K2.K3.K4.Kα.hs1%

Trong đó:

hs1% - Chiều cao sóng với mức bảo đảm 1%

K1, K2, K3, K4, Kα - Là các hệ số, được tra theo quy phạm QPTL C1-78

+ K1, K2 - Các hệ số phụ thuộc vào độ nhám tương đối Δ/h1% và đặc trưng vậtliệu gia cố mặt đập Chọn hình thức gia cố mái bằng đá xếp và độ nhám tương đối(/h ﾵ ﾵ= 0,005÷0,01 ( Tra theo bảng 6 - QPTL C1-78)

+ K3: Hệ số phụ thuộc tốc độ gió và hệ số mái nghiêng m, sơ bộ chọn hệ số máicủa mái thượng lưu là m = 3÷5 (Tra bảng 7_QPTL C1-78)

+ K4 - Hệ số phụ thuộc vào tỉ số ﾵ ﾵ và hệ số mái nghiêng của công trình (Tra

đồ thị hình 10_QPTL C1-78)

+ Kα - Hệ số phụ thuộc góc αs giữa hướng gió và pháp tuyến với trục đập (theoQPTL C1 – 78 lấy ﾵ ﾵ ta có Kα= 1,0)

- Xác định h s1% : Được xác định theo QPTL C1- 78 như sau:

+ Giả thiết rằng trường hợp đang xét là sóng nước sâu (H > 0,5 ﾵ ﾵ).

+ Tính các đại lượng không thứ nguyên : ﾵﾵ

+ Tra đồ thị hình 35- (QPTL C1-78) ứng với đường bao trên cùng: với một giá trịkhông thứ nguyên ta xác định được cặp trị số ﾵﾵ

+ Chọn cặp giá trị nhỏ trong 2 cặp giá trị tra được để tính toán:

+ Thoả mãn sóng nước sâu thì chiều cao sóng 1% được xác định theo công thức:

sâuK 1% 2,052,052,052,05hs 1% 0.75850.5330.5330.533K 1 0,950,950,950,95K 2 0,85 0,850,850,85K 3 1,51,51,51,5K 4 1,21,51,51,5Kα1111hsl 1% 1.1020.96840.96840.96 84Độ cao vượt an toàn0,70,50,50,5Z 1 77,036Z 2 78,49978,346278,2252HdXác định cao trình đỉnh đập theo công thức tính với MNLKT(Z 3 ):

Bảng 1.1- Kết quả tính toán cao trình đỉnh đập ứng với MNLKT

TTThông sốĐơn vịMNLKT (Z 3 )B tr = 22 mB tr = 27 mB tr = 32 m1MNLKTm77.43277.25377,0992Chiều cao an toàn am0,20,20,23Cao trình đỉnh đập

là Bđỉnh đập = 6m (theo 14TCN-157-2005 tại mục 4.2 đối với đập cấp III, không có yêucầu giao thông nên ta chọn bề rộng không nhỏ hơn 5m)

* Mái đập:

Mái đập là yếu tố cơ bản để đảm bảo sự ổn định của đập trong quá trình làm việc.Hình dạng của mái đập và cơ đập phụ thuộc vào đặc tính của đất đắp đập, chiều caođập và loại đập cũng như điều kiện thi công Đối với chiều cao đập < 40m ta xác định

sơ bộ theo công thức kinh nghiệm sau:

- Mái đập thượng lưu: Chọn cơ tại cao trình 60,8 bề rộng cơ 3,0m Mái đập thayđổi từ dưới lên trên là: mTL = 3÷ 3,5

- Mái hạ lưu: Chọn cơ tại cao trình 67,3 bề rộng cơ 3,0m Mái đập thay đổi từdưới lên trên là: mHL = 2,5÷ 3

* Bảo vệ mái:

- Mái thượng lưu là phần mái chịu tác động trực tiếp của nhiều loại lực phức tạp:như áp lực sóng, nắng, thay đổi nhiệt độ,mực nước hồ rút nhanh….vì vậy mái đập cầnphải được gia cố bảo vệ để đề phòng sự xói lở do sóng gây ra

- Mái hạ lưu: Ở mái hạ lưu dưới tác dụng của dòng chảy do mưa dễ gây ra xói lở mái

* Hình thức bảo vệ mái:

- Mái thượng lưu: Sơ bộ chọn hình thức bảo vệ mái bằng bê tông

- Mái hạ lưu: Trồng cỏ để giữ đất, mặt khác bố trí các rãnh để thoát nước mưa

7.3.3.2) Thiết bị thoát nước và thấm thân đập:

* Thiết bị chống thấm:

đ k =2,4.10-8 ÷ 8,2.10-8

* Thiết bị thoát nước: nhiệm vụ chính của thiết bị thoát nước.

+ Không cho dòng thấm thoát ra trên mái hạ lưu

+ Hạ thấp đường bão hòa để nâng cao ổn định cho mái đập hạ lưu

+ Dẫn nước thấm qua thân, nền đập đập xuống hạ lưu

+ Ngăn ngừa biến dạng do thấm

Hình 2.1- Thiết bị thoát nước kiểu lăng trụ

Kích thước cơ bản của vật thoát nước như sau :

Cao trình đỉnh vật thoát nước : (ltrụ = (MNHLmax + a

Độ vượt cao an toàn a = 1,5 ( 2,5m

Loại tràn là tràn đỉnh rộng không ngưỡng, chảy tự do

7.4.1.1) Quy mô tràn

Bộ phận nối tiếp thượng lưu

Để dòng chảy từ hồ vào tràn được thuận dòng, ta bố trí kênh dẫn thượng lưu đểdẫn nước vào ngưỡng tràn

Kênh dẫn gồm 2 đoạn:

+ Đoạn đầu có bề rộng không đổi

+ Đoạn tiếp theo là đoạn nối tiếp giữa kênh với tràn có bề rộng thu hẹp dần tránhhiện tượng co hẹp dòng chảy đột ngột gây bất lợi cho công trình, ngoài ra ở đoạn này ta

có bố trí thêm tường cánh hướng dòng để bảo vệ bờ và nối tiếp được thuận tiện, gócmở của tường cánh cotg( = 2

+ Độ dốc đáy kênh i = 0,12

+ Cao trình đáy kênh: +60,03m

+ Hệ số mái kênh thượng lưu, kênh thượng lưu có mặt cắt hình thang với hệ

số mái m = 1,5

a) Ngưỡng tràn

Ngưỡng tràn có nhiệm vụ điều tiết lưu lượng và mực nước, bố trí cầu cầu côngtác Cấu tạo gồm: bản đáy, tường bên

Cao trình ngưỡng tràn: +75,23m; số khoang tràn: n = 3 khoang

- Tổng chiều rộng các khoang tràn: Tính toán với 3 phương án: Btr = 22m; 27m;32m

- Mố trụ lượn tròn, chiều dày mố trụ: dmt =1,5m

- Chiều dày mố bên thay đổi từ (0,5(1,5)m

Theo ba phương án tràn đã tính sơ bộ trong phần tính toán điều tiết lũ thì cột

nước siêu cao biến đổi không nhiều nên sơ bộ ta chọn ( = 10m

Để nối tiếp ngưỡng tràn với hạ lưu ta bố trí một dốc nước, đưa nước xả ra sông

sau tràn Do kích thước tràn khá lớn nên ta thiết kế dốc nước có đoạn thu hẹp, góc thu

hẹp chọn theo kinh nghiệm chọn ( < 230 thì dòng chảy không bị co hẹp đột ngột

Căn cứ vào tình hình địa chất, địa hình của tuyến tràn đã chọn, ta lấy độ dốc toàn

bộ dốc nước i = 12%, chiều dài toàn bộ dốc nước L = 60 m

Độ dốc đáy dốc nước: i = 0,12

Hệ số nhám của dốc nước: n = 0,014

Cao trình đầu dốc nước: ﾵ ﾵ đd = ﾵ ﾵ ng.tr = +75,23m

Cao trình cuối dốc nước: ﾵ ﾵ cd =ﾵ ﾵ đd - i.Ld = 75,23- 0,12.60 = 68,03m

Chiều dày bản đáy: t = 0,5 (m)

7.4.2) Tính toán thủy lực dốc nước

Tính toán thuỷ lực dốc nước, dựa vào địa hình ta chia dốc nước ra làm 2 đoạn đểtính toán :

+ Đoạn 1: Đoạn thu hẹp đầu dốc nước

+ Đoạn 2: Đoạn dốc nước không đổi

Hình 1.1- Hình dạng đường mặt nước trên dốc nước 7.4.2.2) Tính đường mặt nước trong dốc nước đoạn thu hẹp

a Xác định kích thước đoạn thu hẹp

+ Bề rộng ở đầu đoạn thu hẹp lấy bằng bề rộng tràn :Bđ = BT +2dmt

+ Bề rộng ở cuối đoạn thu hẹp theo kinh nghiệm thường được chọn:

Độ dốc phân giới hk được xác định theo công thức:

ﾵ ﾵ

Trong đó: + q : lưu lượng đơn vị qua dốc nước

ﾵ ﾵ+ ( : Hệ số sửa chữa động năng ( chọn ( = 1 )

+ g : Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2

Ứng với các phương án BT qua tính toán ta có q và hk khác nhau và được tổnghợp ở bảng sau:

Bảng 1.1- Tính h k cho từng phương án B tr

7.4.2.4) B tr Q x Đoạn mặt cắt phi lăng trụĐoạn mặt cắt lăng trụ(m)(m 3 /s)B đd (m)q đd

(m 2 /s)h kđd

(m)B đd (m)q(m 2 /s)h k (m)2282,29253,291,04165,141.392788,39302,980,95204,4 71,2673293,46352,670,9243,891,155Tính đường mặt nước trong dốc đoạn thu hẹp

+ Chia đoạn kênh phi lăng trụ ( đoạn thu hẹp ) thành n đoạn ngắn, mỗi đoạn dài(L( như nhau:

vi =

ﾵ ﾵ+ Xác định chu vi ướt ở mặt cắt đầu và cuối đoạn tính toán theo công thức:

(i = bi + 2.hi

+ Bán kính thuỷ lực ở mặt cắt đầu và cuối đoạn tính toán được xác định theo

công thức:

ﾵ ﾵ

+ Hệ số Sêdi ở mặt cắt đầu và cuối đoạn tính toán được xác định theo công thứcManinh:

ﾵ ﾵ

n: hệ số nhám của dốc nước, n = 0,014 ( độ nhám của bê tông )

+ Độ dốc mặt nước tại mặt cắt đầu và cuối đoạn tính toán được xác định theo

- (( : Hiệu số tỷ năng ở đầu và cuối đoạn tính toán, tính theo công thức:

+ So sánh giá trị (L vừa tính được với chiều dài đoạn tính toán (L' đã định

+ Nếu (L ( (L' thì giá trị chiều sâu nước ở cuối đoạn tính toán mà ta giả thiết ởtrên là đúng

+ Nếu (L ( (L' thì ta phải giả thiết lại chiều sâu nước ở cuối đoạn tính toán và tiếnhành các bước như trên cho đến khi (L ( (L'

Tiếp tục tính toán cho các đoạn còn lại với chiều sâu nước ở cuối đoạn trước

là chiều sâu nước ở đầu đoạn tiếp theo cho đến hết đoạn thu hẹp sao cho ((L = Lth

- Phần tính toán chi tiết xem ở phụ lục bảng phụ lục 2

Bảng 1.1- Tổng hợp kết quả tính toán đoạn dốc nước thay đổi