Thiết kế hồ chứa nước mỹ lâm 2

Địa chất vật lý: Theo tài liệu địa chất và khoáng sản của cục địa chất và khoáng sản Việt Nam xuất bản năm 1997 thì nhìn chung các hoạt động mới kiến tạo không xảy ra ở cụm công trình

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Mỹ Lâm 2 Trang 1

MỤC LỤC

PHẦN I: TÌNH HÌNH CHUNG 6

CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 7

1.1 V ị TRÍ ĐịA LÝ , ĐặC ĐIểM ĐịA HÌNH , ĐịA MạO KHU VựC XÂY DựNG CÔNG TRÌNH : 7

1.1.1 Vị trí địa lý: 7

1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo: 7

1.2.Đ IềU KIệN THUỷ VĂN KHÍ TƯợNG : 7

1.2.1 Các đặc trưng lưu vực: 8

1.2.2 Khí tượng: 8

1.2.3 Các đặc trưng khí tượng thủy văn công trình: 8

1.2.4 Lượng bùn cát: 10

1.3 Đ IềU KIệN ĐịA CHấT : 13

1.3.1.Đặc điểm địa chất khu vực: 13

1.3.2 Đặc điểm địa chất công trình 14

1.3.3 Địa chất công trình khu đầu mối: 15

1.4 T ÌNH HÌNH VậT LIệU XÂY DựNG : 17

1.4.1 Mỏ vật liệu 1: 17

1.4.2 Mỏ vật liệu 2: 17

1.4.3 Mỏ vật liệu 3: 18

CHƯƠNG 2: ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ 19

2.1 T ÌNH HÌNH DÂN SINH KINH Tế : 19

2.1.1 Dân số, xã hội: 19

2.1.2 Nông nghiệp và nông thôn: 19

2.1.3 Công nghiệp: 20

2.1.4 Giao thông vận tải: 20

2.1.5 Năng lượng: 20

2.1.6 Cấp nước sinh hoạt: 20

2.1.7 Điều kiện vệ sinh và sức khoẻ cộng đồng: 20

2.1.8 Các lĩnh vực liên quan khác: 20

2.2 H IệN TRạNG THUỷ LợI VÀ ĐIềU KIệN CấP THIếT XÂY DựNG CÔNG TRÌNH - TÌNH HÌNH QUY HOạCH NGUồN NƯớC TRONG VÙNG : 21

2.2.1 Hiện trạng thuỷ lợi: 21

2.2.2 Hiện trạng các công trình thuỷ lợi: 21

2.3 P HƯƠNG HƯớNG PHÁT TRIểN KINH Tế : 21

2.3.1 Yêu cầu phát triển xã hội: 22

2.3.3 Sự cần thiết phải đầu tư: 23

2.3.4 Các điều kiện thuận lợi và khó khăn khi thực hiện dự án: 23

2.4 N HIệM Vụ CÔNG TRÌNH : 24

PHẦN II: THIẾT KẾ SƠ BỘ 25

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÁN KỸ THUẬT VÀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 25

3.1 G IảI PHÁP CÔNG TRÌNH VÀ THÀNH PHầN CÔNG TRÌNH Để THựC THI GIảI PHÁP ĐÓ : 25

3.1.1 Giải pháp công trình: 25

3.1.2 Thành phần công trình để thực thi giải pháp trên: 25

3.2 C ấP BậC CÔNG TRÌNH VÀ CÁC CHỉ TIÊU THIếT Kế : 25

3.2.2 Xác định các chỉ tiêu thiết kế: 26

3.3 V ị TRÍ CÔNG TRÌNH ĐầU MốI : 26

3.3.1 Tuyến đập: 26

3.3.2 Tuyến tràn: 27

3.3.3 Tuyến cống: 27

3.4 X ÁC ĐịNH CÁC THÔNG Số Hồ CHứA : 27

3.5 H ÌNH THứC CÔNG TRÌNH ĐầU MốI : 28

3.5.1 Đập ngăn sông: 28

3.5.2 Tràn tháo lũ: 28

3.5.3 Cống lấy nước: 28

3.6 C HọN PHƯƠNG ÁN CÔNG TRÌNH : 28

3.6.1 Các phương án có thể: 28

CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ 28

4.1 T ÍNH TOÁN ĐIềU TIếT LŨ : 28

4.1.1 Mục đích tính toán điều tiết lũ: 28

4.1.2 Phương pháp và kết quả tính toán: 29

CHƯƠNG V THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT 37

5.1 KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA ĐẬP ĐẤT 37

5.1.1.Vị trí xây dựng đập: 37

5.1.2.Hình thức đập: 37

5.1.3.Xác định kích thước cơ bản của đập: 37

5.1.4.Xác định cao trình đỉnh đập: 37

5.1.7 Mái đập và cơ đập: 43

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Mỹ Lâm 2 Trang 3

5.2.1 Nhiệm vụ: 45

5.2.2 Tài liệu tính toán: 45

5.2.3 Trường hợp tính toán: 46

5.2.4 Nội dung tính toán: 47

5.3 K IểM TRA ổN ĐịNH ĐậP ĐấT : 57

5.3.1 Mục đích tính toán: 57

5.3.2 Các trường hợp tính toán: 57

5.3.3 Tính toán ổn định mái đập đất bằng phương pháp mặt trượt trụ tròn:58 5.3.4 Đánh giá tính hợp lý của mái đập: 72

5.4 B ảO Vệ MÁI : 72

5.4.1 Mái thượng lưu: 72

5.4.2 Mái hạ lưu: 73

CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH TRÀN XẢ LŨ 75

6.1 B ố TRÍ TổNG THể CÔNG TRÌNH Xả LŨ : 75

6.2 T ÍNH TOÁN THUỷ LựC CÔNG TRÌNH TRÀN Xả LŨ : 75

6.2.1 Các tài liệu dùng trong tính toán: 75

6.2.2 Tính lại điều tiết lũ: 75

6.2.3 Lưu lượng chảy qua đập tràn đỉnh rộng tính theo công thức sau: 75

6.2.4.Ảnh hưởng của hệ số co hẹp bên: 76

6.2.5 Chọn lại hệ số lưu lượng: 76

6.3 T ÍNH TOÁN THủY LựC DốC NƯớC : 76

6.3.1 Mục đích ý nghĩa: 76

6.3.2 Vẽ đường mặt nước trên dốc : 77

6.3.5: Thiết kế kênh dẫn hạ lưu sau tràn xả lũ 92

6.3.6: Tính toán tiêu năng sau dốc 93

6.4 C HọN CấU TạO CÁC Bộ PHậN TRÀN : 96

6.4.1 Kênh thượng lưu: 96

6.4.2.Tường cánh thượng lưu: 96

6.4.3 Ngưỡng tràn và các thiết bị trên ngưỡng: 97

6.4.3.6.Dốc nước: 98

6.4.3.8.Kênh hạ lưu: 99

6.5 T ÍNH TOÁN ổN ĐịNH TRÀN : 99

6.5.1 Mục đích: 99

6.5.2 Các trường hợp tính toán: 99

6.5.3 Nội dung tính toán: 100

7.1 N HữNG VấN Đề CHUNG : 106

7.1.1 Nhiệm vụ, cấp công trình và các chỉ tiêu thiết kế: 106

7.1.2 Tuyến công trình và hình thức cống ngầm: 107

7.1.3 Sơ bộ bố trí cống: 107

7.1.4 Tài liệu tính toán: 107

7.2 T HIếT Kế KÊNH Hạ LƯU CốNG : 107

7.2.1 Thiết kế mặt cắt kênh: 108

7.2.2 Kiểm tra điều kiện không xói và bồi lắng: 109

7.3 T ÍNH TOÁN KHẩU DIệN CốNG : 110

7.3.1 Trường hợp tính toán: 110

7.3.2 Tính toán bề rộng cống (b c ): 111

7.4 K IểM TRA TRạNG THAI CHảY VA TINH TOAN TIEU NANG 117

7.5.C HọN CấU TạO CốNG : 127

7.5.1 Cửa vào, cửa ra: 127

7.5.2 Thân cống: 127

7.5.3 Tháp van: 128

TÀI LIỆU THAM KHẢO 135

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Mỹ Lâm 2 Trang 5

LỜI CẢM ƠN

Sau thời gian mười bốn tuần làm đồ án tốt nghiệp, với sự cố gắng của bản thân

và được sự hướng dẫn nhiệt tình, khoa học của thầy giáo PGS-TS.Nguyễn Phương Mậu, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình Với đề tài : “ Thiết kế hồ chứa nước Mỹ Lâm 2 “

Thời gian làm đồ án tốt nghiệp là một dịp tốt để em có điều kiện hệ thống lại kiến thức đã được học tại trường, giúp em biết cách áp dụng lý thuyết đã được học vào thực tế Những điều đó đã giúp em có thêm hành trang kiến thức chuyên ngành

để chuẩn bị cho tương lai và giúp em đỡ bỡ ngỡ khi bước vào nghề với công việc thực tế sau này

Đồ án đã đi vào sử dụng tài liệu thực tế công trình thuỷ lợi, (Công trình hồ chứa nước Mỹ Lâm), vận dụng tổng hợp các kiến thức đã học Mặc dù bản thân đã hết sức cố gắng nhưng do điều kiện thời gian hạn chế nên trong đồ án em chưa giải quyết được đầy đủ và sâu sắc các trường hợp trong thiết kế cần tính, mặt khác do trình độ và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên trong đồ án không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo giúp cho đồ án của em được hoàn chỉnh hơn, chính xác hơn, giúp cho kiến thức chuyên môn của em được hoàn thiện

Để đạt được kết quả này em đã được các thầy các cô trong trường ĐHTL, từ các thầy các cô ở các môn học cơ sở đến các thầy các cô ở các môn chuyên nghành dạy bảo tận tình, truyền đạt tất cả những tâm huyết của mình cho em được có ngày trở thành một kỹ sư thực thụ Em xin chân thành cảm ơn các thầy các cô

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô giáo trong bộ môn Thủy Công đặc biệt là thầy giáo PGS-TS Nguyễn Phương Mậu đã tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện để em hoàn thành đồ án này

Hà Nội, ngày 20 tháng 04 năm 2012

Sinh viên thực hiện :

PHẦN MỞ ĐẦU

với tỉnh Khánh Hòa phía bắc giáp với thị xã Tuy Hòa phía đông giáp với biển đông

và phía nam giáp với hai huyện miền núi Sơn Hòa và Sông Hinh

Huyện Tuy Hòa có một thị trấn Phú Lâm, 20 xã, 104 thôn diện tích là 90.400

ha Trong đó đất nông nghiệp 24.124 ha, còn lại là đồi núi có độ dốc lớn và nhiều khe lạch Trong huyện có nhiều sông suối, các sông chính trong huyện như: sông

Đà Rằng, sông Mới, sông Trong

Huyện Tuy Hòa có mật độ dân số là: 274 người/km2, có tổng dân là: 248.004 người Phân bố ở thành thị ( thị trấn Phú Lâm) 27.528, nông thôn là: 220.476 người chiếm 89% Xã xa nhất là Sơn Thành 35km và gần nhất là thị trấn Phú Lâm 6km Phú Yên là một tỉnh nghèo của cả nước thu nhập đầu người trên năm thấp, phần lớn các gia đình ở nông thôn còn thiếu ăn từ 1 đến 2 tháng Nông nghiệp là nghành sản xuất chính của huyện Tuy Hòa chiếm tới 90% dân số của huyện Diện tích có khả năng canh tác nông nghiệp là 24.124 ha, ngoài ra một phần diện tích canh tác lúa ở hạ lưu sông Bàn Thạch đã phát triển nuôi tôm sú

Với việc nghiên cứu và thiết kế thi công công trình hồ chứa Mỹ Lâm ở đây sẽ mang lại lợi ích kinh tế và góp phần đảm bảo chống ngập lụt và hạn hán ở khu vực này, góp phần nâng cao cuộc sống của nhân dân trong khu vực

Với sự phân công của bộ môn em được giao đề tài “ Thiết kế hồ chứa Mỹ Lâm- Phương án 1” Cùng với sự hướng dẫn tận tình của PGS TS Nguyễn Phương Mậu em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Hà Nội, ngày 20 tháng 4 năm 2012

Sinh viên

PHẦN I: TÌNH HÌNH CHUNG

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Mỹ Lâm 2 Trang 7

CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1.1 Vị trí địa lý, đặc điểm địa hình, địa mạo khu vực xây dựng công trình:

1.1.1 Vị trí địa lý:

Hồ chứa nước Mỹ Lâm được xây dựng trên sông Trong, thuộc địa bàn xã Hòa Thịnh, huyện Tuy Hòa (nay là huyện Tây Hoà) tỉnh Phú Yên, nằm phía nam huyện Tuy Hòa, cách đường quốc lộ 1A về phía tây 21km

- Tọa độ địa lý vùng công trình đầu mối và khu tưới hồ chứa Mỹ Lâm vào khoảng:

12º 53’44” ÷ 12º54’15” vĩ độ Bắc

109º14’27” ÷ 109º14’33” kinh độ Đông

1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo:

Bao bọc xung quanh lòng hồ Mỹ Lâm bởi các dãy núi cao nối liền nhau được

cấu tạo bởi các loại đá sít, thấm nước yếu ,cao độ dao động từ +70m đến +113m Phần các

mái đồi tính từ đường phân thủy xuống vùng chân các đồi núi có cao trình +13m ,có

bề mặt địa lý khá dóc,bin phân cách bởi các khe ,rãnh xuối nhỏ

Địa mạo trong khu vực này có dang xâm thực ,bào trụi Nham thạch chủ yếu là các dạng hỗn hợp sạn dam tảng lan (thành phần là thạch anh ,granit cứng chắc ,kích thước từ 1:2 cm đến vài mét ,bề dày lớp từ 1:5cm ) Trên mặt được phủ lớp thảm thực vật dày

Khu vực lòng hồ có bề mặt địa hình khá thoải, cao độ địa hình dao động +7m tới +13m ,bề mặt địa hình bị phân cách bởi hệ thống sông suối nhỏ

Lưu vực hồ chứa Mỹ Lâm có diện tích khoảng 66,20 km2, lưu vực bao quanh bởi các đỉnh núi cao từ 1000m có xu thế giảm dần về phía Bắc, các dãy núi phía Tây có độ cao từ 1000 đến 1100m,dãy núi phía Đông thấp hơn có cao độ khoảng 500m trở xuống

Khu tưới hồ chứa nước Mỹ Lâm có cao độ thấp dần theo hướng từ phía Nam xuống phía Bắc, từ phía Tây sang phía Đông Bắc Khu tưới hồ chứa Mỹ Lâm

có sông Trong chạy thẳng theo hướng Bắc và đổ vào sông Bánh Lái, chia khu tưới làm hai phần: Khu tưới phía Đông và khu tưới phía Tây Địa hình khu tưới cao ở gần khu đầu mối và thấp dần về cuối khu tưới, độ chênh cao từ 4 đến 10m do đó rất thuận lợi để bố trí công trình tưới tự chảy

1.2.Điều kiện thuỷ văn khí tượng:

1.2.3 Các đặc trưng khí tượng thủy văn công trình:

Lượng mưa trung bình nhiều năm là 2410mm Lượng mưa tập trung vào mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 12, chiếm 83% lượng mưa cả năm, tháng 10 và tháng 11

là hai tháng mưa lớn nhất Độ ẩm trung bình nhiều năm là 82%, độ ẩm lớn nhất là

từ tháng 9  12 và tháng 1

Bảng 1-1: Độ ẩm tương đối (%) trung bình tháng và năm trạm Tuy Hoà

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

Bảng 1-2: Lượng mưa trung bình và lớn nhất ngày và năm trạm Tuy Hoà

TB 68.3 32.5 46.5 53.9 89.4 76.2 56.9 64.6 270.2 739.0 596.5 331.1 2410.5 Max 58.6 39.6 174.9 99.9 138.2 94.0 48.2 79.6 163.2 666.2 275.0 288.0 628.9 Năm 1999 1988 1994 1995 1994 1988 1995 1988 1997 1993 1985 1998 1993 Lượng bốc hơi khá lớn, lượng bốc hơi trung bình nhiều năm là 1358,7mm Lượng bốc hơi lớn nhất là từ tháng 5 đến tháng 8, khi có độ ẩm thấp, nhiệt độ cao

Bảng 1-3: Lượng bốc hơi trung bình tháng và năm (Piche) trạm Tuy Hoà

Z (mm) 85.6 76.6 95.2 104.5 139.5 167.2 172.2 172.5 109.4 73.8 76.8 85.5 1358.7 Nhiệt độ trung bình nhiều năm là 26,5oC, cao nhất từ tháng 5 đến tháng 8, nhiệt độ cao nhất đạt tới 40oC vào tháng 5/1977, thấp nhất là 15,2oC xuất hiện vào tháng 1/1984

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Mỹ Lâm 2 Trang 9

Bảng 1-4: Nhiệt độ không khí trung bình, lớn nhất và nhỏ nhất tháng và

năm

Max 33.7 36.5 36.3 38.2 40.0 39.4 38.3 38.4 38.4 35.7 34.5 33.1 40.0 Năm 1973 1966 1980 1959 1977 1983 NN 1985 1985 1972 1974 1974 1977 Min 15.2 16.8 17.0 18.8 21.4 21.9 21.7 22.0 20.9 19.1 17.7 15.3 15.2

Bảng 1-6: Tốc độ gió trung bình và lớn nhất tháng và năm

Năm 1977 1977 1977 1980 1977 1978 1966 1964 1977 1979 1964 1991 1964 Mùa lũ bắt đầu từ tháng 10 đến tháng 12, chiếm 71% lượng dòng chảy năm, lũ lớn nhất thường xảy ra vào tháng 11, hướng gió Bắc, Đông Bắc mang hơi ẩm từ biển vào gặp địa hình dâng cao gây mưa lớn

Bảng 1-7: Đặc trưng thống kê dòng chảy năm của một số lưu vực

Thể tích bùn cát lắng đọng hàng năm là:

c

W

bc V

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Mỹ Lâm 2 Trang 11

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Mỹ Lâm 2 Trang 13

Bảng 1-10 : Quá trình lũ thiết kế với P=1%

1.3.1.Đặc điểm địa chất khu vực:

1.3.1.1 Địa tầng:

Theo bản đồ địa chất khoáng sản Việt Nam tỷ lệ 1/200.000 đã xuất bản năm

1997, địa tầng tại khu vực dự án bao gồm: Trầm tích đệ tứ, pha trầm tích, trầm tích

sông biển và đá gốc Các thành tạo đá biến chất thuộc hệ tầng khâm Đức chỉ lộ ra

những mảnh nhỏ phân bố ở chân núi

1.3.1.2 Địa chất vật lý:

Theo tài liệu địa chất và khoáng sản của cục địa chất và khoáng sản Việt Nam

xuất bản năm 1997 thì nhìn chung các hoạt động mới kiến tạo không xảy ra ở cụm

công trình đầu mối hồ chứa Mỹ Lâm

1.3.1.3 Địa chất khoáng sản:

Theo tập thuyết trình địa chất và khoáng sản Việt Nam xuất bản năm 1997,

vùng lòng hồ và khu vực đầu mối hồ Mỹ Lâm không có các mỏ quặng khoáng sản

1.3.2.1 Địa chất công trình khu vực lòng hồ:

- Địa tầng:

Lòng hồ chứa nước Mỹ Lâm nằm trong vùng đá mắc ma xâm nhập thuộc phức hệ Đèo Cả và một phần là các thành tạo đá biến chất thuộc hệ tầng Khâm Đức Các đá trên đều có cấu tạo dạng khối, phần trên bị phong hóa nứt nẻ Tầng phủ trên đá gốc ở các sườn đỉnh đồi núi chủ yếu là hỗn hợp sạn dăm tảng lăn và đất

đá, á sét có bề dày từ 1 ÷ 5 m Nguồn gốc pha tàn tích, phần bụng hồ là các lớp sét,

á sét lẫn lớp cát cuội sỏi có bề dày đến 20m nguồn gốc bồi tích

- Địa chất thủy văn:

- Nước mặt: Nguồn cung cấp chủ yếu cho lòng hồ Mỹ Lâm là nước mặt gồm nước mưa và nước lũ Vào mùa mưa, nước lũ có đặc điểm dâng lên và rút đi khá nhanh do bề mặt địa hình dốc Lượng nước mặt khá phong phú được cung cấp bởi hệ thống các sông suối như: Suối đá Bàn Thượng, sông Trong, suối Đổ, suối Chanh

- Nước ngầm: Nước ngầm chủ yếu tồn tại trong các lớp tầng phủ có nguồn gốc bồi tích tại phần bụng hồ Nước ngầm có quan hệ chặt chẽ với nước sông suối trong vùng Về mùa khô lượng nước ngầm chủ yếu bổ sung cho nước sông suối

1.3.2.2 Đánh giá điều kiện xây dựng hồ chứa:

- Khả năng giữ nước:

Hồ chứa nước Mỹ Lâm có khả năng giữ nước đến cao trình thiết kế do lòng

hồ được bao bọc xung quanh bởi các dãy núi cao nối liền nhau được cấu tạo bới các loại đá có cấu tạo khối đặc sít, thấm nước yếu Vì vậy vấn đề thấm mất nước tại khu vực lòng hồ là rất ít

- Vấn đề ngập và bán ngập:

Trong khu vực lòng hồ, dân cư sinh sống rất thưa thớt, không có các cơ sở công nghiệp, đường giao thông, di tích văn hóa và các loại khoáng sản quý Vùng đất canh tác của nhân dân chủ yếu là trồng mía, vì vậy việc di dân và đền bù hoa màu trong khu vực lòng hồ không ảnh nhiều tới việc thi công công trình

- Vấn đề tái tạo bờ hồ và bồi lắng lòng hồ:

Lòng hồ chứa nước Mỹ Lâm được bao quanh bởi các dãy núi cao, nham thạch ở các sườn, đỉnh đồi núi là cấc lớp á sét, hỗn hợp dăm tảng và lớp á sét, bề mặt

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Mỹ Lâm 2 Trang 15 tích nước có thể xảy ra hiện tượng tái tạo bờ hồ ở một số vị trí có độ dốc lớn Tuy nhiên

do bề dày của tầng phủ không lớn, đá gốc có cường độ chịu lực cao, nằm nông lên vấn

đề tái tạo và bồi lắng lòng hồ không ảnh hưởng đến khả năng giữ nước

1.3.3 Địa chất công trình khu đầu mối:

1.3.3.1 Tuyến đập:

a Đặc điểm địa hình:

Tuyến đập được thiết kế qua một thung lũng không đối xứng, phần bên trái đập đi qua một quả đồi thấp Tại khu vực lòng sông và thềm sông, cao độ địa hình dao động từ +6,9 ÷ +1,2 m Phần các sườn đồi núi có cao độ từ + 12.0 ÷ 44.0

m Các sườn đỉnh đồi được phủ thảm thực vật khá dày

b Điều kiện địa tầng:

Theo mặt cắt địa chất công trình đã lập dựa vào các kết quả khảo sát địa

chất tại tuyến đập, địa tầng từ trên xuống dưới gồm các lớp như sau:

- Lớp (1): Á sét – sét nhẹ, hạt cát lẫn tạp chất hữu cơ, kết cấu kém bền chặt Lớp có bề dày khá nhỏ (0,3 ÷ 1,2m) chỉ phân bố ở những bãi bồi ven sông, khả năng chịu lực thấp, hệ số thấm lớn, cần bóc bỏ hoàn toàn

- Lớp (2): Á sét trung chứa hữu cơ, kết cấu kém chặt, trạng thái dẻo mềm, chiều dày 3÷4,5m, lớp này có hệ số thấm nhỏ, khả năng chịu lực thấp, có tính lún theo thời gian khi chịu tải trọng công trình

- Lớp (3): Đất sét nhẹ, kết cấu kém chặt Lớp này có hệ số thấm nhỏ, có tính nén lún cao và lún theo thời gian Chiều dày từ 2,3 ÷ 4,5m

- Lớp (4): Hỗn hợp cát cuội sỏi màu xám nâu nhạt, trắng đục, tầng bão hòa nước rời rạc, trong tầng xen kẹp các thấu kính á sét Chiều dày lớp đến 18,4m, lớp này có tính thấm lớn, cần xử lý thấm để tránh mất nước từ thượng lưu về hạ lưu khi thi công đập

- Lớp (5): Á sét nặng chứa dăm sạn thạch anh granit màu xám nâu, xám vàng, nâu đỏ Đất ẩm, kém chặt, dẻo cứng phân bố chủ yếu tại các sườn đỉnh đồi, bề dày lớp 0,8 ÷ 5,5m Lớp này có khả năng chịu lực lớn, hệ số thấm trung bình

- Lớp (6): Đá granit phong hóa mãnh liệt, hầu hết đã biến thành á sét trung – nặng lẫn sạn thạch anh màu xám nâu, xám vàng đốm trắng Lớp này có khả năng chịu lực và tính thấm trung bình.Chiều dày lớp 4,6 ÷ 8 m

- Lớp (7): Đá granit phong hóa mạnh xen kẹp với các đới phong hóa vừa màu xám nâu, xám vàng nhạt, xám trắng có tính chịu lực cao, hệ số thấm trung bình Bề dày lớp từ 1,0 ÷ 11,20 m

đen Đá có cấu tạo khối kiến trúc hạt thô, thành phần chủ yếu là Thạch anh, Fenspat, Biotit, đá rất cứng chắc, ít nứt nẻ, khe nứt kín, phạm vi phân bố sâu

c Địa chất thủy văn:

Trong phạm vi tuyến đập chỉ có lớp 4 là tầng chứa nước, các lớp còn lại hầu như không chứa nước ngầm Về mùa mưa nước chỉ tồn tại tạm thời trong các lớp phủ và nhanh chóng rút xuống vùng trũng thấp

- Lớp (8): Đá granit thô phong hóa nhẹ, tươi màu hồng xám, xám xanh đốm đen Đá có cấu tạo khối rất cứng chắc, ít nứt nẻ, phân bố sâu

Đánh giá: Tại phạm vi tuyến trên các lớp (5) và (6) khi bị tác dụng mạnh của

dòng nước dễ bị lở và rửa trôi Lớp 8 có khả năng chịu tải lớn và bền vững, phạm vi phân bố sâu

Tuyến cống được bố trí tại vai trái tuyến đập chính Theo mặt cắt địa chất công trình đã lập, từ trên xuống dưới gồm các lớp như sau:

- Lớp (1): Á cát, á sét nhẹ hạt cát phân bố tại cuối đuôi cống, bề dày khoảng 0,3m

- Lớp (2): Á sét trung hạt cát lẫn ít sỏi màu xám, xám xanh, xám đen nhạt Đất

ẩm kết cấu kém chặt, trạng thái dẻo cứng, bề dày lớp khoảng 2,7m

- Lớp (3): Đất sét nhẹ màu xám nâu, xám vàng nhạt Đất ẩm kết cấu kém chặt, trạng thái dẻo cứng, bề dày khoảng 1,5m

- Lớp (5): Á sét nặng chứa ít sạn dăm thạch anh màu xám nâu, nâu đỏ Đất

ẩm, kém chặt, dẻo cứng, chiều dày khoảng 3,0m

- Lớp (7): Đá granit phong hóa mạnh màu xám nâu, xám vàng nhạt, đá kém cứng có thể bẻ bằng tay, bề dày lớp khoảng 1m

- Lớp (8): Đá granit hạt thô phong hóa nhẹ, tươi, ít nứt nẻ, rất vững chắc, phân

bố sâu

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Mỹ Lâm 2 Trang 17

Đánh giá: Tại vị trí tuyến cống các lớp (1), (2), (3) có tính lún cao, phân

bố cục bộ tại phần đuôi cống Lớp (7) có chiều dày nhỏ, diện phân bố hẹp Lớp (8) có sức chịu tải cao, phạm vi phân bố sâu

1.4 Tình hình vật liệu xây dựng:

Yêu cầu cần phải có khối lượng đất đắp đập từ (1.500.000÷1.800.000)m3

Theo kết quả thăm dò và khảo sát do Công ty Tư Vấn và chuyển giao công nghệ trường Đại Học Thủy Lợi thực hiện kết hợp với lấy mẫu thí nghiệm xác định chỉ tiêu đầm chặt cho thiết kế thi công, phạm vi khảo sát được tập chung vào các mỏ vật liệu thuộc khu vực lòng hồ: Phía thượng lưu vai phải, vai trái của tuyến đập phương án I và khu vực nằm ngoài lòng hồ; hạ lưu tuyến đập phương án II Khu vực từng mỏ vật liệu được khoanh vùng trên bản đồ vị trí bãi vật liệu

Qua khảo sát đã xác định khu vực cho khai thác với diện tích khoảng 93ha, chiều sâu khai thác từ 1  4m, chiều dày bóc bỏ gồm đát á sét nhẹ - trung lẫn rễ cỏ cây và tạp chất hữu cơ từ 0,2 ÷ 0,6m Trữ lượng khai thác đạt khoảng 1.817.200 m3 Đất dùng cho đắp đập là:

- Đất á sét trung màu xám xanh, nâu vàng

- Đất sét nhẹ màu nâu vàng, vàng nhạt đốm trắng

- Đất á sét nặng lẫn ít sỏi thạch anh màu vàng nhạt – xám vàng

- Đất sét lẫn ít sỏi thạch anh màu vàng – xám, xanh nhạt

Từ kết quả khảo sát và thí nghiệm trong báo cáo địa chất do Công ty Tư vấn và chuyển giao công nghệ trường Đại Học Thủy Lợi đã thực hiện thì thứ tự các lớp từ trên xuống dưới của từng mỏ vật liệu như sau:

1.4.1 Mỏ vật liệu 1:

Nằm về phía thượng lưu, vai phải của tuyến đập phương án I Cách tim tuyến khoảng 150m Đây là khu vực đất trồng mía của nhân dân Mỏ 1 có các thông số cụ thể như sau:

- Khối lượng bóc bỏ: 242.300m3

- Khối lượng khai thác: Lớp (4a): 821.600m3;

Lớp (5a): 151.400m3

1.4.3 Mỏ vật liệu 3:

Nằm trong khu vực lòng hồ, về phía thượng lưu vai trái của tuyến đập phương

án I Cách tim tuyến khoảng 150m (khoảng cách gần nhất) Đây là bãi trồng mía của nhân dân Mỏ 3 có các thông số cụ thể như sau:

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Mỹ Lâm 2 Trang 19

CHƯƠNG 2: ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ

2.1 Tình hình dân sinh kinh tế:

Tỷ lệ tăng dân số giảm rõ rệt

Năm 1996 : Tỷ lệ tăng dân số là 2,14%

Năm 1999 : Tỷ lệ tăng dân số là 1,7%

Lực lượng lao động tương đối dồi dào, chiếm 49% dân số, trong đó chủ yếu là lao động sản xuất nông nghiệp

2.1.2 Nông nghiệp và nông thôn:

2.1.2.1 Nông nghiệp:

Về trồng trọt: Diện tích gieo trồng trong khu vực: 4.700 ha, trong đó diện

tích hồ Mỹ Lâm phụ trách tưới là 2500 ha, gồm trồng lúa 2000 ha và 500 ha chủ yếu là diện tích trồng mía và các loại hoa màu khác

Về lương thực: Sản lượng hằng năm tăng khoảng 4% Năng suất lúa trung

bình khoảng 37 tạ/ha/vụ Tăng sản lượng lương thực qui ra thóc khoảng 15.000 tấn /năm

Cây công nghiệp ngắn ngày: Trong vùng dự án cây mía là cây công nghiệp

chủ lực, năng suất mía đạt 50 tấn /ha Tổng sản lượng mía thu hoạch hàng năm khoảng 14.500tấn

Chăn nuôi: Trâu bò có khoảng 5.500 con Còn về gia cầm, trong vùng chủ

yếu là chăn nuôi vịt, đàn vịt có khoảng 55.000 con Đây là nguồn cung cấp thực phẩm chủ yếu cho người dân trong vùng dự án

2.1.2.2 Nông thôn:

Thu nhập đầu người bình quân hàng năm 1,2tr đồng/năm

Trong vùng dự án số hộ kinh tế giàu chiếm 12% còn lại đa số các hộ đều thiếu ăn, đời sống của nhân dân trong vùng phần lớn còn khó khăn

Nhà ở, tiện nghi sinh hoạt, phương tiện đi lại, mức hưởng thụ văn hoá và bảo

vệ sức khoẻ người dân còn thiếu thốn

chuyển tốt Tỷ lệ tăng dân số giảm từ 2,9% (1989) xuống 1,8% (1998)

Giáo dục: Khu vực đã có trường cấp 1, cấp 2, đa số trẻ em đều được đến trường

2.1.3 Công nghiệp:

Nhìn chung ngành công nghiệp trong vùng không phát triển, chỉ có vài cơ sở sản xuất nhỏ sản xuất vật liệu xây dựng: đá chẻ, gạch ngói, sữa chữa đồ gia dụng và

máy móc nông cụ, chế biến lương thực và sản xuất đá lạnh

2.1.4 Giao thông vận tải:

Trong khu dự án có đường nhựa H13 nằm bên bờ hữu sông Trong xây dựng năm 1999 thuộc dự án cơ sở hạ tầng nông thôn, chạy đến sát khu đầu mối công trình Ngoài ra còn có các đường liên xã là đường đất đi qua giữa các khu tưới Hệ thống giao thông trong vùng dự án chỉ đi lại thuận tiện vào mùa khô, mùa mưa nhiều đoạn bị lầy thụt, xe cộ đi lại rất khó khăn

2.1.5 Năng lượng:

Mạng lưới điện quốc gia đã phủ toàn bộ khu vực dự án Trạm điện cao thế đặt tại Phú Thứ cách công trình khoảng 12Km Tại Hoà Thịnh đã có 5 trạm biến áp 325 KVA

2.1.6 Cấp nước sinh hoạt:

Trong vùng dự án nước sinh hoạt chủ yếu của nhân dân là nước giếng do nhân dân tự đào, chất lượng nước nói chung là không được tốt do chưa được xử lý Về mùa khô lượng nước ngầm trong khu vực bị giảm nhiều, do vậy mực nước trong các giếng đào gần như không có, dẫn đến việc người dân trong vùng dự án thiếu nước sinh hoạt trong mùa khô

2.1.7 Điều kiện vệ sinh và sức khoẻ cộng đồng:

Trong vùng dự án đều có các trạm y tế xã, người dân trong vùng dự án đều được chăm sóc tại chỗ khi bị ốm đau, bệnh tật Trên 98% trẻ em trong vùng đều được tiêm chủng mở rộng

2.1.8 Các lĩnh vực liên quan khác:

Trong vùng dự án các địa phương đều có hệ thống truyền thanh, có các trạm bưu điện văn hoá xã Công tác hoạt động tuyên truyền văn hoá thông tin luôn được chính quyền quan tâm Công tác chăm sóc thương binh gia đình liệt sĩ và những người có công với cách mạng đều được địa phương quan tâm giúp đỡ

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Mỹ Lâm 2 Trang 21

2.2 Hiện trạng thuỷ lợi và điều kiện cấp thiết xây dựng công trình- tình hình quy hoạch nguồn nước trong vùng:

2.2.1 Hiện trạng thuỷ lợi:

2.2.1.1 Hệ thống tiêu:

Sông Trong không những là trục tưới mà còn là trục tiêu quan trọng của khu vực dự án ra sông Bánh Lái Nước từ sông Bánh Lái đổ vào sông Bàn Thạch và chảy ra biển qua cửa Đà Nông

Hàng năm vào mùa mưa với những trận mưa lớn, do nước ở cửa Đà Nông chưa tiêu thoát được làm cho sông Bánh Lái dâng cao tràn bờ sông làm úng ngập sau mỗi trận mưa từ 3  7 ngày

Nói chung, hệ thống tiêu của khu vực dự án đã tương đối hoàn chỉnh Việc tiêu thoát lũ trong khu vực hoàn toàn phụ thuộc vào sông Bàn Thạch tại cửa Đà Nông

2.2.1.2 Hệ thống tưới:

Hiện tại khu vực được cấp nước bằng hai nguồn chính: Tự chảy và động lực

Tưới tự chảy: Từ các đập dâng trên các suối thuộc dãy núi phía Nam khu

tưới, trên sông Trong và trên các bầu trong khu tưới

Nguồn lấy nước trực tiếp từ các suối thì tưới được diện tích không đáng kể

Tưới động lực: Từ các trạm bơm điện, trạm bơm dầu, trạm bơm than và trạm

bơm dã chiến Các trạm bơm này lấy nước trực tiếp từ bờ hữu sông Bánh Lái và bờ

tả của cánh cụt sông Trong

2.2.2 Hiện trạng các công trình thuỷ lợi:

Các xã Hoà Thịnh, Hoà Mỹ Đông, Hoà Đồng, Hoà Tân Tây và Hoà Tân Đông

có diện tích canh tác bên bờ hữu sông Bánh Lái nằm ngoài vùng tưới của hệ thống thuỷ lợi Đồng Cam, do đó rất khó khăn về nhu cầu chủ động cấp nước tưới

Hiện tại, diện tích canh tác trong khu vực dự án được cấp nước tưới bằng hai nguồn chính là tự chảy và động lực

Hệ thống kênh mương là kênh đất, hầu hết các tuyến kênh đều bị lở, lòng kênh bị bồi lắng nghiêm trọng, khả năng dẫn nước kém, các công trình trên kênh đa phần do dân tự làm không có cửa van điều tiết nên khó khăn cho việc cung cấp nước tưới

2.3 Phương hướng phát triển kinh tế:

Căn cứ vào niên giám thống kê của tỉnh Phú Yên, phương hướng phát triển đến năm 2010 của huyện Tuy Hòa nói chung và nghị quyết đại hội Đảng bộ các xã trong

vùng dự án nói riêng đặt ra yêu cầu về phát triển kinh tế xã hội như sau:

- Dự kiến phát triển dân số: theo kế hoạch phát triển dân số trong vùng dự án

đến năm 2010 như sau:

- Số hộ đói nghèo trong vùng đến năm 2010 còn 3%

- Số hộ có nhà kiên cố, lợp ngói hoặc mái bê tông đến năm 2010 đạt 90%

- Số hộ có xe gắn máy đến năm 2010 đạt 60%

- Số hộ có tivi, radio đến năm 2010 đạt 95%

- Tốc độ tăng dân số đến năm 2010 giảm còn 1,4%

2.3.2 Yêu cầu phát triển kinh tế:

Trong quy hoạch phát triển kinh tế huyện Tây Hòa, vùng dự án hồ Mỹ Lâm trong những năm tới vẫn tập trung sản xuất lúa gạo để cung cấp đủ lương thực tại chỗ cho khoảng 30.000 dân Để khai thác triệt để đất đai sẵn có thì trước tiên cần phải có nước tưới chủ động cho toàn bộ diện tích lúa và mía theo quy hoạch của huyện

Với yêu cầu đặt ra về phát triển xã hội thì phát triển kinh tế phải đạt được yêu cầu như sau: Trong những năm tới khi dự án hoàn thành, có đủ nước tưới sẽ triển khai trồng đại trà các giống lúa mới có năng suất và chất lượng cao Căn cứ vào báo cáo tổng kết 10 năm đổi mới nông nghiệp và nông thôn (1989-1999) và phương hướng phát triển kinh tế đến năm 2010 của xã Hòa Thịnh làm điển hình để phấn đấu cho toàn vùng dự án như sau:

- Về sản xuất lúa: Mục tiêu đưa năng suất trồng lúa đến năm 2010 đạt 50 đến

55 tạ/ha/vụ Tổng sản lượng lương thực đạt khoảng 20.000 tấn/năm

- Về trồng cây công nghiệp: Tiếp tục mở rộng diện tích trồng mía, áp dụng khoa học công nghệ để đến năm 2010 năng suất trồng mía đạt 80 đến 100 tấn/ha Sản lượng mía công nghiệp đạt khoảng 45.000 tấn/năm

- Về chăn nuôi: Tốc độ tăng đàn gia súc bình quân đạt 3%/năm, đến năm 2010:

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Mỹ Lâm 2 Trang 23

- Đàn heo đạt 16.000 con, đàn trâu bò đạt 12.000 con

- Đàn gia cầm đạt 140.000 con

- Về giá trị sản phẩm ngành tiểu thủ công nghiệp, thương mại dịch vụ bình quân tăng 10%

2.3.3 Sự cần thiết phải đầu tư:

Trên cơ sở các số liệu điều tra về tình hình dân sinh, kinh tế, xã hội ở thời điểm hiện tại, và các số liệu về mục tiêu phát triển kinh tế xã hội của vùng trong các

kỳ đại hội Đảng bộ các cấp đặt ra, khảo sát đánh giá hiện trạng các công trình thủy lợi như đã trình bày trên cho thấy:

- Tình hình phát triển kinh tế và xã hội của vùng dự án hiện nay còn thấp Trong vùng, kinh tế sản xuất nông nghiệp là chủ yếu, nền sản xuất nông nghiệp chịu tác động trực tiếp từ thiên tai như: hạn hán, lũ lụt… vì vậy hiệu quả sản xuất nông nghiệp mang lại chưa cao, đời sống kinh tế của người dân trong vùng còn gặp nhiều khó khăn

- Kinh tế nông nghiệp trong vùng dự án những năm gần đây đã đưa nhiều giống lúa mới có năng suất cao vào sản xuất đã cho hiệu quả kinh tế cao với những vùng đảm bảo nước tưới Như vậy để thúc đẩy nền sản suất nông nghiệp phát triển thì ngoài việc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật về giống và phân bón thì việc đảm bảo đủ nước tưới là yếu tố quyết định đến hiệu quả của kinh tế sản xuất nông nghiệp

- Với tổng diện tích canh tác trong vùng là 2.500 ha, trong đó các công trình đập dâng và trạm bơm hiện nay theo thiết kế tưới cho 1.673 ha đất canh tác, nhưng thực tế mới tưới ổn định được 997 ha, còn lại 696 ha tưới không ổn định Còn lại

827 ha chưa có nguồn nước để tưới Nếu hồ Mỹ Lâm được xây dựng, kết hợp tận dụng các công trình đập dâng và hệ thống kênh đã có thì sẽ đảm bảo cấp nước tưới

đủ cho 2.000 ha lúa 2 vụ và 500 ha mía, tạo nguồn bổ xung cấp nước cho 800ha tôm tại vùng hạ lưu sông Bàn Thạch và cấp nước sinh hoạt cho nhân dân

Để thực hiện được các mục tiêu phát triển kinh tế và xã hội trong vùng dự án đặt ra như đã trình bày trong mục 2.3.2 thì phải đưa nền kinh tế sản xuất nông nghiệp của vùng phát triển vững chắc đạt hiệu quả cao

Bởi vậy việc đầu tư “Dự án hồ chứa nước Mỹ Lâm” là rất cần thiết

2.3.4 Các điều kiện thuận lợi và khó khăn khi thực hiện dự án:

2.3.4.1 Các thuận lợi:

- Dự án xây dựng được sự đồng tình, ủng hộ của chính quyền và nhân dân địa phương

gần khu công trình đầu mối

- Công trình nằm gần Thị xã Tuy Hòa (cách 30km về phía Nam)

- Thời tiết thuận lợi cho thi công từ tháng 1 đến tháng 8 là mùa khô trong năm

- Không phải di dân, đền bù khi xây dựng công trình đầu mối

2.3.4.2 Các khó khăn:

- Khu đầu mối có địa chất phức tạp, tầng cuội sỏi lòng sông rất dày (sâu nhất 20m) đây là điều kiện rất khó khăn không những cho công tác thiết kế mà còn cả trong công tác thi công để đảm bảo cho công trình vận hành an toàn trong mùa lũ và không bị mất nước do thấm qua nền đập

- Tài liệu thủy văn không có tài liệu đo đạc chính xác tại lưu vực cho nên phải lấy theo các tài liệu tương tự gần lưu vực công trình

- Do điều kiện địa chất, vật liệu đất đắp đập không đồng đều, trữ lượng các bãi không tập trung nên giải pháp kết cấu đập đất cần phải nghiên cứu các phương án

để phù hợp với từng loại đất Vì vậy việc thiết kế và thi công cũng gặp nhiều khó khăn hơn

- Do điều kiện địa hình cho nên không chọn được nhiều tuyến đập, đập đất dài, khối lượng đất đắp lớn (1.400.000 m3) cho nên công tác thi công phải kéo dài trong nhiều năm

- Hàng năm lũ từ sông Bánh Lái đổ về chảy tràn qua tuyến kênh Đông cho nên công tác thiết kế an toàn cho các tuyến kênh trong mùa lũ là vấn đề hết sức quan trọng

- Hệ thống đường liên thôn nhỏ, việc vận chuyển vật liệu để thi công kênh mương rất khó khăn, khó có thể đưa thi công cơ giới vào tận chân công trình

2.4 Nhiệm vụ công trình:

Hồ chứa nước Mỹ Lâm được xây dựng với các mục tiêu và nhiệm vụ như sau:

- Cấp nước tưới cho 2.500 ha đất canh tác (Trong đó tưới lúa 2000ha, tưới mía 500ha)

- Cấp nước sinh hoạt cho 30.000 dân

- Ngăn lũ quét sông Trong, hạn chế và giảm lũ cho hạ du

- Tạo nguồn để bổ xung nước về mùa khô cho khu vực nuôi tôm hạ du sông Bàn Thạch cách hồ Mỹ Lâm khoảng 30km với diện tích tưới 800ha

- Cải tạo khí hậu và môi trường sinh thái trong khu vực dự án

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Mỹ Lâm 2 Trang 25

PHẦN II: THIẾT KẾ SƠ BỘ

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÁN KỸ THUẬT VÀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

3.1 Giải pháp công trình và thành phần công trình để thực thi giải pháp đó:

3.1.1 Giải pháp công trình:

Để có thể đáp ứng mục tiêu và nhiệm vụ đặt ra của dự án thì biện pháp duy nhất

là làm hồ chứa Mỹ Lâm để tạo ra nguồn nước tưới chủ động, giảm lũ quét cho khu vực hạ lưu sông Trong, cấp đủ nước sinh hoạt cho nhân dân trong vùng dự án vào mùa khô khi mà mực nước ngầm trong các giếng không đủ cấp nước sinh hoạt cho gần 30.000 dân

Để tiết kiệm nước tưới không bị tổn thất toàn bộ hệ thống kênh mương phải được kiên cố hóa

Để giảm và cắt lũ quét cho hạ du, hồ chứa nước phải có dung tích phòng lũ lớn

3.1.2 Thành phần công trình để thực thi giải pháp trên:

Hồ chứa nước Mỹ Lâm được xây dựng với các hạng mục chính sau đây:

- Đập: Cách vị trí tuyến đập về phía thượng lưu và về phía vai trái đập có các bãi đất có đủ chất lượng và khối lượng như đã để xây dựng đập đất, do đó hình thức

đập ở đây là đập đất, tường nghiêng và sân phủ chống thấm

- Tràn xả lũ: bố trí ở vai đập bờ phải, so sánh tính chất bảo đảm an toàn đối với toàn bộ công trình đầu mối kiến nghị chọn hình thức tràn thực dụng Ôphixêrôp Bê tông cốt thép, có cửa van cung, tiêu năng bằng dốc nước kết hợp với bể tiêu năng

- Cống: chọn hình thức cống hộp bằng Bê tông cốt thép, lấy nước kiểu tháp

3.2 Cấp bậc công trình và các chỉ tiêu thiết kế:

Theo TCXDVN 285 : 2002 với đập có chiều cao Hđ = 34,5 m  ( 1535 ) m , xác định được cấp công trình là cấp III

- Theo nhiệm vụ: công trình cấp nước tưới cho 2500ha → công trình cấp III

Chọn cấp công trình là cấp III

3.2.2 Xác định các chỉ tiêu thiết kế:

-Ta có cấp công trình là cấp III dựa vào tiêu chuẩn, quy phạm thiết kế ta có các chỉ tiêu thiết kế Theo TCXDVN 285-2002

- Tần suất thiết kế lưu lượng ứng với mực nước lớn nhất P = 1%

-Tần suất kiểm tra P = 2%

- Hệ số tin cậy Kn = 1,15 - Hệ số vượt tải n = 1,05

- Hệ số điều kiện làm việc m =1

- Hệ số an toàn cho phép về ổn định của mái đập đất [K]

3.3 Vị trí công trình đầu mối:

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Mỹ Lâm 2 Trang 27

Trong BCNCKT đã đưa ra hai phương án tuyến xây dựng công trình đầu mối để

nghiên cứu Trong các phương án tuyến trên cơ sở yêu cầu cấp nước cho 2500 ha,

với tài liệu khảo sát địa hình, địa chất các phương án nghiên cứu công trình đầu mối

đều tập trung vào hai tuyến chọn nghiên cứu so sánh này Qua quá trình nghiên cứu

khảo sát và tính toán kinh tế kỹ thuật, phương án kiến nghị chọn là phương án II

(tuyến II)

3.3.2 Tuyến tràn:

Sử dụng đường tràn dọc để làm nhiệm vụ tháo lũ

Nguyên tắc chọn tuyến tràn:

+ Phải xét thành phần địa chất để tránh bị sụt lở làm ảnh hưởng đến an

toàn của công trình tràn

+ Lợi dụng điều kiện địa hình để giảm khối lượng đất, đá, bê tông Khi bờ

sông tương đối phẳng hoặc có eo núi, lợi dụng chỗ lõm có cao độ gần bằng

MNDBT của hồ chứa để bố trí đường tràn là tốt nhất Lợi dụng đất đá đào đi để làm

vật liệu xây dựng công trình

+ Vị trí và hướng bộ phận vào và ra của đường tràn phải thích hợp để

không làm xói lở đập và công trình khác, đảm bảo làm việc an toàn cho toàn hệ

thống Đường tràn nên tách khỏi đập dâng để sự nối tiếp giữa công trình bê tông của

đập tràn với đập dâng làm bằng vật liệu địa phương đỡ phức tạp và giảm được khối

lượng tường chắn đất, đặc biệt phần cửa vào và cửa ra phải cách xa chân đập (cửa ra

cách chân đập ít nhất là 60m) Tuy nhiên đường tràn không nên cách xa đập quá

làm ảnh hưởng đến việc khống chế mực nước trong hồ

Trên toàn bộ lòng hồ không có đồi núi nào thuận lợi để bố trí tuyến tràn Tại

tuyến II sườn trái địa hính đồi núi quá dốc nên khối lượng đào đất đá quá lớn nên bố

trí tràn bên bờ phải là hợp lý, tiện cho bố trí cống lấy nước

3.3.3 Tuyến cống:

Vị trí cống lấy nước tương ứng với phương án cấp nước tưới và nhu cầu dùng

nước nên cống được bố trí bờ trái tuyến đập

3.5.1 Đập ngăn sông:

Cách vị trí tuyến đập về phía thượng lưu và về phía vai trái đập có các bãi đất có

đủ chất lượng và khối lượng như đã để xây dựng đập đất, do đó hình thức đập ở đây

là đập đất, tường nghiêng và sân phủ chống thấm

3.6.1.2 Phương án làm trạm bơm:

Cũng với lý do trên cho nên phương án bơm nước từ nước sông ra không đáp ứng được nhu cầu dùng nước để tưới cho 2500ha đất canh tác

Vì vậy giải pháp duy nhất của khu vực này là đắp đập ngăn sông tạo hồ chứa

để điều tiết lại dòng chảy, trữ lại nước thừa trong mùa mưa để đáp ứng nhu cầu dùng nước trong các tháng mùa khô

CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ

4.1 Tính toán điều tiết lũ:

4.1.1 Mục đích tính toán điều tiết lũ:

Mục đích của điều tiết lũ là thông qua tính toán tìm ra các biện pháp phòng chống lũ thích hợp và có hiệu quả như:

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

- Phương thức vận hành công trình

- Quy mô công trình xả lũ hay kích thước tràn

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Mỹ Lâm 2 Trang 29

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

an toàn: không gây xói lở ở hạ lưu và ngập lụt ở thượng lưu

Từ việc tính toán điều tiết lũ sẽ xác định được MNDGC, dung tích siêu cao, đường quá trình xả lũ, lưu lượng xả lũ lớn nhất đối với phương án tràn đã chọn Từ

đó chọn được phương án đáp ứng yêu cầu kinh tế kỹ thuật

4.1.2 Phương pháp và kết quả tính toán:

a Nguyên lý tính toán:

Dòng chảy là dòng không ổn định nên ta có phương trình:

Q.dt – q.dt = F.dh (4.1)  (Q – q ).dt = dV

Nếu chọn khoảng thời gian đủ lớn t = t2 – t1

Q = f(Zt , Zh , C ) Trong đó:

Zt : Mực nước thượng lưu công trình xả

Zh : Mực nước hạ lưu

C : Tham số biểu thị công trình Như vậy nguyên lý cơ bản của tính toán điều tiết lũ là việc hợp giải phương

trình cân bằng nước và phương trình thuỷ lực

- Phương trình cân bằng nước:

pháp tính toán, ở đây ta dùng phương pháp POTAPOP

Q1, Q2 : Lưu lượng đến ở đầu và cuối thời đoạn tính toán t

q1, q2 : Lưu lượng xả tương ứng ở đầu và cuối thời đoạn tính toán t

V1, V2 : Dung tích nước có trong kho ở đầu và cuối thời đoạn t t : Thời đoạn tính toán

Dựa vào phương trình lưu lượng xả lũ qua đập tràn có cửa van mở hoàn toàn:

q = .m.B g Ho3/2 (4.4) Trong đó:

: hệ số co hẹp bên, m: hệ số lưu lượng, B: bề rộng tràn

vào (2.1) ta được

f2 = Q + f1

Ở bất kì thời đoạn nào f1(q1) và Q là đã biết nên sẽ biết được

f2(q2) Có được quan hệ giữa q và f2(q2) tra trên đồ thị đó ta biết được q2 Lấy q2 ở thời đoạn trước thay cho q1 ở thời đoạn sau cứ như thế ta vẽ được đường quá trình lưu lượng xả lũ q ~ t

- Các bước tính toán:

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Mỹ Lâm 2 Trang 31

+ Các tài liệu đã biết: Đường quá trình lũ đến Q ~t

Bảng 4-1: Đường quá trình lũ thiết kế

- Đặc trưng địa hình kho nước Z ~ V; Z ~ F

- Công trình xả lũ (loại công trình, các thông số của công trình) + Xây dựng biểu đồ phụ trợ:

- Chọn thời đoạn tính toán t

- Giả thiết các trị số cột nước trên tràn H (tính từ MNDBT)

- Xác định lưu lượng xả qua tràn khi cửa van mở hoàn toàn

q =  .m B 2g Ho3/2

- Dựa vào quan hệ Z ~ V của hồ ứng với các mực nước trên tràn giả thiết ở trên tìm ra dung tích kho tương ứng với Vk và từ đó tính được dung tích siêu cao Vsc của công trình:

Vsc = Vk - Vtl Trong đó:

Vtl : Là dung tích kho ứng với khi lũ đến

trên rồi vẽ được biểu đồ như hình vẽ

f

f

3q(m/s)

Hình 4-1: Đường phụ trợ f1,f2

+ Sử dụng biểu đồ để tính toán điều tiết:

- Từ thời điểm to t1, điều khiển cửa van để lũ đến bao nhiêu

thì xả bấy nhiêu q = Q

- Ta bắt đầu tính toán điều tiết từ thời điểm t1 trên ngưỡng tràn có:

h =MNDBT - Ngưỡng Lúc này cửa van bắt đầu mở hoàn toàn

- Lưu lượng chảy qua tràn khi cửa van mở hoàn toàn tính theo

công thức:

3/2 + Với mỗi thời đoạn tta tính: Q (Q1Q2) 0 , 5

+ Từ q1 đã biết tra trên biểu đồ quan hệ phụ trợ ta được f1: + Tính f2 = Q + f1

+ Từ f2 tra ngược biểu đồ quan hệ sẽ được q2

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Mỹ Lâm 2 Trang 33

- Công việc cứ lặp đi lặp lại cho đến thời điểm t2 khi qxả ở thời điểm này cân bằng với qxả ở thời điểm t1 ta đóng cửa van lại để lưu lượng xả giảm bằng lưu lượng

lũ đến tại thời điểm này sau đó điều khiển cửa van để q = Q

+ Từ đó ta xây dựng được đường quan hệ qxả ~ t

c Tính toán điều tiết :

-Cách tinh bảng quan hệ phụ trợ :

+Cột (1) Số thứ tự

+Cột (2): Cao trình mực nước trong kho

+Cột (3) Chiều cao mực nước trong kho, H=Zgthiet - Zngưỡng , với Zngưỡng =28(m) +Cột (4):Dung tích kho nước (Vk ) tra từ quan hệ Z~V

+Cột (5) :Dung tích tính toán Vtt=Vkho – Vzngưỡng

+Cột (6): Gía trị lưu lượng q= ε.m.Bt 2g.H.3/2

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Mỹ Lâm 2 Trang 35

-Cách tính điều tiết lũ:

+cột 1 :thứ tự

+cột 2:Thời đoạn tính toán ∆t

+cột 3 Lưu lượng lũ đến đầu và cuối thời đoạn(m3/s)

`+cột 4 : Lưu lượng trung bình của thời đoạn: Q=(Q1+ Q2)/2

+cột 5: Lưu lượng xả lũ đầu thời đoạn(m3/s)

` +cột (6) và (7): Giá trị của 2 hàm phụ trợ ứng với mỗi thời đoạn :

Bảng 4-3: Tính điều tiết lũ với P=1%

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Mỹ Lâm 2 Trang 31 Ngành công trình

Hình 4-2: Biểu đồ quan hệ Q,qx~T(h) với P=1%

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước Mỹ Lâm 2 Trang 33 Ngành công trình

Bảng 4-4: Tính điều tiết lũ với P=0.2%

14 13 1566 1764 2102.1 5899.8 7324.8 24.817 46.917 40.299 12.333 2184.55

16 15 1090.5 1187.25 1646.1 4990.1 6004.85 20.720 42.820 38.431 10.431 1761.05 15.032 1085.7 1181.8 1639.692 4977.098 5814.848 20.869 42.969 38.5 10 1642.896