Thiết kế hồ chứa nước đa m’bri tỉnh lâm đồng

- Tầng chứa nước lỗ rỗng – vỉa – khe nứt trong đá hệ tầng Túc Trưng : Diệnphân bố bờ phải suối Đa M’Bri, nơi địa hình tương đối bằng phẳng, thuộc khu vựctuyến kênh dẫn và tuyến năng lượn

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH

1.1 Vị trí và nhiệm vụ công trình

1.1.1 Vị trí địa lý dự án

Dự án thủy điện Đa M’Bri thuộc tỉnh Lâm Đồng, cách thành phố Hồ Chí Minhkhoảng 140km về hướng Đông Bắc và cách thị xã Bảo Lộc 21km về phía Tây

Thủy điện Đa M’Bri thuộc loại thủy điện đường dẫn Vị trí đập có tọa độ

phía hạ lưu khoảng 1400m

107038’48’’ độ kinh Đông

Hình 1-1 Ví trí địa lý dự án thủy điện Đa M’Bri

1.1.2 Nhiệm vụ công trình

- Khai thác thủy điện Đa M’Bri công suất 72MW và điện lượng bình quân nămkhoảng 319,59 triệu kWh

- Điều tiết nguồn nước của suối Đa M’Bri

1.2 Điều kiện tự nhiên của khu vực dự án

1.2.1 Đặc điểm địa hình, địa mạo khu vực đầu mối

Khối núi cao ở Phía Đông là khối núi trẻ và được nâng lên, khối phía Tây làkhối bị sụt lún Sự chênh lệch độ cao địa hình trong khu vực lên tới vài trăm mét Cácsuối thường ngắn, thẳng và dốc.Hệ thống sông phát triển mạnh, thung lũng sông hẹp,lòng sông hẹp và dốc, hầu hết lộ đá gốc, vách sông thường là đất sườn tàn tích, đôi chỗ

lộ đá gốc

1.2.2 Địa chất công trình

1.2.2.1 Mô tả chung

Nền gồm đá xâm nhập Granit hạt trung – thô, đá biến chất, đá sừng quaczit và

đá bazan Chúng đều thuộc loại đá cứng Trầm tích đệ tứ bao gồm : đất aluvi ở lòngsông suối, bãi bồi và bậc thềm; deluvi-eluvi và eluvi

Đất nền : aluvi, deluvi, eluvi; trong đó đất eluvi có 3 loại: đất trên nền đágranit, trên nền đá sừng và trên nền đá bazan

Đới phá hủy kiến tạo: ở khu đầu mối Đa M’Bri có các đới phá hủy kiến tạo bậc

II, IV mà thực chất là các đới cà nát Đới cà nát là đất đá lẫn dăm sạn, chiều rộngkhoảng 1m cho đới bậc II và 3m cho đới bậc IV Đới ảnh hưởng là đới nứt nẻ tăng caochiều rộng 10m cho đới bậc IV và 15-20m cho đới bậc III Đới nứt nẻ tăng cao phụthuộc vào chúng phân bố ở trong đới nào mà có các chỉ tiêu riêng biệt Chỉ tiêu cơ lý

của đới phá hủy kiến tạo trình bày trong Bảng 1-1

Bảng 1-1 : Chỉ tiêu cơ lý của đới phá hủy kiến tạo

IB (phonghóa nhẹ)

IA (phonghóa mạnh)

đá Granit

- - Trạng thái bão hòa σnbh

- - Trạng thái khô gió σn

554508

508621

Bảng 1-2b : Chỉ tiêu cơ lý của đá nền

TT Thông số Đơn vị

Đới

II (đá cứngtương đốinguyênkhối)

IB (phonghóa nhẹ)

IA (phonghóa mạnh)

đá sừng

- - Trạng thái bão hòa σnbh

- Trạng thái khô gió σn

701893

661793

0,752,0

1.2.2.2 Địa chất công trình phương án tuyến I.

Phương án tuyến I : Cách hợp lưu Đa BRLen - Đa M’Bri khoảng 400m về hạ lưu

Tuyến đập chính phương án I dự kiến đặt ở đoạn suối chảy theo hướng Bắc –Nam, thượng lưu khoảng 300m thì dòng chảy đổi sang hướng Tây - Đông, về phái

hạ lưu khoảng 200m dòng chảy đổi sang hướng Đông – Tây Độ dốc lòng suối khônglớn Chiều rộng suối 60m Đáy suối lộ đá gốc Granit, có một tảng đá lăn kích thướclớn 2-5m, có ít trầm tích cát cuội sỏi

Tim tuyến đập có phương gang như Đông – Tây Vai phải gối lên đồi có cao độ

đỉnh 688m, độ dốc 30-330

Khảo sát địa chất khu vực tuyến đập, đất Eluvi phủ ở bờ phải có chiều dày 6m, ở bờ trái có dày hơn nhưng không quá 10m Đất Eluvi á cát ngoài việc chứa 35-40% dăm sạn cứng chắc, còn có khoảng 5-10% đá tảng lăn cỡ lớn Đới phong hóa IA

5-có chiều dày 1-3m, đới phong hóa IB là đá Granit cứng chắc, nứt nẻ trung bình và yếu,chiều dày ở lòng sông 5-25m ở vai đập Các chỉ tiêu cơ lý của đất và đá đều cao, tínhthấm nhỏ, vận tốc sóng dọc lớn

Đập phụ dự kiến đặt ở yên ngựa có cao độ 590m, bên trái nối với đồi bờ phảiđập chính với độ dốc 13-150, bên phải nối với sườn đồi thoải với độ dốc 10-120, đỉnh

có cao độ 713,5m Tại yên ngựa trồng cà phê, hai sườn đồi phủ kín cây cối

Nền đập có hai loại đá : Granit ở bờ trái và bazan ở bờ phải, ranh giới ở giữayên ngựa, đồng thời là đới phá hủy kiến tạo bậc III (III-1) Trong đá được chia thànhcác đới phong hóa IA, IB và II Chiều dày của các đới xấp xỉ nhau cho cả hai loại đá.Đới IA là 1-5m, đới IB là 10-15m Đất phủ trên nền đá là Eluvi thì có khác nhau Đấttrên nền đá là bazan là đất sét chứa dăm sạn và đá tảng chiều dày đạt tới 10m, đất trênnền đá Granit là á cát - á sét chứa 35-40% dăm sạn và đá tảng, chiều dày 6-7m.Điểmđáng chú ý là chiều dày đá bazan (kể cả đất phủ) không quá 50m, dưới là đá Granit màphủ lên mặt đá Granit là đất Eluvi cổ, đất á sét chứ dăm sạn dày 1-3m Các chỉ tiêu cơ

lý của đất nền đều cao

Đập tràn dự kiến đặt ở sườn núi vai trái đập phụ với phương tim tuyến 2300, đổnước ra sông Đa M’Bri Tim tuyến đập tràn ở vai trái đập phụ và dọc theo sườn đồithoải có độ dốc 5-100 đến 20-250, phủ kín cây cối Đất Eluvi là á cát chứa 35-40% dămsạn và khoảng 5-10% đá tảng Granit cỡ lớn chiều dày không quá 6m Đới phong hóaGranit IA dày 1-2m, đới phong hóa IB dày 15-20m Các chỉ tiêu cơ lý của đất và đáđều rất cao, tính thấm nhỏ Mực nước dưới đất nằm ở độ sâu 6-7m, nước không có tính

ăn mòn bê tông, dự báo nước chảy vào hố móng là rất ít bởi tính thấm bé

1.2.2.3 Địa chất công trình phương án tuyến II.

Phương án tuyến II : cách tuyến I khoảng 1 km về phía hạ lưu

Đập chính dự kiến đặt ở hạ lưu tuyến đập I khoảng 1km, trên đoạn cuối chảytheo hướng Đông-Tây, dòng chảy điều hòa, độ dốc lòng suối nhỏ Tim tuyến đập cóphương Bắc – Nam

Nền đập là đá Granit sáng màu, rất cứng chắc với chiều dày đới IB khoảng20m, đới phong hóa mãnh liệt IA dày 1,5-2,0m Phủ trên nền đá là đất á cát - á sétEluvi có chiều dày 10-11m, đồng đều cho cả hai vai đập Đất á cát - á sét chiếm 15 –20% dăm sạn và khoảng 5 – 10% đá tảng lăn Granit cỡ lớn Lòng sông có trầm đọngcát hạt nhỏ và đá tảng, chiều dày không quá 5m, hệ số thấm lớn Các chỉ tiêu cơ lý củađất đá đều cao

Đập tràn dự kiến đặt ở sườn núi vao phải tuyến đập II, đổ nước ra sông ĐaM’Bri Tim tuyến đập tràn chạy dọc theo sườn đồi thoải có độ dốc 5 – 100, phủ kín câycối Tại đoạn đầu tuyến tràn, nền đá Granit được phủ lên bởi đá bazan với chiều dàytrung bình khoảng 25 – 30m Đất Eluvi là á cát chứa 35 - 40% dăm sạn và khoảng 5 –10% đá tảng Granit cỡ lớn chiều dày không quá 9m Đới phong hóa IA dày 5 – 6m, đớiphong hóa IB dày 15 – 20m Các chỉ tiêu cơ lý của đất và đá đều rất cao, tính thấmnhỏ Mực nước dưới đất ở độ sâu 6 – 7m, nước không có tính ăn mòn bê tông

1.2.2.4 Địa chất thủy văn

Theo điều kiện về chế độ làm việc, đất đá ở tầng chứa nước cả về diện phânbố,động thái và các thành phần hóa nước, nước dưới đất được chia thành các tầng chứanước như sau :

- Tầng chứa nước lỗ rỗng – vỉa trong trầm tích Aluvi : Phân bố chủ yếu khunhà máy, hạ du nhà máy và khu hồ chứa

- Tầng chứa nước lỗ rỗng – vỉa trong trầm tích hệ tầng Di Linh : Phân bố chủyếu ỏ phần hồ chứa

- Tầng chứa nước lỗ rỗng – vỉa – khe nứt trong đá hệ tầng Túc Trưng : Diệnphân bố bờ phải suối Đa M’Bri, nơi địa hình tương đối bằng phẳng, thuộc khu vựctuyến kênh dẫn và tuyến năng lượng nhà máy phương án 3.

- Tầng chứa nước lỗ rỗng – vỉa – khe nứt trong đá điệp La Ngà : Phân bố ởphần địa hình thấp thuộc bờ phải sông, thuộc khu vực tuyến năng lượng

-Tầng chứa nước lỗ rỗng – vỉa – khe nứt trong đất đá phức hệ Cà Ná : Phân bố

ở phần địa hình cao bờ trái suối Đa M’Bri, thuộc khu tuyến năng lượng 1 và 2

1.2.3 Điều kiện vật liệu xây dựng

Để xây dựng công trình thủy điện Đa M’Bri, yêu cầu các loại vật liệu xây dựngthiên nhiên như sau :

1.2.3.2 Các mỏ đá

Trong khu vực nghiên cứu có ba loại đá: Đá bazan, đá Granit và đá sừng Tất cả cácloại đá đó đều có thể sử dụng để đắp đập, lát mái, làm tầng lọc Nhưng để phục vụ làmcốt liệu bê tông thì đá sừng không đạt yêu cầu Đá bazan phân bố đều trên các sườn đồithoải, chiều dày đất phủ rất lớn Vì thế chiếm ưu thế là đá Granit Đã tìm kiếm ba mỏddass, hai mỏ A và B phục vụ cho khu đầu mối áp lực, mỏ C phục vụ cho khu nhà máythủy điện.

1.2.3.3 Các mỏ cát

Trên dòng suối Đa M’Bri thỉnh thoảng có trầm đọng cát nhưng khối lượng chỉ

Công tác thăm dò đã được thực hiện trước đây để phục vụ xây dựng các công trìnhĐồng Nai 8, 6, 5 và Bảo Lộc Trữ lượng các mỏ rất lớn, chất lượng hoàn toàn đáp ứngđược yêu cầu làm cốt liệu bê tông

- Mỏ cát Phú Hiệp: Cách đập chính tuyến I 90km có đường sẵn Mỏ phân bố ở

Mỏ hiện nay đang được khai thác phục vụ xây dựng công trình thủy điện Bảo Lộc

- Mỏ cuội sỏi Đa Huoai: Phân bố trên chiều dài 10km vừa ở trên sông ĐAHuoai vừa ở lòng sông Đồng Nai, cách nhà máy khoảng 40km Trữ lượng 600 ngàn

- Mỏ cát Đồng Nai : Mỏ này phục vụ cho công trình Đồng Nai 6, Thác Mơ, cách

Bảng 1-3: Chỉ tiêu đất đắp

trọng khô

Độ ẩm(%)

Góc masát trong

Lực dínhC

Hệ sốthầm K

Mô đunbiến dạng

Huoai 16,1 6,1 8,0 58,6 27,3 2,3 3,0 1,43 1,71 2,67 0,22 1,4 0,06Đồng

106m3

cách đếncông trình

Góc masát trongϕ(độ)

Lực dínhC(kG/cm2)

Hệ số thầmK(105cm/s)

Hàmlượng

cỡ hạt

< 5mm(%)

Hàmlượng

cỡ hạtlớn nhất (%)

1.2.4 Đặc điểm khí tượng thủy văn.

1.2.4.1 Đặc điểm địa lí thủy văn

Suối Đa M'Bri là nhánh bên bờ phải của một phụ lưu Đa Huoai, đổ vào sôngĐồng Nai bên bờ trái Suối Đa M'Bri chảy theo hướng Đông Bắc xuống Tây Nam Lưuvực suối là thung lũng nằm về phía Tây Nam của cao nguyên bảo Lộc thuộc huyện BảoLâm, tỉnh Lâm Đồng

Suối Đa M'Bri là hợp lưu của nhiều suối nhánh trong đó hai nhánh chính là ĐaM'Bri và Đa Br’Len Suối Đa M'Bri có nhiều ghềnh thác, có thác cao 40-50m

Chiều dài dòng sông tính đến tuyến đập dự án Đa M'Bri là 33,2km

Độ hạ thấp lòng sông khoảng 540m Mật độ lưới sông thuộc loại khá phát triểnđến 1,21 km/km2

Lưu vực Đa M'Bri tiếp giáp và nằm về phía Đông Bắc lưu vực suối Đa Tẻ, nằm

về phía Tây và Tây Nam lưu vực sông Đa Binh, phụ lưu của sông Đa Rgna Diện tíchlưu vực tính đến tuyến công trình Đa M'Bri là 215km2

Lưu vực nằm trên vùng núi cao của bậc thềm cuối cùng dãy Trường Sơn về phíaĐông Nam, bị khuất gió và chia cắt rất mạnh Địa hình lưu vực có thể chia làm haivùng: khoảng 50% diện tích lưu vực ở phía Đông, Đông Nam là vùng núi cao nguyênBảo Lộc tương đối bằng phẳng, phần còn lại ở phía Tây là địa hình vùng núi dốc bị cắtmạnh Lưu vực có độ cao trên 1200m trên đường phân thủy phía Bắc, cao trên 900mtrên đường phân thủy phía Đông, địa hình lưu vực thấp dần từ Đông Bắc xuống TâyNam theo hướng chảy của hai nhánh suối chính

1.2.4.2 Điều kiện khí hậu.

a Nhiệt độ không khí

Lưu vực nghiên cứu nằm trong miền nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ không khítrung bình năm trên lưu vực thay đổi trong khoảng 200 – 250C, nhiệt độ tối thiểu trungbình khoảng 100 – 120C, nhiệt độ tối thấp tuyệt đối 4,50C Các tháng XII, I, II là cáctháng lạnh nhất với nhiệt độ trung bình lên 190 – 210C Các tháng nóng nhất nhất là IV,

V, VI với nhiệt độ trung bình lên tới 220 – 240C, nhiệt độ tối cao tuyệt đối là 340C

b Độ ẩm không khí

Giá trị độ ẩm tương đối đo trung bình hàng tháng và năm của một số trạm trênlưu vực cho thấy độ ẩm không khí tương đối cao và khá ổn định, nơi đây là thung lũng

bị che khuất bởi các vung núi cao, do đó mức độ ẩm ướt có xu thế cao hơn

và tháng XI) chiếm 14% lượng mưa năm

Lượng mưa trung bình tháng, năm trên lưu vực Đa M'Bri được cho ở bảng sau:

Bảng 1-9: Lượng mưa trung bình tháng, năm (mm)

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

Bảng 1-11: Các đặc trưng dòng chảy năm tại tuyến đập Đa M'Bri

P% 0,01 0,1 0,2 0,5 1,0 2,0 3,0 5,0 10,0Cường độ

-Lưu lượng lớn nhất thời kì thi công.

Lưu lượng lớn nhất thời kì thi công với các tần suất thiết kế5%, 10% được xácđịnh dựa trên cơ sở tính toán tần suất từ số liệu thực đo của trạm thủy văn Đắc Nông,Phước Long, Đại Nga Kết quả tính toán như sau:

Bảng 1-16: Lưu lượng lớn nhất (m 3 /s) trong các tháng tại tuyến 1 của dự án

5 6,93 6,14 6,35 17,66 27,07 44,45 103,8

5

119,78

111,52

1.3 Điều kiện dân sinh kinh tế

1.3.1 Dân số và lao động

1.3.1.1 Huyện Bảo Lâm

- Dân số trung bình năm 2002 toàn huyện là 100.965 người, trong đó dân số

Đồng bào dân tộc có 29.444 người (31/12/2002), chiếm 29,16%, trong đó ngườiMạ: 49,18%, người K’ho: 29%

-Số người trong độ tuổi lao động hiện có 49.501 người, chiếm 49,03% dân số

Về chất lượng lao động: thạc sỹ 2 người, đại học 213 người, cao đẳng 22 người Số laođộng làm việc trong khu vực kinh tế quốc doanh và tập thể chiếm 18%, khu vực cá thể

và các thành phần khác chiếm 82% Lao động nông nghiệp chiếm tỉ lệ cao 90,95%;công nghiệp chiếm 1,63%; thương mại và dịch vụ chiếm 3,59%; lao động các ngành y

tế, văn hóa, giáo dục chiếm 2,76%

1.12.1.2 Huyện Đa Tẻh

- Dân số trung bình năm 2000 có 43.790 người, bao gồm nhiều dân tộc trong đóđồng bào dân tộc có 9.066 người, chiếm 20,7% dân số, chủ yếu thuộc dân tộc Tày,Nùng ở các tỉnh thành phía Bắc di cư và K’Ho, châu Mạ là đồng bào ít người bản địa

- Cơ cấu lao động: lao động nông nghiệp: 72,46%; phi nông nghiệp: 27,54%.Riêng lao động dân tộc chiếm 22,5 % tổng số lao động và gần như thuần nông

1.3.1.3 Huyện Đa Huoai.

- Dân số trung bình toàn huyện năm 1999 là 29.919 người, trong đó dân thànhthị có 12.506 người, chiếm 41,80% dân số nông thôn là 17.413 người chiếm 58,20%.Thành phần dân tộc: người Kinh: 24.133 người chiếm 80,66%; cộng đồng dân tộcthiểu số: 5.786 người chiếm 19,34%, bao gồm các dân tộc Châu Mạ, K’ Ho, Nùng…

- Tổng số lao động năm 1999 là 15.754 người chiếm 52,66% tổng số toànhuyện Cơ cấu lao động: lao động trong lãnh vực sản xuất nông - thủy sản 10.484người, chiếm 66,55% tổng số lao động; lao động ngành công nghiệp TTCN: 1.522người, chiếm 9,66% ngành dịch vụ: 963 người, chiếm 6,11%

1.3.2 Tình hình kinh tế

1.3.2.1 Huyện Bảo Lâm

- Trồng trọt: Có tốc độ tăng trưởng nhanh ( 17,98% ) chiếm 90,43% trong cơcấu ngành nông nghiệp, phát triển chủ yếu theo hướng mở rộng diện tích, chuyên canhthâm canh và từng bước đa dạng hoá cây trồng

- Chăn nuôi: Phát triển chậm, tốc độ tăng giá trị sản phẩm bình quân lượng năm9,35%, tỷ trọng giá trị sản phẩm chăn nuôi chỉ chiếm 9,57 % giá trị sản phẩm nôngnghiệp

- Chăn nuôi: Trọng lượng đàn gia súc xuất chuồng thấp, giá trị ngành chăn nuôichưa cao

- Lâm nghiệp: Bước đầu đã có vai trò tích cực trong việc giải quyết việc làm, cảithiện đời sống cho nhân dân địa phương

- Công nghiệp, TTCN: công nghiệp của huyện Đa Tẻh hầu như chưa phát triển

1.3.2.3 Huyện Đa Huoai.

- Trồng trọt: Sản lượng các cây trồng nhìn chung đều tăng, nhưng có xu thếchuyển dịch ở các cây công nghiệp có giá trị kinh tế cao Diện tích cây công nghiệp lâunăm và cây ăn trái là cây thế mạnh của huyện

- Chăn nuôi: Cơ cấu giống và cơ cấu đàn gia súc, gia cầm tập trung cải tạo theohướng có lợi, phù hợp với điều kiện phát triển mới

- Lâm nghiệp: Công tác quản lí, bảo vệ rừng và phủ xanh đất trống đồi trọc theo

mô hình nông – lâm kết hợp ngày càng được chú trọng và nhiều tiến bộ Tình hình khaithác lâm sản dần và đang đi vào thế ổn định, hiện tượng phá rừng làm rẫy đã giảm

- Công nghiệp, TTCN: Năng lực sản xuất công nghiệp - tiểu thủ công nghiệpcủa huyện đã được lợi thế Công nghiệp được coi là lĩnh vực mũi nhọn thứ hai trong cơcấu kinh tế và có tốc độ tăng trưởng bình quân cao.( 23,35%)

1.3.3 Hiện trạng công trình thủy lợi.

1.3.3.1 Huyện Bảo Lâm

Huyện đã xây dựng được 11 hồ chứa, tưới được 910 ha Ngoài ra, còn cókhoảng 4.000 ha tưới được nước bơm từ các con suối tự nhiên Tuy nhiên, so với diệntích đất canh tác diện tích đất đước tưới mới chiếm chiếm 13% Để đáp ứng yêu cầutưới cho một số cây trồng như cà phê, che, rau… nhiều hộ đã đào giếng, lắp máy bơm,nhưng năng suất tưới vẫn còn thấp hơn nhiều so với yêu cầu

1.3.3.2 Huyện Đa Tẻh

Toàn huyện có 3 công trình thuỷ lợi ( hồ Đa Tẻh, hồ Đa Hàm và hồ ThạchThất) được nhà nước đầu tư tưới cho 2.820 ha ở 8 xã và trị trấn Đa Tẻh chỉ đáp ứngđược khoảng 30% diện tích canh tác hiện tại Một số vùng địa hình tương đối khó khăn

và phức tạp nên mạng lưới kênh thủy lợi chưa phục vụ tưới: vùng Đa Nhar, Tố Lan vàbuôn Con Ó

1.3.3.3 Huyện Đa Huoai.

Hiện tại huyện có 1 công trình thủy lợi Ma Đa Guôi do nguồn vốn đầu tư của

số diện tích cây lâu năm ở xã Ma Đa Guôi Diện tích tưới hiện tại đạt trên 90% côngsuất thiết kế

1.4 Các thông số hồ chứa và cấp công trình

1.4.1 Các thông số

Theo kết quả tính toán thủy năng ta có:

- Theo chiều cao công trình và loại nền:

Theo bảng 2.2 TCXDVN 285: 2002, đập dâng nước thuộc vật liệu địa phương

có chiều cao trên 50m trên nền đá thuộc công trình cấp III

-Theo năng lực phục vụ của công trình: Nhiệm vụ chính của công trình là phátđiện với công suất N = 72 MW, tra bảng 1.1 TCXDVN 285: 2002 được công trình làcấp 2

Cấp công trình xác định theo 2 điều kiện là công trình cấp 2, vị trí xây dựngcông trình không có yêu cầu đặc biệt nào, do đó công trình thuộc cấp II

1.4.2.2 Các chỉ tiêu thiết kế

Với cấp công trình là cấp II và đặc điểm của công trình, theo các quy phạm vàcác tiêu chuẩn thiết kế công trình thủy lợi, công trình có các chỉ tiêu thiết kế như sau:

-Mức đảm bảo cấp điện của công trình: 90%

-Lưu lượng, mực nước lớn nhất thiết kế: 0,5%

-Lưu lượng, mực nước lớn nhất kiểm tra: 0,1%

-Tần suất lưu lượng lớn nhất để thiết kế chặn dòng: 5%

-Tần suất gió tính toán lớn nhất: 2%

-Hệ số tin cậy: Kn = 1,2

-Mức đảm bảo tính toán chiều cao sóng: i= 2%

-Hệ số điều kiện làm việc m= 1,0

-Thời gian phục vụ của công trình: 100 năm

Đập chính: Dự kiến đặt ở vị trí cách hợp lưu Đa BRLen-Đa M’Bri khoảng

400m về hạ lưu Tim tuyến đập có phương gần như Đông – Tây, tọa độ tim tuyến vàokhoảng X = 463936,03; Y=1280819,93 đến X = 464227,65; Y= 1281050,85 Vai phảigối lên đồi có cao độ đỉnh 694m, độ dốc sườn 33o - 35o, phủ kín cây cối Vai trái đậpgối lên đồi có cao độ đỉnh 688m, độ dốc 30o - 33o

Đập phụ: Dự kiến đặt ở yên ngựa cao độ 590m, bên trái nối với đồi bờ phải đập

chính với độ dốc 13o - 15o, bên phải nối với sườn đồi thoải với độ dốc 10o - 12o, đỉnh cócao độ 713,5m Tại yên ngựa trồng cà phê, hai sườn đồi phủ kín cây cối

Công trình tháo lũ: Dự kiến đặt ở sườn núi vai trái đập phụ với phương tim

theo sườn đồi thoải có độ dốc 5o - 10ođến 20o – 25o, phủ kín cây cối

2.1.1 Tuyến đập II

Gồm 1 đập chính Bố trí công trình tháo lũ vận hành bên bờ phải, cống dẫn dòngthi công được bố trí bên bờ phải

Đập chính: Dự kiến đặt ở hạ lưu tuyến đập I khoảng 1km, trên đoạn suối chảy

theo hướng Đông – Tây, dòng chảy điều hòa, độ dốc lòng suối nhỏ Tim tuyến đập cóphương Bắc – Nam, tọa độ tim tuyến vào khoảng X = 463126,25; Y = 1280539,09 đến

X = 463493,14; Y = 1281056,91

Công trình tháo lũ: Dự kiến đặt ở sườn núi vai phải tuyến đập II, đổ nước ra

sông Đa M’Bri Tim tuyến đập tràn chạy dọc theo sườn đồi thoải có độ dốc 5o - 10o,phủ kín cây cối

Dựa vào điều kiện địa hình hai bên sườn đập là đồi núi với sườn tương đốithoải, có thể đưa ra các kiểu dáng đập như sau:

- Đập có tuyến thẳng hoàn toàn

- Đập gồm 2 đoạn có đầu tựa vào sườn núi hai bên

2.1.3 Lựa chọn phương án tuyến

So sánh sơ bộ giữa hai tuyến đập cho thấy:

- Về mặt địa hình thì tại tuyến I ngắn hơn tuyến II nhưng phải có tuyến đập phụ

- Về mặt địa chất: Kết quả phân tích cho thấy 2 tuyến đều có địa chất nền tốt.Tuyến I có nền đá nằm sát mặt đất, trong khi tuyến II có nền đá nằm sâu trong lòng đấthơn

Theo sự phân công của giáo viên hướng dẫn, tuyến công trình đầu mối sẽ đượcthiết kế theo tuyến II

Sau quá trình phân tích và đánh giá, ta thấy phương án thứ hai: đập có 2 đầu tựavào hai bên sườn núi sẽ đảm bào tốt hơn sức chịu áp lực nước cho đập; mặt khác, địahình, địa chất hai bên sườn tương đối vững chắc nên sẽ đủ khả năng chịu áp lực nướctruyền trung gian qua đập Vì vậy ta quyết định chọn hình thức đập với 2 đoạn nhỏ, đầutựa vào hai bên sườn núi

2.2 Hình thức đập dâng nước

2.2.1 Các hình thức đập

Theo kết quả thăm dò địa chất tuyến chọn (tuyến II) thì nền đập chính và đậpphụ hoàn toàn đảm bảo cho việc xây dựng đập bằng vật liệu địa phương Trữ lượng vậtliệu có thể khai thác gấp 2 -6 lần trữ lưỡng yêu cầu, chất lượng cũng đảm bảo cho phépxây dựng 1 trong các hình thức đập sau:

-Đập đá có bản mặt bê tông cốt thép

-Đập đá có lõi bằng bê tông asphalt

-Đập đá có lõi bằng đất sét

2.2.2 Lựa chọn hình thức đập

Phân tích lực chọn các hình thức đập dựa trên điều kiện vật liệu tại chỗ, điềukiện địa chất nền và điều kiện thi công; thấy rằng hình thức đập đá có bản mặt bê tôngcốt thép là hợp lý hơn cả do:

- Hình thức đập đá có lõi bằng bê tông asphalt: trên thực tế ở Việt Nam, vật liệu

bê tông asphalt đã được nghiên cứu sử dụng nhiều trong xây dựng giao thông và thờigian gần đây có xu hướng được sử dụng trong các công trình thuỷ lợi nhờ đặc tínhchống thấm tốt của nó Tuy nhiên nhược điểm của hình thức này là mới chỉ đượcnghiên cứu, chưa được kiểm nghiệm trong thực tế công trình thuỷ lợi, do đó chưa cónhiều kinh nghiệm trong thiết kế cũng như thi công Việc đánh giá sự lão hoá củaasphalt theo thời gian vẫn còn đang trong giai đoạn nghiên cứu

- Về mặt kinh tế thì hình thức đập đá có lõi bằng đất sét là rẻ nhất vì sử dụng100% vật liệu địa phương, hơn nữa chúng ta có nhiều kinh nghiệm trong thiết kế và thicông loại công trình này Tuy nhiên nhược điểm lớn nhất của loại đập này là khốilượng thi công lõi đất sét mà thời tiết khu vực dự án lại mưa nhiều, nên sẽ không đảmbảo tiến độ

- Hình thức đập đá có bê tông bản mặt: Loại đập đá có bản mặt bê tông cốt thép

đã được xây dựng nhiều ở Trung Quốc trong thời gian gần đây và ở Việt Nam cũng đã

có một số công trình lớn sử dụng hình thức đập này ( Na Hang, Rào Quán, Cửa Đạt…)

Vì vậy chúng ta đã có kinh nghiệm trong thiết kế và thi công loại công trình này

Qua phân tích, đánh giá và so sánh giữa các hình thức đập, thấy rằng hình thứcđập đá có bản mặt bê tông cốt thép là hợp lí hơn cả, loại đập này vừa tận dụng được vậtliệu địa phương, giảm chi phí thời gian xây lắp mà vẫn đảm bảo khả năng chống thấm

và làm việc ổn định Do đó, hình thức đập đá có bản mặt bê tông cốt thép là phương ánchọn

- Tràn dọc ở phía trái đập.

- Tràn dọc ở phía phải đập

2.3.1 Phương án giếng tháo lũ kết hợp với đường hầm dẫn dòng.

- Ưu điểm của phương pháp này là tận dụng được đường hầm dẫn dòng do đógiảm được khối lượng của công trình tràn

- Nhược điểm: thi công đường hầm thường gặp phải nhiều khó khăn hơn côngtrình hở Việc kiểm tra cũng như sửa chữa trong quá trình khai thác cũng khá bất lợi.Mặt khác hình thức giếng tháo lũ được xây dựng ở Việt Nam rất ít nên kinh nghiệm thicông quản lí vận hành cũng chưa nhiều

2.3.2 Phương án tràn dọc

Phương án tràn dọc mà nối tiếp là dốc nước và mũi phun có ưu điểm là thi công

và quản lí dễ dàng, dễ kiểm tra, dễ sửa chữa Đặc biệt là khả năng tháo lũ an toàn cao.Hình thức này được áp dụng nhiều ở nước ta do đó nhiều kinh nghiệm trong thi công,quản lí và vận hành

- Tràn dọc sẽ được thiết kế ở vai phải đập chính vì địa hình phía bờ phải phù

, dự kiến sẽ cắt qua ít lớp đất đá hơn, giảm giáthành công trình

2.3.3 Lựa chọn phương án tràn

Do các đặc điểm trên, phương án chọn là phương án tràn dọc nối tiếp dốc nước

ở bờ phải đập Hình thức ngưỡng tràn: chọn loại ngưỡng thực dụng có cửa van điều tiết

để tăng năng lực xả lũ, hạ thấp mực nước lũ trong lòng hồ, từ đó giảm diện ngập lụtlòng hồ và giảm chiều cao đập

Bố trí tổng thể công trình đầu mối phương án tuyến II như trên hình 2-1

555 560

635 625

550 555 555

570 560

570 580

560 570 580 590 600 610 620

560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670

590 600 610

620 625

Hình 2-1: Sơ đồ bố trí tổng thể công trình đầu mối phương án tuyến II

2.4 Tuyến năng lượng

Dự kiến có bốn tuyến năng lượng ở bờ trái (đường hầm có áp), cả bốn tuyến cócùng cửa lấy nước đi về ba nhà máy khác nhau với các phương án đường ống kiểungầm và kiểu hở Vị trí các phương án tuyến năng lượng được thể hiện trong hình 1-1

- Tuyến năng lượng 1A: chạy từ cửa lấy nước về vị trí xa nhất, chiều dài

đường hầm là 6569m Trên tuyến năng lượng này có thể xét 2 phương án đường ống áplực đó là đường ống áp lực kiểu ngầm và kiểu hở

- Tuyến năng lượng 1B: chạy theo tuyến năng lượng 1A nhưng đoạn cuối tách

ra, chiều dài đường hầm ngắn đi một đoạn khoảng 1km nhưng tại tuyến năng lượng

này đường ống áp lực dài hơn và đi qua một con suối thấp nên chỉ xét được mộtphương án đường ống áp lực ngầm.

- Tuyến năng lượng 1C: là tuyến năng lượng thẳng từ cửa lấy nước tới tháp

điều áp nhưng do tuyến đường hầm qua hai vị trí có địa hình thấp cho nên phải đặtđường hầm sâu hơn

- Tuyến năng lượng 2: là tuyến có đường hầm ngắn nhất, tại vị trí nhà máy có

cao trình đáy sông cao hơn nhiều so với hai tuyến năng lượng trên khoảng 30km

Việc chọn tuyến năng lượng cần thông qua tính toán kinh tế năng lượng Kếtquả tính đã xác định được phương án hợp lí là tuyến 1A với các thành phần như sau:

+ Kênh vào và cửa lấy nước:

Cửa lấy nước nằm bên bờ trái suối Đa Br’ Len, cách tim đập dâng tuyến Ikhoảng 1000m

Cửa lấy nước kiểu tháp bằng bê tông cốt thép và đặt trên nền đá II Cửa chỉ có 1khoang dẫn nước vào đường hầm Tại cửa lấy nước có bố trí cửa van vận hành, cửavan sửa chữa và lưới chắn rác Trên đỉnh có bố trí cầu trục để lắp ráp và vận hành cácthiết bị cửa lấy nước Dẫn ra cửa lấy nước có cầu công tác

+ Đường hầm dẫn nước: Đường hầm dẫn nước có áp đi xuyên qua các nền đá

đá rắn chắc, bước 3m và khoan phun gia cố, lấp đầy áo hầm

+ Tháp điều áp: Cuối đường hầm dẫn nước bố trí tháp điều áp kiểu bể chứa

bằng với đường kính hầm dẫn nước) Đường kính trong giếng tháp là 5,5m và đườngkính trong bể chứa trên là 12m Tháp điều áp được gia cố bằng lớp áo bọc lớp bê tông

bước 3m

+ Đường ống áp lực: Đường ống áp lực bằng kiểu thép hở dài 1120m.

+ Nhà máy thủy điện và trạm phân phối điện: Nhà máy thủy điện kiểu hở nằm ở

vùng địa hình có cao trình 200-235m Móng nhà máy nằm trên đá gốc IIA Nước từnhà máy xả về hạ lưu sông Đa M’Bri bằng kênh dẫn hở có mặt cắt hình thang

CHƯƠNG IIITÍNH TOÁN CHỌN KHẨU DIỆN TRÀN HỢP LÍ

Trong tính toán thiết kế đập, quá trình tính toán khẩu diện tràn sao đóng một vaitrò hết sức quan trọng Khẩu diện tràn là một trong các yếu tố quyết định quy mô côngtrình và phản ánh khả năng tháo lũ, đảm bảo yêu cầu phòng lũ cho hạ lưu và an toàncho công trình đập dâng Mặt khác, tỷ trọng vốn đầu tư cho công trình đầu mối là khálớn Do đó, ngoài việc thiết kế đảm bảo cho công trình an toàn thì cũng cần thoả mãnyêu cầu về vốn đầu tư cho công trình

Được sự đồng ý của thầy giáo hướng dẫn, em tiến hành tính với cao trình

nước như sau:

3.1 Tính toán điều tiết lũ.

3.1.1 Mục đích tính toán điều tiết lũ.

Điều tiết lũ có nhiệm vụ cơ bản là nghiên cứu các hạ thấp lưu lượng lũ, nhằmđáp ứng các yêu cầu phòng chống lũ cho các công trình ven sông và khu vự hạ lưu.Mục đích của việc tính toán điều tiết lũ là thông qua tính toán tìm ra các biện phápphòng chống lũ thích hợp và có hiệu quả nhất

-Xác định dung tích phòng lũ cần thiết của kho nước, cột nước siêu cao và lưulượng xả lũ lớn nhất của công trình tháo lũ

-Từ đó xác định được quy mô, kích thước công trình đầu mối và xác định đượcquy trình vận hành công trình xả lũ có hiệu quả

3.1.2 Nguyên lý và phương pháp tính toán điều tiết lũ

Qdt – qdt = Fdh (3 - 2)Trong đó: Q là lưu lượng đến kho nước

q là lưu lượng ra khỏi kho nước

F là diện tích mặt thoáng của kho nước

dt là khoảng thời gian vô cùng nhỏ

dh là vi phân cột nước trên công trình xả lũThay Fdh = dv thì ta được

(Q - q)dt = dv (3 - 3)Nếu thay dt bằng khoảng thời gian đủ lớn ∆t = t1 – t2, ở đây t1 là thời điểm đầu

và t2 là thời điểm cuối của khoảng thời gian tính toán thì chúng ta có phương trình nước dạng sai phân sau đây:

Ở đây: Q1, Q2 là lưu lượng đến ở đầu thời đoạn và cuối thời đoạn tính toán

q1, q2 là lưu lượng xả tương ứng

V1, V2 là lượng nước có trong kho ở đầu và cuối thời đoạn ∆t

Với mục đích là tìm quá trình xả lũ qx ~ t thì phương trình (3 - 4) chưa thể giảitrực tiếp được vì có hai số hạng chưa biết là q2 và V2 Vậy chúng ta cần có một phươngtrình nữa, đó chính là phương trình thủy lực của công trình xả lũ với dạng tổng quát:

Q = f(Zt, Zh, C) (3 - 5)

Trong đó: Zt là mực nước thượng lưu công trình xả lũ

Zh là mực nước hạ lưu

Z là tham số biểu thị công trình

Phương trình (3 - 5) sẽ được cụ thể tùy theo hình thức công trình cân bằng vàchế độ chảy

Như vậy nguyên lý cơ bản của điều tiết lũ là việc giải phương trình cân bằngnước dạng (3 - 4) và phương trình thủy lực (3 - 5).

( )

2( )

-Tính giá trị f1 và f2 ứng với các giá trị q vừa tính, ta được biểu đồ:

tb

b Sử dụng biểu đồ để tính toán điều tiết.

c -Với mỗi thời đoạn ∆t tính Q = 0,5(Q1 +Q2)

-Từ q1 đã biết tra trên biểu đồ được giá trị f1 và tính f2 = +Q f1

-Từ f2 tra biểu đồ ngược lại ta sẽ tìm được q2 Đó chính là lưu lượng xả lũ ở cuốithời đoạn

d Lặp lại bước (2) cho các thời đoạn sau cho đến khi kết thúc

e Từ quá trình lũ đến và xả ta có thể xác định được dung tích cắt lũ và mực nước lớnnhất trong kho

3.1.3 Tài liệu tính toán

-Mực nước dâng bình thường (MNDBT): 624 m

-Cao trình ngưỡng tràn:

Zngưỡng tràn = MNDBT – 8 = 624 – 8 = 616 (m)-Loại tràn có van, ngưỡng thực dụng

-Mực nước trong kho trước lũ ngang bằng với MNDBT

-Quan hệ mực nước và lưu lượng hạ lưu như Bảng 2.1.

Bảng 3-2: Quan hệ Q ~ H

Q (m3/s) 0 6.3 44 138.1 292.5 516.7

-Đường quá trình lũ ứng với tần suất thiết kế p = 0,5% và tần suất kiểm tra

3.1.4 Tính toán điều tiết lũ

mực nước dâng bình thường theo công thức sau:

3 / 2 3

Q =εmB g H m s

H0 = MNDBT – Zngưỡng

Và Qmax là lưu lượng xả lớn nhất, ứng với con lũ đã cho

Để đảm bảo hồ không bị mất nước, ta tiến hành điều tiết hồ chứa như sau:

ứng với trường hợp mở cửa van hoàn toàn, ta điều khiển cửa van sao cho lưulượng lũ xả bằng lưu lượng lũ đến hồ chứa

- Trong khoảng thời gian từ t1 ÷ t2 : Van mở hoàn toàn, lưu lượng lũ đến lớn hơnlưu lượng lũ xả, hồ tự điều tiết ( mực nước hồ dâng cao cho đến khi đạt trị sốlớn nhất )

- Trong khoảng thời gian từ t2 ÷ t3 : lưu lượng lũ đến nhỏ hơn lưu lượng lũ xả,van mở an toàn, hồ tự điều tiết (mực nước hồ hạ thấp cho đến khi đạt mực nướcdâng bình thường)

- Từ thời điểm t3 trở đi, lưu lượng lũ đến nhỏ hơn lưu lượng lũ xả ứng vớitrường hợp mở cửa van hoàn toàn, để đảm bảo hồ không bị mất nước, ta điềukhiển cửa van sao cho lưu lượng lũ xả bằng lưu lượng lũ đến hồ chứa Quátrình điều tiết được thể hiện như sau:

V( m3/s)

f1(q)(103m3/s)

f2(q)(103m3/s)

- Cột (1): Thứ tự

- Cột (2): Giả thiết nhiều trị số mực nước trong kho Z

- Cột (3): Dung tích kho tương ứng với mực nước trong kho, dựa vào quan hệZ~V để xác định

- Cột (4): Chiều cao mực nước trên ngưỡng tràn: h= Z – Zngưỡng tràn

- Cột (6) : Dung tích kho nước tính toán V= Vk - VZng

- Cột (7) và cột (8) : Tính toán f1 và f2 theo công thức:

1 2

( )

2( )

Với bước thời gian tính toán ∆ =t 2( ) 7200h = s

- Từ đó ta vẽ được biểu đồ phụ trợ của kho nước

3.1.4.2 Sử dụng biểu đồ để tính toán điều tiết

tb

2(q)(103m3/s) q

- Cột (1): Thời đoạn tính toán t∆ =2h

- Cột (2)và cột (3): Lưu lượng lũ đến đầu và cuối mỗi thời đoạn

- Cột (4): Lưu lượng xả lũ đầu thời đoạn

- Cột (5) và cột (7) Giá trị f1(q) và f2(q)

- Cột (6): Lưu lượng trung bình mỗi thời đoạn tính theo công thức:

1 22

3.1.4.3 Kết quả tinh toán

Các bảng tính được trình bày trong phụ lục 1

Bảng 3-13: Kết quả tính toán điều tiết lũ

3.2 Kích thước cơ bản của đập dâng

3.2.1 Tài liệu cho trước

- Cấp công trình đã được xác định là công trình cấp II

- MNDBT = 624m

- MNLTK và MNLKT được ghi ở bảng 3.13

- Cao trình đáy đập tại vị trí lòng sông: 550m

- Tốc độ gió thiết kế: Theo 14 TCN 157-2005, ta có:

Ứng với MNDBT, tần suất gió p là 2% nên v = 16,94 (m/s)

- Chiều dài đà gió:

Ứng với MNDBT: D = 6350m

D’ = 6475 ứng với Btr = 20m D’ = 6428 ứng với Btr = 22m

3.2.2 Cao trình đỉnh đập

Cao trình đỉnh đập được xác định sao cho trong mọi trường hợp làm việc, nướckhông được tràn qua đỉnh đập.Theo 14 TCN 157-2005, cao trình đỉnh đập được xácđịnh theo các công thức sau:

a, a’ và a” : Độ vượt cao an toàn

MNDBT, MNLTK và MNLTK: mực nước dâng bình thường, mực nước lũ thiết

kế và mực nước lũ kiểm tra

Cao trình đỉnh đập được chọn từ trị số lớn nhất : Zđỉnh đập = max(Z1; Z2;Z3) theo(3-9),(3-10) và (3-11)

H = MNDBT - ∇đáy sông = 624 - 550 = 74 (m)

s

α : Góc kẹp giữa trục dọc của hồ và hướng gió: αs = 0

2 62.10 V D os s

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

- Tính các đại lượng không thứ nguyên:

9,81.6.360016,94

gt

2

9,81.635016,94

gD

Ở đây t là thời gian gió thổi liên tục (s), đối với hồ chứa do không có tài liệu nên có thểlấy t = 6g.

- Ta tiến hành xác định các đại lượng gh2

V và 2

g V

τ

Từ các giá trị gt

V và gD2

thị P2-1 ( QPTL C1-78) được kết quả sau:

được K1 = 1; K2 = 0,9-K3 là hệ số tra ở bảng P2-4, phụ thuộc vào vận tốc gió và hệ số mái m Đối vớiđập đá đổ bê tông bản mặt ta chọn sơ bộ hệ số mái m = 1,4

-Kαlà hệ số phụ thuộc vào góc αs, tra bảng P2-6

Với góc αs= 00tra bảng P2-6 được Kα=1

⇒ Thay các trị số vừa tính vào công thức (3-13) ta được:

1 .2 3 4 1% 1.0,9.1,31.2,350.1,499 = 4,154 m

c Xác định độ cao vượt an toàn:

Độ vượt cao an toàn của đỉnh đập trên đỉnh sóng a được tra theo 14TCN

a Xác định ∆h'

2

6 ' '' 2.10 V D os 's

H: Chiều sâu nước trước đập

H = MNLTK – Vđáy sông = 626,705 – 550 = 76,705 (m)

's

α là góc kẹp giữa hướng gió chính và trục dọc của hồ, α's= 00

→ 6 ' 2 '' 2.10 V D os 's ( )

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

- Tính các đại lượng không thứ nguyên:

9,81.6.3600

17694,864' 11,975

τ

Từ các giá trị gt

V và 2

gD

thị P2-1 ( QPTL C1-78) được kết quả sau: