Thiết kế hồ chứa đông phong– phương án 1

Nguyên lý cơ bản của phương pháp này là tiến hành cân bằng nước trongkho, chia thời kì tính toán ra làm 12 đoạn tương ứng với 12 tháng của năm đại biểu.Tính toán cân bằng nước

Trang 1

MỤC LỤC

147

Trang 2

LỜI CẢM ƠN

Trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, công tác thủy lợi đã

và đang đóng góp một vai trò hết sức quan trọng Nước ta có lượng nước dồi dào vàphong phú song phân phối không đều theo thời gian Vì vậy cần phải xây dựng cáccông trình thủy lợi để phân phối lại nguồn nước theo không gian và điều chỉnh dòngchảy theo thời gian một cách hợp lý, tạo điều kiện cho phát triển kinh tế, an sinh xãhội Thủy Lợi là ngành khoa học được hình thành phù hợp theo yêu cầu của conngười trong việc sử dụng hợp lý nguồn nước Thủy công là môn khoa học có tínhtổng hợp và quan hệ mật thiết với các môn khoa học cơ bản

Sau 14 tuần làm đồ án với những kiến thức đã được học, sự nỗ lực của bảnthân cùng sự chỉ bảo tận tình củaTh.s Vũ Hoàng Hải, em đã hoàn thành đồ án tốt

nghiệp đúng thời hạn với đề tài: “Thiết kế hồ chứa Đông Phong– Phương án 1”.

Nội dung đồ án gồm 4 phần chính sau: Phần một: Tổng quan về công trình; Phầnhai: Thiết kế sơ bộ các phương án; Phần ba: Thiết kế kỹ thuật phương án chọn;Phần bốn: Chuyên đề kỹ thuật

Thời gian làm đồ án tốt nghiệp là dịp để em hệ thống lại những kiến thức đãđược học, đồng thời vận dụng lý thuyết vào thực tế, bước đầu làm quen với côngviệc của một người kỹ sư thiết kế công trình thủy Những điều này đã giúp em cóthêm kiến thức và hành trang để chuẩn bị cho tương lai

Em xin chân thành cảm ơn Th.s Vũ Hoàng Hải đã dành nhiều thời gian, nhiệttình hướng dẫn, giúp em hoàn thành tốt đồ án này Em xin chân thành cảm ơn cácthầy, cô giáo trong bộ môn Thủy Công, các thầy, cô giáo trong Trường Đại họcThủy Lợi đã tận tình giảng dạy, trao đổi kiến thức, đạo đức trong suốt những năm

em học tại trường

Mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng do điều kiện thời gian có hạn nên trong đồán chưa giải quyết hết các trường hợp thiết kế cần tính, cộng thêm kiến thức thực tếcòn hạn chế nên trong đồ án em không thể tránh khỏi những thiếu sót Em kínhmong được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến và giúp đỡ của các thầy cô giáo, để cho đồán tốt nghiệp của em được hoàn chỉnh hơn

Hà Nội, tháng 6 năm 2014 Sinh viên: Nguyễn Thanh Tùng 1.1.1

Trang 3

1.2 Các điều kiện tự nhiên.

Hồ chứa nước A Phong nằm giữa các dãy núi cao, phía Đông là dãy núi Tiacmong, núi Ya bô, núi Ma vô, núi Ya bio (+1220 m), phía Tây là dãy núi đá đen, núiFgiagog, núi A sai, phía Bắc là dãy núi Tha Ninh (+1020 m), Tara Nhin và núiMarrai(+1636m), núi Ma via

Sườn núi trong lưu vực tương đối dốc, với góc dốc thay đổi từ 200-250, và kéodài tới mép suối, nên lòng hồ là lũng hẹp chạy dọc theo suối, với cao trình thay đổi

từ (+177m) tới (+140m) Khu vực đầu mối là phần chuyển tiếp giữa núi thấp vàđồng bằng nằm dọc theo hai bên bờ phía hạ lưu suối Trà Co, bề mặt địa hình thayđổi từ (+145m) đến (+120m).Vùng đồng bằng này được hình thành chủ yếu từ haithềm: Thềm bậc 1 là các lớp đất có nguồn gốc bồi tích từ cao trình +140 m trởxuống, thềm bậc 2 là các lớp đất có nguồn gốc pha bồi tích từ cao trình +140 m đến+150 m

Khí hậu khu vực thuộc miền khí hậu nhiệt đới gió mùa, có hai mùa rõ rệt: mùakhô và mùa mưa.Mùa bắt đầu từ tháng 10 kéo dài đến tháng 4 năm sau, mùa mưabắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10, lượng mưa thường tập trung từ tháng 8 đến tháng

10 Lượng mưa bình quân năm từ 1000-1300 mm

Đây là khu vực khô hạn nhất, ít mưa, nhiều gió, nhiệt độ quanh năm cao,lượng bốc hơi lớn, độ ẩm không khí thấp Tuy nhiên vùng nghiên cứu cũng chịu ảnhhưởng của khí hậu Đà Lạt nên mát mẻ hơn

Mạng sông suối chính chủ yếu là suối Bông Mo, suối Ma Lâm, suối Ta la vàcác phụ lưu của chúng Các suối này có lưu lượng thay đổi theo mùa, rất dồi dào vềmùa mưa và cạn kiệt về mùa khô Nguồn nước ngầm cũng nghèo nàn, nên việc cấpnước sinh hoạt rất khó khăn

Trang 4

Điều kiện giao thông đường bộ nhìn chung tương đối thuận tiện cho việc thicông công trình sau này Trong vùng có quốc lộ 27 B đi qua được rải nhựa, từ quốc

lộ đi vào công trình 3 km là đường đất cấp phối rộng

1.2.1 Điều kiện địa hình khu vực công trình đầu mối.

Địa hình khu vực công trình đầu mối là lũng sông hẹp, với độ rộng lòng suốitrung bình thay đổi từ 50-100m Dọc theo lòng suối là bãi cát cuội sỏi chạy từthượng lưu đến hạ lưu Cao độ suối thay đổi từ (+141 m) đến (+137 m) Hai vaituyến đập là phần nhô ra của sườn núi Sườn núi vai trái từ thượng lưu xuống hạ lưudốc đều, có độ dốc trung bình 300-350 Phía trên tầng phủ tương đối dày, phía dướisát mép nước đá gốc lộ ra chạy từ thượng lưu đến tim tuyến Sườn núi bờ phải có độdốc thoải hơn từ 150-200 Phía thượng lưu và hạ lưu tuyến sườn núi đều thoải, vị trítim tuyến sườn núi dốc hơn Chân núi ở sát mép nước đá gốc lộ ra chạy dài từ timtuyến xuống phía hạ lưu, có chỗ đá lộ ra ở cả lòng suối Chiều dài đập khoảng 155m

1.2.2 Điều kiện địa chất công trình.

1.2.2.1 Tuyến đập chính.

Theo kết quả nghiên cứu tổng hợp các biện pháp khảo sát cho thấy địa tầngnghiên cứu tuyến đập bao gồm tầng phủ và đá gốc với các lớp theo thứ tự từ trênxuống dưới như sau:

Tầng phủ:

• Lớp 1a: Thành phần là hỗn hợp cuội sỏi, cát, đá tảng màu xám vàng.Cuộisỏi chiếm 25-30%.Lớp này phân bố dọc theo lòng suối từ thượng lưu đến hạ lưu,chiều dày từ 4-5m,nguồn gốc bồi tích lòng suối hiện đại

• Lớp 2a: Đất á sét nặng – sét lẫn ít dăm sạn đá phiến serixit mềm bở, màuxám nâu, nâu đỏ,lớp phân bố hai bên sườn tuyến đập.Bên vai trái tuyến,lớp 2 cóchiều dày 4-5 m.Bên vai phải mỏng hơn có chiều dày 0,5-1 m Nguồn gốc pha tàntích không phân chia

Đá gốc: Trong tuyến đập chính đá gốc là trầm tích gắn kết hệ tầng La Ngà,tuổi Ju ra.Thành phần chủ yếu là đá phiến serixit, màu xám, xám xanh, xám xanhsẫm Đá có cấu tạo phân lớp mỏng phân phiến, kiến trúc hạt mịn Đá gốc phân bốrộng rãi trong khu vực nghiên cứu , ở vai trái tuyến đập chính đá gốc phân bố ở độsâu 4-5 m, vai phải đá gốc phân bố ở độ sâu 0,5-1 m dưới lớp phủ tàn tích

Trang 5

Đá phong hóa hoàn toàn thành đất á sét nặng, màu xám nâu, nâu đỏ lẫnnhiều dăm đá serixit mềm bở.Trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt vừa Đới đá phonghóa mãnh liệt mạnh phân bố dưới lớp pha tàn tích và chủ yếu ở hai vai Chiều dàycủa đới ở vai trái 6-7m, ở vai phải mỏng hơn 0,5-1,5 m.

Đá phong hóa vừa màu xám, xám xanh Đá nứt nẻ vừa, các khe nứt được lấpnhét bằng sét và ôxit sắt màu vàng, nâu vàng Đá tương đối cứng Đới phong hóavừa phân bố ở hai bên vai đập và ở lòng suối Ở lòng suối đới phong hóa vừa nằmdưới lớp cuội sỏi, chiều dày 2,5-3 m.Kết quả thí nghiệm ĐCTV cho thấy đới nàylượng mất nước đơn vị q = 0,025-0,032 l/ph.m

Đá phong hóa nhẹ -tươi màu xám, xám xanh sẫm, nứt nẻ ít, cứng chắc Đớinày phân bố ở cả hai vai và lòng suối dưới đá phong hóa vừa, ở lòng suối bề mặtđới này nằm sâu 7-8 m

 Với các đặc điểm đã nêu trên như sườn núi hai bên vai dốc không đều, lũng suốihẹp, có dạng chữ U, sườn núi có dạng độ dốc không lớn, được phủ bởi lớp pha tàntích, vai phải có chiều dày từ 0,5-1,5m,vai trái dày hơn từ 4-5m Đá gốc lộ ra ở vaiphải là chân núi hai bên mép nước, không có thềm bồi tích ở bờ suối Đây là vị trícó bề mặt địa hình thuận lợi cho việc bố trí cụm công trình đầu mối

Về mặt địa chất, lớp cuội sỏi lòng sông và đáy thềm có tính thấm lớn gâymất nước qua nền đập, có chiều dày nhỏ ~ 4m nên cần được bóc bỏ khi xây dựngđập.Vai trái đập đặt trên lớp 2 và lớp phong hóa mãnh liệt - mạnh nên cần chú ý vềmặt chống thấm.Vai phải sau khi bóc bỏ lớp mỏng pha tàn tích (deQ) và lớp đáphong hóa mãnh liệt- mạnh thì vai đập được gối trực tiếp lên đá gốc phong hóa vừa

và tương đối cứng chắc

Về khả năng thấm mất nước qua nền và vai đập: sau khi bóc bỏ các lớp đất

phong hóa mãnh liệt -mạnh thì phần đá nền có giá trị q ≥ 0,03 l/ph.m,với chiều dàydự kiến 10-15m cũng cần xử lý chống thấm

Trang 6

Hệ số ép lún a (cm2/KG) 0,023 0,028 0,034 0,028 0,022Hệ số thấm K(cm/s) 2.10-2 5.10-4 2.10-5 5.10-5 3.10-4 3.10-4

1.2.2.2 Tuyến đập phụ 1.

Công trình đập phụ một nằm tại khu vực yên ngựa suối Rua trên đường mòn

từ Maty đi suối Rua thấp Hai bên vai đập là các sườn núi tương đối thoải Phíathượng lưu và hạ lưu tuyến đập phụ địa hình cũng tương đối bằng phẳng Cao độđỉnh yên ngựa là +152m

Địa tầng khu vực yên ngựa đập phụ bao gồm tầng phủ và đá gốc:

Tầng phủ:

• Lớp 1c: Đất á sắt nhẹ-rung màu xám, xám đen lẫn hữu cơ, trạng thái dẻomềm, kết cấu kém chặt Phân bố trên bề mặt thượng lưu đập phụ, chiều dày 1-1,5m

• Lớp 2: Đấ á sét nặng lẫn ít dăm sạn đá phiến mềm bở, màu xám nâu, nâu

đỏ Trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt vừa - chặt Lớp phân bố trên bề mặt, dưới lớp1c, chiều dày từ 2 -4m

Đá gốc: Đá gốc là đá phiến serixit, đá thuộc đới phong hóa hoàn toàn Đới đáphong hóa mãnh liệt - mạnh thành đất á sét nặng, màu xám nâu, nâu đỏ lẫn nhiều dămsạn, đá phiến serixit mềm bở, trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt vừa Đới đá phong hóamãnh liệt - mạnh phân bố dưới lớp pha tàn tích ở nền và hai bên vai đập phụ 1

1.2.2.3 Tuyến đập phụ 2.

Tuyến đập phụ hai nằm tại khu vực yên ngựa trên đường mòn từ Maty đi suối

Vơ Hai bên vai đập là các sườn núi tương đối thoải, phía thượng lưu và hạ lưutuyến đập phụ địa hình cũng tương đối thoải Cao độ đỉnh yên ngựa là + 154m.Địa hình khu vực đập phụ 2 bao gồm tầng phủ và đá gốc:

Tầng phủ:

Lớp 2: Đất á sét nặng lẫn ít dăm sạn đá phiến mềm bở, màu xám nâu, nâu đỏ.Trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt vừa - chặt Lớp phân bố trên bề mặt ở sườnnúi hai vai và phía thượng hạ lưu đập, chiều dày từ 1 – 2m

Trang 7

Đá gốc: Đá gốc là đá phiến serixit, đá thuộc đới phong hóa hoàn toàn Đới đáphong hóa mãnh liệt - mạnh thành đất á sét nặng, màu xám nâu, nâu đỏ lẫnnhiều dăm sạn, đá phiến serixit mềm bở, trạng thái nửa cứng, kết cấu chặtvừa Đới đá phong hóa mãnh liệt - mạnh lộ ra hai bên sườn núi vai đập, phân

bố dưới lớp pha tàn tích ở đỉnh yên ngựa và phía thượng hạ lưu tim tuyến

1.2.2.4 Đập phụ 3.

Tuyến đập phụ 3 nằm tại khu vực yên ngựa trên đường mòn từ Maty đi suối

Vơ Hai bên vai đập là sườn núi tương đối thoải.Phía hạ lưu vai trái có một vết sạtnhỏ cách tim tuyến khoảng cách 40m về phía hạ lưu.Vết sạt này phát triển trong lớpphủ pha tàn tích, chân vết sạt đã cắt vào đá gốc là đá phiến serxit phong hóa mãnhliệt - mạnh mềm yếu.Kích thước vết sạt: rộng 5-6 m, dài 40m bước sạt khoảng 2,5-3m, góc sạt gần như dựng đứng

Địa tầng khu vực đập phụ 2 bao gồm tầng phủ và đá gốc:

Tầng phủ

• Lớp 1b:Đất á cát- á sét, trạng thái dẻo mềm, kết cấu chặt vừa.Lớp phân bốdọc khe suối, chiều dày từ 0,5-1,0m

• Lớp 2:Đất á sét nặng, trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt vừa-chặt.Lớp phân

bố trên bề mặt sườn núi và hai vai phía thượng lưu và hạ lưu đập, chiều dày từ 2,5m

Đá gốc: Đá gốc là đá phiến serixit, đá thuộc đới phong hóa hoàn toàn Đớiđá phong hóa mãnh liệt - mạnh thành đất á sét nặng, màu xám nâu, nâu đỏ lẫnnhiều dăm sạn, đá phiến serixit mềm bở, trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt vừa Đớiđá phong hóa mãnh liệt - mạnh lộ ra hai bên sườn núi vai đập, phân bố dưới lớp phatàn tích ở đỉnh yên ngựa và phía thượng hạ lưu tim tuyến

1.2.3 Điều kiện địa chất thủy văn.

Nhìn chung trong khu vực nước ngầm nghèo nàn, chủ yếu là nước trong tầngbồi tích và đá gốc nứt nẻ

1.2.4 Điều kiện vật liệu xây dựng.

1.2.4.1 Đất đắp đập,

Tiến hành khảo sát thăm dò tại 3 mỏ vật liệu xây dựng Vị trí địa tầng và trữlượng khai thác của các lớp đất ở từng mỏ như sau:

Mỏ 1:

Trang 8

Vị trí nằm gần thôn Đá trắng, chạy dọc đường, cách tuyến đập chính khoảng1,5km Mỏ VLXD đất phẳng, bề mặt là lớp phủ cây khộp

Mỏ có:

• Diện tích là 900.000m2

• Khối lượng khai thác: 1.470.000m3

• Khối lượng bóc bỏ: 270.000m3

Địa tầng của các lớp đất đá của mỏ như sau:

• Lớp 1b: Đất á cát – cát lẫn nhiều sạn sỏi, đáy lớp có cuội tảng, màu xám,xám vàng Cuội sỏi chiếm 30 – 35%, thành phần là thạch anh cứng chắc, trạng tháidẻo mềm, kết cấu chặt vừa Lớp phân bố trên bề mặt chiều dày: 0,5-0,7m, có chỗhơn 1m

• Lớp 2: Đất á sét trung - nặng, màu xám nâu, nâu đỏ, nâu vàng, lẫn ít dămsạn đá phiến và vón két laterit Trạng thái nửa cứng - cứng, kết cấu chặt vừa Lớpphân bố ở đầu mỏ có tuyến kênh chính đi qua Chiều dày khai thác: 0,9 – 1,2m,chiều dày bóc bỏ 0,3m

• Lớp 2b: Đất á sét nặng – trung, màu xám, xám vàng, lẫn ít dăm sạn thạchanh Trạng thái cứng, kết cấu chặt, chiều dày 1 – 1,5m

Mỏ 2:

Vị trí ở phía bên phải, dọc theo đường ô tô vào trại giam sông Cái, cáchtuyến đập chính khoảng 6km theo đường ô tô Mỏ VL số 2 nằm trên địa hình tươngđối bằng phẳng, bề mặt là lớp phủ cây khộp

Mỏ có:

• Diện tích: 780.000m2

• Khối lượng khai thác: 1.120.000m3

Địa tầng các lớp đất đá của mỏ như sau:

• Lớp 1b: Đất á cát-cát lẫn nhiều sạn sỏi, đáy lớp có cuội tảng, màu xám,xám vàng Cuội sỏi chiếm 30-35%, thành phần là thạch anh cứng chắc, trạng tháidẻo mềm, kết cấu chặt vừa Lớp phân bố trên bề mặt chiều dày: 0,5-0,7m

• Lớp 2: Đất á sét trung - nặng, màu xám, xám vàng lẫn ít dăm sạn thạch anh.Trạng thái cứng, kết cấu chặt, chiều dày: 1-1,5m

• Khối lượng khai thác: 800.000 m3

• Khối lượng bóc bỏ: 550.000 m3

Trang 9

Địa tầng các lớp đất đá của mỏ như sau:

• Lớp 1b: Đất á cát-cát lẫn nhiều sạn sỏi, đáy lớp có cuội tảng, màu xám,xám vàng Cuội sỏi chiếm 30-35%, thành phần là thạch anh cứng chắc, trạng tháidẻo mềm, kết cấu chặt vừa Lớp phân bố trên bề mặt chiều dày: 0,5-0,7m

• Lớp 2b:Đất á sét nặng-trung, màu xám, xám vàng lẫn ít dăm sạn thạchanh.Trạng thái cứng, kết cấu chặt, chiều dày: 1-1,2 m

• Đá gốc:Đá gốc là đá Granit màu xám, xám trắng, xám vàng Cấu tạo khốikiến trúc poocfia, Đá phong hóa mạnh mềm yếu, Đá phong hóa vừa tương đối cứngchắc.Đá gốc phân bố dưới lớp 1b và lớp 2b

Qua khảo sát ĐCCT có nhận xét như sau:

Các mỏ vật liệu nằm cách công trình không xa(<10 km) Khối lượng đáp ứng đủ vớiyêu cầu đề ra Về chất lượng có thể dùng đắp đập nhiều khối có lõi chống thấm

Trang 10

Chỉ tiêu dùng trong tính toán vật liệu xây dựng đất

Tên lớp Lớp1b Lớp 2 Lớp2b Lớp2c

1.2.4.2 Đá.

Mỏ đá nằm ở sườn núi, cách bản suối Vơ khoảng 1 km, trên khu vực tuyếnkênh chạy qua Mỏ đá là đá Granit màu xám, xám trắng, cấu tạo khối.Diện tích mỏkhoảng 50.000 m2, trữ lượng khai thác khoảng 100.000m3 Khi khai thác cần bóc bỏlớp phủ dày từ 1,5-2,5 m

• Khối lượng khai thác: 194.000m3

Mỏ CS1 chủ yếu là lớp 1a hỗn hợp cuội sỏi cát.Chiều dày khai thác 2,2 m.Lớp1a khai thác làm vật liệu cát sỏi

Mỏ 2:

Trang 11

Vị trí nằm lòng suối Bông Mo, cách tuyến đập chính 1 km về phía hạ lưu,phần cuối mỏ 2 nằm sát đập dâng của thôn Đá bà.

Mỏ 2 có:

• Diện tích: 38.400m2

• Khối lượng bóc bỏ:5.000m3

• Khối lượng khai thác:48.000m3

Bảng 1-3:Chỉ tiêu tính toán của đất thân và nền đập

STT Chỉ tiêu Đơn vị Đất đậpkhối 1

(Lớp 2b)

Đất đậpkhối 2(Lớp 1b)

Nền đập chính(Lớp 1a)

Nền đập phụ(Lớp 2)1

Các đặc tính lưu vực tính đến tuyến đập xác định trên bản đồ tỷ lệ 1:50000 như sau:

Diện tích lưu vực : F = 94 km2

Chiều dài sông chính : Ls = 16,5 km

Độ dốc lòng sông chính : Js = 10,7%0

1.2.5.2 Đặc điểm khí hậu.

Khí hậu vùng dự án nghiên cứu nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, lượng mưabình quân nhiều năm trên lưu vực vào khoảng 1500 mm Tiến trình mưa hằng nămchia thành hai mùa rõ rệt: mùa khô và mùa mưa Mùa khô bắt đầu từ tháng 1 đếntháng 8, trong thời kỳ này vào tháng 5, 6 xuất hiện những trận mưa lớn gây nên lũtiểu mãn Mùa mưa bắt đầu từ tháng 9 đến tháng 12, tuy có 4 tháng mùa mưa nhưnglượng mưa chiếm đến 70% đến 80% lượng mưa cả năm, lượng mưa lớn tập trung

Trang 12

vào hai tháng 10 và 11 Lượng mưa lớn cường độ mạnh dễ gây nên lũ lớn thôngthường lũ lớn thường xảy ra nhiều nhất vào 2 tháng 10 và 11.

Độ ẩm không khí:

Do hoàn lưu quanh năm, gió đều có hướng từ biển thổi vào nên mặc dù gặp không khí cực đới hay Tín phong Bắc bán cầu thì lượng hơi nước trong không khí cũng không nhỏ Độ ẩm ven biển luôn đạt trên 70%, từ tháng 5 đến tháng 8 độ ẩm thấp nhất xấp xỉ 75% Từ tháng 9 đến tháng 10 độ ẩm tăng nhanh và giảm dần từ tháng

11 đến tháng 4 năm sau

Nắng:

Thời kỳ nhiều nắng từ tháng 12 đến tháng 5 năm sau, số giờ trung bình lớn hơn 200 giờ/ tháng, thời kỳ từ tháng 6 đến tháng 11 số giờ nắng trung bình từ 180 đến

200/tháng

Bảng 1-5:Bảng phân phối số giờ nắng trong năm

Số giờ

nắng

226

271

312

268

247

Trang 13

3m/s Để phục vụ tính toán vận tốc gió lớn nhất thiết kế trong xây dựng công trình,với liệt số liệu vận tốc gió lớn nhất theo 8 hướng quan trắc tại 2 trạm Nha Hố vàPhan Rang tiến hành xây dựng đường tần suất vận tốc gió.

Bảng 1-6:Đường đặc trưng vận tốc gió lớn nhất theo hướng

Phân phối lượng tổn thất bốc hơi trong năm:

Lượng bốc hơi hằng năm 1656 mm Biến trình bốc hơi trong năm tuân theoquy luật lớn về mùa khô, nhỏ về mùa mưa

Bảng 1-7:Bảng phân phối tổn thất bốc hơi Z trong năm

Lượng mưa trung bình nhiều năm lưu vực:

Lượng mưa phân bố theo không gian lớn dần từ đông sang tây, từ hạ lưu đếnthượng lưu Lượng mưa lưu vực Tân Trà biến đổi từ 1400 mm đến 1600 m, NinhThuận thuộc vùng khô hạn nên chọn lượng mưa BQNN đảm bảo thiên về an toàntrong tính toán cấp nước

Xolv = 1500 mm

1.2.5.5 Phân phối dòng chảy năm thiết kế.

Bảng 1-8:Phân phối dòng chảy năm thiết kế ( P = 75 %)

Trang 14

Qđến (m3/s) 0,85 1,67 3,21 6,54 1,14 0,67

1.2.5.6 Đường quá trình lũ thiết kế.

Trong lưu vực không có trạm đo dòng chảy nên phải dùng công thức kinhnghiệm để tính toán dòng chảy lũ thiết kế từ mưa rào – dòng chảy Đối với nhữnglưu vực nhỏ như lưu vực duyên hải trung bộ áp dụng công thức cường độ giới hạn

Lưu lượng bùn cát lơ lửng: Rll = 0,236 kg/s

Tổng lượng bùn cát lơ lửng : Wll = 7447 tấn/năm

Trọng lượng riêng: γ = 0,85 tấn/m3

Thể tích bùn cát lơ lửng: vll = 8761 m3/năm

Bùn cát di đáy: vdd = 0,1.vll = 876,1 m3/năm

Tổng thể tích bùn cát lắng đọng bình quân trong một năm:

vbc = vll + vdd = 9638 m3/năm

1.2.5.8 Dòng chảy lớn nhất trong mùa kiệt.

Mùa kiệt được xác định từ tháng 1 đến tháng 8, tính toán dòng chảy lớn nhấttrong mùa kiệt để phục vụ thhi công công trình Lũ tiểu mãn xuất hiện vào tháng 5

và tháng 6, ngoài ra còn chú ý đến tháng 4 và 7

Bảng 1-10: Lưu lượng lũ thi công mùa kiệt

Trang 15

Tháng I II III IV V VI VII VIII

Qtb10%(m3/s) 1,28 0,45 0,65 1,12 6,7 4,91 4,19 5,26

Trang 16

CHƯƠNG 2: NHU CẦU DÙNG NƯỚC, CẤP CÔNG TRÌNH VÀ CÁC CHỈ

TIÊU THIẾT KẾ

2.1 Nhiệm vụ công trình.

Công trình có nhiệm vụ cấp nước tự chảy ổn định cho 1450 ha đất canh táctrồng lúa, cây công nghiệp và cấp nước sinh hoạt cho các hộ dân thuộc xã PhướcTiến và Phước Tân, góp phần cải tạo môi sinh, môi trường, chống hiện tượng samạc hóa, ổn định dân cư, nâng cao đời sống kinh tế, văn hóa của đồng bào các dântộc thuộc khu hưởng lợi

2.2 Nhu cầu dung nước.

Bảng 2-1: Nhu cầu dùng nước năm thiết kế hồ Đông Phong ứng với P = 75%

Sơ bộ xác định cao trình đỉnh đập Zđ = 163,5 m

Chiều cao đập là H: = 163,5 – 135 = 28,5 m.(Trị số này sẽ được chính xác hóasau khi có số liệu tính toán các mực nước trong hồ)

Theo Bảng 1-QCVN 04-05:2012, Hồ Đông Phong có đất nền thuộc nhóm B,chiều cao hđập=28,5 m nênHồ A Phong là công trình cấp II

Từ nhiệm vụ cấp nước tự chảy cho 1450 ha đất, tra bảng1 QCVN 04-05-2012

ta được công trình là cấp IV

Vậy từ hai kết quả trên ta chọn cấp công trình là cấp II

2.3.2 Các chỉ tiêu thiết kế.

Theo QCVN 04-05-2012

Mức bảo đảm tưới: 85%

Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất:

Trang 17

• Lũ thiết kế: P = 1,0 %

• Lũ kiểm tra: P = 0,2 %

• Lũ thi công: P = 10 %

Hệ số tin cậy khi tính ổn định, độ bền: Kn = 1,15

Hệ số điều kiện làm việc: m = 1,0

Thời gian tính toán dung tích bồi lắng hồ: T = 75 năm

Hệ số lệch tải:

• Trọng lượng bản thân công trình: n=1,05

• Áp lực thẳng do trọng lượng đất gây ra: n=1,10

• Áp lực bên của đất: n=1,20

• Áp lực bùn cát: n=1,20

• Áp lực nước, áp lực thấm, áp lực đẩy nổi: n=1,0

Theo TCVN 8216-2009:

Tần suất gió tính toán ứng với MNDBT: P = 4%.

Tần suất gió tính toán ứng với MNLTK:P = 50%.

Độ vượt cao an toàn:

• Độ vượt cao an toàn ứng với MNDBT: a = 0,7m

• Độ vượt cao an toàn của đập ứng với MNLTK: a’ = 0,5m

• Độ vượt cao an toàn của đập ứng với MNLKT: a’’ = 0,2m

Trang 18

PHẦN HAI: THIẾT KẾ SƠ BỘCHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT HỒ

3.1 Mục đích, nhiệm vụ tính toán

Mục đích: Tìm ra mối quan hệ giữa quá trình lưu lượng nước chảy đến, quá trìnhlưu lượng nước chảy ra khỏi hồ và sự thay đổi mực nước hoặc dung tích khonước theo thời gian

Nhiệm vụ: Xác định dung tích nước hiệu dụng Vh của hồ chứa và cao trình mựcnước dâng bình thường

3.2 Nội dung tính toán điều tiết hồ chứa theo phương pháp lập bảng.

Hình 3-1: Đường quan hệ F~Z lòng hồ Đông Phong

Hình 3-2: Đường quan hệ Z~V lòng hồ Đông Phong

Trang 19

3.2.1 Xác định cao trình mực nước chết (MNC) và dung tích chết.

MNC là mực nước thấp nhất mà hồ chứa có thể làm việc bình thường Các yếu tố ảnh hưởng tới MNC của hồ:

• Đảm bảo yêu cầu lấy nước tưới tự chảy

• Tại cửa lấy nước không bị bồi lấp trong thời gian hoạt động của côngtrình

3.2.1.1 Theo điều kiệntuổi thọ công trình.

Theo QCVN 04-05:2012, công trình cấp II có tuổi thọ 75 năm có nghĩa là dungtích chết phải lớn hơn hoặc bằng dung tích bùn cát bồi lắng sau 75 năm hoạt độngcủa hồ Ta có:

Lượng bùn cát bồi lắng trong 1 năm:

ZKC = 149,5m ( theo tài liệu cho)

- ∑∆Z: tổng tổn thất qua cống Sơ bộ chọn ∑∆Z = 0,5m

MNC ≥ 149,5 + 0,5 = 150m

So sánh 2 phương án ta thấy : Để đảm bảo cả 2 điều kiện về yêu cầu tưới tự

chảy và yêu cầu tuổi thọ công trình thì MNC = 150,2m.

Trang 20

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

(MNDBT).

Mục đích, ý nghĩa.

MNDBT là mực nước cao nhất mà hồ chứa có thể làm việc bình thường, làmột thông số quan trọng, quyết định đến dung tích hồ chứa, cột nước và lưulượng

Về mặt công trình: MNDBT quyết định chiều cao đập, kích thước công trìnhxả

Về mặt kinh tế vùng hồ: MNDBT ảnh hưởng đến diện tích vùng ngập và tổnthất do ngập lụt thượng lưu

Về mặt kinh phí xây dựng: MNDBT ảnh hưởng đến chi phí xây dựng côngtrình

Vì vậy việc chọn MNDBT phải được tiến hành thận trọng, so sánh, lựa chọn giữacác phương án tìm ra phương án có lợi nhất

3.2.2.1 Nội dung và phương pháp tính toán.

Theo tài liệu thủy văn về phân phối dòng chảy năm thiết kế và lượng nướcdùng, ta có:

Tổng lượng nước đến: Wđến = 17516736m3

Tông lượng nước yêu cầu: Wdùng = 1034115m3

Ta thấy Wđến> Wdùng nên hồ chỉ cần điều tiết năm là đáp ứng được yêu cầudùng nước

Dùng phương pháp lập bảng: dùng bảng tính để tính và so sánh lượng nướcđến và lượng nước dùng

Nguyên lý cơ bản của phương pháp này là tiến hành cân bằng nước trongkho, chia thời kì tính toán ra làm 12 đoạn tương ứng với 12 tháng của năm đại biểu.Tính toán cân bằng nước trong kho theo từng thời đoạn sẽ biết được quá trình thayđổi mực nước, lượng nước trữ, xả trong kho

Trong từng thời đoạn có thể dùng công thức đơn giản để biểu thị phươngtrình cân bằng nước giữa lượng nước đến và lượng nước xả trong kho:

∆V = ( Q – q ) ∆t Trong đó:

+ ∆V: là lượng nước trữ lại trong kho trong thời đoạn tính toán ∆t + Q: lưu lượng nước đến kho trong thời đoạn tính toán ∆t

+ q: là lưu lượng nước ra khỏi kho trong thời đoạn tính toán ∆t + ∆t: là thời đoạn tính toán

Trang 21

Lượng nước trong kho cuối thời đoàn bằng lượng nước đầu thời đoạn cộngvới ∆V Biết được lượng nước trong kho dựa vào quan hệ Z~F~V sẽ biết được diệntích bề mặt kho nước và mực nước trong kho tại cuối thời đoạn.

3.2.2.2 Tính toán điều tiết hồ khi chưa kể đến tổn thất

Kết quả tính toán được trình bày ở bảng sau:

(ở đây ta sử dụng phương án trữ muộn)

Bảng 3-1: Tính toán điều tiết hồ chứa khi chưa kể đến tổn thất

đến 75

%

q y/c TB

W đến W y/c Nước thừa Nước thiếu V hồ Xả thừa (ngày) (m 3 /s) (m 3 /s) (m 3 ) (m 3 ) ∆ W+ (m 3 ) ∆ W- (m 3 ) (m 3 ) (m 3 )

Trang 22

Chú thích bảng:

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

Cột 2: Số ngày trong tháng (Δt)

Cột 3: Lưu lượng dòng chảy đến ứng với tần suất thiết kế P = 75% (Qđến)

Cột 4: Lượng nước yêu cầu tại đầu mối (qy/c)

Cột 5: Lượng nước đến: Wđến = Qđến Δt.24.3600 (m3/s)

Cột 6: Lượng nước yêu cầu: Wy/c = qy/c Δt.24.3600 (m3/s)

Cột 7: Lượng nước thừa: (7) = (5) – (6) khi Wđến > Wy/c

Cột 8: Lượng nước thiếu: (8) = (6) – (5) khi Wy/c > Wđến

Cột 9: Dung tích trữ nước trong hồ

Cột 10: Lượng nước xả thừa đảm bảo dung tích trong hồ

Trong bảng tính trên thì tổng lượng nước thiếu ứng với nhu cầu dùng nước ở

đầu mối (cột 9) chính là dung tích hữu ích của hồ chứa: V hi = 5023296 (m 3 )

Trong trường hợp chưa kể đến tổn thất thì Vhi = 5023296m3 Khi đó dung tích hồ là:

Vhồ = Vhi + Vc = 5023296 +1454497 = 6477793 m3

Tuy nhiên trong quá trình làm việc của hồ chứa còn rất nhiều tổn thất dothấm, do bốc hơi… Do vậy để đảm bảo yêu cầu tưới tiêu ở hạ lưu thì rất cần thiếtphải xét tới các tổn thất này

3.2.2.3 Tính toán điều tiết hồ khi có kể đến tổn thất.

Kết quả tính toán được trình bày ở bảng sau:

Trang 23

Bảng 3-2: TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT HỒ - KỂ ĐẾN TỔN THẤT LẦN 1

Trang 24

Bảng 3-3: TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT HỒ - KỂ ĐẾN TỔN THẤT LẦN 2

Trang 25

- Cột 1: Thứ tự các tháng xếp theo năm thủy văn.

Cột 2: Tổng lượng nước đến Wđến

Cột 3: Tổng lượng nước yêu cầu theo tháng Wy/c

Cột 4: Dung tích trữ nước trong hồ Vhồ

Bảng 3-2: Vhồ chính là cột 9 trong bảng 3-1;

Bảng 3-3: Vhồ chính là cột 15 trong bảng 3-2

Cột 5: Diện tích mặt hồ tương ứng, tra quan hệ F ~ V ⇒ Fhồ

Cột 6: Dung tích bình quân của hồ chứa: 2

1 i i bq

V V

V = − +

Cột 7: Diện tích mặt hồ bình quân: 2

1 Fi F

tb

+

Cột 8: Lượng bốc hơi theo tháng thuỷ văn (∆Z)

Cột 9: Là tổn thất bốc hơi tương ứng với các tháng ở cột: Wbh = Ftb ∆Z Cột 10: Là tổn thất thấm tương ứng với các tháng trong năm thuỷ văn:

Wth = K.Vbq

Trong đó: K - tiêu chuẩn thấm trong hồ chứa, K = 1,0%

Cột 11: Là tổng tổn thất: Wtt = Wt + Wbh

Cột 12: Tổng lượng nước cần hàng tháng: (12) = (3) + (11)

Cột (13): Tổng lượng nước thừa: (13) = (2) – (12) khi Wđến > Wq + Wtt

Cột (14): Tổng lượng nước thiếu: (14) = (12) – (2) khi Wđến < Wq + Wtt

Cột (15): Dung tích trữ nước trong hồ

Trang 26

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ 4.1 Khái niệm, mục đích, ý nghĩa của tính toán điều tiết lũ.

4.1.1 Khái niệm.

Điều tiết lũ là tìm cách phân bố lại dòng chảy lũ đến sao cho phù hợp với yêucầu thực tế đặt ra như yêu cầu an toàn cho công trình, yêu cầu phòng chống lũ chohạ lưu, yêu cầu về tổng hợp lợi dụng nguồn nước,…

4.1.2 Mục đích.

Nghiên cứu điều tiết lũ của hồ chứa là tìm ra biện pháp phòng lũ thích hợp và

hiệu quả nhằm hạ thấp lưu lượng lũ xuống hạ lưu, đảm bảo an toàn cho các côngtrình ven sông và các khu dân cư Thông qua việc tính toán, xác địnhđược dung tíchphòng lũ cần thiết của hồ chứa, phương thức trữ nước và tháo nước thích hợp từ đóxác định phương thức vận hành, qui mô, kích thước của công trình xã lũ

Các yếu tố cần tìm được khi tính toán điều tiết lũ:

• Lưu lượng xả lũ lớn nhất qxả max

• Cột nước xả lớn nhất :Hmax

• Xác định dung tích phòng lũ cần thiết của kho nước

• Quy mô công trình xả lũ hay kích thước đường tràn

4.1.3 Ý nghĩa.

Từ tính toán điều tiết lũ xác định được chiều cao đập, diện tích vùng bị ngậplụt, qui mô, kích thước của công trình xã lũ Những yếu tố này ảnh hưởng rất lớnđến giá thành công trình và làm cơ sở để đánh giá tính an toàn của công trình

4.2 Nguyên lý tính toán điều tiết lũ

- Dòng chảy trong sông trong thời kỳ có lũ là dòng không ổn định được mô tả bởihệ phương trình Saint-Venant:

∂

∂+

∂

tK

Qv.Q

.g

1x

v.g

vx

hxZ

0t

AxQ

2 0

Trong đó: Q: là lưu lượng Z0: là cao trình đáy

x: là khoảng cách h: độ sâu dòng chảy

A: diện tích mặt cắt ướt v: vận tốc dòng chảy

t: thời gian K: Mô đun lưu lượng

Trang 27

Khi lũ di chuyển qua hồ chứa có các đặc điểm sau:

• Phương trình liên tục được biến đổi thành phương trình cân bằng nước

• Phương trình động lực được thay bằng các công thức thủy lực tính lưulượng xả qua công trình

Nguyên lý tính toán điều tiết lũ bằng hồ chứa chính là sự hợp giải hệ hai phương

PT động lực có dạng cụ thể tùy theo hình thức công trình xả lũ.

 Từ nguyên lý cơ bản của tính toán điều tiết lũ như trên Người ta đã đưa ra cácphương pháp tính toán khác nhau Trong đồ án này em sử dụng phương pháp lậpbảng tính thử dần Đây là phương pháp tính toán đơn giản, thuận tiện khi sử dụngcác bảng tính Excel và cho kết quả tính chính xác

4.3 Nội dung phương pháp lập bảng tính thử dần để tính toán điều tiết lũ.

- Viết lại hệ phương trình cơ bản trong trường hợp tràn tự do:

( ) 2

2

m

( ) 1 2

2

2 1 2

1 1

2 V Q Q t q q t

Trong đó: Q1; Q2 : là lưu lượng lũ đến ở đầu và cuối thời đoạn tính toán∆t

q1; q2 : là lượng xả tràn ở đầu và cuối thời đoạn tính toán ∆t

V2, V1 : là dung tích nước trong hồ ở cuối và đầu thời đoạn ∆t

Trang 28

• Bước 2: Từ giá trị của V2, tra quan hệ Z~V xác định Z2

• Bước 3: Tính giá trị q2tt theo phương trình (2) và kiểm tra điều kiện:

ε

≤

−

% 100

2

2 2

tt

gt ttq

q q

(Với là sai số cho phép giữa hai lần tính,ở đây lấy = 0,1%)

• Nếu sai số thỏa mãn thì chuyển sang thời đoạn tiếp theo

• Nếu sai số không thỏa mãn thì quay lại bước 1

4.4 Áp dụng phương pháp lập bảng tính thử dầnvào bài toán Hồ Đông Phong.

4.4.1 Đặc điểm quá trình xả lũ của tràn có cửa van.

Với công trình xả lũ là đập tràn, có cửa van thì đường quá trình lũ có dạng như sau:

Hình 5-1: Dạng đường quá trình xả lũ của đập tràn có cửa van.

- Từ t0 – t1: Lưu lượng lũ đến tăng dần, ta từ từ mở cửa van sao cho lưu lượng

xả qua trànq bằng lưu lượng lũ đến Q

- Từ t1 – t2 : ta mở toàn bộ cửa van, trạng thái chảy qua tràn là chảy tự do Lưulượng xả q tăng dần và đạt giá trị cực đại tại thời điểm t2 khi đó mực nước trong khođạt giá trị cực đại

- Sau t2: Lưu lượng xả qua tràn q giảm nhưng vẫn lớn hơn lưu lượng lũ đến Q,lượng trữ trong kho giảm xuống.Đến khi mực nước trong kho giảm xuống MNDBTthì ta từ từ đóng bớt của van xuống để lưu lượng lũ đến bằng lưu lượng xả Kếtthúc quá trình, sau khi đóng cửa van, mực nước trong hồ trở về cao trình MNDBT

4.4.2 Tài liệu cho trước

Trang 29

Ta tính toán điều tiết lũ cho các phương án chiều rộng tràn khác nhau để chọn

đuợc phương án Btr kinh tế nhất

Nếu Btr nhỏ cột nước siêu cao lớn, diện tích ngập lụt lớn, chiều cao đập lớn khốilượng đất đắp đập lớn Nhưng khối lượng đào đắp tràn nhỏ Ngược lại Btr lớn cộtnước siêu cao nhỏ diện tính ngập lụt nhỏ khối lượng đào đắp đập nhỏ, khả năng cắt

lũ tốt, nhưng khối lượng làm tràn lớn Do vậy ta phải chọn Btr hợp lí để vừa thoảmãn điều kiện kinh tế và kĩ thuật Trong phạm vi của đồ án chỉ tính toán với 3trường hợp Btt và chọn ra Btr kinh tế nhất

4.4.3 Nội dung tính toán

Ta tiến hành tính toán điều tiết lũ cho 3 phương án bề rộng tràn như sau:

5.1.1 Mục đích của việc thiết kế sơ bộ.

Tiến hành thiết kế sơ bộ công trình đập, tràn với các phương án tràn khác nhau từ đó ta so sách giữa các phương án đó về khối lượng cũng như giá thành, đánh giá lựachon giữa các phương án rồi chọn phương án tối ưu nhất để làm phương án chọn

5.1.2 Tài liệu tính toán.

Cao trình MNDBT = 156,61m

Trang 30

Cao trình MNC = 150,2m.

Cao trình đáy đập ∇đáy=134 m (tài liệu cho)

Cao trình MNLTK: với mỗi phương án BTr ta có một giá trị MNLTK Tốc độ gió:

• Khi tính với MNDBT với P = 4%, tương ứng với V4% = 27,5m/s

• Khi tính với MNLTK với P = 50%, tương ứng với V50% = 13,3m/s

Đà gió: LMNDBT= 1420m; LMNLTK= 1540m

Hướng gió thổi chính vuông góc với mặt đập: θ = 00

Thời gian gió thổi liên tục, khi không có tài liệu lấy: t = 6 giờ

Độ vượt cao an toàn ứng với cấp công trình:

) 2009 8216

( 2 , 0 ''

5 , 0 '

7 , 0

m a

5.1.3 Xác định cao trình đỉnh đập.

Cao trình đỉnh đập được xác định sao cho trong mọi trường hợp khi làm việc(lũ về, sóng hay có sự cố) thì nước không tràn qua đỉnh đập, là cao trình lớn nhấttrên cơ sở tính toán độ vượt cao của đỉnh đập trên các mực nước tính toán của hồchứa(MNDBT, MNLTK và MNLKT)

• hslvà hsl' là chiều cao sóng leo tần suất 1% ứng với các mực nước thiết kế

• a, a’, a’’: là chiều cao an toàn, phụ thuộc vào cấp công trình

(Tra theo TCVN 8216-2009)

Cao trình đỉnh đập chọn trị số lớn nhất trong ba trị số (Z1, Z2, và Z3)

Trang 31

5.1.3.1 Xác định cao trình đỉnh đập theo MNDBT.

a h H MNDBT

10 2

2 6

gH

D V

- Xác định chiều cao sóng leo hsl1%.

• Xác định chiều cao sóng với mức bảo đảm 1%: h1%

Theo phụ lục A (Trang 235) TCVN 8421-2010, h1% được xác định như sau:

 Giả thiết trường hợp đang xét là sóng nước sâu: H> 0,5λ d

 Tính các đại lượng không thứ nguyên 2

2

g

=

Trang 32

λ : Trị số chiều dài sóng trung bình.

 Kiểm tra lại điều kiện sóng nước sâu: ,0 5 λ d < H

 Tính h1% theo công thức: h1% = K1%.h

K1%: Hệ số tra đồ thị A2 (Trang 235), TCVN 8421-2010, ứng với V2

gD

Chiều cao sóng leo ứng với tần suất 1% (Theo Mục 3.4-TCVN 8421-2010)

hsl1% = K1 K2 K3 K4 Kα hs1%

Trong đó:

K1 và k2: lần lượt là hệ số nhám và hệ số hút nước của mái dốc, lấy theo Bảng 6;

K3: tra ở bảng 7, phụ thuộc vào vận tốc gió và hệ số mái m

K4: hệ số, được lấy theo các đồ thị ở Hình 11 tùy theo độ thoải của sóng λ /hs1% ở vùng nước sâu

- Hệ số k1, k2 Tra bảng 6 (Trang 14) TCVN 8421-2010, phụ thuộc vào đặc trưng lớpgia cố mái và độ nhám tương đối trên mái Chọn hình thức gia cố mái bằng các tấm

bê tông đổ tại chỗ h1%

∆

= 0,02; ta được k1=0,9; k2=0,8

- Hệ số k3 Tra ở bảng 7 (Trang 14) TCVN 8421-2010, phụ thuộc vào vận tốc gió

thổi và hệ số mái m Với mái có hệ số m = 3 → 5 mvà vận tốc gió Vw>20m/s, tađược k3=1,5

- Hệ số k4 Tra ở đồ thị hình 11 (Trang 15) TCVN 8421-2010, phụ thuộc vào hệ số

mái m và tỷ số s1%

dh

λ

, ta được k4

- Kα: hệ số tương ững với tần suất leo, với tần suất leo 1% ta có Kα=1

Thay các trị số trên vào công thức hsl1% = K1 K2 K3 K4 Kα h1%.

Ta được:hsl1%

Trang 33

Từ đó xác định được cao trình đỉnh đập theo MNDBT

Đà gió tương ứng với MNLTK: D = 1380 m

Cao trình đỉnh đập ứng với MNLTK xác định theo công thức:

' ' '

2 MNLTK H h a

Z = + ∆ + sl +Trong đó:

- ∆H’: Chiều cao nước dềnh do gió, ứng với gió bình quân lớn nhất

- h’sl : chiều cao sóng leo (mức bảo đảm 1%), ứng với gió bình quân lớn nhất

- a': Độ vượt cao an toàn; theoTCVN 8216-2009 với công trình cấp III, độ vượt cao

an toàn ứng với MNLTK a’ = 0,5 (m)

Áp dụng các bước tính toán xây dựng tương tự như ứng với MNDBT ta xác định được cao trình đỉnh đập ứng với MNLTK.

Từ các điều kiện trên ta xác định được cao trình đỉnh đập ứng với MNLKT

5.1.3.4 Kết quả xác định cao trình đỉnh đập ứng với các phương án B Tr

Bảng 5-1: Kết quả tính toán cao trình đỉnh đập ứng với MNDBT và MNLTK

Trang 34

Bảng 5-2: Kết quả tính cao trình đỉnh đập ứng với MNLKT

Bảng 5-3: Bảng thống kê lựa chọn cao trình đỉnh đập

Trang 35

5.1.4 Kiểm tra lại cấp công trình

Khi đã có cao trình đỉnh đập tương ứng với 3 phương án chiều rộng B tràn, ta tiếnhành kiểm tra lại cấp công trình đối với từng chiều cao của đập theo QCVN 04-05:2012

Bảng 5-4: Kiểm tra lại cấp công trình với mỗi phương án B Tr

Cấp công trình tương ứng

Chiều cao đập H không quá 40m Sơ bộ xác định mái dốc đập theo công thứckinh nghiệm sau:

- Mái thượng lưu: mt = 0,05.H + 2

- Mái hạ lưu: mh = 0,05.H + 1,5

Trong đó: H là chiều cao đập

Trang 36

Với mỗi phương án BTr khác nhau ta sẽ xác định được các hệ số mái thượng lưu, hạlưu đập khác nhau Kết quả tính toán hệ số mái đập ứng với các BTr khác nhau đượcghi ở bảng sau:

Bảng 5-5: Hệ số mái của đập ứng với 3 phương án B Tr

Từ kết quả tính toán trên, ta sơ bộ xác định mái đập cho cả 3 phương án như sau:

- Mái thượng lưu: m T = 3,5.

- Mái hạ lưu: m h = 3,0

5.1.5.3 Cơ đập.

Trên mái đập, nên bố trí các cơ đập do yêu cầu thi công, kiểm tra sửa chữa trongquá trình khai thác do sử dụng đê quai thượng lưu và đống đá tiêu nước ở hạ lưuvào thân đập Số lượng cơ đập phụ thuộc vào chiều cao đập, điều kiện thi công, kiểugia cố mái và khả năng ổn định thân đập

- Ở mái thượng lưu, bố trí cơ ở cao trình +148 m, bề rộng cơ là 3m

- Ở mái hạ lưu, bố trí cơ ở cao trình +151 m, bề rộng cơ là 3m

5.1.5.4 Bảo vệ mái thượng lưu.

Mái dốc thượng lưu chịu tác động của các yếu tố: sóng, nhiệt độ thay đổi, lực thấm thủy động khi mưc nước hồ rút nhanh… Do vậy mái thượng lưu cần được bảovệ Giới hạn trên của phần gia cố chủ yếu lấy đến đỉnh đập Giới hạn dưới của phần gia cố mái thượng lưu theo TCVN 8216-2009 thì được lấy thấp hơn mực nước chết của hồ một đoạn bằng Z = 2,5 m đối với đập cấp III trở lên, chọn phạm vi bảo vệ từ cao trình đỉnh đập đến cao trình thấp hơn MNC một đoạn Z = 3m theo chiều cao

Để bảo vệ mái thượng lưu thường dùng các hình thức như: đá đổ, đá xây khan,

bê tông cốt thép, bê tông nhựa đường, các lọai cây…Ở đây ta chọn lớp bảo vệ lànhững tấm bê tông

5.1.5.5 Bảo vệ mái hạ lưu.

Mái dốc hạ lưu dưới tác dụng của gió, mưa và động vật đào hang có thể gây hưhỏng cho nên cần phải bảo vệ Có nhiều hình thức bảo vệ mái hạ lưu, đối với côngtrình này ta chọn hình thức gia cố phổ biến: phủ lớp đất màu dày 10cm lên sau đó

Trang 37

trồng cỏ Biện pháp này dễ thi công, rẻ tiền đồng thời rất có mỹ quan Kích thước ô

cỏ 4x4(m)

Ngoài ra cần phải làm hệ thống rãnhthoát nước trên toàn bộ mái đập hạ lưu đểtránh hiện tượng mưa có thể gây xói lở lớp gia cố, làm hỏng lớp cỏ bảo vệ bề mặtmái hạ lưu Để tăng độ thoải cho rãnh, khả năng thoát nước nhanh, tránh hiện tượngrãnh bị xói do lưu tốc lớn trong rãnh, các rãnh được đặt xiên với mặt đập một góc

450 Kích thước rãnh bxh=20x20cm Nước từ các rãnh được tập trung tại mươngngang bố trí ở cơ đập Mương ngang được nối với các mương dọc theo mái đập đểthoát nước về hạ lưu

5.1.5.6 Bố trí chống thấm cho thân và nền đập

Mục đích:

- Hạ thấp đường bão hòa để nâng cao ổn định cho mái đập

- Giảm gradient thấm trong thân đập và vùng cửa ra, đề phòng các hiện tượng biếndạng của đất do tác dụng của dòng thấm làm phát sinh thấm tập trung trong thânđập, nền đập, trong phần đất tự nhiên tiếp giáp ở hai vai và hạ lưu dẫn đến phá vỡcông trình và nền

- Giảm lưu lượng thấm qua thân và nền đập, vai đập nằm trong phạm vi cho phép

5.1.5.7 Bộ phận tiêu thoát nước

Đập đất đầm nén phải bố trí bộ phận tiêu thoát nước trong thân đập ở hạ lưu đểlàm nhiệm vụ:

Thoát nước thấm qua thân và nền đập về hạ lưu, không cho dòng thấmthoát ra trên mái đập và bờ vai đập hạ lưu

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

Ngăn ngừa các biến dạng do thấm

Để đảm bảo các nhiệm vụ trên thì bộ phận thoát nước thân đập cần đáp ứng cácyêu cầu sau:

Đủ khả năng thoát nước thấm qua thân và nền đập

Đảm bảo không cho đường bão hòa chảy ra mái đập,

Cần thiết kế theo nguyên tắc tầng lọc ngược

Thuận tiện cho quan trắc sửa chữa

Chọn thiết bị thoát nước lăng trụ khi hạ lưu có nước:

Đối với trường hợp mực nước không thay đổi nhiều thì cao trình đỉnh

lăng trụ chọn cao hơn mực nước hạ lưu lớn nhất để đảm bảo trong mọi trườnghợp đường bão hòa không chọc ra mái hạ lưu, thường thì chiểu cao đỉnh lăngtrụ phải lớn hơn mực nước hạ lưu max là 2 m

Trang 38

Trong đồ án này vì mực nước hạ lưu thay đổi nhiều nên ta kết hợp thoát

nước lăng trụ với áp mái Cao trình đỉnh lăng trụ chọn cao hơn mực nước hạlưu nhỏ nhất và cao trình áp mái chọn cao hơn điểm ra của đường bão hòa ứngvới trường hợp mực nước hạ lưu max: chọn cao trình đỉnh lăng trụ là+141,5m

Bề rộng đỉnh lăng trụ thường ≥ 2m Vậy ta chọn bề rộng là 2.5m

Mặt tiếp giáp của lăng trụ với đập và nền cần thiết kế tầng lọc ngược.

5.3.2.1 Kênh dẫn phía thượng lưu tràn.

Kênh dẫn có nhiệm vụ hướng nước chảy thuận dòng vào ngưỡng tràn, hệ số máim=1, đáy kênh mở rộng dần về phía lòng hồ

5.3.2.2 Sân trước ngưỡng:

Đây là bộ phận nối tiếp giữa kênh dẫn và ngưỡng tràn, có nhiệm vụ hướng dòngchảy xuôi thuận vào ngưỡng Đáy và tường bên của sân trước ngưỡng làm bằng bêtông cốt thép

- Cao trình đỉnh tường cánh bằng cao trình đỉnh đập

- Góc mở của tường α = 14,5o

- Mặt cắt ngang của tường có dạng hình chữ nhật

- Tường làm bằng bê tông trọng lực M200

Trang 39

5.3.2.3 Ngưỡng tràn.

- Hình thức tràn xả lũ của công trình là tràn dọc, ngưỡng tràn thực dụng, mặtcắt hình thang, chia làm 2 khoang, có cửa van điều tiết lưu lượng Phần mép phíathượng lưu của ngưỡng làm lượn tròn để cho nước vào được thuận dòng

- Cao trình ngưỡng tràn Z Ngưỡng = MNDBT – 5.5m = 151,11m.

- Mặt thượng lưu thẳng đứng (S=0), mặt hạ lưu nằm nghiêng (S’=3)

- Chiều dày mố trụ (Chung cho 3 phương án): d = 2 m

- Chiều dày mố bên (Chung cho 3 phương án): d’ = 1,8 m

5.3.2.4 Dốc nước sau ngưỡng tràn

Nối tiếp sau ngưỡng tràn có nhiệm vụ dẫn nước sau khi qua tràn xuống hạ lưu đậpđảm bảo cho công trình an toàn Ở đây ta chọn phương án nối tiếp bằng dốc nước

- Để đảm bảo điều kiện ổn định của dốc nước (do lún không đều) ta chia dốcthành các đoạn nhỏ, cách nhau bởi các khe lún, trong khe lún bố trí thiết bịchống thấm

- Tuyến dốc nước thẳng

- Dốc nước có mặt cắt hình chữ nhật

- Sơ bộ chọn chiều dài toàn bộ dốc nước là 80 (m)

- Chiều rộng dốc nước Bdốc=BTr+∑d

- Độ dốc của đáy dốc nước: id = 8%

- Hệ số nhám của dốc nước, đáy bê tông: n=0,017

- Cao trình đầu dốc nước: +146.5m

- Cao trình cuối dốc nước: +142.5

Bảng 5-6: Bề rộng dốc nước tương ứng cho các phương án B Tr

Trang 40

Hình 5-1: Sơ đồ bố trí các bộ phận của tràn

5.3.3 Tính toán thủy lực.

Cần tính toán thủy lực qua dốc nướctrong thiết kế sơ bộ nhằm xác định cáccao trình đỉnh tường bên của dốc nước sao cho đảm bảo được yêu cầu về kinh tế kĩthuật, không cho nước tràn qua tường trong mọi trường hợp và xác định vận tốcdòng chảy lớn nhất làm cơ sở cho việc kiểm tra ổn định dốc nước và tính toán tiêunăng sau dốc nước

5.3.3.1 Xác định dạng đường mặt nước trên dốc nước.

 Tính chiều sâu dòng chảy và lưu tốc đầu dốc nước

Chiều sâu dòng chảy đầu dốc nước chính là chiều sâu mặt cắt co hẹp sau ngưỡng

tràn hc Xác định theo phương pháp Agơrôtkin :hc τ=c.E0

Qmax

(m3/s.m)

- ϕ - hệ số lưu tốc.Tra bảng 15-1Các bảng tính Thủy lực-ĐHTL được ϕ=0,90

Định dạng
Số trang	160
Dung lượng	4,02 MB