Thiết kế hồ chứa nước ka tang PA 1

Dòng chảy bình quân nhiều năm: a Chuẩn dòng chảy nhiều năm: Trong lưu vực không có trạm đo dòng chảy nên tính toán các đặc trưng dòng chảy phải dùng công thức kinh nghiệm tính gián tiế

PHỤ LỤC:

PHỤ LỤC: 1

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 4

1.1 VỊ TRÍ VÀ NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH 4

1.1.1 Giới thiệu công trình: 4

1.1.2 Nhiệm vụ công trình: 4

1-2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN: 4

1.2.1 Đặc điểm địa hình: 4

1.2.2 Đặc điểm khí hậu: 5

1.2.3 Đặc điểm địa chất công trình và thuỷ văn 10

1.2.4 Đặc điểm thuỷ văn nguồn nước: 15

1.2.5 Vật liệu xây dựng địa phương: 21

1.3 Điều kiện dân sinh kinh tế và nhu cầu dùng nước: 22

1.3.1 Tình hình dân sinh kinh tế: 22

1.3.2 Nhu cầu dùng nước: 23

1.4 Cấp công trình và chỉ tiêu thiết kế 23

1.4.1 Cấp công trình 23

1.4.2 Các chỉ tiêu thiết kế: 24

CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH CÁC MỰC NƯỚC ĐẶC TRƯNG 25

2.1 Xác định mực nước chết (MNC): 25

2.2 Tính toán điều tiết hồ chứa 26

2.2.1 Mục đích tính toán: 26

2.2.2 Tính toán các thành phần hồ chứa: 26

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ 32

3.1 Mục đích: 32

3.2 Ý nghĩa: 32

3.3 Phương pháp tính toán: 32

3.3.1 Nguyên lý điều tiết: 32

3.3.2 Phân tích dạng đường quá trình xã lũ: 33

3.4: Tính Toán điều tiết lũ cho hồ chứa với tần suất P = 1% 37

3.4.1: Trường hợp tính toán điều tiết theo Mực Nước Lũ Thiết Kế(P=1%) 37

3.4.2: Trường hợp tính toán điều tiết theo Mực Nước Lũ Kiểm Tra (P = 0,2%).38 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ SƠ BỘ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 40

4.1 Sơ bộ thiết kế tràn xả lũ 40

4.1.1 Bố trí chung 40

4.1.1.1.Vị trí 40

4.1.2 Bố trí và cấu tạo các bộ phận: 40

4.1.3 Tính toán thủy lực 43

4.1.4 Lựa chọn mặt cắt kênh dẫn 48

4.1.4 Tính toán tiêu năng 49

4.2 Sơ bộ xác định kích thước đập chính 52

4.2.1 Đỉnh đập 52

4.2.2 Tường chắn sóng và đỉnh đập 56

4.2.3 Mái đập và cơ 56

4.3 Tính khối lượng và giá thành phương án 57

4.4.1 Tính khối lượng đập dâng: 57

4.4.2 Tính toán khối lượng tràn xả lũ: 58

4.5 So sánh chọn phương án: 60

CHƯƠNG V: THIẾT KẾ KĨ THUẬT CÁC CÔNG TRÌNH 61

ĐẦU MỐI ỨNGVỚI PHƯƠNG ÁN CHỌN 61

5.1 Tính toán điều tiết lũ với phương án chọn B = 16(m) 61

5.1.1 Tài liệu tính toán 61

5.1.2 Tính toán các hệ số: 61

5.1.3 Tính toán điều tiết: 62

5.2 Thiết kế đập dâng 63

5.2.1 Thiết kế mặt cắt đập: 63

5.2.3 Tính toán ổn định đập đất 78

5.3 Thiết kế đường tràn xả lũ 84

5.3.1 Bố trí chung: 84

5.3.2.Sân thượng lưu: 85

5.3.3 Tường hướng dòng: 85

5.3.4 Ngưỡng tràn: 85

5.3.5 Dốc nước: 85

5.3.6 Tiêu năng sau dốc và kênh dẫn nước hạ lưu: 86

5.3.7 Tính toán thủy lực: 86

5.3.8 Hiện tượng hàm khí trên dốc nước: 89

5.3.9 Xác định chiều cao tường bên dốc 89

5.3.10 Tính toán tiêu năng sau dốc 90

5.3.12 Xác định lực đóng mở cửa van cung Error! Bookmark not defined. 5.3.13 Kiểm tra ổn định ngưỡng tràn và tường chắn: 97

5.3.14 Kiểm tra ổn định tường bên dốc nước: 107

CHƯƠNG VI : THIẾT KẾ CỐNG LẤY NƯỚC 112

6.1 Những vấn đề chung: 112

6.1.1 Nhiệm vụ, cấp công trình và tài liệu thiết kế : 112

6.1.2 Chọn tuyến và hình thức cống: 113

6.2 Thiết kế kênh hạ lưu cống: 114

6.2.1 Thiết kế mặt cắt kênh hạ lưu: 114

6.3 Tính toán khẩu diện cống : 117

6.3.1 Xác định bề rộng cống: 118

6.3.2 Xác định chiều cao cống và cao trình đặt cống 121

6.4 Kiểm tra trạng thái chảy và tính toán tiêu năng: 121

6.4.1 Trường hợp tính toán: 122

6.4.2 Xác định độ mở cống: 122

6.4.3 Kiểm tra chế độ chảy trong cống: 124

6.4.4 Tiêu năng sau cống: 128

6.5 Chọn cấu tạo cống: 128

6.5.1 Bộ phận cửa vào, cửa ra: 128

6.5.2 Tháp van: 130

CHƯƠNG 7: CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬT 132

TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỐNG NGẦM 132

7.1.Mục đích trường hợp tính toán 132

7.1.1.Mục đích tính toán 132

7.1.2.Trường hợp tính toán 132

7.2 Tài liệu và yêu cầu thiết kế 132

7.2.1 Tài liệu cơ bản 132

7.2.2 Yêu cầu thiết kế 134

7.3 Xác định chiều cao mực nước ngầm tại mặt cắt cống 134

7.4 Xác định các lực tác dụng lên cống 135

7.4.1 Áp lực đất lên đỉnh cống 136

7.4.2 Áp lực đất hai bên thành cống 136

7.4.3 Áp lực nước 136

7.4.4 Trọng lượng bản thân 137

7.4.5 Phản lực nền 137

7.4.6 Sơ đồ lực cuối cùng 137

7.5 Tính toán xác định nội lực cống ngầm 139

7.5.1 Mục đích tính toán 139

7.5.2 Phương pháp tính toán 139

7.5.3 Nội dung tính toán 139

7.5.4 Tính toán nội lực 140

7.6 Tính toán cốt thép 148

7.6.1 Số liệu tính toán 148

7.7.2 Trường hợp tính toán 150

7.6.3 Tính toán cốt thép dọc chịu lực 151

7.6.4 Tính toán cốt thép ngang (cốt đai, cốt xiên) 161

7.7 Tính toán và kiểm tra nứt 164

7.7.1 Mặt cắt tính toán 164

7.7.2.Tính toán kiểm tra nứt 164

KẾT LUẬN 167

TÀI LIỆU THAM KHẢO 168

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 1.1 VỊ TRÍ VÀ NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH

1.1.1 Giới thiệu công trình:

Dự án hồ chứa nước Ka Tang - PA 1 xây dựng trên suối An Mỹ thuộc xã

An Dương - Huyện Ninh Sơn - Tỉnh Ninh Thuận Công trình đầu mối có tọa độ

vụ chủ động được nước tưới cho năng suất cao

- Góp phần cắt giảm lũ cho vùng hạ lưu suối An Mỹ và vùng hạ lưu sông cái Phan Rang, làm giảm thiệt hại về tài sản và con người cho các vùng này

1-2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

1.2.1 Đặc điểm địa hình:

1.2.1.1 Đặc điểm vùng 1 (vùng dự kiến xây dựng hồ chứa nước Ka tang)

Công trình thủy lợi Ka Tang dự kiến xây dựng là một lũng sông hẹp kéo dài 5km, chỗ rộng nhất trên 1000m (phía thượng lưu hồ) Nằm theo hướng Đông Bắc - Tây Nam, cao độ lòng suối thay đổi từ +150 đến +160m Trong thượng lưu hồ, phía bắc sườn núi có độ dốc trung bình từ (10÷30), hai bên thung lũng sông gần như đối xứng

Khu vực đầu mối tạo hồ chứa là một thung lũng sông hẹp nằm giữ hai dãy núi có cao trình từ (130÷140)m, sườn núi có độ dốc lớn, tầng phủ mỏng, có điều kiện địa hình thuận lợi để bố trí đập ngăn sông dài khoảng 400m để tạo hồ chứa với dung tích từ (8÷9) triệu m3

Lòng hồ Ka Tang có dáng hình dải, lũng sông hẹp, thấp, kéo dài theo hướng Đông - Tây Bao quanh lòng hồ về phía tây, Tây - Bắc là các dãy núi cao 262-472m,

độ dốc trung bình 10÷15 kéo dài đến tận mép sông

1.2.1.2 Đặc điểm địa hình vùng 2 (khu tưới của hồ chứa Ka Tang):

Khu tưới nước hồ chứa nước Ka Tang là một dải bình nguyên ven núi chuyển tiếp từ vùng núi xuống vùng đồng bằng, giới hạn từ cao độ +80 đến +35

Với đặc điểm là vùng bình nguyên ven núi, nên khu tưới của hồ chứa An Dương có những đặc điểm sau:

+ Khu tưới có cao độ cao, độ dốc lớn

+ hướng dốc địa hình từ bắc xuống Tây Nam + Mặt bằng bị chia cắt nhiều bởi các suối tự nhiên

Với đặc điểm địa hình như trên khu tưới vừa có yếu tố vừa có những yếu tố không thuận lợi cho việc bố trí hệ thống kênh mương

1.2.2 Đặc điểm khí hậu:

1.2.2.1 Đặc điểm chung:

Khí hậu vùng dự án nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, lượng mưa

BQNN trên lưu vực vào khoảng 1200mm Biến trình mưa hàng năm chia làm hai

mùa rõ rệt: Mùa khô và mùa mưa Mùa khô bắt đầu từ tháng 1 đến tháng 8, trong thời kỳ này vào tháng 5, 6 xuất hiện những trận mưa lớn gây lũ lụt gọi là lũ tiểu mãn Mùa mưa bắt đầu từ tháng 9 đến tháng 12, tuy có 4 tháng mùa mưa nhưng lượng mưa chiếm từ 70% đến 80% lượng mưa cả năm, lượng mưa lớn tập trung nhiều nhất vào 2 tháng 10 và tháng 11 lượng mưa lớn cường độ mạnh dễ gây nên lũ lớn thông thường lũ lơn thường xảy ra nhiều nhất vào 2 tháng 10 và tháng 11

1.2.2.2: Nhiệt độ không khí:

Lưu vực nghiên cứu được thừa hưởng chế độ bức xạ mặt trời nhiệt độ có

cân bức xạ trong năm luôn luôn dương và ít biến động, mang tính nhiệt đới rõ rệt Chênh lệch nhiệt độ giữa tháng nóng nhất và nhiệt độ nhỏ nhất từ 5÷6C Nhiệt độ trung bình ngày hầu như vượt trên 25C trù một số ngày chịu ảnh hưởng của gió mùa cực đới Bảng phân phối nhiệt độ TBNN (C ) trình bầy ở bảng 2 – 1

Bảng 2-1 :bảng phân phối các đặc trưng nhiệt độ không khí

Bảng 2-2: bảng phân phối các đặc trưng độ ẩm tương đối

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

Bảng 2-3: bảng phân phố số giờ nắng trong năm

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

nắng 266 271 312 268 248 183 252 206 198 183 191 222 2789

1.2.2.5: Gió:

Vùng dự án chịu ảnh hưởng chế độ gió gồm 2 mùa 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, biến trình vận tốc gió TBNN trong năm ghi ở bảng 2-4

Để phụ 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 chính đã quan trắc tại 2 trạm Nha

Hố và Phan Rang tiến hành xây dựng đường tần suất vận tốc gió (Vmax ) kết quả ghi

Ghi chú: Năm 1993 tại Phan Rang đã qua trắc được vị trí số Vmax=35m/s, đây là những trị số cảnh báo trong tính toán thiết kế

1.2.2.6 Bốc hơi: Lượng bốc hơi hàng năm 1656 mm Biến trình bốc hơi trong năm theo quy luaath lớn về mùa khô, nhỏ về mùa mưa Lượng bốc hơi hàng năm TBNN trong bảng 2-6

Bảng (2-6): bảng phân phối lượng bốc hơi trong năm

Zpiche(mm) 151.1 151.4 183.5 156.4 134.1 134.6 161.2

Zpiche(mm) 181.6 97.6 78.3 93.9 133.2 1656

7 Bốc hơi trên lưu vực (Z OLV ): Lượng bốc hơi lưu vực được tính bằng phương pháp cân bằng nước

Bảng (2-7): Bảng phân phối tổn thất bốc hơi ΔZ trong năm

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

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

1.2.2.7: Lượng mưa TBNN lưu vực:

Lượng mưa phân bố theo không gian lơn dần từ đông sang tây, từ nam đến

bắc Đối với lưu vực Mỹ Sơn được khống chế bởi 3 trạm đo mưa

Thượng lưu phía Bắc : Trạm Khánh Sơn X0 = 1800mm

Hạ lưu phía Tây Nam : Trạm Nha Hố X0 = 800mm

Trung lưu phía Tây : Trạm Tân Mỹ X0 = 1000mm

Như vậy hệ thống trạm đo mưa đại diện cho đặc trưng lưu vực, lượng mưa

BQNN lưu vực An Mỹ được xác định bằng lượng mưa bình quân của 3 trạm:

Khánh Sơn, Nha Hố, Tân Mỹ X0 = 1/3(1800+800+1000) Kết quả tính toán lượng

mưa lưu vực; X0LV = 1200mm

1.2.2.8: Lượng mưa gây lũ:

Lượng mưa lớn nhát xảy ra chủ yếu là do ảnh hưởng của bão, dải hội tụ

nhiệt đới hoặc do gió mùa Đông Bắc kết hợp với địa hình gây nên Thống kê tài liệu

quan trắc lượng mưa một ngày lớn nhất đã đo được trong một số năm gần đây tại

các trạm mưa trong khu vực tỉnh Ninh Thuận, Khánh Hòa thể hiện ở bảng 2-8

Bảng( 2-8): Bảng thống kê một số trận mưa lớn trong vùng

Trạm

Phan Rang

Ba Tháp Tân Mỹ Nha Hố

Khánh Sơn

Cam Ranh

X1 ngày (mm) >215 288.4 235 323.2 360 470

Qua bảng thống kê trên ta thấy rằng lượng mưa lơn nhất xảy ra phía thượng lưu lưu vực lớn hơn lượng mưa phía hạ lưu Để đánh giá lượng mưa gây lũ một cách thỏa đáng trong báo cáo này dùng phương pháp trạm năm: Lấy trạm Phan Rang có liệt đo tài liệu dài năm và xét thêm một số đặc biệt lớn tại các trạm: Khánh

Sơn, Nha Hố, Tân Mỹ để lũ thiết kế cho hồ Cho Mo Kết quả ghi lại bảng 2-9

Bảng (2-9): Lượng mưa thiết kế 1 ngày lớn nhất (mm)

Bảng (2-10): lượng mưa gây lũ thiết kế hồ chứa Cho Mo (mm)

X1 (mm) 470 449 382 345 318 239 182

1.2.2.9: Lượng mưa khu tưới:

Cho trạm Nha Hố đại diện mưa cho khu tưới, kết quả tính toán lượng mưa theo tần suất thiết kế ghi ở bảng 2-11 và kết quả phan phối lượng mưa thiết kế theo

mô hình năm 1998 ghi ở bảng 2-12

Bảng (2-11): Bảng tính toán lượng mưa khu tưới thiết kế

a) Cấu tạo địa chất:

Tại khu vực lòng hồ từ trên xuống gặp các đơn nguên địa chất như sau: + Lớp 1: Hỗn hợp đất á sét màu xám nâu, nâu đỏ lẫn dăm sạn và đá cuội, đá dạng hòn tảng có kích thước (0.2÷0.7)m tương đối tròn cạnh, khá cứng chắc Đất có trạng thái kém chặt nguồn gốc sườn tích (dQ), Phân bố đều trên sườn dốc ở cả hai

bờ, chiều dày từ (1÷6)m

+ Lớp 1: Hỗn hợp đất cát pha và cuội sỏi tròn cạnh mầu sẫm, kết cấu rời rạc kém chặt, ít ẩm nguồn gốc bồi tích (aQ) Lớp đất dày phân bố dọc theo 2 bên bờ suối với chiều dày (0÷5.0)m

+ Đá gốc:

- Đá Tufriolit, màu xanh trắng, cấu tạo khối, cấu trúc tinh thể vụn đá với nền gắn kết ẩn tinh vi hạt Đá ít nhiều bị phong hóa nứt nẻ chủ yếu với 3 mức độ chủ yếu như sau:

- Đá phong hóa mạnh, mềm bở nứt nẻ mạnh, có tính thấm và giữ nước cao Nõn khoan lấy lên ở dạng ở dạng mảnh vụn đá nhỏ, hầu như bị mất nõn khoan trong quá trình khoan

- Đá phong hóa vừa mầu nâu vàng, tương đối rắn chắc nhưng bị nứt nẻ mạnh , độ thấm nước lớn Nõn khoan lấy lên dạng thỏi ngắn, cũng bị mất nõn khoan

trong quá trình khoan - Đá phong hóa nhẹ mầu xám xanh, khá rắn chắc, nứt nẻ

ít, độ thấm nước nhỏ Đây là loại đá thuận tiện cho làm nền công trình

- Pha đá mạch với thành phần chủ yếu là Quawczit, mầu trắng đục ít bị nứt

nẻ, phân bố dạng mạnh nhỏ, lộ ngay trên mặt đất

b) Khả năng thấm mất nước của mặt hồ

Tại vị trí xây dựng đập Ka Tang – pa1 tạo hồ chứa, xung quanh là các dãy núi cao, có cao độ từ 200 trở lên Do đó đường tháo nước duy nhất là xuôi dòng suối Mỹ Sơn và sau này nếu xây dựng đập ngăn sông lên đến cao trình + 119,9 thì hướng thoát qua cống và tràn xả lũ của hồ vẫn là hướng duy nhất Đất đá cấu tạo nên bờ hồ chứa phía Bắc và Nam đều là các loại đá xâm nhập và đá trầm tích núi lửa có tuổi Jura và Creta, cấu tạo dạng khối, ít nứt nẻ, cách nước tốt Các vách hồ này có chiều dày rất lớn, nơi mỏng nhất cũng từ 300 đến 400m Với đặc điểm này thì hồ Mỹ Sơn không có khả năng thấm mất nước sang các lưu vực khác

c) Khả năng sạt lở và tái tạo hồ chứa:

Nền lòng hồ được cấu tạo bởi các đá xâm nhập và trầm tích núi lửa Tầng phủ trê các đá này thường không lớn (Phần nhiều không quá 3m), Thảm thực vật còn được giữ tương đối với nhiều cây than gỗ, bộ dễ dày và ăn sâu vào trong đất, độ che phủ từ trung bình đến lớn Vì vậy việc dâng nước làm sạt lở bờ dốc sẽ diễn ra nhưng chậm với cường độ không lớn

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

Hồ Ka Tang dự kiến có dung tích khoảng 8,9 triệu m3, diện tích mặt hồ khoảng trên 100ha, địa hình xung quanh đường viền lòng hồ phía thượng lưu khá bằng phẳng, hiện đã có dân cư sinh sống nhưng rất ít khoảng 15 hộ dân, cơ sở công

- nông nghiệp chưa có gì Nguồn cung cấp chủ yếu là tự cấp, tự túc Do đó khi hồ dâng nước chỉ cần có kế hoạch di dời một số hộ dân trên ra khỏi lưu vực lòng hồ

Theo tài liệu địa chất hiện có và kết quả đo vẽ địa chất công trình tại thực địa, cho đến nay chưa phát hiện thấy các điểm khoáng sản có ích trong vùng ngập

nước của hồ

1.2.3.2 Địa chất tuyến đập chính

Trong giai đoạn lập dự án đã nghiên cứu 2 vùng tuyến: vùng tuyến 1 (Bao gồm tuyến I và tuyến II) và vùng tuyến 2 (gồm tuyến III) Kết quả nghiên cứu cho thấy đập chính đặt ở tuyến III là hợp lý hơn

Trong giai đoạn TKKT đã tập trung nghiên cứu địa chất tuyến III Mô tả địa chất như sau:

- Lớp 1: Hỗn hợp đất á sét mầu xám nâu, nâu đỏ lẫn dăm sạn và đá cuội, đá dạng hòn tảng có kích thước (0,2÷0,7) m tương đối tròn cạnh, khá cứng chắc Đất

có trạng thái kém chặt nguồn gốc sườn tích (dQ), phân bố đều khắp trên sườn dốc

có cả 2 bên bờ, chiều dày từ (3÷6)m

- Lớp 2: Đất á cát hạt vừa đến hạt thô, lẫn cuội sỏi có kích thước (0,2÷0,5)m tương đối tròn cạnh, khá cứng chắc Đất có trạng thái kém chặt có nguồn gốc bồi tích cổ, phân bố đều trên sườn dốc ở cả 2 bờ sông, chiều dày từ (0÷5,0)m

- Lớp 3: Đá Tufriolit phong hóa mạnh đến hoàn toàn, màu nâu, xám nâu, đốm trắng đốm đỏ, trạng thái chặt vừa đến chặt, cấu tạo khối, phân bố cả 2 bên thềm sông, dưới lớp 1, chiều dày từ (0÷6,5)m (Bờ trái) hoặc có chiều dày trên 10m (Bờ phải)

- Lớp 4: Đá Tufriolit màu xám, xám xanh, đốm trắng, phong hóa nhẹ, nứt

nẻ trung bình, các khe nứt phát triển nhiều hướng khác nhau Đá có cấu tạo khối, kiến trúc vụn tinh thể, hạt thô Lượng mất nước đơn vị q=0,015÷0,024l/ph.m2 Đá phân bố dưới dạng các lớp 1,2,3,4 và lộ thiên ở lòng sông

Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất, đá nền như bảng 2-13, 2-14

Bảng (2-13): Các chỉ tiêu cơ lý đất nền tuyến đập

- Cường độ kháng kéo bão hòa Rk KG/cm2 1 8

- Cường độ kháng nén bão hòa Rn KG/cm2 10 100

- Cường độ kháng cắt khi bão hòa

- Lớp 4: Phân bố dưới lớp 1, là đá Tufriolit mầu xám, xám xanh, đốm trắng, phong hóa nhẹ, nứt nẻ trung bình, các khe nứt phát triển theo nhiều hướng khác nhau Đá có cấu tạo khối, kiến trúc vụn tính thể, hạt thô Khi xây dựng đường tràn cần cố gắng đặt đáy đường tràn trên lớp này để đảm bảo khả năng chịu lực tốt và đồng đều

- Lớp 4: Là đá gốc phân bố dưới lớp 2, thành phần gồm đá Tufriolit như đã

mô tả ở tuyến đập chính Trong bố trí tuyến cống cần có sự vi chỉnh tuyến để đáy cống nằm hoàn toàn trên lớp 4 này

1.2.3.5 Địa chất thủy văn

Nước ngầm ở khu vực này rất nghèo nàn, còn nước mặt chỉ phong phú về mùa mưa Mùa khô, nước mặt cạn nhanh chóng và chỉ chảy trong các khe lạch nhỏ làm trơ đá gốc ở lòng sông, suối

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

Lượng nước ngầm được chứa trong cát, cuội, sỏi sạn, sét, á sét thềm sông

và các bãi bồi, cũng có khi là đới nhận nước chuyển tiếp của nước khe nứt trong đá gốc chảy dần xuống sông Nguồn cung cấp nước của đới này chủ yếu là nước mưa

và một phần là nước khe nứt

- Đới chứa nước trong đá gốc nứt nẻ:

Đới này tồn tại trong đá xâm nhập, trầm tích núi lửa Các đá này phân bố

hầu hết khu vực của dự án Nhờ thảm thực vật còn khá dày đá nứt nẻ sâu tạo nên

vùng chứa nước ngầm chính trong lưu vực Đây chính là nguồn sinh thủy chính cho

suối An Mỹ và sông cái về mùa khô Nguồn cung cấp nước cho đới nước ngầm là

nước mưa Nước khe nứt này là nguồn duy trì một lượng đáng kể cho suối An Mỹ

1.2.4 Đặc điểm thuỷ văn nguồn nước:

Từ điều kiện khí hậu đã sản sinh ra chế độ dòng chảy sông thành 2 mùa lũ,

kiệt rõ rệt Mùa lũ nguồn nước dư thừa thường sinh ra lũ gây ngập úng, mùa kiệt

nguồn nước cạn kiệt không đủ đáp ứng cho nhu cầu sản xuất và sinh hoạt gây nhiều

khó khăn trong việc phát triển kinh tế quốc dân

Suối Mỹ Sơn tính đến vị trí xây dựng đập, có các đặc trưng địa lý sau:

- Diện tích lưu vực (Đến đập chính) : 77 Km2

- Lượng mưa bình quân nhiều năm trên lưu vực : 1200 mm

Các đặc trưng thủy văn, nguồn nước của suối An Mỹ như sau:

1.2.4.1 Dòng chảy bình quân nhiều năm:

a) Chuẩn dòng chảy nhiều năm: Trong lưu vực không có trạm đo dòng chảy nên

tính toán các đặc trưng dòng chảy phải dùng công thức kinh nghiệm tính gián tiếp

từ mưa Hệ số dòng chảy của hệ thống sông trong vùng biến thiên dần từ Nam ra

Bắc như sau:

Công trình Tân giang : α0 = 0,38 Công trình Trà co : α0 = 0,44 Công trình Cam Ranh : α0 = 0,50 Công trình Mỹ Sơn nằn trong khu vực có lượng mưa TBNN là 1200mm, hệ

số dòng chảy lưu vực nghiên cứu lấy theo trị số trung bình của công trình Tân Giang và công trình Trà Co: α0 = 0,41

Thay trị số lượng mưa BQNN trên lưu vực X0 = 1200mm vào phương trình dòng chảy, tính toán các đặc trưng dòng chảy BQNN:

) 1 (F 

M A

Cv = 0,47 c) Hệ số thiên lệch Cs:

Hệ số Cs Xác định theo kinh nghiệm : Cs= 2Cs

d) Dòng chảy năm thiết kế:

Từ các thông số thống kê dòng chảy năm, tính toán dòng chảy năm thiết kế theo hàm phân phối mật độ Pearson III có kết quả ghi ở bảng 2-15

Bảng (2-16): Dòng chảy năm thiết kế

Qp (m3/s) 1.07 0.76 Q0 =1.16 (m3/s)

Wp (103m3) 33.77 23.98 Cv=0.43, Cs=2.Cv

(Đã trừ đi phần nước tại đập dâng Ô Căm)

e) Phân phối dòng chảy năm thiết kế:

Trạm thủy văn Tân Giang (153 Km2) tiến hành đo đạc 3 năm 1996-1998 Công trình An Dương có diện tích lưu vực 77 Km2 xấp xỉ diện tích lưu vực Tân Giang nên chọn được làm lưu vực tương tự Sử dụng mô hình thiết kế công trình Tân giang và kết hợp hiệu chỉnh trị số thực đo một số năm gần đây để làm thiết kế điển hình để thu phóng năm thiết kế Kết quả thu phóng phân phối dòng chảy năm thiết kế:

Bảng (2-17): Phân phối dòng chảy năm thiết kế (m 3 /s)

Q50% 0.33 0.14 0.1 0.2 0.28 0.6 0.7

Q75% 0.24 0.1 0.07 0.01 0.2 0.4 0.5 Tháng VIII IX X XI XII Năm

Bảng( 2-18): Kết quả tính toán lũ thiết kế lưu vực Cho Mo - công thức CGH

Xp(mm) 470 449 382 345 319 239 182

W(106m3) 29,71 28,15 23,96 21,17 19,16 13,48 9,6

b) Đường quá trình lũ thiết kế:

Trạm Đá Bàn có diện tích lưu vực 126 Km2, nưm 1978 đã quan trắc trận lũ với các thông số

Qmax = 415 m3/s; W1 ngày = 14,1 106 m3 Xét lưu vực nghiên cứu có điều kiện tương tự nên chọn làm trận lũ điển hình để thu phóng đường quá trình lũ thiết

kế Kết quả thu phóng đường quá trình lũ thiết kế tại lưu vực Cho Mo ghi tại bảng

2-18

Bảng (2-19): Đường quá trình lũ thiết kế - công thức CĐGH

c) Dòng chảy lớn nhất trong mùa kiệt

Mùa kiệt được xác định từ

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

Bảng (2 – 20): Lưu lượng đỉnh lũ 10 % trong mùa kiệt

Vbùn cát = V11 + Vdi đẩy

Vbùn cát = 5.870,0 m3/năm 1.2.5 Vật liệu xây dựng địa phương:

1.2.5.1 Vật liệu đất đắp:

Trong giai đoạn TKKT đã tiến hành khảo sát các bãi vật liệu sau:

Bảng (2-22): Thống kê khối lượng các bãi vật liệu

(ha)

H bóc bỏ (m)

H khai thác (m)

Đất bãi 1,3

a) Vật liệu đá:

Có thể khai thác ở bờ trái, hạ lưu tuyến đập (tuyến 3), trữ lượng và chất lượng đủ cho thiết bị thoát nước thân đập và bảo vệ mái đập

1.3 Điều kiện dân sinh kinh tế và nhu cầu dùng nước:

1.3.1 Tình hình dân sinh kinh tế:

Hồ chứa nước An Dương thuộc thôn An Mỹ - Xã Mỹ Sơn huyện Ninh Sơn tỉnh Ninh Thuận, dân cư trong vùng chủ yếu là dân tộc kinh Nền kinh tế chủ yếu phụ thuộc vào nông nghiệp nhưng cơ sở hạ tầng cho nông nghiệp chưa có công trình kiên cố, nhân dân địa phương làm các công trình tạm để lấy nước , mùa kiệt thì thiếu nước cho sinh hoạt và sản xuất, mùa lũ thì ngập lụt dẫn tới thu hoạch bấp bênh , đời sống nhân dân thu nhập khó khăn Vì vâyh xây dựng các công trình kiên

cố là yêu cầu cần thiết để cải thiện đời sống kinh tế của nhân dân địa phương và

điều tiết mật phần lũ cho hạ lưu

1.3.2 Nhu cầu dùng nước:

Theo tính toán nhu cầu dùng nước, để đảm bảo nhiệm vụ tưới cho 1242 ha đất canh tác, trong đó có 621 ha trồng thuốc lá vụ khô và bông vụ mưa; 621ha trồng

mía, lượng nước yêu cầu tại cống đầu mối như trên bảng 3-1

Bảng (3-1): Tổng lượng nước yêu cầu tại cống đầu mối

Theo đó, tổng lượng nước yêu cầu hàng năm là 15,659 triệu m3

Theo kết quả tính toán lượng nức đến (Bảng 2-15), với lưu vực công trình

Ka Tang có F = 77 km2, tổng lượng nước đến (Với P = 75 %) là Wp= 23,98 106 m3 Tuy nhiên phân phối dòng chảy đến (bảng 2-16) lại không đáp ứng nhu cầu dùng nước hàng tháng ở bảng 3-1, cụ thể là các tháng 1,2,3,4,5 đều có Qp < Qyc Vì vậy, cần thiết phải xây dựng hồ chứa để điều tiết lại nguồn nước nhằm thõa mãn nhu cầu dùng nước đã nêu

1.4 Cấp công trình và chỉ tiêu thiết kế

1.4.1 Cấp công trình

Căn cứ vào quy phạm thiết kế các công trình thủy lợi TCXDVN 285-2002 cấp của công trình hồ Ka Tang được xác định theo hai điều kiện:

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

- Theo điều kiện nền và chiều cao công trình

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

Nhiệm vụ chính của công trình hồ chứa là cấp nước tưới cho 9000 ha đất canh tác nông nghiệp theo TCXDVN 285-2002 thì cấp công trình được xác định là công trình cấp III

2) Theo điều kiện nền và chiều cao công trình:

Theo phương pháp tính toán thủy văn thì lượng nước đến trong một năm W=85874255 m3, để trử được lượng nước này thì ta cần phải đắp đập cao khoảng 28-31m Với nền đá phong hóa nhẹ tra bảng 2.2 TCXDVN 285-2002 ta có được công trình cấp III

Từ 2 điều kiện trên ta có được cấp công trình đầu mối của hồ chứa nước Mỹ Sơn là công trình cấp III

- Tần suất lũ kiểm tra : P = 0,2%

- Tần suất gió lớn nhất và bình quân lớn nhất : Pmax =4%,Pbq = 50%

- Tần suất mực nước khai thác thấp nhất : P = 75%

- Tần suất lưu lượng mực nước mược nước lớn nhất để tính toán ổn định và kết cấu

:P = 1% - Tần suất tính toán:

- Hệ số tin cậy: Kn = 1,15 (Bảng 3.10 trang 20 - TCVN 285 -2002)

- Hệ số điều kiện làm việc: m= 1,0 (Bảng 3.9 Trang 20-TCVN 285-2002)

- Tuổi thọ công trình : 75 năm

- Độ vượt cao an toàn:

CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH CÁC MỰC NƯỚC ĐẶC TRƯNG

2.1 Xác định mực nước chết (MNC):

Mực nước chết của hồ chứa là giới hạn trên của dung tích chết Khi tính toán

phải đảm bảo các yêu cầu sau:

+ Chứa đựng toàn bộ bùn cát đến hồ chứa trong thời gian hoạt động

+ Đảm bảo đầu nước tưới tự chảy

+ Đảm bảo mực nước tối thiểu để phục vụ giao thông trong mùa kiệt

Xác định mực nước chết dựa vào quan hệ đặc trưng địa hình lòng hồ: (Z ~ V)

Ta có đặc trưng lòng hồ như sau:

Hình (2 – 1): Biểu đồ quan hệ đặc trưng hồ chứa

Theo tài liệu về dòng chảy bùn cát ta có:

Vbc = Vll + Vdd

+ Zbc: Cao trình bùn cát trong hồ chứa (m)

+ a : Độ cao của đáy cửa cống so với cao trình bùn cát (m)

+ h : Chiều cao cống ta giả thiết (m)

Do chúng ta chưa tiến hành tính toán cụ thể kích thước cống nên ta chọn sơ bộ a và

h sau này sẽ kiểm tra lại

Sơ bộ chọn: a = 0,5(m) và h = 1,0(m) Thay vào công thức trên ta có cao trình MNC xác định là:

2.2.2 Tính toán các thành phần hồ chứa:

1.Giới thiệu chung:

Hồ chứa nước An Dương dự kiến xây dựng trên suối An Mỹ thuộc xã An

Mỹ – Huyện Ninh Sơn – Tỉnh Ninh Thuận, với tài liệu cho như sau:

+ Diện tích lưu vực đến tính tuyến công trình F = 77 (km2), chiều dài sông chính Ls = 20 (km)

+ Tài liệu dòng chảy đến tuyến công trình hồ chứa đã cho

+ Lưu lượng mưa ngày thiết kế Hnp= 382 (mm) ứng với tuần suất P = 1%

+ Tiêu chuẩn thấm theo thiết kế được lấy k= 1% + Hồ chứa thiết kế với cao trình mực nước chết Zc= 108,596 (m), tương ứng

Vc= 0,44025.106 m3

+ Yêu cầu dùng nước:

Bảng (2 – 2): Yêu cầu dùng nước

+ Phân phối dòng chảy năm:

Bảng (2 – 3): Phân phối dòng chảy năm:

2 Tính toán các thành phần dung tích hồ chứa:

Trong quá trình tính toán ta thường dựa vào phương trình cân bằng nước:

(Q-q).∆t = ∆V  WQ – Wq = ∆V

∆t : Thời đoạn tính toán

WQ: Tổng lượng dòng chảy vào hồ chứa trong thời đoạn tính toán

Wq: Tổng lượng dòng chảy ra khỏi hồ chứa

Q: Lưu lượng dòng chảy vào hồ chứa

q: Lưu lượng dòng chảy ra khỏi hồ chứa

Mặt khác ta có: Wq = Wd + Wth + Wbh + Wxt

Từ các công thức trên ta thấy lượng tổn thất do bốc hơi phụ thuộc vào diện tích mặt thoáng bình quân của hồ chứa tại thời điểm tính toán, còn lượng tổn thất do thấm lại phụ thuộc vào thể tích kho nước bình quân tại thời điểm tính toán Mà F và

Vk không hoàn toàn biết được trong từng thời đoạn tính toán Do đó chỉ sử dụng 1 phương trình cân bằng nước ta không thể giải được bài toán mà phải kết hợp với phương pháp thử dần

a Tính toán điều tiết bỏ qua tổn thất (bỏ qua W bh + W th ):

Khi đó tổng lượng nước dùng cho các ngành:Wq = Wd + Wxt

- Lưu lượng nước vào(Qi) ta có thể lấy theo dòng chảy năm thiết kế đã được tính toán ở phần I (Tính toán bằng phương pháp năm điển hình)

- Lưu lượng nước dùng (qi) lấy theo đề bài đã cho

Các thành phần trong phương trình cân bằng nước được thể hiện qua bảng phụ lục (2 – 1)

Giải thích bảng phụ lục (2 – 1):

- Cột 1: Thứ tự của các tháng xếp theo năm thuỷ văn (theo mùa)

- Cột 2: Số ngày của từng tháng

- Cột 3: Lưu lượng đến của từng tháng trong năm

- Cột 4: Lưu lượng (lượng nước) dùng của từng tháng trong năm

- Cột 5: Tổng lượng nước đến của từng tháng trong năm: WQi= Qi.∆ti

- Cột 6: Tổng lượng nước dùng của từng tháng: Wqi = qi ∆ti

- Cột 7: Lượng nước thừa (khi WQ > Wq): (7) =(5) – (6);

- Cột 8: Lượng nước thiếu (khi WQ < Wq): (8) = (6) – (5);

Tổng cột 8 sẽ có dung tích nước cần trữ để điều tiết đảm bảo yêu cầu cấp nước và đó chính là dung tích hiệu dụng chưa kể đến tổn thất (Vh)

Ta có : Vh’ = 7,213.106 (m3) => Zbt = 117,587 (m)

- Cột 9: Luỹ tích lượng nước có trong kho (khi tích nước thì luỹ tích cột 7 nhưng chú ý không để vượt quá Vh’ Phần xả thừa được ghi vào cột 10 Khi cấp

nước thì lấy lượng nước ở kho trừ đi lượng nước cần cấp ghi ở cột 8)

b Tính dung tích hiệu dụng của hồ chứa (Vh) khi có kể đến tổn thất:

* Tính tổn thất trong kho nước:

Dung tích chết là phần dung tích dưới cùng của hồ chứa, không tham gia vào nhiệm vụ điều tiết của công trình (nghĩa là không tham gia vào quá trình trữ và cấp nước của công trình)

Để tính toán tổn thất trong kho nước ta tiến hành lập bảng tính: Bảng phụ lục (2 – 2)

Giải thích bảng phụm lục(2 – 2):

- Cột 1: Thứ tự sắp xếp của các tháng theo năm thuỷ văn ( theo mùa)

- Cột 2: Dung tích của kho nước ở cuối mỗi thời đoạn tính toán chính là cột 9

ở bảng (2 – 3) cộng với dung tích chết Vc

Vi = luỹ tích lượng nước của từng tháng + Vc

- Cột 3: Dung tích bình quân trong hồ chứa ( V i): V i =

2

Vi)1-(Vi 

- Cột 4: Diện tích mặt hồ tương ứng với Vi qua các thời đoạn tính toán Diện tích này được tra từ bảng quan hệ Z ~ V và Z ~ F:

Từ bảng quan hệ các đặc trưng hồ chứa trên ta tra được Fhi Nếu tra bảng Fh

từ V i mà không có sẵn trong bảng quan hệ (V ~ F) thì ta phải tiến hành nội suy

Kết quả nội suy Fh được ghi vào trong bảng (2 – 4)

- Cột 5: Ghi lượng bốc hơi cho sẵn trong bảng sau

Bảng (2 - 4): Phân phối tổn thất bốc hơi (∆Z~t).(mm)

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

Cột 9 = cột 6 + cột 8;

Kết quả tính toán đều được điền vào bảng ( 2 - 4):

Wtt = 1492.5834.103 (m3)

* Tính dung tích hiệu dụng của hồ chứa (Vh) khi có kể đến tổn thất:

Dung tích hiệu dụng của hồ chứa Vh : Là phần dung tích trên của dung tích

chết, là bộ phận dung tích quan trọng của hồ chứa, có nhiệm vụ điều tích trữ và cấp

nước của công trình, nó quyết định quy mô kích thước của công trình

- Nguyên tắc tính toán :

+ Căn cứ vào quá trình dòng chảy đến thiết kế của hồ chứa

+ Căn cứ vào nhu cầu dùng nước của các ngành kinh tế với hồ chứa đó

Để tính toán kiVh khi có kể đến tổn thất ta lập bảng (2 – 6) Giải thích bảng (2 – 6):

- Cột 1: Thứ tự các tháng xếp theo năm thuỷ văn (theo mùa)

- Cột 2: Số ngày của từng tháng

- Cột 3: Lưu lượng của dòng chảy đến của từng tháng trong năm (Qi)

- Cột 4: Lượng nước ra khỏi kho nước (qi)

- Cột 5: Tổng lượng đến trong năm của từng tháng

- Cột 8: Tổng lượng nước thiếu có kể đến tổn thất (khi WQ <

Wq).Tổng cột 8 sẽ có dung tích cần trữ để điều tiết đảm bảo yêu cầu cấp nước và đó

chính là dung tích hiệu dụng có kể đến tổn thất (Vh)

- Cột 9: Luỹ tích lượng nước có trong kho.(khi tích nước thì luỹ tích

cột 7, nhưng chú ý không để vượt quá Vh Phần xả thừa được ghi vào cột 10, khi

cấp nước thì lấy lượng ở kho trừ đi lượng nước cần cấp ở cột 8)

Kết quả tính toán được ghi vào trong bảng (5)

Vh = 8,1072.106 m3 => Kiểm tra điều kiện khống chế:

 100 % 

'

h

h h

V

V V

%.

5

% 03 , 11

% 100 1072 , 8

213 , 7 1072 , 8







thoả mãn nên ta phải tính lặp lại lần 2

* Tính toán lại điều tiết hồ khi có kể đên tổn thất:

Theo tính toán ta có: Vh = 7,97898.106(m3).Kiểm tra đều kiện sau:

 100 % 

'

h

h h

V

V V

% 5

% 613 , 1

% 100 97898 , 7

10767 , 8 97898 , 7









Thoả mãn điều kiện cho phép

Kết luận: Vậy Dung tích hiệu dụng của hồ chứa là:

Vh = 7,97898.106(m3) = 7,980.106(m3)

Từ dung tích hiệu dụng của hồ chứa tra biểu đồ quan hệ đặc trưng hồ chứa ta xác định được cao trình MNDBT là:

MNDBT = 118,1 (m)

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ 3.1 Mục đích:

Điều tiết lũ có nhiệm vụ cơ bản là nghiên cứu cách hạ thấp lưu lượng lũ, nhằm

đáp ứng các nhu cầu phòng chống lũ cho các công trình ven sông và khu vực hạ lưu

Mục đích của nghiên cứu điều tiết lũ là: Thông qua tính toán tìm ra các biện

pháp phòng chống lũ thích hợp và có hiệu quả nhất như:

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

+ Phương thức vận hành công trình

+ Quy mô công trình tháo lũ hoặc kích thước đường tràn trong thi công

+ Tìm lưu lượng xả lũ lớn nhất đảm bảo cho hệ thống công trình đầu mối làm

việc an toàn: Không gây xói lở hạ lưu và ngập lụt thượng lưu theo điều kiện khống

chế

3.2 Ý nghĩa:

Tính toán điều tiết lũ có ý nghĩa rất quan trọng, bởi từ đó xác định được chiều

cao đập, diện tích vùng bị ngập lụt, những yếu tố này ảnh hưởng rất lớn đến giá

thành công trình

3.3 Phương pháp tính toán:

3.3.1 Nguyên lý điều tiết:

Phương pháp điều tiết lũ dựa trên nguyên lý cơ bản là phương trình cân bằng

nước:

( Lượng nước đến – Lượng nước xả = Lượng trữ )

+ Phương trình cân bằng nước dạng sai phân:

1 2 2

1 2

+ Phương trình thuỷ lực công trình xả:q = f(Zt, Zh, K)

Trong đó:

Q1, Q2: lưu lượng chảy vào kho đầu và cuối thời đoạn

q1, q2: lưu lượng chảy ra kho đầu và cuối thời đoạn

V1, V2: dung tích kho đầu và cuối thời đoạn

Zt, Zh: mực nước thượng hạ lưu công trình xả

K: tham số biểu thị công trình xả

3.3.2 Phân tích dạng đường quá trình xã lũ:

Công trình xả lũ là tràn có cửa van điều tiết, dạng hình thang

Nguyên tắc hoạt động của loại hồ chứa này là khi lũ thiết kế về thì mực nước trong kho luôn ngang MNDBT

Để xét đường quá trình xả lũ ta dựa vào phương trình cân bằng nước qua hồ chứa:

(Q – q).dt = dV (3-2)

2 0 2 m B g H

q  (3-3)

Từ(2.5-2)

F

q Q dt

dH q Q dt

dH dH

dV q Q dt

dq

2

3 2

2

3 2



 (3-6) Căn cứ vào phương trình (2.5-6) xét xem dạng quá trình xả lũ:

Q  H       

-t = 0 + dt 0 0 0 , 0 (q t)

dt

dq q Q q

-Từ t0 – t1 điều chỉnh cửa van có độ mở sao cho q = Q

-Từ t1 – t2 mở toàn bộ cửa van có Q > q, tại thời điểm t2 Q = q   0

dt

dq

lưu lượng xả đạt giá trị lớn nhất, sau t2 q giảm nhưng vẫn lớn hơn Q, mực nước trong kho giảm dần

-Tại t3 mực nước trong kho bằng MNDBT, đóng nhanh cửa van xuống để đạt được q = Q

-Thời gian còn lại t > t3 mở một phần cửa van để q = Q và giữ mực nước

trong hồ ở MNDBT

Theo phương pháp PÔTAPỐP ( giáo trình thủy văn ĐHTL)

Dựa trên cơ sở hai phương trình:

Gải thích các đại lượng trong bảng tính toán xây dựng đường phụ trợ Chọn thời

đoạn tính toán t = 1(h); Sau đó ta giả thiết nhiều trị số mực nước trong kho nước

để tính lượng xả tương ứng theo công thức thuỷ lực sau:

q = m.B 2 g 2

3

h

Sơ bộ chọn: m = 0,42;

g = 9,81; 2g 4.43

B =12 (m);

Zngưỡng = Ztr = 118,1 (m)

- Cột 1: Mực nước giả thiết Z

- Cột 2: Dung tích hồ ứng với mực Z nước giả thiết

- Cột 3: Cột nước giả thiết h = Zgt -Zngưởngtràn

- Cột 4: Lưu lượng xả q tính theo công thức trên

- Cột 5: Dung tích kho nước trên tràn Vtt = Vhồ -Vngưỡng

Hồ chứa Mỹ Sơn có các thông số sau:

- Mực nước dâng bình thường Zbt= 118,1 (m)

- Mực nước bắt đầu điều tiết Z0 = 118,1 – 5 = 113.1 (m)

* 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 quan hệ f1~q ta được giá trị f1 và từ đó ta lại tính tiếp được f2 = Q + f1

Từ f2 tra biểu đồ tra ngược lại ta sẽ được q2 Đó chính là lưu lượng xả lũ cuối mỗi thời đoạn

Lặp lại các bước trên cho các thời đoạn tiếp theo và tính toán cho đến khi kết thúc

Từ quá trình lũ đến và xả ta có thể xác định được dung tích cắt lũ Vsc

Dung tích siêu cao(Vsc): Là bộ phận dung tích trên cùng của hồ chứa, nó có nhiệm vụ tạm thời trừ lũ khi lũ đến công trình, làm giảm nhỏ kích thước công trình

xả lũ và đảm bảo yêu cầu phòng chống lũ ở thượng và hạ lưu công trình

Giải thích:

- Cột 1: thời đoạn tính toán

- Cột 2: Thời gian lũ đến

- Cột 3: Giá trị lũ đến hồ chứa đầu thời đoạn tính toán

- Cột 4: giá trị lũ đến hồ cuối thời đoạn tính toán

- Cột 5: Giá trị lũ đến bình quân trong từng thời đoạn Q = 0,5.(Q1 + Q2)

- Cột 6: Lưu lượng xả lũ đầu thời đoạn q1

- Cột 7: Giá trị f1 được tra từ quan hệ q~f ở trên

- Cột 8: Giá trị f2 được tính theo công thức f2 = Q + f1

-Cột 9: Giá trị lưu lượng xả cuối thời đoạn q2

- Cột 10: Tổng lượng nước từng thời đoạn  W =  t.( Q - q )

3.4: Tính Toán điều tiết lũ cho hồ chứa với tần suất P = 1%

3.4.1: Trường hợp tính toán điều tiết theo Mực Nước Lũ Thiết Kế(P=1%)

a Phương án 1: Sơ bộ chọn B tr =14m.

Kết quả điều tiết thể hiện trong Phụ Lục: bảng (3 – 1) và bảng ( 3 – 2);

 Mực nước thượng lưu Max ZSC = 120,6(m)

 Lưu lượng đến Max Qdmax = 729,0(m3/s)

 Tổng lưu lượng xả max Qtmax = 530,910 (m3/s)

 Lưu lượng max xả qua tràn Qtmax = 530,910 (m3/s)

 Cột nước tràn max Hmax = 7,5(m)

 Dung tích siêu cao Vsc = 4,206.106

(m3)

b Phương án 2: Sơ bộ chọn B tr =16m.

Kết quả điều tiết thể hiện trong phụ lục: bảng (3 – 3) và bảng ( 3 – 4);

 Mực nước thượng lưu Max ZSC = 120,2(m)

 Lưu lượng đến Max Qdmax = 729,0(m3/s)

 Tổng lưu lượng xả max Qtmax = 560,091 (m3/s)

 Lưu lượng max xả qua tràn Qtmax = 560,091 (m3/s)

 Cột nước tràn max Hmax = 7,1 (m)

 Dung tích siêu cao Vsc = 3,3970.106

(m3)

c Phương án 3: Sơ bộ chọn B tr =18m.

Kết quả điều tiết thể hiện trong phụ lục: bảng (3 – 5) và bảng ( 3 – 6);

 Mực nước thượng lưu Max ZSC = 119,8(m)

 Lưu lượng đến Max Qdmax = 729,0(m3/s)

 Tổng lưu lượng xả max Qtmax = 585,016 (m3/s)

 Lưu lượng max xả qua tràn Qtmax = 585,016 (m3/s)

 Cột nước tràn max Hmax = 6,7 (m)

 Dung tích siêu cao Vsc = 2,744.106

(m3)

3.4.2: Trường hợp tính toán điều tiết theo Mực Nước Lũ Kiểm Tra (P = 0,2%)

a Phương án 1: Sơ bộ chọn B tr =14 m.

Kết quả điều tiết thể hiện trong bảng (3 – 1) và bảng ( 3 – 7);

 Mực nước thượng lưu Max ZSC = 121,5 (m)

 Lưu lượng đến Max Qdmax = 933(m3/s)

 Tổng lưu lượng xả max Qtmax = 638,48 (m3/s)

 Lưu lượng max xả qua tràn Qtmax = 638,48 (m3/s)

 Cột nước tràn max Hmax = 8,4 (m)

 Dung tích siêu cao Vsc = 6,289.106

(m3)

b Phương án 2: Sơ bộ chọn B tr =16 m.

Kết quả điều tiết thể hiện trong bảng (3 – 3) và bảng ( 3 – 8);

 Mực nước thượng lưu Max ZSC = 121.1(m)

 Lưu lượng đến Max Qdmax = 933,0(m3/s)

 Dung tích siêu cao Vsc = 5,3633.106

(m3)

c Phương án 3: Sơ bộ chọn B tr = 18 m.

Kết quả điều tiết thể hiện trong bảng (3 – 5) và bảng ( 3 – 9);

 Mực nước thượng lưu Max ZSC = 120,7(m)

 Lưu lượng đến Max Qdmax = 933,0(m3/s)

 Tổng lưu lượng xả max Qtmax = 698,005(m3/s)

 Lưu lượng max xả qua tràn Qtmax = 698,005 (m3/s)

 Cột nước tràn max Hmax = 7,6 (m)

 Dung tích siêu cao Vsc = 54,47.106

(m3)

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ SƠ BỘ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 4.1 Sơ bộ thiết kế tràn xả lũ

vị trí này có các ưu điểm:

- Tuyến tràn thẳng, thuận dòng, có đầu ra đổ vào suối ở hạ lưu nên khả năng thoát lũ nhanh và không gây xói lở hạ lưu

- Khối lượng thi công ít, đảm bảo sự làm việc ổn định và lâu dài của tràn

4.1.1.2 Hình thức:

Tràn ngưỡng thực dụng, cửa vào có van điều tiết (Ngưỡng tràn thấp hơn MNDBT) Loại này cho phép giảm thấp mực nước lũ trong hồ, phù hợp với điều kiện của hồ Mỹ Sơn là lòng hồ hẹp, bờ dốc Nếu bố trí tràn tự động (Ngưỡng tràn ngang MNDBT) thì bề rộng ngưỡng tràn phải lớn, không có vị trí thích hợp để bố trí; còn nếu chọn vị trí Bt không lớn thì mực nước lũ trong hồ cao, khối lượng đập tăng lên rất nhanh

4.1.2 Bố trí và cấu tạo các bộ phận:

4.1.2.1 Tường cánh trước ngưỡng tràn:

Phía trước ngưỡng tràn ta bố trí tường cánh vừa để hướng nước thuận dòng vào ngưỡng tràn, vừa để bảo vệ bờ

Tường cánh trước ngưỡng tràn trong đồ án này thiết kế có dạng mở rộng dần hình thang

Hình (4 – 1): Tường cánh và kích thước ngưỡng tràn

8 m