Thiết kế hồ chứa nước trà co tỉnh ninh thuận

Nội dung đồ án gồm 6 chương : Chương 1- Tổng quan về công trình, Chương 2- Các phương án xây dựng công trình, Chương 3- Thiết kế sơ bộ và lựa chọn phương án hợp lí, Chương 4- Thiết kế kĩ

LỜI MỞ ĐẦU

Ninh Thuận là vùng có vị trí chiến lược đặc biệt quan trọng đối với

cả nước về mặt kinh tế, chính trị và quốc phòng Đây là vùng đất rộng, tiềm năng đất đai rất lớn nhất là về mặt sản xuất nông nghiệp.Vấn đề khai hoang mở rộng diện tích đất nông nghiệp cũng như việc chú trọng đầu tư

và phát triển Ninh Thuận, biến Ninh Thuận thành vùng kinh tế trù phú, giữ vững an ninh chính trị xã hội và tăng cường khả năng quốc phòng trên vùng đất biên giới phía Nam của Tổ quốc

Vì thế, việc xây dựng các công trình thủy lợi ở vùng này có vị trí vô cùng quan trọng Cần có biện pháp khai thác và tận dụng nguồn tài nguyên nước tương đối phong phú trong vùng để phục vụ cho việc trồng trọt, chăn nuôi, cấp nước sinh hoạt cho dân sinh và cho các ngành kinh tế khác Ngoài ra, thủy lợi còn đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ môi trường sinh thái trong vùng có dân cư sinh sống

Công trình thủy lợi Trà Co thuộc xã Phước Tân, huyện Ninh Sơn, tỉnh Ninh Thuận được nhà nước đầu tư xây dựng sẽ giúp đồng bào chủ động sản xuất, từng bước ổn định và phát triển đời sống, sẽ đóng góp hiệu quả thiết thực dể biến huyện Ninh Sơn trở thành một huyện vững mạnh về mọi mặt của tỉnh Ninh Thuận

Với những kiến thức đã học và được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo

Vũ Hoàng Hải và các thầy cô giáo trong bộ môn Thủy Công, em đã hoàn thành các yêu cầu và đúng kế hoạch thiết kế công trình hồ chứa nước Trà Co nằm trên suối Trà Co thuộc xã Phước Tân, huyện Ninh Sơn, tỉnh Ninh Thuận

Nội dung đồ án gồm 6 chương : Chương 1- Tổng quan về công trình, Chương 2- Các phương án xây dựng công trình, Chương 3- Thiết kế sơ bộ và lựa chọn phương

án hợp lí, Chương 4- Thiết kế kĩ thuật các công trình đầu mối ứng với phương án chọn, Chương 5- Thiết kế cống lấy nước, Chương 6- Chuyên đề kĩ thuật tính toán Tuy nhiên do điều kiện thời gian không nhiều và kiến thức của bản thân em

có hạn, do vậy không tránh khỏi thiếu sót, qua đây em kính mong nhận được sự đóng góp phê bình của các thầy cô để em có điều kiện sửa chữa và hoàn thiện kiến

Lêi c¶m ¬n

Lời đầu tiên em xin được bày tỏ lòng cảm ơn chân thành và sâu sắc tới thầy giáo

Vũ Hoàng Hải đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo em trong suốt quá trình làm đồ án, giúp em hoàn thành Đồ án Tốt Nghiệp này.

Em cũng xin được chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong Trường, trong Khoa những người đã tận tâm giảng dạy, truyền đạt kiến thức và tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ để em được học tập, trau dồi kiến thức, đạo đức trong suốt thời gian học tập tại trường.

Cuối cùng em xin được cảm ơn sự động viên khích lệ của gia đình, sự quan tâm chăm sóc của mọi người xung quanh cũng như sự cổ vũ nhiệt thành và tận tình giúp đỡ của bạn bè trong lớp, trong trường giúp em có thêm nhiều niềm tin và nghị lực để hoàn thành tốt nhiệm vụ đồ án được giao.

Xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

DanhMôc Trang

0.1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH

1.1.Vị trívà nhiệm vụ công trình

7 1.1.1 Vị trí địa lý 7

1.1.2 Nhiêm vụ công trình 7

1.2 Các điều kiên tự nhiên

7

1.2.1 Điều kiên địa hình khu vực đầu mối 8

1.2.2 Điều kiện điạ chất công trình 8

1.2.3 Điều kiện địa chất thủy văn 12

1.2.4 Điều kiện vật liệu xây dựng 13

1.2.5 Tài liệu khí tượng thủy văn 16

1.3 Dân sinh kinh tế và nhu cầu dung nước 2

0 1.3.1 Dân sinh kinh tế 20

1.3.2 Nhu cầu dùng nước 21

1.4 Cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế 2

1 1.4.1 Xác định cấp công trình 21

1.4.2 Các chỉ tiêu thiết kế 21

CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH 2.1 Chọn vị trí tuyến xây dựng công trình 2 2

2.2 Xác định các mực nước đặc trưng

2

2 2.2.1 Xác định mực nước chết 22

2.2.2 Xác định mực nước dâng bình thường 25

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ SƠ BỘ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÍ 3.1 Tính toán điều tiết lũ 28

3.1.1 Mục đích tính toán điều tiết lũ 28

3.1.2 Nguyên lý và phương pháp tính toán điều tiết lũ 28

3.1.3 Tài liệu tính toán 31

3.1.4 Tính toán điều tiết lũ 33

3.1.5 Kết quả tính toán 35

3.2 Xác định kích thước cơ bản của đập đất 35 3.2.1 Đỉnh đập 35

3.2.2 Mái đập và cơ 39

3.3 Tràn xả lũ 4

0 3.3.1 Bố trí chung 40

3.3.2 Bố trí và cấu tạo các bộ phận 41

3.3.3 Tính toán thủy lực 43

3.3.4 Lựa chọn mặt cắt kênh dẫn 49

3.3.5 Tính toán tiêu năng 50

3.4 Tính toán khối lượng đập dâng và đường tràn 5

5 3.4.1 Tính khối lượng đập dâng 55

3.4.2 Tính toán khối lượng tràn xả lũ 56

3.5 So sánh chọn phương án 58

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ KĨ THUẬT CÁC CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI ỨNG

VỚI PHƯƠNG ÁN CHỌN

4.1 Tính toán điều tiết lũ

59

4.1.1 Tài liệu tính toán 59

4.1.2 Tính toán các hệ số 59

4.1.3 Tính toán điều tiết 61

4.2 Thiết kế đập dâng 6

1 4.2.1 Thiết kế mặt cắt đập 61

4.2.2 Tính thấm qua đập và nền 68

4.2.3 Tính toán ổn định đập đất 80

4.3 Thiết kế đường tràn xả lũ 8

6 4.3.1 Bố trí chung 86

4.3.2 Tính toán thủy lực 88

4.3.3 Bố trí các hạng mục trên tràn 99

4.3.4 Xác định lực đóng mở cửa van cung 102

4.3.5 Kiểm tra ổn định ngưỡng tràn và tường chắn 106

CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ CỐNG LẤY NƯỚC 5.1 Bố trí cống 120

5.1.1 Nhiệm vụ, cấp công trình và tài liệu thiết kế 120

5.1.2 Chọn tuyến và hình thức cống 121

5.2 Thiết kế kênh hạ lưu cống 122

5.2.1 Thiết kế mặt cắt kênh 123

5.2.2 Tính toán khẩu diện cống 124

5.3 Kiểm tra trạng thái chảy và tính toán tiêu năng 129

5.3.1 Trường hợp tính toán 129

5.3.2 Xác định độ mở cống 130

5.3.3 Kiểm tra chế độ chảy trong cống 131

5.3.4 Tiêu năng sau cống 136

5.4 Chọn cấu tạo cống 136

5.4.1 Bộ phận cửa vào, cửa ra 136

5.4.2 Thân cống 137

5.4.3 Tháp van 138

CHƯƠNG 6 CHUYÊN ĐỀ KĨ THUẬT TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỐNG NGẦM 6.1 Mục đích trường hợp tính toán 142

6.1.1 Mục đích tính toán 142

6.1.2 Trường hợp tính toán 142

6.2 Tài liệu và yêu cầu thiết kế 143

6.2.1 Tài liệu cơ bản 143

6.2.2 Yêu cầu thiết kế 144

6.3 Xác định chiều cao mực nước ngầm tại mặt cắt cống 144

6.4 Xác định các lực tác dụng lên cống 145

6.4.1 Áp lực đất lên đỉnh cống 146

6.4.2 Áp lực đất hai bên thành cống 147

6.4.3 Áp lực nước 147

6.4.4 Trọng lượng bản thân 147

6.4.5 Phản lực nền 148

6.4.6 Sơ đồ lực cuối cùng 148

6.5 Tính toán xác định nội lực cống ngầm 15

0 6.5.1 Mục đích tính toán 150

6.5.2 Phương pháp tính toán 150

6.5.3 Nội dung tính toán 150

6.5.4 Tính toán nội lực 151

6.6 Tính toán cốt thép 15

9 6.6.1 Số liệu tính toán 159

6.6.2 Trường hợp tính toán 160

6.6.3 Tính toán cốt thép dọc chịu lực 161

6.6.4 Tính toán cốt thép ngang (cốt đai, cốt xiên ) 168

6.7 Tính toán và kiểm tra nứt 17

2 6.7.1 Mặt cắt tính toán 172

6.7.2 Tính toán kiểm tra nứt 172

KẾT LUẬN CÁC PHỤ LỤC TÍNH TOÁN CHƯƠNG 2,3,4

TÀI LIỆU THAM KHẢO

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH

1.1.1 Vị trí địa lý

Hồ chứa nước Trà Co nằm trên suối Trà Co thuộc xã Phước Tân, huyện Ninh Sơn, tỉnh Ninh Thuận.Công trình nằm cách huyện Ninh Sơn khoảng 16 Km về phía Bắc, cách thị xã Phan Rang khoảng 45 km theo đường quốc lộ 27A và 27 B

1.2 Các điều kiện tự nhiên

Hồ chứa nước Trà Co nằm giữa các dãy núi cao, phía Đông là dãy núi Tiac mong, núi Ya bô, núi Ma vô, núi Yabio (+1220 m), phía Tây là dãy núi đá đen, núi Fgiagog, núi A sai, phía Bắc là dãy núi Tha Ninh (+1020 m), Tara Nhin và núi Marrai(+1636m), núi Ma via

Sườn núi trong lưu vực tương đối dốc, với góc dốc thay đổi từ 200-250, và kéo dài 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 và đồng bằng nằm dọc theo hai bên bờ phía hạ lưu suối Trà Co, bề mặt địa hình thay đổi từ (+145m) đến (+120m).Vùng đồng bằng này được hình thành chủ yếu từ hai thềm: Thềm bậc 1 là các lớp đất có nguồn gốc bồi tích từ cao trình +140 m trở xuống, 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: mùa khô và mùa mưa.Mùa bắt đầu từ tháng 10 kéo dài đến tháng 4 năm sau, mùa mưa bắt 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 ảnh hưởng của khí hậu Đà Lạt nên mát mẻ hơn.

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

Điều kiện giao thông đường bộ nhìn chung tương đối thuận tiện cho việc thi công 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 đầu mối

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

1.2.2 Điều kiện điạ 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 tầng nghiên cứu tuyến đập bao gồm tầng phủ và đá gốc với các lớp theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau:

- Tầng phủ :+ Lớp 1a: Thành phần là hỗn hợp cuội sỏi, cát, đá tảng màu xám vàng.Cuội sỏi 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, màu xám nâu, nâu đỏ Lớp phân bố hai bên sườn tuyến đập Bên vai trái tuyến lớp 2

có chiều dày 4 – 5 m, vai phải mỏng hơn có chiều dày 0,5 – 1 m Nguồn gốc pha tàn tích 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 xanh sẫm Đá có cấu tạo phân lớp mỏng phân phiến, kiến trúc hạt mịn Đá gốc phân bố rộng rãi trong khu vực nghiên cứu , ở vai trái tuyến đập chính đá gốc phân bố ở độ sâu 4-5 m, vai phải đá gốc phân bố ở độ sâu 0,5- 1 m dưới lớp phủ tàn tích

- Đá phong hoá hoàn toàn thành đất á sét nặng, màu xám nâu, nâu

đỏ lẫn nhiều dăm đá serixit mềm bở.Trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt vừa Đới đá phong hoá mãnh liệt mạnh phân bố dưới lớp pha tàn tích và chủ yếu ở hai vai Chiều dày của đới ở vai trái 6-7m, ở vai phải mỏng hơn 0,5-1,5 m

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

- Đá phong hoá nhẹ -tươi màu xám, xám xanh sẫm, nứt nẻ ít, cứng chắc Đới này phân bố ở cả hai vai và lòng suối dưới đá phong hoá vừa, ở lòng suối

bề mặt đới này nằm sâu 7-8 m

- Với các đặc điểm đã nêu trên như sườn núi hai bên vai dốc không đều, lũng suối hẹp, có dạng chữ U, sườn núi có dạng độ dốc không lớn, được phủ bởi lớp pha tàn tích, vai phải có chiều dày từ 0,5-1,5m,vai trái dày hơn từ 4-5m Đá gốc lộ ra ở vai phải là chân núi hai bên mép nước, không có thềm bồi tích ở bờ suối Đây là vị trí có 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 gây mất nước qua nền đập, có chiều dày nhỏ ~ 4m nên cần được bóc bỏ khi xây dựng đập.Vai trái đập đặt trên lớp 2 và lớp phong hoá mãnh liệt - mạnh nên cần chú ý về

mặt chống thấm.Vai phải sau khi bóc bỏ lớp mỏng pha tàn tích (deQ) và lớp đá phong hoá mãnh liệt- mạnh thì vai đập được gối trực tiếp lên đá gốc phong hoá vừa

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 Phía thượng lưu và hạ lưu tuyến đập phụ địa hình cũng tương đối bằng phẳng Cao độ đỉnh yên ngựa là + 152m

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

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 lưu tuyến 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 phụ 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 sườn núi hai vai và phía thượng hạ lưu đập, chiều dày từ 1 – 2m

+ Đá gốc: Đá gốc là đá phiến serixit, đá thuộc đới phong hoá hoàn toàn Đới đá phong hoá mãnh liệt - mạnh thành đất á sét nặng, màu xám nâu, nâu

đỏ lẫn nhiều dăm sạn, đá phiến serixit mềm bở, trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt

vừa Đới đá phong hoá 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 Tuyến 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 sạt nhỏ cách tim tuyến khoảng cách 40m về phía hạ lưu.Vết sạt này phát triển trong lớp phủ pha tàn tích, chân vết sạt đã cắt vào đá gốc là đá phiến serxit phong hoá mãnh liệt-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 :

- Đá gốc

+ Đá gốc là đá phiến serixit, đá thuộc đới phong hoá hoàn toàn Đới

đá phong hoá mãnh liệt - mạnh thành đất á sét nặng, màu xám nâu, nâu đỏ lẫn nhiều dăm sạn, đá phiến serixit mềm bở, trạng thái nửa cứng, kết cấu chặt vừa Đới

đá phong hoá 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

1.2.3 Điều kiện địa chất thủy văn

Nhìn chung trong khu vực nước ngầm nghèo nàn, chủ yếu là nước trong tầng bồi 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 trữ lượng khai thác của các lớp đất ở từng mỏ như sau:

1 Mỏ 1:

Vị trí nằm gần thôn Đá trắng, chạy dọc đường, cách tuyến đập chính khoảng 1,5km 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 thái dẻo mềm, kết cấu chặt vừa Lớp phân bố trên bề mặt chiều dày: 0,5 – 0,7m, có chỗ hơn 1m

+ Lớp 2: Đất á sét trung - nặng, màu xám nâu, nâu đỏ, nâu vàng, lẫn ít dăm sạn đá phiến và vón két laterit Trạng thái nửa cứng - cứng, kết cấu chặt vừa Lớp phân 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 thạch anh Trạng thái cứng, kết cấu chặt, chiều dày 1 – 1,5m

2 Mỏ 2

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

Mỏ có:

+ Diện tích: 780.000m2Khối lượng khai thác: 1.120.000m3Khối lượng bóc bỏ: 270.000m3Địa 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 thái dẻo 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

3 Mỏ 3:

Vị trí nằm ở hai bên, dọc theo đường ôtô từ cầu Trà Co đi huyện Bắc Ái, cách tuyến đập chính khoảng 8km theo đường ôtô Mỏ có :

+ Diện tích+ Khối lượng khai thác:

Khối lượng bóc bỏĐịa 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 thái dẻo 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 thạch anh.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 khối kiến trúc poocfia.Đá phong hoá mạnh mềm yếu.Đá phong hoá vừa tương đối cứng chắc.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 với yêu cầu đề ra.Về chất lượng có thể dùng đắp đập nhiều khối có lõi chống thấm

Bảng 1.2: Chỉ tiêu dùng trong tính toán vật liệu xây dựng đất

Hệ số thấm k (Cm/s) 6.10-3 6.10-6 6.10-6 5.10-5

1.2.4.2 Đá

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

+ Khối lượng khai thác: 194.000m3 + Khối lượng bóc bỏ: 20.000m3

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

2 Mỏ 2

Vị trí nằm lòng suối Trà Co, cách tuyến đập chính 1 km về phía hạ lưu, phần cuối

mỏ 2 nằm sát đập dâng của thôn Đá bà.Mỏ CS2 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)

lũ tiểu mãn Mùa mưa bắt đầu từ tháng 9 đến tháng 12, tuy có 4 tháng mùa mưa nhưng lượng mưa chiếm đến 70% đến 80% lượng mưa cả năm, lượng mưa lớn tập trung vào hai tháng 10 và 11 Lượng mưa lớn cường độ mạnh dễ gây nên lũ lớn thông thường lũ lớn thường xảy ra nhiều nhất vào 2 tháng 10 và 11

1.2.5.3 Các đặc trưng hồ chứa

Z(m) 148 150 152 154 156 158 160 162

Fhồ(m2) 282.775468.875 694.375 914.125 1.154.375 1.318.750 1.473.750 1.628.003V(m3) 592.7211.337.471 2.507.728 4.129.436 6.120.995 8.699.581 11.495.97114.596.440

1.2.5.4 Các yếu tố khí tượng

1 Nhiệt độ không khí

Lưu vực nghiên cứu được thừa hưởng chế độ bức xạ mặt trời nhiệt đới, cán cân

bức xạ trong năm luôn luôn dương và ít biến động mang tính nhiệt đới rõ rệt Chênh

lệch nhiệt độ giữa nhiệt độ tháng nóng nhất và tháng nhỏ nhất từ 5 – 60 Nhiệt độ

trung bình ngày hầu như vượt trên 250C trừ một số ngày chịu ảnh hưởng của gió

mùa cực đới

2 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

3 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

Hnắng 226 271 312 268 247 183 242 206 198 183 191 222

4 Gió

Vùng dự án chịu ảnh hưởng của chế độ gió mùa gồm hai gió chính trong năm

là gió mùa đông và gió mùa hạ Vận tốc gió trung bình hàng tháng dao động từ

2m/s đến 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 và Phan Rang tiến hành xây dựng đường tần suất vận tốc gió

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

5 Phân phối lượng tổn thất bốc hơi trong năm

Lượng bốc hơi hằng năm 1656 mm Biến trình bốc hơi trong năm tuân theo

quy luật lớn về mùa khô, nhỏ về mùa mưa

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

Z

∆ 80,3 80,5 97,6 83,2 71,3 71,6 85,8 96,9 51,4 41,6 49,9 70,9

6 Lượng mưa trung bình nhiều năm lưu vực

Lượng mưa phân bố theo không gian lớn dần từ đông sang tây, từ hạ lưu đến

thượng lưu Lượng mưa lưu vực Trà Co biến đổi từ 1400 mm đến 1600 m, Ninh

Thuận thuộc vùng khô hạn nên chọn lượng mưa BQNN đảm bảo thiên về an toàn

trong tính toán cấp nước

Xolv = 1500 m

1.2.5.5 Phân phối dòng chảy năm thiết kế

Bảng 1.8: Phân phối dòng chảy năm thiết kế

Tháng VII VIII IX X XI XII

Wđến (P = 75 %) 2.203.200 4.328.640 8.320.320 17.516.736 2.954.880 1.794.528

1.2.5.6 Đường quá trình lũ thiết kế

Trong lưu vực không có trạm đo dòng chảy nên phải dùng công thức kinh nghiệm để tính toán dòng chảy lũ thiết kế từ mưa rào – dòng chảy Đối với những

lưu vực nhỏ như lưu vực duyên hải trung bộ áp dụng công thức cường độ giới hạn

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

+ Trọng lượng riêng : γ = 0,85 tấn/m3.Thể tích bùn cát lơ lửng :

Mùa kiệt được xác định từ tháng 1 đến tháng 8, tính toán dòng chảy lớn nhất trong 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

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

1.3 Dân sinh kinh tế và nhu cầu dùng nước

1.3.1 Dân sinh kinh tế

Dân sống trong vùng là dân tộc RẮC LAY, sống chủ yếu bằng nghề làm rẫy nhưng rất thiếu nước, mùa màng bấp bênh, phụ thuộc hoàn toàn vào thiên nhiên Tập trung đông dân nhất là xã Phước Tiến và một số hộ dân thôn Đá Trắng, nói chung đời sống kinh tế khó khăn và văn hóa còn thấp Xuất phát từ nhu cầu nước như vậy nên việc xây dựng hồ chứa Trà Co là cần thiết và cấp bách để người dân an

cư lạc nghiệp

1.3.2 Nhu cầu dung nước

Bảng 1.11 : Nhu cầu dung nước năm thiết kế

- Từ nhiệm vụ cấp nước tự chảy cho 1000 – 1200 ha, tra bảng 2 -1 TCXDVN 285 – 2002 ta được công trình là cấp IV.

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

1.4.2 Các chỉ tiêu thiết kế

- Mức bảo đảm tưới: 75%

- Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất:

+ Lũ thiết kế: P = 1,0 %+ Lũ kiểm tra: P = 0,2 %+ Lũ thi công: P = 10 %

- Tần suất tính toán gió lớn nhất: P = 4%

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

- Hệ số an toàn ổn định của đập đất:

+ Tổ hợp lực cơ bản: Kcp = 1,2+ Tổ hợp lực đặc biệt: Kcp = 1,1

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

CHƯƠNG II : CÁC PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

2.1 Chọn vị trí tuyến xây dựng công trình

Khảo sát trên lòng sông Trà Co từ thượng nguồn đến vị trí đập dâng Trà Co hiện tại chỉ có một khu vực duy nhất có thể xây đập tạo hồ chứa, đó là vị trí cách đập dâng Trà Co hiện tại 1250m về phía thượng lưu Tại đây lũng sông bị thắt hẹp lại do có hai quả núi nhô ra từ hai bên dòng suối Chiều dài tyuến đập chính ở đây chỉ khoảng 150m, địa chất nền tương đối tốt, ở bờ phải và lòng suối có nhiều chỗ lộ

đá gốc

Tại vị trí này đã khảo sát kỹ ba tuyến đập chính, mỗi tuyến cách nhau 36m Về

cơ bản các tuyến này có điều kiện địa hình và địa chất giống nhau Xét về điều kiện bố trí công trình thì tuyến đập III (nằm ở giữa tuyến đập I và II) là vị trí hợp lý nhất:

- Chiều dài tuyến đập là ngắn nhất do hai đầu đập gối lên phần nhô ra của hai ngọn núi hai bên

- Khả năng đảm bảo ổn định cao nhất (dọc theo hướng dòng chảy) do tuyến đập này hơi lùi lên phía thượng lưu so với vị trí hẹp nhất giữa hai quả đồi

Vậy chọn vị trí đập chính tại tuyến số III

Ngoài ra, để đảm bảo giữ được nước trong hồ còn cần phải đắp thêm 3 đập phụ: Đập phụ số 1 ở eo núi phía bên trái, đập phụ số 2 và đập phụ số 3 ở eo núi phía

bờ phải

2.2 Xác định các mực nước đặc trưng

2.2.1 Xác định mực nước chết ( MNC )

2.2.1.1 Khái niệm về mực nước chết và dung tích chết

Dung tích chết (Vc) là phần dung tích không tham gia vào quá trình điều tiết dòng chảy Dung tích chết chính là giới hạn dưới của hồ chứa Mực nước chết là mực nước tương ứng với dung tích chết Mực nước chết và dung tích chết có quan

hệ với nhau qua đường đặc trưng địa hình hồ chứa Z∼V

2.2.1.2 Nguyên tắc lựa chọn mực nước chết và dung tích chết

Mực nước chết và dung tích chết lựa chọn thoả mãn các điều kiện sau:

- Phải chứa được hết phần bùn cát lắng đọng trong hồ chứa trong suốt thời gian hoạt động của công trình:

Vc ≥ Vb.T

Trong đó:

- Vb - thể tích bồi lắng hàng năm của bùn cát

- T - tuổi thọ của công trình

- Đối với hồ chứa có nhiệm vụ tưới tự chảy, mực nước chết không được nhỏ hơn cao trình mực nước tối thiểu để có thể đảm bảo tưới tự chảy

- Đối với nhà máy thuỷ điện, MNC và dung tích chết phải được lựa chọn sao cho hoặc là công suất bảo đảm của nhà máy là lớn nhất hoặc là đảm bảo cột nước tối thiểu cho việc phát điện

- Đối với giao thông thuỷ ở thượng lưu, MNC là mực nước tối thiểu cho phép tàu bè đi lại bình thường

- Đối với thuỷ sản, MNC và dung tích chết phải đảm bảo dung tích cần thiết cho chăn nuôi cá và các thuỷ sản khác

Ngoài ra còn phải xét đến yêu cầu về du lịch và bảo vệ môi trường

Trong các điều kiện trên đây thì điều kiện đầu tiên là kiên quyết khi lựa chọn dung tích chết Trong trường hợp có nhiều yêu cầu cần phải đáp ứng thì việc lựa

chọn mực nước chết và dung tích chết phải thông qua phân tích hiệu quả kinh tế, kỹ thuật để lựa chọn cho hợp lý.

2.2.1.3 Xác định mực nước chết

1 Xác định mực nước chết theo điều kiện lắng đọng bùn cát

Theo điều kiện này, MNC được xác định theo công thức:

MNC = ∆bc + hđ + h (2-1)

Trong đó:

- ∆bc: Cao trình bùn cát lắng đọng trong suốt quá trình làm việc của hồ:

∆bc = f(∑Vbc) ; ∑Vbc = Vbc.T + Vbc là Tổng thể tích bùn cát lắng đọng bình quân trong một năm, theo tài liệu về quá trình bùn cát đến trong năm, dòng chảy bùn cát trong sông gồm hai thành phần: bùn cát lơ lửng và bùn cát di đẩy

a Xác định thể tích bùn cát lơ lửng lắng đọng trong hồ chứa

Mật độ bùn cát lơ lửng lấy theo tài liệu thực đo bùn cát trong vùng:

+ Mật độ bùn cát lơ lửng : ρH =120 g/m3

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

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

- hđ: Chiều dày lớp nước đệm từ cao trình bùn cát đến đáy cống, là khoảng cách cần thiết để tránh bùn cát bị cuốn vào cống, làm giảm thời gian hoạt động bình thường của cống, theo kinh nghiệm, hđ = (0,5 ÷ 0,7)m, ta chọn: hđ = 0,6 m.

- h: Độ sâu cột nước cần thiết trước cống để đảm bảo lấy đủ lưu lượng thiết kế (tránh không xuất hiện phễu khí tại cửa vào), h= (0,9 ÷ 1,2)m, ta chọn h = 1mThay các giá trị vừa tìm được vào công thức (2-1) ta xác định được:

MNC = ∆bc + hđ + h = 148,35 + 0,6 + 1 = 149,95 m

2 Xác định mực nước chết theo điều kiện khống chế tưới tự chảy

Mực nước chết theo điều kiện khống chế tưới tự chảy phải thoả mãn điều kiện sau:

2.2.2 Xác định mực nước dâng bình thường ( MNDBT )

2.2.2.1 Khái niệm mực nước dâng bình thường

MNDBT là thông số chủ chốt của công trình Đây là mực nước trữ cao nhất trong hồ ứng với các điều kiện thuỷ văn và chế độ làm việc bình thường

2.2.2.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến mực nước dâng bình thường

MNDBT có tính chất quyết định, nó ảnh hưởng đến quy mô công trình, đến cột nước, lưu lượng Về mặt công trình nó quyết định đến chiều cao đập, kích thước các công trình xả lũ Về mặt kinh tế, nó ảnh hưởng trực tiếp đến diện tích ngập lụt ở thượng lưu và các tổn thất do ngập nước Vì vậy phải thông qua so sánh kinh tế kỹ thuật để chọn ra MNDBT Khi xem xét MNDBT cần chú ý một số yếu tố ảnh hưởng sau đây:

- MNDBT càng cao thì khả năng cung cấp nước càng lớn nhưng quy mô công trình cũng càng lớn và diện tích ngập lụt thượng lưu càng lớn và thiệt hại càng nhiều, các vấn đề như đền bù, di dân tái định cư càng phức tạp.

- Trong một số trường hợp do tình hình địa hình, địa chất và các vấn đề khác

về nền móng khống chế chiều cao đập và do đó khống chế MNDBT

- Ở một số vùng khí hậu nóng, nếu MNDBT càng lớn thì diện tích mặt thoáng càng lớn, do đó tổn thất bốc hơi càng lớn

2.2.2.3 Cách xác định mực nước dâng bình thường

Việc xác định MNDBT thực chất là việc xác định dung tích hiệu dụng của kho nước ở đây xác định dung tích hiệu dụng một cách đúng dần thông qua 2 bước tính là chưa kể tổn thất và có kể đến tổn thất kho nước

1 Xác định dung tích hiệu dụng của hồ chứa chưa kể tổn thất hồ chứa

Cách tính toán thể hiện trong bảng sau:

Bảng 2.1 : Cách dung tích hiệu dụng của kho nước khi chưa kể tổn thất hồ chứa

Tháng ∆t

Tổng lượng nước ∆V = WQ - Wq

Phương án tích sớmNước đến Nước dùng Nước thừa Nước thiếu Vkho Xả thừangày WQ(m3) Wq(m3) V+(m3) V-(m3) (m3) WX(m3)

Trong đó:

- Cột 1: Ghi thứ tự các tháng sắp xếp theo thuỷ văn

- Cột 2: Ghi số ngày của từng tháng

- Cột 3: Ghi tổng lượng nước đến của tháng tương ứng với cột 2

WQ = Q×∆ti

- Cột 4: Ghi tổng lượng nước dùng

- Cột 5: Ghi tổng lượng nước thừa

- Cột 6: Ghi tổng lượng nước thiếu

∆V = WQ- Wqdân Tổng cột 6 chính là lượng nước còn thiếu và chính là dung tích hiệu dụng của hồ chứa

- Cột 7: Ghi lượng nước tích trong hồ chứa kể cả dung tích chết

- Cột 8: Ghi tổng lượng nước xả thừa.

2 Xác định dung tích hiệu dụng hồ chứa có kể đến tổn thất hồ chứa

Cách tính thể hiện trong bảng như sau:

- Cột 1: Ghi thứ tự các tháng sắp xếp theo năm thuỷ văn

- Cột 2,3: Ghi tổng lượng nước đến và nước dùng tương ứng với các tháng ở cột 1 (m3)

- Cột 4: Ghi dung tích hồ chứa kể cả dung tích chết khi chưa tính tổn thất (bằng cột 7 ở bảng 2.2) (m3)

- Cột 5: Ghi diện tích hồ chứa tương ứng với dung tích hồ ở cột 4

( Tra theo quan hệ V~F )

- Cột 6: Ghi dung tích bình quân của hồ chứa (m3)

2

i bq

V V

V = − +

- Cột 7: Ghi diện tích mặt hồ tương ứng với Vbq (tra theo đường đặc

trưng địa hình kho nước) (km2)

- Cột 8: Là lượng tổn thất ∆Z phân phối trong năm

- Cột 9: Là tổn thất bốc hơi tương ứng với các tháng ở cột 1(m3)

- Cột 16: Ghi dung tích hữu ích của hồ có kể đến dung tích chết (m3)

- Cột 17: Ghi dung tích xả thừa của hồ có kể tổn thất (m3)

Dung tích trữ cao nhất của hồ chứa có kể tổn thất trong điều kiện làm việc bình thường là 10107416 m3

Tra trên đường đặc tính hồ chứa được MNDBT = 159,00m

Vậy MNC = 150,0 m

MNDBT = 159,0 m

Kết quả tính toán xem phần phụ lục bảng 2.1 – 2.5

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ SƠ BỘ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ 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 cách hạ thấp lưu lượng lũ, nhằm đáp ứng các yêu cầu phòng chống lũ cho các công trình ven sông và khu vực

hạ lưu Mục đích của việc tính toán điều tiết lũ là thông qua tính toán tìm ra các biện pháp phòng 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 lưu lượng xả lũ lớn nhất của công trình tháo lũ

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

3.1.2 Nguyên lý và phương pháp tính toán điều tiết lũ

- K : là mô đuyn lưu lượng

Đối với dòng chảy lũ vào kho nước có những đặc điểm sau: mặt cắt mở rộng đột ngột, do đập ngăn độ dốc mặt nước rất nhỏ, độ sâu dòng chảy rất lớn và tốc độ dòng chảy cũng rất nhỏ Do đó chúng ta có thể coi bài toán điều tiết lũ kho nước là một bài riêng của diễn toán lũ nói chung Lúc này có thể đưa phương trình

Qdt qdt F dh− = × (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 lũ

Nếu ta thay Fdh = dv thì ta được

(Q q dt dv− ) = (3.3)

Nếu thay dt bằng khoảng thời gian đủ lớn ∆ = −t t2 t1, 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:

- 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 q~t thì phương trình (3.4) chưa thể giải trực tiếp được vì có hai số hạng chưa biết là q2 và V2 Vậy chúng ta cần có một phương trình nữa, đó chính là phương trình thuỷ 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 tuỳ theo hình thức công trình và chế độ chảy

Như vậy nguyên lý cơ bản của điều tiết lũ là việc giải phương trình cân bằng nước dạng (3.4) và phương trình thuỷ lực (3.5).

Từ đó ta có các bước tính toán điều tiết như sau :

Bước 1 : Xây dựng biểu đồ phụ trợ

+ Lựa chọn thời gian tính toán ∆t ( ở đây ta chọn ∆t = 1giờ ), sau đó giả thiết nhiều trị số mực nước trong hồ để tính lưu lượng xả tương ứng ( theo công thức 3.5 ).+ Dựa vào quan hệ Z~V ứng với các mực nước giả thiết ở trên rồi tìm ra dung tích

hồ tương ứng là Vh, từ đó tính được V=Vh-Vtl ( Vtl là mực nước trong hồ trước khi

lũ đến )

+ Tính giá trị f1 và f2 ứng với các giá trị q vừa tính rồi vẽ lên biểu đồ đường quan hệ

q ~ f1, q ~ f2

Bước 2 : Sử dụng biểu đồ để tính toán điều tiết

+ 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 cuối mỗi thời đoạn.

Bước 3 : Lặp lại bước (2) cho các thời đoạn sau cho đến khi kết thúc

Bước 4 : Từ quá trình lũ đến và xả ta có thể xác định được dung tích cắt lũ và mực nước lớn nhất trong kho

Hình 3.1: Các quan hệ 1

12

3.1.3 Tài liệu tính toán

- Mực nước dâng bình thường (MNDBT): 159,0 m

- Hệ số lưu lượng và hệ số co hẹp bên: m.ε = 0,43

- Mực nước trong kho trước lũ ngang bằng với MNDBT

- Quan hệ mực nước và dung tích hồ:

q2

2f1

f

f1,f2

) 282.775468.875 694.375 914.125 1.154.375 1.318.7501.473.7501.628.003V(m3) 592.7211.337.4712.507.7284.129.4366.120.995 8.699.58111.495.97114.596.440

-

Đường quá trình lũ ứng với tần suất thiết kế p = 1% và tần suất kiểm tra p = 0,2%

Bảng 3.2 Đường quá trình lũ thiết kế

3.1.4 Tính toán điều tiết lũ.

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

- Từ t0 – t1: Trong thời gian đầu từ t0 – t1 khi lưu lượng lũ đến chưa quá lớn, ta điều khiển cửa van mở từ từ để q = Q Khi đó đường quá trình lũ đến Q trùng với đường quá trình qxả

- Từ t1 – t2 : Tại thời điểm t1 cửa van được mở từ từ để xả lũ, Qđến > qxả và dq/dt >

0, lưu lượng xả tăng lên và nước được trữ lại vào kho

Tại t2 : Q = q và dq/dt = 0, lưu lượng xả đạt giá trị lớn nhất

- Từ t2 – t3 : Lưu lượng xả q giảm dần nhưng vẫn lớn hơn Q nên giai đoạn này lượng nước được tích lại trong kho trước đó được xả ra

Tại t3 khi lưu lượng qxả = MNDBT thì ta đóng sập cửa van lại để lưu lượng qxả =

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

- Cột (3): Dung tích kho tương ứng với mực nước trong kho, dựa vào quan

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

- Cột (7), (8): Tính toán các giá trị f1,f2 theo các công thức (3.7)

Với bước thời gian tính toán: ∆t = 1(h) = 3600s

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

Bảng 3.4 Cách tính toán điều tiết kho nước trường hợp tràn có cửa van:

Q = +

- Cột 4 : Lưu lượng xả

- Cột 5 : Nội suy f1 theo quan hệ f1∼ q

- Cột 6,7: Tính f2 = f1 + Q ta được q2, lặp lại các thời đoạn tiếp theo với lưu lượng

đầu thời đoạn sau bằng lưu lượng cuối thời đoạn trứơc

- Cột 8 : Tính lưu lượng xả trung bình thời đoạn qtb =

Tính toán theo các bước đã trình bày ở trên kết quả tính toán xem ở phụ lục 1 Tổng

hợp kết quả tính toán điều tiết lũ như sau:

Bảng 3.5 Tổng hợp kết quả tính toán điều tiết lũ

Vận tốc gió tính toán lớn nhất V4% = 27,5 m/s.

Vận tốc gió bình quân lớn nhất V50% = 13,3 m/s

Chiều dài truyền sóng ứng với MNDBT: D = 1100 m;

Chiều dài truyền sóng ứng với MNLKT : D’ = 1150 m

Cao trình đỉnh đập được lựa chọn là cao trình có trị số lớn nhất trong 2 kết quả trên

∗ Xác định cao trình đỉnh đập theo công thức tính với MNDBT và MNLTK (Z 1 ,Z 2 ).

- Xác định ∆h, ∆h’:

s H

g

D V

- H : Chiều sâu nước trước đập (m)

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

- K1,K2: Là các hệ số phụ thuộc vào độ nhám tương đối và đặc trưng vật liệu gia cố mặt đập.

- K3: Là hệ số phụ thuộc tốc độ gió và hệ số mái nghiêng m

- K4: Là hệ số được xác định phụ thuộc vào tỷ số

h

λ

và hệ số mái nghiêng của công trình

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

- Xác định h s1% :

hs1% được xác định theo QPTL C1- 78 như sau:

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

- Tính các đại lượng không thứ nguyên

- Kiểm tra lại điều kiện sóng nước sâu : H > 0,5λ

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

chọn là 0,05 và tra theo bảng 6_QPTL C1-78

+ K3 : Hệ số phụ thuộc hệ số mái thượng lưu, sơ bộ chọn hệ số mái của mái thượng lưu là m = 3÷5 Tra bảng 7_QPTL C1-78 ta có K3

+ K4 : Hệ số phụ thuộc vào

% 1

s h

λ

và độ dốc m

Ta có :

% 1

s h

λ

.Tra đồ thị hình 10_QPTL C1-78, ta có: K4 + Kα Hệ số phụ thuộc vào αs, theo QPTL C1 – 78 lấy αs =00 ta có Kα

Bảng 3.7 Kết quả cao trình đỉnh đập của các phương án tính toán

Bảng 3.8 Cao trình đỉnh đập và đỉnh tường tương ứng với các phương án.

Kết cấu tường: Bê tông cốt thép M200 Cấu tạo chi tiết xem bản vẽ

Bề rộng đỉnh đập chọn b = 5,0m Mép hạ lưu có bờ đá xây bó vỉa Mặt đập đổ bê tông có bề dày tại tim đập 0,25m, tạo độ dốc về hai bên, với i = 4%

3.2.2 Mái đập và cơ