Hồ chứa nước đá hàn nằm trong hệ thống thủy lợi đá hàn thuộc huyện hương khê, tỉnh hà tĩnh

Vùng dự án hệ thống thủy lợi Đá Hàn có cấu trúc địa chất đơn giản, đất đá có cấu tạo đơn tà, hiện tại không xảy rahiện tượng động đất và tân kiến tạo... Hệ tầng Sông Cả lộ ra trên diện t

Huyện Hương Khê là một huyện miền núi nằm ở phía Tây Nam tỉnh Hà Tĩnh có diện tích tự nhiên 1.852 Km2 baogồm 25 xã và thị trấn Vùng dự án nằm ở 18o15’ ÷ 18o20’ vĩ độ Bắc ; 105o45’ ÷ 106o00 độ kinh Đông.

Huyện Hương Khê nằm trọn trong lưu vực sông Ngàn Sâu, địa hình có dạng lòng chảo, phía Tây Nam là dãyTrường Sơn có những đỉnh núi cao 1100 ÷ 1400m, phía Đông Bắc là dãy núi Trà Sơn có đỉnh cao 300 ÷ 400m

Khu tưới là vùng ruộng đất tương đối bằng phẳng nằm ở chân dãy Trương Sơn Địa hình nhìn trung có dạng dốc dần

từ Tây sang Đông từ cao độ 16 ÷ 17 xuống cao độ 8 ÷ 9 Địa hình khu vực bị chia cắt bởi nhiều sông suối nhỏ đổ vào cácsông Rào Nổ, Ngàn Sâu

I.2 Địa chất công trình, địa chất thủy văn.

I.2.1 Cấu trúc địa chất, động đất và tân kiến tạo.

Vùng dự án hệ thống thủy lợi Đá Hàn có cấu trúc địa chất đơn giản, đất đá có cấu tạo đơn tà, hiện tại không xảy rahiện tượng động đất và tân kiến tạo

Các hiện tượng địa chất vật lý xảy ra chủ yếu là các trượt sạt cục bộ ở các sườn dốc và bờ sông suối ít gây ảnhhưởng đến quá trình xây dựng hồ.

I.2.2 Điều kiện địa chất lòng hồ

Lòng hồ Đá Hàn nằm trong phân vị địa tầng ODOVIC THƯỢNG – SILUA HẠ, hệ tầng sông Cả ( O3-S1 sc ) Hệ

tầng Sông Cả lộ ra trên diện tích rộng lớn vùng Rào Vang, Rào Nổ

Phân hệ tầng trên của hệ tầng Sông Cả gồm: Các trầm tích lục nguyên bao gồm đá sét bột kết, đá phiến thạch anhserixit, có cấu tạo phân lớp không đều, có hướng đổ vè hướng Đông Bắc, thế nằm đo được từ 75 - 800 < 70 - 800 Các trầmtích này phổ biến rộng rãi xung quanh vách hồ, lòng khe Là lớp nền ổn định và giữ nước tốt cho hồ Ngoài ra còn có cáctrầm tích bở rời đệ tứ không phân chia (Q)

Các thành tạo đệ tứ không phân chia bao gồm:

Cát cuội sỏi sản phẩm phong hóa, chủ yếu là cuội cát kết, cuội thạch anh, có bề dày 3¸4m Tuy lớp cuội sỏi lòng khedày, song bên dưới có lớp đá gốc có khả năng chịu lực và giữ nước tốt nên việc thấm mất nước dưới đáy hồ sẽ không xảy ra

Xung quanh vách hồ phân bố các trầm tích đệ tứ bao gồm á sét, sét lẫn sanjpha tích sườn đồi đến á sét, sét tàn tíchphong hóa có bề dày từ 1,50m¸2,0m, có kết cấu chặt vừa đến chặt, đủ điều kiện giữ nước cho hồ

Như vậy có thể thấy địa chất vùng lòng hồ có cấu tạo địa chất tương đối đơn giản, song đất đá trong vùng lòng hồ

có khả năng chịu lực và giữ nước tốt đủ điều kiện để xây dựng

I.2.3 Điều kiện địa chất công trình đầu mối.

Qua khảo sát địa chất vùng đầu mối có các lớp đất đá phân bố từ trên xuống như sau:

Lớp 1a: Cát lẫn ít cuội sỏi bồi tích lòng sông, thềm sông Trạng thái bão hòa nước kết cấu kém chặt Lớp này phân

bố ít ở thềm sông bên phải ở tuyến thượng lưu đập

Lớp 1b: Cát, cuội sỏi, cuội tảng hỗn hợp bồi tích lòng sông, thềm sông Hàm lượng cuội tảng chiếm 60÷80%, kíchthước 5÷10cm, có hòn 30÷40cm trạng thái bão hòa nước, rời rạc Lớp này phân bố ở lòng sông chính trên cả ba tuyến timđập, thượng lưu, hạ lưu Có bề dày từ 4,0 đến 6,5m

Lớp 1c: Đất á sét bồi tích màu vàng, nâu xám, có lẫn ít sạn Trạng thái đất hơi ẩm, cứng, kết cấu chặt vừa Lớp này

chỉ gặp ở dọc tuyến tim đập, về phía eo núi vai trái đập, dọc thân đập trên chiều dài khoảng 100m, có bề dày từ 0,80m đến1,0m

Lớp 1d: Đất sét lẫn ít sạn bồi tích màu xám vàng, xám nâu, nâu đỏ Trạng thái đất hơi ẩm, nửa cứng đến cứng Kết

cấu chặt vừa Lớp này phân bố ở phần eo núi vai trái đập, có bề dày từ 1,80m đến 4,10m

Lớp 2: Đất sét lẫn ít dăm sạn màu vàng, nâu đỏ, sản phẩm pha tích sườn đồi Trạng thái đất ẩm Kết cấu chặt vừa.

Lớp này phân bố hầu hết ở cả ba tuyến phần hai vai đập và phần mỏm đồi độc lập mà trung tâm tuyến đập cắt qua, có bề dày

từ 0,5 đến 1,6m

Lớp 3: Đất á sét lẫn nhiều dăm sạn thạch anh màu sám vàng, xám nâu Trạng thái đất ẩm, cứng Kết cấu chặt vừa.

Lớp này phân bố ở vai đập bên hữu, có bề dày từ 0,5 đến 0,7m

Lớp 4: Đá sét bột kết màu xám nâu, xám đen, cấu tạo phân lớp mỏng, mức độ phong hóa mạnh, khe nứt được lấp

đầy bởi sét, mẫu khoan lên vỡ vụn thành dăm cục và slam ST: 750- 800 < 700 - 800 Lớp này phân bố hầu hết dưới nền tuyến

đập trên cả ba tuyến tim, thượng và hạ lưu đập, có bề dày từ 0,60m÷1,30m, cao trình mặt lớp xuất hiện thấp nhất tại lòngkhe xuống tới +10,30m, lên hai vai đập xuất lộ sớm lên đến cao trình +38,0m Hệ số thấm K=5,50x10-6cm/s.

Lớp 4a: Đá sét bột kết màu xám nâu, xám đen, cấu tạo phân lớp mỏng, mức độ phong hóa, nứt nẻ trung bình, khe

nứt kín, mẫu khoan lên có dạng thỏi ngắn ST: 750- 800 < 700 - 800

Lớp phân bố hầu hết dưới nền tuyến đập, ở từ tuyến thượng lưu về hạ lưu đập, có bề dày từ 1,30m÷1,50m, cao trìnhmặt lớp xuất hiện thấp nhất tại lòng khe xuống tới +9,70m, lên hai vai đập đến cao trình +36,80m Hệ số thấm K=4,10x10-

6cm/s

Lớp 4b: Đá sét bột kết màu xám nâu, xám đen, cấu tạo phân lớp mỏng, mức độ phong hóa, nứt nẻ ít, đá tương đối

nguyên khối, mẫu khoan lên dạng thỏi, đá có thế nằm: 750- 800 < 700 - 800 Lớp bày nằm sát dưới lớp 4a

Các lớp đất đá có các chỉ tiêu cơ lý thể hiện ở bảng dưới

Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất nền đầu mối.

I.3 Điều kiện về địa chất thủy văn.

Địa chất thủy văn khu vực dự án không phức tạp, trong vùng có lớp thảm phủ thực vật dày có dạng phức hệ chứanước Phức hệ chứa nước là thảm thực vật và tàn tích nham thạch đệ tứ Tậng này bao gồm lớp hữu cơ phân hủy do lá cây

và lớp đất đá phong hóa theo sườn đồi và lòng khe Nguồn cung cấp nước cho tầng này là nước mưa và nước trong phức hệ

đá gốc, miền thoát nước là các khe nhỏ đầu guồn đổ vào sông Rào Nổ Vì thế vào mùa kiệt sông Rào Nổ vẫn có dòng chảylớn thường xuyên và phong phú

I.4 Điều kiện vật liệu xây dựng.

I.4.1 Đất đắp đập

Đất đắp đập được khai thác từ 5 bãi vật liệu với phạm vi vận chuyển ngắn dưới 2Km, trong đó có 4 bãi vật liệu nằm

ở phái hạ lưu và một bãi vật liệu nằm ở phía thượng lưu tuyến đập dự kiến

a Bãi vật liệu số 1.

Nằm về phía hạ lưu tuyến đập, bên trái tuyến tràn xả lũ, cách tuyến đập chừng 900m

Bãi có chiều dài : 200 m.

Nằm về phía bờ phải hạ lưu đập

Độ sâu bóc bỏ : 0,30 m

Khối lượng bóc bỏ : 24.960 m3

Khối lượng khai thác : 141.440 m3.

Cự ly vận chuyển bình quân : 600 m

Qua thí nghiệm đất trong bãi thuộc loại đất sét chất cát màu vàng, nâu đỏ Trạng thái đất hơi ẩm, cứng, kết cấu chặtvừa

d Bãi vật liệu số 4.

Nằm về phía hạ lưu tuyến đập

Nằm về phía thượng lưu lưu bên trái tuyến đập chính.

Chỉ tiêu cơ lý của đất đắp đập ở các bãi vật liệu.

T

T

Lớp Chỉ tiêu cơ lý

Điều kiện chế bị với

I.5 Điều kiện về khí tượng thủy văn

I.5.1 Khái quát chung về khí tượng khu vực.

Hà Tĩnh nói chung, Hương Khê nói riêng là vùng chịu ảnh hưởng của chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa Mùa mưa

từ tháng 5 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau Dãy Trường Sơn ( biên giới Việt - Lào ) tạo nên chế độmưa khác nhau giữa sườn Đông và sườn Tây, tạo nên gió Lào khắc nghiệt từ tháng 5 đến tháng 8 hàng năm Khí hậu HươngKhê khá khắc nghiệt đối với đời sống, cây trồng, vật nuôi cũng như việc phát triển các ngành kinh tế

Hương Khê nằm trong vùng có lượng mưa tương đối lớn Lượng mưa trung bình nhiều năm đạt 2.406 mm Trongkhu vực có mạng lưới sông ngòi dày đặc, mật độ lưới sông là 2,2 km/ km2 Các sông suối đều bắt nguồn từ dãy Trường Sơnnơi có địa hình hiểm trở, cây cối rạm rạp Do đặc điểm địa hình nên các sông suối thường chảy ngoằn nghoèo, khúc khủy có

độ dốc tương đối lớn

Sông Rào Nổ bắt nguồn từ biên giới Việt - Lào đổ vào sông Ngàn Sâu tại xã Hà Linh Sông chính có chiều dài 17

km, độ dốc lòng sông chính J = 58%o Diện tích lưu vực tính đến tuyến dự kiến xây dựng công trình 112 km2

Trong khu vực có hai trạm thủy văn Tài liệu thực đo của các trạm này đáng tin cậy phục vụ tốt cho việc tính toánthủy văn công trình :

+ Trạm thuỷ văn Chu Lễ trên sông Ngàn Sâu cách vị trí công trình đầu mối 14 km, có tài liệu quan trắc mực nước;mưa từ năm 1960 đến nay

+ Trạm thủy văn Trại Trụ nằm trong lưu vực Sông Tiêm, cách công trình khoảng 18km, có diện tích lưu vực96.2km2 có tài liệu đo mực nước, lưu lượng, mưa từ năm 1963 đến năm 1981

+ Trạm khí tượng Hương Khê cách khu vực nghiên cứ 15Km về hướng Tây, có thời gian quan trắc từ năm 1960đến nay bao gồm các yếu tố: mưa, bốc hơi, độ ẩm, tốc độ gió

a Nhiệt độ và độ ẩm.

Tài liệu về nhiệt độ và độ ẩm được lấy theo tài liệu quan trác tại trạm Hương Khê

Phân phối nhiệt độ không khí trong năm

(Đơn vị: o C)

Đặctrưng

Tháng

Năm

Trungbình 17.6 18.3 21.0 24.7 27.4 28.6 29.1 27.9 26.1 23.7 20.8 18.2 23.6

(Nguồn: Đài KTTV Khu vực Bắc Trung Bộ)

Độ ẩm không khí trong năm

(Đơn vị: %)

Trungbình 89.8 90.9 89.6 86.2 81.4 77.5 74.5 81.6 87.4 98.0 88.8 88.5 85.4

b Gió bão.

Gió ở vùng này chia làm 2 mùa rõ rệt : Từ tháng 5 đến tháng 10 hướng gió chính là Đông Nam mang hơi nước từbiển Đông Hướng gió thứ 2 là Tây Nam mang khí hậu lục địa khô nóng khó chịu Từ tháng 11 đến tháng 4 hướng gió chính

là Đông Bắc, gió này gây hanh khô hoặc mưa phùn gió rét

Ngoài các hướng gió trên hàng năm có nhiều cơn bão từ biển Đông đổ vào gây thiệt hại lớn Bão đến vùng này doảnh hưởng sức cản đồi núi, cây cối nên sức tàn phá đã giảm, tuy vậy sự phá hoại vẫn còn rất lớn

Tài liệu về gió được tính toán từ số liệu quan trắc tại trạm Hương Khê cho ở bảng sau:

Tính toán tốc độ gió lớn nhất vùng Đá Hàn.

Vmax bq(m/s)

Phân phối dòng chảy năm thiết kế lưu vực Đá Hàn

Đơn vị: m 3 /s

b Dòng chảy lũ.

Lưu lượng đỉnh lũ được xác định theo phương pháp Đường lũ đơn vị kết quả thể hiện ở bảng sau:

Phân phối dòng chảy lũ của lưu vực Đá Hàn

CHƯƠNG II: ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ II.1 Tình hình dân sinh kinh tế.

- Dân số: Khu vực dự án là những xã nghèo của huyện Hương Khê trong đó có ba xã thuộc chương trình 135 củachính phủ Đây cũng là những xã vùng biên giới có tỷ lệ đồng bào theo đạo công giáo chiếm 40% dân số, nền kinh tế, xã ộicòn kém phát triển Tỷ lệ dân số trong diện đói nghèo còn cao so với mặt bằng chung của cả nước, đời sống nhân dân cònnhiều khó khăn Tình hình dân số xã hội các xã vùng dự án thể hiện cụ thể ở bảng dưới

nghèo

Nhânkhẩunghèo

Số hộđói

Nhânkhẩuđói

- Công nghiệp: Công nghiệp các xã vùng dự án chưa có gì đáng kể, chủ yếu là các cơ sỏ công nghiệp tư nhân có quy

mô nhỏ chuyên sản xuất vật liệu xây dựng, chế biến lâm sản

- Giao thông: Huyện Hương Khê là nơi hội tụ của cả ba mạng lưới giao thông thủy, bộ và đường sắt Tuy nhiên đâycũng là khu vực thường xuyên ngập lụt nên đường xá xuống cấp nhanh, đi lại vẫn còn gặp nhiều khó khăn

- Năng lượng: Vùng dự án có hệ thống điện quốc gia đến tận các xã Hệ thống điện hạ thế do nhân dân đầu tư và xâydựng nên còn mang tính chắp vá không an toàn và tổn thất điện năng cao

- Cung cấp nước: Cung cấp nước cho sinh hoạt tập trung chủ yếu ở trung tâm huyện Nước phục vụ nông nghiệpchủ yếu là khai thác nước mặt thông qua các công trình thủy lợi nhỏ nên mới chỉ đáp ứng được phần nhỏ nhu cầu sản xuất

Ngoài ra vùng dự án còn nằm ở vùng trũng và ven các sông lớn như sông Ngàn Sâu, Rào Nổ nên thường xuyên bịngập lụt gây thiệt hại lớn về kinh tế cũng như cơ sở hạ tầng

II.2 Hiện trạng thủy lợi vùng dự án.

Trong năm xã vùng dự án có tất cả 32 hồ đập lớn nhỏ với diện tích thiết kế 2320 ha nhưng chỉ tưới được 748 ha.Diện tích tưới chủ yếu là các vùng ruộng trũng ven các sông suối, mới đáp ứng được khảng 15% diện tích cần tưới của toànvùng do các nguyên nhân:

- Các công trình hầu hết đã được xây dựng từ lâu nên đã bị xuống cấp nặng nề

- Quản lý khai thác và vận hành chưa tốt

- Rừng đầu nguồn bị tàn phá ảnh hưởng đến khả năng điều tiết của lưu vực

II.3 Sự cần thiết phải đầu tư.

Khu vực dự án có tiềm năng lớn để phát triển kinh tế, tuy nhiên do thường xuyên phải đối phó với thiên tai và hệthống công trình thủy lợi còn hạn chế nên kinh tế còn kém phát triển, thu nhập bình quan đầu người còn thấp so với mặtbằng chung của cả nước Vùng dự án nằm ở vùng biên giới nghèo, kinh tế kém phát triển kéo theo nhiều vấn đề xã hội tiêu

cự khó giải quyết Nạn thất nghiệp, tình trạng phân hóa giàu nghèo, tệ nạn xã hội phát triển ảnh hưởng đến trật tự trị an và

sự bình đẳng trong xã hội

Việc đầu tư xây dựng dự án có thể khắc phục các vấn đề còn tồn tại như cung cấp nước phục vụ sinh hoạt, công,nông nghiệp… Qua đó tạo điều kiện để phát triển kinh tế, giải quyết các vấn đề xã hội, phát triển kinh tế gắn liền với đảmbảo an ninh biên giới Ngoài ra dự án hoàn thành còn có ý nghĩa lớn trong việc bảo vệ môi trường

CHƯƠNG III: QUY MÔ CÔNG TRÌNH VÀ CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ III.1 Mục tiêu và nhiệm vụ.

III.1.1 Mục tiêu.

Dự án hệ thống thủy lợi Đá hàn được xây dựng với mục tiêu phát triển sản xuất nông nghiệp nhằm đảm bảo tự túclương thực của vùng đồng thời chuyển đổi tập quán canh tác theo hướng sản xuất hàng hóa tăng thu nhập cho người dân.Qua đó góp phần xóa đói giảm nghèo, tạo công ăn việc làm cho người dân, hạn chế các tệ nạn xã hội, giữ vững ổn địnhchính trị và trật tự trị an, đảm bảo an ninh lương thực, ổn định chính trị xã hội, an ninh vùng biên giới

Ngoài ra hệ thống còn đóng góp tích cực trong việc cải tạo môi trường sinh thái, hạn chế chặt phá rừng, bảo vệ sự đadạng sinh học đặc biệt trong khu bảo tồn quốc gia Vũ Quang

- Cấp nước sinh hoạt cho 23396 người

- Xả nước xuống hạ lưu với lưu lượng đảm bảo môi sinh môi trường

III.2 Phương án công trình.

Quá trình nghiên cứu đã đề xuất, xem xét 3 phương án công trình đáp ứng nhiệm vụ và mục tiêu xây dựng đề ra nhưsau:

- Xây dựng một đầu mối hồ chứa và một hệ thống kênh

- Xây dựng một đầu mối đập dâng và một hệ thống kênh

- Xây dựng nhiều đầu mối và nhiều hệ thống kênh

Qua nghiên cứu đã chọn phương án công trình là một đầu mối hồ chứa và một hệ thống kênh vì những lý do:

- Đảm bảo nhiệm vụ cấp nước an toàn lâu dài; đảm bảo nhiệm vụ xả xuống hạ du tạo cảnh quan môi trường

- Dự trữ được nguồn nước ngọt, điều tiết phòng lũ cho hạ du

- Chi phí xây dựng, vốn đầu tư, chi phí đến bù giải phóng mặt bằng không quá lớn

III.3 Bố trí tổng thể các hạng mục công trình.( Chưa chọn phương án tuyến) III.4 Cấp công trình.

Theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 285-2002, công trình thủy lợi được chia thành 5 cấp tùy thuộc vàoquy mô, kích thước, địa điểm xây dựng, mức độ ảnh hưởng đến kinh tế xã hội, an ninh quốc phòng, môi trường… Dựa vàocấp công trình sẽ tra được các chỉ tiêu thiết kế công trình

Cấp công trình được xác định dựa trên hai điều kiện:

a Theo năng lực phục vụ của công trình.

Theo nhiệm vụ cấp nước tưới cho 2612 ha ruộng đất canh tác, đất trồng cây ăn quả; cấp nước sinh hoạt cho 23396người dân tra bảng 2.1 TCXDVN được công trình cấp III.

b Theo đặc tính kỹ thuật công trình(chiều cao đập và loại nền).

Công trình là đập đất tạo hồ chứa trên nền đất Chiều cao công trình xác định sơ bộ theo công thức:

H= ∇đỉnh đập - ∇đáy đập = MNDBT + d - ∇đáy đập

Trong đó MNDBT là cao trình mực nước dâng bình thường sơ bộ chọn bằng +39,5m

d là chiều cao xét tới ảnh hưởng của sóng và gió làm dềnh cao mực nước Sơ bộ chọn d=2,5m

∇đáy đập là cao trình tại vị trí thấp nhất lòng sông khi đã bóc bỏ 1m đất đá bề mặt ∇đáy đập = 19,35-1=18,35m.

Vậy chiều cao đập sơ bộ tính là: H=39,5+2,5-18,35= 23,65m

Tra bảng 2.1 TCXDVN 285-2002 được công trình cấp III

Theo 2 điều kiện về năng lực phục vụ và chiều cao đập chọn được cấp công trình là cấp III

III.5 Các chỉ tiêu thiết kế.

Với công trình cấp III tra TCXDVN 285-2002 được các chỉ tiêu thiết kế như sau:

Mức đảm bảo cấp nước tưới ruộng theo bảng 4.1 P=75%

Tần suất lưu lượng và mực nước lớn nhất để thiết kế và kiểm tra theo bảng 4.2: Thiết kế P=1%; Kiểm tra P=0,2%.Mực nước thấp nhất để tính toán ổn định kết câu công trình theo bảng 4.3 là mực nước chết