thiết kế hồ chứa nước cho mo tỉnh ninh thuận

Đây là khu vực có tiềm năng , nhng trong vùng chỉ có các công trình thuỷ lợi tạm .Công trình thuỷ lợi Cho Mo đợc xây dựng sẽ đáp ứng đợc yêu cầu cấp thiết nh : - Cấp nớc tới tự chảy cho

Phần mở đầu

Mời lăm năm qua nền khoa học kỹ thuật thuỷ lợi nớc nhà tiếp tục có những bớc phát triển mạnh mẽ, và đã có đóng góp to lớn vào sự nghiệp công nhiệp hoá , hiện đại hoá đất nớc

Nớc là loại tài nguyên quý giá và đợc coi là vĩnh cửu Không có nớc thì không có sự sống trên hành tinh chúng ta Nớc phân bố gần nh khắp nơi trên trái

đất và là động lực chủ yếu chi phối mọi hoạt động về dân sinh kinh tế của con ngời Nớc đợc sử dụng rộng rãi trong sản xuất nông nghiệp , công nghiệp , thuỷ

điện , giao thông vận tải , du lịch , nuôi trồng thuỷ sản

Nớc ta là nớc có nền kinh tế mà nông nghiệp chiếm tỷ trọng lớn , sản xuất

nông nghiệp là chiến lợc hàng đầu trong chiến lợc phát triển kinh tế thuỷ lợi là ngành khoa học tổng hợp các biện pháp khai thác , sử dụng , bảo vệ nguồn nớc trên mặt đất và nớc ngầm , đồng thời làm công tác bảo vệ môi trờng

Nớc không những cần cho sản xuất nông nghiệp mà còn rất cần cho các ngành kinh tế khác Sau khi đất nớc đợc thống nhất và đi vào ổn định phát triển kinh tế , Chính phủ đã lấy nông nghiệp làm chủ đạo Hàng năm chính phủ đã

đầu t nâng cấp ,cải tạo nhiều và xây dựng mới nhiều hệ thống thuỷ lợi phục vụ sản xuất nông nghiệp nh : Dầu Tiếng ở Tây Ninh , hệ thống thuỷ nông Bắc Hng Hải Riêng Tỉnh Ninh Thuận điều kiện kinh tế còn khó khăn nhng Đảng và Nhà nớc đã quan tâm đến việc phát triển hệ thống thuỷ lợi phục vụ cho nông nghiệp Rất nhiều công trình thuỷ lợi vừa và nhỏ đã đợc xây dựng và đã phát huy hiệu quả kinh tế cao

Công trình thuỷ lợi hồ chứa nớc Cho Mo thuộc địa phận Thôn Tân Mỹ – Xã Mỹ Sơn – Huyện Ninh Sơn – Tỉnh Ninh Thuận Đây là khu vực có tiềm năng , nhng trong vùng chỉ có các công trình thuỷ lợi tạm Công trình thuỷ lợi Cho Mo đợc xây dựng sẽ đáp ứng đợc yêu cầu cấp thiết nh :

- Cấp nớc tới tự chảy cho 1000 ha đất canh tác nông nghiệp

- Cắt lũ cho hạ lu , giảm thiệt hại về tài sản , tính mạng con ngời khi lũ về

- Góp phần tạo môi trờng , cảnh quan, nâng cao điều kiện dân sinh kinh tế

- Góp phần phát triển kinh tế địa phơng , xây dựng thành điểm tham quan

2 Khu tới :

Vùng hởng lợi chủ yếu phân bố bên bờ tả là một đồng bằng tơng đối thoải

đều từ Bắc xuống Nam , có độ cao thay đổi từ 90 ữ 30, thấp dần từ Bắc xuống Nam với diện tích khoảng 1242 ha Đất đai chủ yếu có nguồn gốc tàn tích ( deQ) , nhân dân đã khai phá trồng mía, ngô, khoai, thuốc lá

II : Nhiệm vụ công trình

Hồ cho Mo xây dựng với các nhiệm vụ sau:

1 Cung cấp nớc tới :

Hồ Cho Mo cung cấp nớc tới cho 1000 ha đất canh tác xã Mỹ Sơn

2 Cung cấp nớc sinh hoạt sản xuất :

Cung cấp nớc sinh hoạt cho nhân dân trong vùng và một phần Thị xã Phan Rang

3 Kết hợp phòng lũ cho hạ lu :

Hồ Cho Mo còn có nhiệm vụ điều tiết một phần lũ sông , làm chậm con lũ

đổ về hạ lu và do đó giảm bớt một phần ngập úng ở hạ lu

1 2 Các điều kiện tự nhiên

I : Điều kiện địa hình địa mạo

1 Tài liệu khảo sát :

Công ty t vấn và chuyển giao công nghệ Trờng Đại Học Thuỷ Lợi tiến hành khảo sát và thu thập các tài liệu:

- Bình đồ toàn bộ khu vực sông Cho Mo , Tỉ lệ 1: 500

- Bình đồ lòng hồ Cho Mo , tỉ lệ 1: 500

- Bình đồ khu tới , tỉ lệ 1: 500

- Bình đồ khu vực công trình đầu mối , tỉ lệ 1: 500

- Cắt dọc , ngang tuyến đập , tràn , cống lấy nớc, các kênh chính

- Mặt cắt địa chất tuyến đập

Khu vực đầu mối tạo hồ chứa là một lũng sông hẹp , nằm giữa hai dãy núi

có cao trình từ 130ữ140(m) , sờn núi có độ dốc lớn , tầng phủ mỏng , các điều kiện địa hình thuận lợi để bố trí một đập bê tông ngăn sông kéo dài 400(m) để tạo hồ chứa này có dung tích từ 8ữ9 triệu m3 , với cống lấy nớc bố trí bên bờ tả Tại đây lu vực suối Cho Mo có diện tích khoảng 77 Km2

Lòng hồ Cho Mo có dáng hình dải lũng sông hẹp , thấp , kéo dài theo

h-ơng Đông – Tây Lòng hồ khá thoải đều không có mõm đồi thấp nào trong khu vực lòng hồ

Bao quanh lòng hồ về phía Tây , Tây – Bắc là các dãy núi cao từ 262

ữ472(m) Độ dốc trung bình từ 100ữ150 kéo dài ra tận mép sông Thảm thực vật tơng đối dày chủ yếu là gỗ thân cây nhỏ Độ che phủ lớn về phía đông , lòng hồ

đợc mở rộng với các bãi bồi Đệ Tứ , địa hình tơng đối bằng phẳng , nhân dân

đang canh tác lúa một vụ , ngô, đậu các loại

II : Điều kiện địa chất công trình

1 Địa chất lòng hồ :

a Cấu tạo địa chất:

Tại khu vực đầu mối từ trên xuống gặp các vùng địa chất sau :

* Lớp 1 : Cát hạt thô, màu xám vàng , chứa nhiều sỏi nhỏ đến cuội , thành phần và hàm lợng thay đổi mạnh tuỳ thuộc vào vị trí và độ sâu Nguồn gốc bồi tích (aQ) Lớp này phân bố dọc suối với chiều dày 0.5ữ1(m)

* Lớp 2 : Hỗn hợp đất cát pha và cuội sỏi tròn cạnh mầu nâu , kết cấu rời rạc kém chặt , ít ẩm Nguồn gốc bồi tích (aQ) , lớp đất này phân bố dọc theo hai bên bờ suối với chiều dày 0.5ữ2 (m)

+ Đá phong hoá vừa : Mầu nâu vàng, tơng đối rắn chắc nhng bị nứt nẻ mạnh , độ thấm nớc lớn Nõn khoan lấy lên dạng thỏi ngắn , cũng bị mất nõn trong quá trình khoan

+ Đá phong hoá nhẹ : Mầu xám xanh , khá rắn chắc , nứt nẻ ít , độ thấm

n-ớc nhỏ Đây là loại đá thuận tiện cho việc làm nền công trình

- Pha đá mạch với các thàn phần chủ yếu là quặng zit , mầu trắng đục ít

2.68

3000.0155x10-3

5.615.067.011.21.2

22.011.810.20.64118.31

2.061.742.6835.040.504490.6323.00.050.0361x10-3

7.210.735.341.75.1

25.9714.5411.430.03914.48

1.871.632.6939.190.65161.0021.000.100.0245x10-4

b Khả năng giữ nớc của hồ chứa :

Tại vị trí xây dựng đập dâng Cho Mo tạo hồ chứa xung quanh là các dãy núi cao, có cao độ từ 200(m) trở lên Nên dòng thoát nớc duy nhất là suối Cho

Mo Đất đá cấu tạo nên bờ hồ phía bắc và nam đều là loại đá trầm tích núi lửa và xâm thực có tuổi Jura và Creta , cấu tạo dạng khối , ít nứt nẻ , cách nớc tốt Các vách hồ có chiều dày rất lớn , việc giữu nớc trong hồ là hiện thực , không sợ thấm sang các lu vực khác

c Đánh giá khả năng sạt trợt bờ hồ :

Nền lòng hồ đợc cấu tạo bởi đá xâm nhập và trầm tích núi lửa Tầng đá này không lớn , thảm thực vật còn giữu đợc tơng đối dày , độ che phủ từ trung bình đén lớn Vì vậy việc dâng nớc làm sạt lở bờ diễn ra chậm với cơng độ nhỏ

d Đánh giá khả năng ngập và bán ngập khi xây dựng hồ chứa:

Hồ chứa Cho Mo xây dựng có diện tích mặt hồ trên 100 ha, hiện dân csinh sống ít , cơ sở nông nghiệp cha có gì , kinh tế chủ yếu là tự cấp Hiện nay cha có các điểm khoáng sản có ích trong diện tích bị ngập nớc của hồ

2 Địa chất tuyến đập chính :

a Tuyến 1 : Tại tuyến 1 cần bóc bỏ hết lớp đất tầng phủ bao gồm các lớp đất 1, 2

và 3 Phía vai trái có độ sâu bóc bỏ trung bình khoảng 3ữ4 (m) , vai phải có độ sâu bóc bỏ trung bình 8ữ10(m)

b Tuyến 2 : Tại tuyến 2 phía vai trái nên có chân khay đặt vào trong đá phong hoá , sau đó xử lý chông thấm Phía vai phải nên đào chân khay vào trong đới phong hoá nhẹ nằm dới tầng phủ này Chiều dày bóc bỏ trung bình cho cả hai vai khoảng 8 m

c Tuyến 3 : Tại đây các điều kiện tự nhiên thuận lợi cho xây dựng đập, tuy

nhiên khối lợng khảo sát còn hạn chế , cần bổ sung khảo sát cho giai đoạn sau

3 Địa chất thuỷ văn :

Nớc ngầm trong khu vực này rất nghèo nàn , còn nớc mặt chỉ phong phú

về mùa ma Mùa khô nớc mặt cạn nhanh chỉ chảy trong các khe lạch nhỏ

- Đới chứa nớc trong các trầm tích bở rời là các bồi tích hiện đại :

Lợng nớc ngầm này chứa trong cát , cuội , sỏi, sét , á sét, thềm sông và bãi bồi Nguồn cung cấp nớc của đới này chủ yếu là nớc ma và một phần là nớc khe nứt

- Đới chứa nớc trong đá gốc nứt nẻ :

Đới này tồn tại trong đá xâm nhập , trầm tích núi lửa Nhờ thảm thực vật còn khá dày , các đá nứt nẻ sâu tạo nên vùng chứa nớc ngầm chính trong lu vực Nguồn cung cấp nớc ngầm cho đới này là nớc ma Nớc khe nứt là nguồn duy trì một lu lợng đáng kể cho suối Cho Mo về mùa khô

III : Điều kiện khí tợng thuỷ văn

Bảng 1.2.4: Bảng phân phối số giờ trong năm (giờ)

Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

19 1

22 2789

d Gió :

Bảng 1.2.5: Bảng tốc độ gió trung bình các tháng trong năm (m/s)

Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

e Bốc hơi :

Bảng 1.2.7: Bảng phân phối tổn thất bốc hơi ∆Z trong năm (mm)

∆Z(mm) 101 102 123 105 90 90 108 122 65 53 63 90 1113

2 Tài liệu thuỷ văn :

a Phân phối dòng chảy năm thiết kế

Bảng 1.2.8: Bảng phân phối dòng chảy năm thiết kế(m3/s)

Q 50% 0.3

3

0.1 4

0.1 0

0.02 0.28 0.55 0.7

1 1.42 2.62 5.35 0.76 0.52 1.07

Q 75% 0.24 0.1

0

0.07 0.0 1

0.20 0.3 9

0.51 1.00 1.8

6

3.8 1

0.54 0.3 7 0.76

b Dòng chảy bùn cát :

Dßng ch¶y bïn c¸t trong s«ng bao gåm cã hai lo¹i thµnh phÇn bïn c¸t l¬ lömg vµ bïn c¸t di ®Èy

d Dòng chảy lớn nhất trong mùa kiệt :

Mùa kiệt đợc xác định từ tháng 1 đến tháng 8 , tính toán dòng chảy lớn nhất trong mùa kiệt để phục vụ thi công Lũ tiểu mãn xuất hiện vào tháng 5 và 6 , ngoài ra còn chú ý đến tháng 4 và tháng 7 và 8

Tính toán lu lợng đỉnh lũ lớn nhất trong mùa kiệt với tần suất P =10% , dựa vào tài liệu quan trắc của các tài thuỷ văn trong vùng nh : Tân Giang , Cà Giây Suối Dầu ta có kết quả tính toán l… u lợng lũ lớn nhất ghi trong bảng sau :

Bảng 1.2.10 : Bảng tính kết quả tính toán lu lợng lũ trong mùa liệt

Đờng quá trình lũ thi công phóng theo mô hình Cà Giây ghi tại bảng sau :

Bảng 1.2.11 : Đờng quá trình lũ thi công P = 10%

3 nằm ngay trên mặt , có tành phần chủ yếu là đất sét pha nhẹ đến vừa , màu nâu vàng , nâu đỏ , chứa ít sạn thạch anh với hàm lợng từ 10% đến 20% Lớp này dày 1 đến 1.5 (m),dới là lớp 3 không khai thác vật liệu XD đất đắp

Diện tích Mỏ (m2)

KL khai thác Lớp3a(m3)

KLbócbỏ(m3)

a Cát sỏi :

Lóng suối Cho Mo nằm trong khu vực đầu mối ít có cát , đồng thời dọc sông Cái tại vị trí cầu Tân Mỹ cũng không thể khai thác cát một cách công nghiệp do phạm vi phân bố hẹp và không liên tục Do đó phải mở rộnh phạm vi

đo vẽ tìm kiếm và đã tìm đợc mỏ cát sỏi tại thôn Dủ Di , cách đầu mối tuyến 1 khoảng 12 Km , chiều dày khai thác trug bình khoảng 1.5 m , diện tích mỏ khoảng 70000m2 khối lợng khai thác khoảng 100000m3 Mỏ khai thác ở giai

đoạn đầu , cấp phối cát sỏi đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

b Đá : Loại này tìm kiếm bằng cách đo vẽ sơ bộ và xác định đợc trên bản đồ địa hình tỉ lệ 1:50000 và đợc đánh giá bằng mắt thờng Thành phần thạch học của các loại đá phân bố ở các mỏ này chủ yếu là đá granit với chất lợng và khối lợng

đẩm bảo

Bảng 1.2.14 : Các chỉ tiêu cơ lý và các chỉ tiêu dùng trong tính toán - Đất

VLXD Tên lớp

Chỉ tiêu

Đơn vị Mỏ 1 Mỏ 2 Mỏ 3 Mỏ 4 Mỏ 5

12.39.858.619.3

24.9816.338.6510.51.982.65

13.251.87

14.714.965.15.3

26.1615.3210.849.91.882.67

12.31.88

10.817.151.121.0

24.5014.5010.0010.11.882.69

11.81.87

10.411.159.918.6

25.0014.5610.4410.41.882.67

12.731.89

9.412.158.420.1

23.9014.739.1710.41.852.67

121.85

Các chỉ tiêu dùng trong tính toán

độ

cm2/kgcm/s

13.21.780.20210.012

1x10 -5

12.31.790.20160.008

1x10 -5

11.51.750.15200.008

1x10 -5

1.271.790.15200.011

5x10 -5

12.01.810.20220.013

5x10 -5

1.3 Điều kiện dân sinh kinh tế và nhu cầu dùng nớc

I : Điều kiện dân sinh kinh tế

Hồ chứa nớc Cho Mo , thuộc Thôn Tân Mỹ – Xã Mỹ Sơn Tỉnh Ninh Thuận , dân số của vùng chủ yếu là dân tộc Kinh Nền kinh tế chủ yếu phụ thuộc vào nông nghiệp nhng cha có cơ sở hạ tầng cho nông nghiệp , mùa kiệt hầu nh không có nớc sinh hoạt , sản xuất , mùa lũ thì ngập lụt dẫn đến thu hoạch bấp bênh , đời sống nhân dân gặp nhiều khó khăn Vì vậy cần xây dựng các công trình thuỷ lợi kiên cố để cải thiện đời sống kinh tế.

II : Nhu cầu dùng nớc

Theo kết quả tính toán thuỷ nông , phơng án tới hợp lý đợc xác định với tổng diện tích 1200 ha , bao gồm : Bông vụ khô , lúa màu , thuốc lá , mía , điều , ngô , đu đủ , đậu các loại

- Theo nhiệm vụ của công trình , vai trò của công trình trong hệ thống

- Theo điều kiện nền và chiều cao công trình

1 Theo nhiệm vụ của công trình , vai trò công trình trong hệ thống :

Nhiệm vụ chính của công trình là cấp nớc tới cho 1000 ha đất canh tác nông nghiệp , theo TCXDVN 285-2002 thì cấp công trình đợc xác định là cấp IV

2 Theo điều kiện nền và chiều cao công trình :

Theo phơng pháp tính toán thuỷ văn thì lợng nuớc đến trong một năm W=8.574.255 m3 , để trữ lợng nớc này ta phảI đắp đập cao khoảng 28 đến 30

m Với nền đá phong hoá nhẹ tra bảng 2.2 TCXDVN 285-2002 ta có cấp công trình là cấp III

Từ hai điều kiện trên ta đợc cấp của công trình đầu mối của Cho Mo là cấp III

+ Tần suất kiểm tra : 0.2 %

+ Tần suất tính lũ thiết kế dẫn dòng thi công và P = 10%

- Theo mục 6.1 Hệ số tin cậy Kn = 1.15

- Bảng 29 trang 43 QP-TL-C1-78 ta có:

+ Vận tốc gió lớn nhất ứng với P =3% ; v = 29.5(m/s)

+ Vận tốc gió lớn nhất ứng với P =30%; v = 15.3 (m/s)

- Bảng 4-1 QPVN 11-77 : Hệ số an toàn cho phép về ổn định của mái

đập :

+ Tổ hợp tải trọng và lực tác dụng chủ yếu (cơ bản) : Kcb = 1.20

+ Tổ hợp tải trọng và lực tác dụng đặc biệt :Kđb = 1.1

- Bảng 3-2 QPVN 11-77 : Về độ vợt cao an toàn của đỉnh đập:

+ MNDBT : a = 0.7 (m)

+ MNDGC :a’= 0.5 (m)

+ MNLKT : a’’ = 0.2 (m)

Chơng II : Tính toán thuỷ lợi

2.1 Lựa chọn vùng tuyến xây dựng công trình

- Tuyến công trình đợc lựa chọn phải đảm bảo công trình có khả năng trữ nớc để cung cấp nớc vào việc phát triển , xây dung kinh tế địa phơng

- Về địa hình : Cần phải có diện tích lớn , có hẻm nhỏ để hồ vừa bằng phẳng , vừa rộng có thể chứa đợc nhiều nớc Vị trí bố trí công trình phải hẹp

đảm bảo chiều dài đập ngắn , công trình có tính kinh tế

- Nguồn nớc cần dồi dào , tức là phía trên khu vực xây hồ chứa phải có diện tích hứng nớc tơng đối lớn , đảm bảo chứa đợc lợng nớc cần thiết để tới

- Trong lòng hồ phải không có hiện tợng thấm , rò rỉ mất nớc hoặc những hiện tợng này có thể khắc phục đợc

- Nền của tuyến xây dựng phải đảm bảo tiêu chuẩn điều kiện địa chất

- Hồ chứa xây dựng nhằm mục đích tới cho vùng sản xuất nông nghiệp vì vậy vị trí xây dung công trình phải nằm gần vùng sản xuất để giảm kinh phí xây dựng

- ở gần vị trí xây dựng công trình có khối lợng vật liệu xây dựng phong phú và đảm bảo điều kiện yêu cầu của vật liệu xây dựng

- Tránh ngập lụt cho các khu vực dân c và diện tích đất canh tác , đảm bảo kinh phí đền bù và di dời nhỏ

Trong đồ án này đợc sự phân công của thầy giáo , Em tính toán thiết kế với phơng án I :

- Đập ở tuyến I , tràn có van điều tiết nằm ở bờ trái , cống lấy nớc đật ở bờ phải

2 ý nghĩa :

Khi biết MNC thì ta mới có thể tiến hành điều tiết cân bằng hồ chứa để xác định đợc mực nớc dâng bình thờng ( MNDBT ) từ MNDBT đi tính toán điều tiết lũ , xác định đợc mực nớc dâng gia cờng ( MNDGC ) là mực nớc lớn nhất trong hồ khi lũ về Với những cao trình mực nớc xác định đợc ta mới có thể tính toán , thiết kế hệ thống công trình đầu mối đợc

3 Nhiệm Vụ :

- Cao trình mực nớc chết ( ∇MNC ) phải đảm bảo đủ cung cấp nớc cho cống lấy nớc và chứa đợc lợng bùn cát bồi lắng trong hồ trong thời gian công trình đang hoạt động

- ( ∇MNC ) Phải đủ cao để đảm bảo yêu cầu tới tự chảy

- Đảm bảo vệ sinh lòng hồ trong mùa kiệt

- Thể tích bùn cát lắng đọng trong thời gian vận hành công trình :

Vbc = 6237.75 = 467775 (m3/năm)

- Tra quan hệ Z∼V ta đợc Zbc = 106.5 (m)

+ δ : Chiều dày lớp nớc đệm dới ngỡng cống , δ = 0.3 (m)

+ h : Độ sâu cần thiết để lấy nớc vào cống , h = 1.2 (m)

Vậy MNC = 106.5 + 0.3 + 1.2 = 108 (m)

2 Theo điều kiện tới tự chảy :

MNC phải đảm bảo yêu cầu tới tự chảy , tức là cao trình MNC phải lớn hơn cao trình tới để đảm bảo nguồn nớc và chất lợng nớc luôn đáp ứng cho nhu cầu ding nớc của hạ lu

2.3 tính toán mực nớc dâng bình thờng và dung tích hồ

Theo tài liệu thuỷ văn về phân phối dòng chảy năm thiết kế và lợng nớc dùng đối với hồ Cho Mo Ta tính toán điều tiết cân bằng hồ chứa hồ điều tiết năm đối với hồ Cho Mo , sử dụng phơng pháp lật bảng để tính mực nớc dâng bình thờng ( MNDBT ) và dung tích hồ Lợng nớc đến ứng với tần suất P = 75% , lợng nớc dùng theo tài liệu đã cho , tổn thất thấm trong tháng lấy bằng 1

% dung tích hồ trong tháng đó Tổn thất bốc hơi lấy bằng diện tích mặt hồ bình quân trong tháng nhân với chênh lệch bốc hơi mặt nớc của tháng (∆Zi) Chọn phơng án trữ sớm , quá trình tính toán thể hiện trong bảng : Bảng 2.3.1 và Bảng 2.3.2

Giải thích các đại lợng trong bảng :

(7) Tổng lợng nớc trữ lại trong hồ , luỹ tích cột 7 nhng không vợt quá dung tích hữu ích Vh =Σ(8)

(8) Tổng lợng nớc phải xả đi khi trị số luỹ tích lớn hơn Vh

(9) Dung tích hồ đầu , cuối tháng ( Vc = Vđ + ∆V)

(10) Dung tích bình quân VTB = (Vc + Vđ)/ 2

(11) Diện tích bình quân của hồ , Từ VTB Tra quan hệ V∼Z∼F ta đợc FTB

(12) Chênh lệch bốc hơi hàng tháng ( lấy theo tài liệu bốc hơi )

(13) Tổn thất bốc hơi từng tháng Wbh = ∆Zi FTBi

(14) Tổn thất do thấm Wth = 1% VTB

(15) Tổng tổn thất từng tháng Wtt = Wbh + Wth

(16) Tổng lợng nớc tiêu hao từng tháng Wtiêuhao = Wtt + Wqdùng

(17) Lợng nớc thừa trong tháng có kể đến tổn thất do thấm và bốc hơi (18) lợng nớc thiếu trong tháng , có kể đến tổn thất do thấm và bốc hơi (19) Tổng lợng nớc trữ lại trong hồ luỹ tích (19) nhng không vợt quá Vhi

(20) Tổng lợng nớc phải xả đi khi luỹ tích (19) nhng không vợt quá Vhi

(21) Dung tích hồ tại tháng thứ i : VK = 21 + Vc

(22) Cao trình hồ tại tháng thứ i , tra từ quan hệ V∼Z∼F

- Dung tích hồ đầu mùa trữ nớc bằng dung tích chết của hồ chứa

- Dung tích hiệu ích của hồ chứa bằng Σ∆V khi đã có kể đến tổn thất do thấm và bốc hơi

2.4 Bố trí tổng thể công trình đầu mối

Dựa vào địa hình của khu vực , tài liệu địa chất của khu vực ta tiến hành chọn tuyến của công trình đầu mối

Công trình đầu mối bao gồm các hạng mục sau :

+ Đập dâng đợc bố trí xây dựng ở đoạn lũng sông hẹp, có hai sờn núi nhô

ra nhằm đảm bảo khối lợng công trình là nhỏ nhất , nhng vẫn đảm bảo cung cấp nớc yêu cầu Căn cứ nguồn vật liệu địa phơng ta chọn hình thức đập là đập đất

đồng chất

+ Khu tới phân bố chủ yếu phía bờ phải nên cống lấy nớc bố trí ở bờ phải

để phù hợp với vị trí khu tới Hình thức cống hợp lý nhất là cống ngầm lấy nớc không áp , vật liệu làm cống là bê tông cốt thép , mặt cắt cống hình chữ nhật

+ Tràn xả lũ bố trí ở bên trái của đập đất Đờng tràn có thể có cửa van khống chế hoặc tràn tự do Khi tràn là tràn tự do , cao trình ngỡng tràn vừa bằng MNDBT Lúc mực nớc trong hồ dâng lên và cao hơn ngỡng tràn thì nớc trong hồ

tự động chảy xuống hạ lu Khi đờng tràn có cửa van khống chế , cao trình ngỡng tràn thấp hơn MNDBT Lúc đó cần có dự báo lũ , quan sát mực nớc trong hồ chứa để xác định thời điểm mở cửa tràn và điều chỉnh lu lợng tháo Về giá thành thì loại tràn tự do rẻ hơn loại tràn có cửa van , việc quản lý khai thác cũng đơn giản Nhng tháo nớc cùng một lu lợng thì tràn tự do cần mực nớc trong hồ cao hơn Muốn giảm thấp mực nứơc trong hồ cần tăng chiều rộng đờng tràn , nh vậy tăng khối lợng đào và nh vậy giá thành của toàn bộ công trình đầu mối cũng tăng lên Khi công tác dự báo lũ làm tốt , thiết kế kiểu tràn có cửa van khống chế có thể kết hợp dung tích phòng lũ với dung tích hữu ích , lúc đó hiệu quả công trình

sẽ tăng lên

Trong đồ án này em đợc phân công bố trí tràn có van điều tiết

2.5 tính toán điều tiết lũ

I : mục đích , ý nghĩa

1.Mục đích:

Thông qua tính toán tìm ra biện pháp phòng lũ thích hợp và hiệu quả , phải xác định lu lợng xả lớn nhất , cột nớc siêu cao , dung tích phòng lũ Tìm ra phơng án hạ thấp đỉnh lũ , phòng lũ cho các công trình ven sông Xác định ph-

ơng thức vận hành, qui mô , kích thớc công trình xã lũ

2 ý nghĩa :

Trong hệ thống công trình đầu mối của công trình thuỷ lợi , công trình tràn giữ vai trò quan trọng Hình thức và kích thớc tràn ảnh hởng đến qui mô kích thớc công trình Để đảm bảo điều kiện kinh tế , kỹ thuật toàn bộ công trình

ta phải tính toán điều tiết lũ sao cho công trình đảm bảo an toàn và kinh tế

II : Nội dung tính toán

* Đặc điểm của tràn xả lũ trong trờng hợp tràn có cửa van điều khiển:

- Từ t0ữ t1 có thể điều khiển cửa van để q = Q

- Từ t1ữt2 mở toàn bộ cửa van và có Q>q và > 0

- Từ t2ữt3 thì q giảm nhng vẫn lớn hơn Q và lu lợng trữ trong kho giảm

- Tại thời điểm t3 thì lu lợng xả bằng với lu lợng xả tại thời điểm t1 đóng cửa van lại và khống chế sao cho sau thời điểm t3 thì q = Q

* Chọn phơng pháp tính toán theo phơng pháp POTAPOP:

a.Bớc 1 : Xây dựng biểu đồ phụ trợ

- Từ phơng trình cân bằng nớc 1 2 1 2 ) 2 1

2

( 2

) (

V V t q q t Q Q

2

1 ) 2

1

2 1

t

V Q Q q

t

V

−

∆ + +

= +

Trong đó :

Q1, Q2 là lu lợng đến ở đầu và cuối thời đoạn ∆t

Q1, q2 là lu lợng xả tơng ứng

V1, V2 là lợng nớc có trong hồ ở đầu và cuối thời đoạn

∆t là thời đoạn tính toán (s) , chọn ∆t = 0.5 h = 1800(s)

Từ cao trình ngỡng ∇ngỡng= 112.6 m giả thiết trị số HT từ 6 m trở lên với

Do tại thời điểm ban đầu, mực nớc hồ xuất phát từ MNDBT , Ht = 6 m nên VTN = VK – Vngỡng suy ra f1, f2

- Tiếp tục tính toán theo trình tự trên ta vẽ đợc quan hệ phụ trợ

qx∼f1∼f2

b.Bớc 2: Tính toán điều tiết lũ

Từ biểu đồ quan hệ vừa xác lập , ta lập bảng để tính toán điều tiết lũ ,từ

III : Tính toán cụ thể

1.Bảng tính toán xây dựng quan hệ phụ trợ:

2 B¶ng tÝnh to¸n ®iÒu tiÕt lò:

Cét 1 : Thø tù

Cét 2 : Thêi ®o¹n tÝnh to¸n ∆t = 0.5 h

Cét 3 : Qd lÊy theo tµi liÖu thuû v¨n

Cét 4 : Lu lîng trung b×nh thêi ®o¹n ,

2

Qc Qd

H×nh 2.3 : Quan hÖ Q,qx∼t

B¶ng 2.5.4 : KÕt qu¶ tÝnh to¸n ®iÒu tiÕt

qx~t

+ Cấp công trình đợc xác định thuộc cấp III.

- Tốc độ gió tính toán: Đợc tính theo tần suất tơng ứng.Theo

QPTLC-1-78 ta có:

+ Khi tính với MNDBT P = 4%, tơng ứng với V4% = 27.5 m/s

+ Khi tính với MNLTK P = 50%, tơng ứng với V50% = 13.3 m/s

- Chiều dài gió thổi (đà gió), đợc tính từ bờ hồ đến tuyến công trình theo hớng gió thổi, ta xác định đợc:

+ a, a' và a’’: Độ vợt cao an toàn

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

2 6

β

α

H g

D V

Trong đó:

+ V: vận tốc gió tính toán lớn nhất = 27.5 (m/s).

+ D: đà gió ứng với MNDBT D = 1315 (m)

+ H: chiều sâu nớc trớc đập;

H = MNDBT - ∇đáy = 118.6 - 96.5 = 22.1 (m) + αβ: góc kẹp giữ trục dọc của hồ và hớng gió αβ = 00.Thay các giá trị trên vào công thức (3.1.1) ta đợc:

) ( 0092 0 0 cos 1 22 81 , 9

1315 5 27 10

Theo phụ lục 1 (Trang 45) QPTL C1-78 , hs1% đợc xác định nh sau :

- Giả thiết trờng hợp đang xét là sóng nớc sâu: H > 0,5λ , rồi tính các đại

lợng không thứ nguyên

v

t g.

và .2

v

D g

3600

*6

*81.9

=

=

v gt

5.27

1315.81,9

2

v gD

- Theo đờng cong bao phía trên đồ thị hình 35 ( Trang 46 ) QPTLC1-78 ta xác định đợc các đại lợng không thứ nguyên :

Từ =

V

t g.

063 0 2

V g V

008 0 2

V g V

5 27 95 , 0 ).

gτ τ

5 , 27 008 , 0 ).

(

2 2

g

V V

h g

, 3 2

66 , 2 81 , 9 2

=

=

= π

τ

- Kiểm tra lại điều kiện sóng nớc sâu:

22,1 H

5,525 0,5.11,05

5 ,

0 λ = = < = vậy giả thiết sóng nớc sâu ở trên là đúng

- Hệ số K1, K2 Tra bảng 6 (Trang 14) QPTL C1-78, phụ thuộc vào đặc

tr-ng lớp gia cố mái và độ nhám tơtr-ng đối trên mái

Chọn hình thức gia cố mái băng đá lát khan và kích thớc đặc trng về độ nhám ∆ = 0,3m

Độ nhám tơng đối: 0 , 24

23 , 1

3 , 0

% 1

Với V > 20 m/s, giả thiết m = (3ữ5) → K3 = 1,5

- Hệ số K4 Tra ở đồ thị hình 10 (Trang 15) QPTL C1-78, phụ thuộc vào trị

số

mái và trị số m và

% 1

V: vận tốc gió bình quân lớn nhất = 13.3 (m/s)

D: đà gió ứng với MNLTK tơng ứng = 1330 (m)

) ( 0023 , 0 0 cos 1 22 81 , 9

1330 3 , 13 10

084 0 2

V g V

h

g S

τ

Tõ .2 =

V

D g

016 , 0 2

V g V

3 , 13 45 , 1 ).

gτ τ

3 , 13 016 , 0 ).

.

g

V V

h g

96 , 1 81 , 9 2

=

=

= π

τ

- KiÓm tra l¹i ®iÒu kiÖn sãng níc s©u:

22,1 H

3 0,5.6

5 ,

0 λ = = < = vËy gi¶ thiÕt sãng níc s©u ë trªn lµ

Chọn hình thức gia cố mái băng đá lát khan và kích thớc đặc trng về độ nhám ∆ = 0,3m.

Độ nhám tơng đối: 0 , 47

638 , 0

3 , 0

% 1

Với V > 20 m/s, giả thiết m = (3ữ5) → K3 = 1,5

- Hệ số K4 Tra ở đồ thị hình 10 (Trang 15) QPTL C1-78, phụ thuộc vào trị

% 1

3 Cao trình đỉnh đập ứng với MNLKT :

Z3 = MNLKT + a’’=121.38 + 0.2 = 121.58 (m) ; chọn Z3 = 121.6 (m)

(a’’ : Độ vợt cao an toàn bằng 0.2 m )

Từ các điều kiện trên ta chọn cao trình đỉnh đập là Z= 121.6 (m)

Vậy cao trình đỉnh đập Zdd = 121.6 (m)

III Bề rộng đỉnh đập :

Do không có yêu cầu giao thông nên ta chọn chiều rộng đỉnh đập là 5(m) Dốc về hai phía độ dốc 3%, phủ lớp bảo vệ bảo vệ bằng đá dăm dày 0,3(m) trên mặt đập

IV Mái đập và cơ đập

1 Mái đập :

Sơ bộ xác định theo công thức kinh nghiệm sau:

- Mái thợng lu : m1 = 0,05.H + 2

- Mái hạ lu : m2 = 0,05.H + 1,5 Trong đó:

1 Thiết bị chống thấm và thoát nớc.

Từ tài liệu địa chất cho thấy ở đây có hệ số thấm nhỏ nên không cần các thiết bị chống thấm cho thân đập

2 Bảo vệ mái:

- Bảo vệ mái hạ lu: Chọn hình thức bảo vệ mái hạ lu là trồng cỏ

- Bảo vệ mái thợng lu:

Dùng đá lát khan chiều dày 30 cm, dới lớp đá là tầng lọc ngợc dày 30 cm, phạm vi bảo vệ từ đỉnh đập đến cao trình thấp hơn MNC từ 1ữ1,5 m

3.2 tính toán thấm

I.mục đích và các trờng hợp tính toán

1 Mục đích :

- Tính toán thấm nhằm xác định lu lợng dòng thấm qua đập Trên cơ sở đó tìm lợng tổn thất của hồ do thấm gây ra và có biện pháp phòng chống thấm thích hợp.

- Xác định vị trí đờng bão hòa, từ đó tìm đợc áp lực thấm dùng trong tính toán ổn định mái đập

- Xác định gradien thấm của dòng chảy trong thân đập, nhất là chỗ dòng thấm thoát ra ở hạ lu để kiểm tra hiện xói ngầm, trôi đất và xác định kích thớc, cấu tạo của tầng lọc ngợc

a.Kq

/s.m)(m)am-ΔL2(L

aH

Kq

3 3

0 d

d

3 0 3

2 0 2 d

d