Đồ án tốt nghiệp ngành kĩ thuật công trình Hồ chứa nước Ninh Sơn

Hồ chứa nước Ninh Sơn 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 Ninh Sơn vào khoảng: 12º 53’44” ÷ 12º54’15” vĩ độ Bắc. 109º12’02” ÷ 109º17’16” kinh độ Đông. Vị trí khu hưởng lợi vùng dự án: Khu hưởng lợi vùng dự án bao gồm: Toàn bộ diện tích đất canh tác của xã Hòa Thịnh. Một phần diện tích đất canh tác nằm bên bờ hữu sông Bánh Lái của 4 xã: Hòa Mỹ, Hòa Mỹ Đông, Hòa Tân Đông và Hòa Tân Tây.

PHẦN I:

TÀI LIỆU CƠ BẢN

CHƯƠNG I: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN1.1 Vị trí địa lý, đặc điểm địa hình địa mạo

1.1.1 Vị trí địa lý:

Hồ chứa nước Ninh Sơn 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, cáchđường quốc lộ 1A về phía tây 21km

- Tọa độ địa lý vùng công trình đầu mối và khu tưới hồ chứa Ninh Sơn vào khoảng: 12º 53’44” ÷ 12º54’15” vĩ độ Bắc

109º12’02” ÷ 109º17’16” kinh độ Đông

- Vị trí khu hưởng lợi vùng dự án:

Khu hưởng lợi vùng dự án bao gồm:

- Toàn bộ diện tích đất canh tác của xã Hòa Thịnh

- Một phần diện tích đất canh tác nằm bên bờ hữu sông Bánh Lái của 4xã: Hòa Mỹ, Hòa Mỹ Đông, Hòa Tân Đông và Hòa Tân Tây

Khu hưởng lợi vùng dự án có vị trí địa lý vào khoảng:

12º 53’15” ÷ 12º53’44” vĩ độ Bắc

109º12’02” ÷ 109º17’16” kinh độ Đông

Ranh giới khu tưới được xác định như sau:

- Phía bắc giáp: bờ hữu sông Bánh Lái

- Phía nam giáp: dãy núi thuộc các xã Hoà Thịnh, Hoà Mỹ Đông, Hoà TânTây

- Phía đông giáp: Đồng cỏ ống

- Phía tây giáp: Bờ hữu suối Phướn

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH 1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo:

Xung quanh lòng hồ Ninh Sơn được bao bọc bởi các dãy núi cao nối liền nhau đượccấu tạo bởi các loại đá có cấu tạo khối đặc 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, bề mặt địa hình khá dốc, bị phân cách bởi nhiều khe, rãnh suối nhỏ

Địa mạo trong khu vực này có dạng xâm thực,bào trụi.Nham thạch chủ yếu là các dạnghỗn hợp sạn dăm( thành phần là thạch anh, granit cứng chắc, kích thước tư 1:2cm đến vàimét, bề dày lớp từ 1:5m) Trên mặt được phủ lớp thảm thực vật dày

Khu vực lòng hồ có bề mặt địa hình khá thoải, cao độ bề mặt địa hình dao đông từ +7mđến +13m, bề mặt địa hình bị phân cách bởi hệ thống song suối nhỏ Hiện nay là khu vực bỏhoang, một phần nhỏ là trồng mía và cây công nghiệp ngắn ngày của nhân dân.Địa mạo códạng bồi tích.Nham thạch là các lớp á sét, á cát, hỗn hợp cát cuội sỏi màu xám nâu, xámxanh, xám đen nhạt.Bề dày chung khoảng 20m

Khu tưới hồ chứa nước Ninh Sơn là vùng rộng lớn tương đối bằng phẳng phân bố theo

hồ không ảnh hưởng nhiều đến việc thi công công trình

Đường giao thông đi lại thuận tiện, tại công trình hiện nay đã có tuyến đường nhựa từquốc lộ 1A đến tận công trình thuận lợi cho việc thi công sau này

1.2 Điều kiện địa chất

1.2.1Khối lượng khảo sát

Tài liệu địa chất vùng xây dựng công trình được công ty tư vấn và chuyển giao côngnghệ trường Đại học Thủy Lợi khảo sát và lập các tuyến đập, vùng lòng hồ, bãi vật liệu,tuyến kênh, khối lượng công việc như sau:

- Đo vẽ bản đồ địa chất công trình vùng tuyến và lòng hồ tỷ lệ 1/5000

- Bình đồ vị trí các hố khảo sát vùng tuyến đập tỷ lệ 1/500

- Bình đồ vị trí các hố khảo sát vùng tuyến kênh tỷ lệ 1/500

- Các mặt cắt địa chất công trình vùng tuyến đập

- Các mặt cắt địa chất công trình vùng tuyến kênh

- Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý các lớp đất nền vùng tuyến đập

- Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý các lớp đất nền vùng tuyến kênh

- Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý các lớp đất vật liệu xây dựng

1.2.2 Đặc điểm địa chất khu vực

-Phần trầm tích (d-cQ1): Bao gồm các lớp á sét lẫn sạn dăm, hỗn hợp đất á sét và dămtảng lăn kích thước lớp màu xám nâu vàng nhạt, loang lổ xám trắng, các lớp này phân bố tạicác sườn đỉnh đồi núi bề dày từ 1m đến 5m

-Trầm tích sông biển: Các trầm tích sông biển pleistocen muộn phân bố ở vùng ven rìađồng bằng Tuy Hòa Nham thạch chủ yếu là các dạng hỗn hợp cát cuội sỏi xen kẹp các thấukính á sét chứa mùn thực vật phân hủy kém màu xám nhạt, xám trắng đục, xám xanh đen.Bềdày chung khoảng 20m

-Trầm tích ven biển: Các trầm tích ven biển Holecen tuy phân bố dọc theo các thềm,sông bậc 1 bao gồm các lớp á sét, á sét màu xám xanh phớt xám vàng, chiều dài chungkhoảng 5m

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

và cách khu vực này 2km về phái nam Nhìn chung các hoạt động tân kiến tạo không xảy ra

ở cụm công trình đầu mối hồ chứa Ninh Sơn

1.2.2.3 Địa chất khoáng sản

Theo tập thuyết trình địa chất và khoáng sản Việt Nam sản xuất năm 1977 cho thấyvùng lòng hồ và khu vực đầu mối chứa hồ Ninh Sơn hoàn toàn không có các mỏ quặngkhoáng sản

1.2.3 Đặc điểm địa chất công trình

1.2.3.1 Địa chất công trình khu vực lòng hồ:

có bề dày đến 20m nguồn gốc bồi tích

b Địa chất thủy văn:

- Nước mặt: Nguồn cung cấp chủ yếu cho lòng hồ Ninh Sơn là nước mặt gồmnước 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 sôngsuối như: Suối đá Bàn Thượng, sông Trong, suối Đổ, suối Chanh

- Nước ngầm: 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

1.2.3.2 Đánh giá điều kiện xây dựng hồ chứa:

- Khả năng giữ nước:

Hồ chứa nước Ninh Sơn có khả năng giữ nước đến cao trình thiết kế do lòng hồđược bao bọc xung quanh bởi các dãy núi cao nối liền nhau được cấu tạo bới các loại đá cócấu tạo khối đặc sít, thấm nước yếu Vì vậy vấn đề thấm mất nước tại khu vực lòng hồ là rấtít

- Vấn đề ngập và bán ngập:

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

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

Lòng hồ chứa nước Ninh Sơn được bao quanh bởi các dãy núi cao, nham thạch ở cácsườn, đỉnh đồi núi là cấc lớp á sét, hỗn hợp dăm tảng và lớp á sét, bề mặt được phủ bởi thảmthực vật dày, đá gốc có cấu tạo dạng khối vững chắc Khi lòng hồ tích nước có thể xảy rahiện tượng tái tạo bờ hồ ở một số vị trí có độ dốc lớn Tuy nhiên do bề dày của tầng phủkhông lớn, đá gốc có cường độ chịu lực cao, nằm nông lên vấn đề tái tạo và bồi lắng lòng hồkhông ảnh hưởng đến khả năng giữ nước

1.2.4 Đ a ch t công trình khu đ u m i: ịa chất công trình khu đầu mối: ất công trình khu đầu mối: ầu mối: ối:

1.2.2.1 Tuyến đập:

a Đặc điểm địa hình:

Tuyến đập được thiết kế qua một thung lũng không đối xứng, phần bên trái đập đi quamột quả đồi thấp Tại khu vực lòng sông và thềm sông, cao độ địa hình dao động từ +6,9mđến 12m Phần các sườn đồi núi có cao độ từ + 12.0 ÷ 44 m Các sườn đỉnh đồi được phủthảm 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 tuyếnđập, 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 bềdày 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 dày3÷4,5m, lớp này có hệ số thấm nhỏ, khả năng chịu lực thấp, có tính lún theo thời gian khichịu tải trọng công trình

- Lớp (3): Đất sét nhẹ, kết cấu kém chặt Lớp này có hệ số thấm nhỏ, có tính nén lúncao 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 rờirạc, trong tầng xen kẹp các thấu kính á sét Chiều dày lớp đến 18,4m, lớp này có tính thấmlớn, cần xử lý thấm để tránh mất nước từ thượng lưu về hạ lưu khi thi công đập

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

- 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 lẫnsạn thạch anh màu xám nâu, xám vàng đốm trắng Lớp này có khả năng chịu lực và tínhthấm 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 đến11,2m

- Lớp (8): Đá granit phong hóa nhẹ, tươi màu xám xanh, xám trắng đốm đen Đá có cấutạo khối kiến trúc hạt thô, thành phần chủ yếu là Thạch anh, Fenspat, Biotit, đá rất cứngchắc, ít nứt nẻ, khe nứt kín, phạm vi phân bố sâu

Các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất thu được từ kết quả thí nghiệm như sau:

Bảng 1.1: Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất nền trên vùng tuyến đập

c Địa chất thủy văn:

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

1.2.4.2 Tuyến tràn xả lũ:

Tuyến tràn được bố trí tại vai phải tuyến đập Theo mặt cắt địa chất đã lập tại tuyếntràn, địa tầng từ trên xuống gồm các lớp như sau:

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

ẩm, kém chặt, bề dày từ 2,5 ÷ 3,5 m

- Lớp (6): Đá granit phong hóa mãnh liệt hầu hết đã biến thành đất á sét trung nặng lẫnsạn thạch anh màu xám nâu, xám vàng đốm trắng Đá mềm bở, dễ bóp vụn nát bằng tay Bề

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

- Lớp (8): Đá granit thô phong hóa nhẹ, tươi màu hồng xám, xám xanh đốm đen Đá cócấu 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

1.2.4.3 Tuyến cống

Tuyến cống được bố trí tại vai trái tuyến đập chính Theo mặt cắt địa chất công trình đãlập, 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 kếtcấu 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, trạngthái 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, kémchặt, dẻo cứng, chiều dày khoảng 3,0m

- Lớp (7): Đá granit phong hóa mạnh màu xám nâu, xám vàng nhạt, đá kém cứng cóthể 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

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

1.3 Đặc điểm khí hậu thủy văn

1.3.1 Các đặc trưng lưu vực

Sông Trong là nhánh cấp 1 của sông Bàn Thạch, bắt nguồn từ đỉnh Hòn Ngang cao+1131.1m có hướng chảy từ Nam về Bắc Lưu vực từ đỉnh cao +1000m có xu thế giảm dần

về phái Bắc, các dãy núi phía Tây có đồ cao từ +1000m đến +1100m, các dãy núi phía Đôngthấp hơn, có độ cao khoảng +500m tạo điều kiện thuận lợi cho việc hứng gió biển Các đặctrưng hình thái của lưu vực (tính tới tuyến công trình) như sau:

- Tổng diện tích lưu vực: Flv = 66,2 km2

- Chiều dài sông : Ls = 10,2 km

- Độ dốc lòng sông : J = 29,7 %

- Chiều dài sườn dốc : Bd = 3,2 km.

1.3.2 Mạng lưới quan trắc khí tượng thủy văn

Trên lưu vực sông có trạm khí tượng, gần khu vực nghiên cứu có một trạm khí tượng,cách lưu vực không xa về phía Đông Bắc 22km có trạm khí tượng Tuy Hòa, phía Tây 40km

có trạm khí tượng sông Hinh Thời gian đo đạc và quan trắc có các yếu tố sau:

Bảng 1.2: Mạng lưới trạm khí tượng

Tên trạm

Vĩ độ

Cao độ Thời gian quan trắc các yếu tố

Bảng 1.3: Các trạm khí tượng thủy văn

(km2)

Thời gian

đo Các yếu tốđo

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

Các trạm quan trắc đều có chất lượng đo đặc tốt

1.3.3 Các đặc trưng khí tượng thủy văn trung bình

1.3.3.1 Chọn trạm tính toán

Các trạm khí tượng gần lưu vực đã đề cập có các trạm khí tượng Tuy Hòa, Sơn Hòa vàSông Hinh Lượng mưa có xu hướng tăng theo địa hình từ Đông sang Tây Lượng mưa nămtrung bình nhiều năm trạm Tuy Hòa và Sông Hinh khá chặt chẽ Để đảm bảo an toàn trongtính toán khi tính dòng chảy năm, mưa tưới dùng tài liệu mưa Tuy Hòa, khi tính lũ dùnglượng mưa ngày lớn nhất trạm Sông Hinh

1.3.3.2 Đặc điểm khí tượng

Lượng mưa trung bình nhiều năm là 2007mm Lượng mưa tập trung vào mùa mưa từtháng 9 đến tháng 12, chiếm 83% lượng mưa cả năm, tháng 10 và tháng 11 là hai tháng mưalớn nhất Độ ẩm trung bình nhiều năm là 82%, độ ẩm lớn nhất là từ tháng 9  12 và tháng 1

Bảng 1-4: Độ ẩm tương đối (%) trung bình tháng và năm trạm Tuy Hoà

Bảng 1-5: Lượng mưa trung bình tháng và năm

Nă

m 1999 1933 1982 1935 1982 1986 1997 1980 1977 1993 1988 1986 1993

Lượng bốc hơi khá lớn, lượng bốc hơi trung bình nhiều năm là 1358,7mm (đo bằngống Piche) Lượng bốc hơi lớn nhất là từ tháng 5 đến tháng 8, khi có độ ẩm thấp, nhiệt độcao

Bảng 1-6: Lượng bốc hơi trung bình tháng và năm

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

1980

1959

1977

198

1985

1985

1972

1974

1974

1977

Bảng 1-9: Tốc độ gió trung bình và lớn nhất tháng và năm

Thán

1980

1977

1978

196

1979

1964

1991

1964

Bảng 1-10: Vận tốc gió tính toán ứng với tần suất thiết kê

Tần suất P

50

111Equation Chapter 1 Section 11.3.4 Thủy văn công trình

1.3.4.1 Tính toán dòng chảy năm thiết kế cho tuyến công trình

Trên lưu vực không có tài liệu thực đo dòng chảy các lưu vực phụ cận có tài liệu đo dòngchảy đều có diện tích khá lớn và điều kiện hình thành dòng chảy không phù hợp do đó đã sửdụng các công thức kinh nghiệm được xác định từ tài liệu mưa

a, Dòng chảy trung bình nhiều năm

Theo công thức 2-32b của quy phạm C6-77:

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

-X : Lượng mưa trung bình nhiều năm theo bình quân gia quyền giữa lượng mưa

trung bình nhiều năm của Tuy Hòa và sông Hinh

-Y0:Độ sâu dòng chảy trung bình nhiều năm

-Z0:Khả năng bốc hơi lớn nhất lấy theo kết quả đo bốc hơi bằng ống piche có hiệu

chỉnh thành bốc hơi mặt nước

-n: Thông số biến đổi lưu vực (khu vực miền trung n=0,8:0,9 theo kinh nghiệm lấy

n=0,9)

b, Dòng chảy năm thiết kế.

Kết quả tính toán dòng chảy năm thiết kế như bảng sau

Bảng 1.11: Các đặc trưng dòng chảy năm thiết kế của công trình

3

( / )

1.3.4.2 Tính toán phân phối dòng chảy năm thiết kế

Phân phối dòng chảy thiết kế 75% được xác định theo dạng phân phối điển hình lưu vực

n 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 365

1.3.4.3 Dòng chảy lũ

Để tính lưu lượng mưa ngày lớn nhất,sử dụng tài liệu mưa ngày trạm sông Hinh tính toán tần

suất lượng mưa ngày lớn nhất,kết quả ghi ở bảng sau

a, Tính toán lưu lượng đỉnh lũ

Lưu lượng đỉnh lũ được tính toán theo công thức cường độ giới hạn của cục Khí Tượng

Thủy Văn

3 maxp 16,67 ( / )

Q    H F qF m s 

Trong đó:

ax 16,67 .

m p

- : Tỷ số giữa cường độ mưa  a thời đoạn τ tần suất p với lượng mưa ngày Hp

Tính toán dùng dạng biến đổi sau:

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

H

là diện tích lưu vực phụ

Thay vào 4-3 suy ra Q max p SF p

Để tính S ta thực hiện 1 số biến đổi sau:

-Gọi V s m J s. s1/3.F p1/4 là tốc độ tập trung nước vụ trong đó thông số tập trung nước0,1 0, 2

s

m   lấy m s=0,1 J slà độ dốc lòng sông(000)

Thời gian cấp nước phụ E=16,67.K.L/Vs

Với K:Hệ số thường lấy K=2.0

L:chiều dài lòng sông (km)

Dựa vào biến đổi ta có quan hệ E 4 S

Trong đó τ là thời đoạn mưa thiết kế (lấy bằng thời gian tập trung dòng chảy ττ ).Với một tầnsuất P(%) giả thiết nhiều trị số khác nhau cho ta các giá trị ( )r tương ứng.từ đó tính được S

và E,xây dựng được quan hệ S=f(F) (quan hệ này được viện khí tượng thủy văn xây dựngcho qui phạm toàn quốc tùy thuộc phân khu cường độ mưa)

b, Đường quá trình lũ.

Theo công thức 4-10 quy phạm C6-77 tính quá trình

2

(1 ) 10

-Thời gian duy trì lũ: max

W1800

p p

T T

Wp

3 3(10 m )

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

Độ đục bình quân đo được ở sông Ba trung bình năm là ll 227( /g m3) do vậylượng ngậm bùn cát của công trình được tính như sau:

Thể tích bùn cát lắng đọng hàng năm là:

W

bc c

V





- là dung trọng bùn cát lấy bằng 0,9 (T/m3)c

Kết quả tính toán như bảng sau:

Bảng 1.15:Lượng bùn cát và dung tích bùn cát

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

7.5 10 11 11.5 12 12.5 13 13.5 15 20 25 30 0

20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 160000 180000

Hình 1.5: Biểu đồ quan hệ Q Zhl ở tuyến đập

1.4 Điều kiện vật liệu xây dựng

Qua điều tra và khảo sát thăm dò gần cụm công trình đầu mối trong phạm vi bán kính3km có 4 mỏ vật liệu ta có thể sử dụng được các mỏ này đều có trữ lượng khai tháclớn,các lớp đất đều đạt yêu cầu làm vật liệu chống thấm

Nằm về phía hạ lưu tuyến đập,dọc hai bên tuyến đường từ cuối xã Hòa Thịnh đi lêncụm công trình đầu mối,đây là khu vực có địa hình khá bằng phẳng.Diện tích mỏ581.900 m2,trữ lượng khai thác:

1.4.5 Chỉ tiêu cơ lý vật liệu xây dựng

Các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu đất xây dựng được kết quả thí nghiệm như bảng 1.18

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

Bảng 1.18: Bảng chỉ tiêu cơ lý các lớp đất vật liệu đắp đập

TT Chỉ tiêu cơ

2a

Lớp3a

Lớp4a

Lớp5a

Lớp6a

Lớp7a

Lớp8a

Lớp9a

CHƯƠNG II: ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ

VÀ HIỆN TRẠNG THỦY LỢI

2.1 Tình hình dân sinh kinh tế

Tuy Hòa là một huyện của tỉnh Phú Yên, nằm trên quốc lộ 1A, phía nam giáp với tỉnhKhánh Hòa, phía bắc giáp với thị xã Tuy Hòa, phía đông giáp với biển Đông và phía tâygiáp với 2 huyện miền núi Sơn Hòa và Sông Hinh

Huyện Tuy Hòa có 1 thị trấn Phú Lâm, 20 xã, 104 thôn, tổng diện tích là 90.400ha.Trong đó có đất nông nghiệp 24.124ha, còn lại là đồi núi có độ dốc lớn và nhiều khe rạch.Trong huyện có nhiều sông suối, các sông chính trong huyeenh như: sông Đà Rằng, sôngBàn Thạch, sông Mới, sông Trong

Huyện Tuy Hòa có mật độ dân số là 274 người/km2 có tổng dân số là 248.004 người.Phân bố ở thành thị 27.528 người, nông thôn là 220.476 người chiếm 89% Xã xa nhất làSơn Thành 35km và gần nhất là thị trấn Phú Lâm 6km

Nông nghiệp là nghành sản xuất chính của huyện Tuy Hòa chiếm tới 90% dân số củahuyện Diện tích có khả năng canh tác nông nghiệp là 24.124ha, ngoài ra một phần diện tíchcanh tác lúa ở hạ lưu sông Bàn Thạch đã phát triển nuôi tôm sú theo dạng quản canh, mỗinăm 2 vụ bước đầu đưa lại kết quả khả quan Hệ thông tưới Đồng Khôn và Tân GiangThượng đã được hoàn thiện nâng cấp đảm bảo nguồn tưới cho khu vực tưới Đồng Khôn vàTân Giang Thượng khắc phục việc không tưới được của hệ thống thủy nông Đồng Cam

Phú Yên là tỉnh nghèo nhất cả nước, thu nhập bình quân đầu người của tỉnh khoảng250ÚSD/năm Do đó mức thu nhập bình quân đầu người trên năm của huyện Tuy Hòa cònthấp Phần lớn các gia đình ở nông thôn còn thiếu ăn từ 1 đến 2 tháng Mặc dù đã có khutưới Đông Cam nhưng do đất chật, người đông nên lượng lương thực bình quan đầu ngườicòn thấp

2.2 Hiện trạng thủy lợi

2.2.1 Hiện trạng thủy lợi của toàn tỉnh

2.2.1.1 Hiện trạng thủy lợi của toàn tỉnh trước năm 1975

Trước giải phóng Phú Yên là một trong những tỉnh có nhiều công trình thủy lợi, đángkể nhất là hệ thống sông Đồng Cam và hệ thống sông Tân Giang

- Hệ thống thủy lợi Đồng Cam: được xây dựng từ năm 1923 đến năm 1932 theo thiếtkế tưới 19.800ha lúa Qua gần 70 năm sử dụng công trình đầu mối còn tốt nhưng hệthống kênh mương và các công trình trên kênh bị hư hỏng nhiều, mặt khác hệ thốngkênh nội chưa hoàn chỉnh nên sau ngày giải phóng hệ thống chỉ tưới được 8000hacho vụ đông xuân năm 1975

- Hệ thống Tân Giang: được xây dựng năm 1961 gồm 3 đập dâng bằng bê tông: ĐồngKhô, Hà Yến, Tân Giang tưới cho 2.200ha vùng lạ lưu sông Kỳ Lộ Do thiết kế vàthi công không được tốt nên công trình đập Tân Giang bị hư hỏng nặng, việc sửa đổi

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

Ngoài 2 hệ thống thủy điện trên, toàn tỉnh còn có một số đập dâng bằng bê tông khác

và một số đập dâng do nhân dân đắp tạm và một số trạm bơm đầu tưới được khoảng 2000ha

2.2.1.2Hiện trạng thủy lợi tính đến năm 1996

Công trình cấp nước tưới:

- Đập dâng có 40 đập

- Trạm bơm có 49 trạm

có đê ngăn mặn, cống ngăn mặn giữ ngọt tháo lũ, kè lái dòng, kè hộ bờ sông để ngăn lũ

2.2.1.3 Tình hình úng lụt, hạn hán và bồi lấp xói lở

- Vùng chưa có công trình diện tích bị hạn 113.200ha trong đó 2500ha lúa hè thucòn lại là màu và cây công nghiệp ngắn ngày

- Huyện Sơn Hòa có 3 xã: Sơn Dương, Sơn Long, Sơn Định, hằng năm thiếu nước

ăn uống và sinh hoạt

B, Tình hình ngập lụt

-Hằng năm úng từ 3000 đến 3500ha, phần lớn là huyện Tuy Hòa, Sông Hinh, Tuy An

-Thĩ xã Tuy Hòa tuy đã được tôn cao mặt đường, nền nhà nhưng hằng năm đều bịngập do mưa nội thị và lũ sông Đà Rằng tràn vào

C,Tình hình xói lở bồi đắp

-Trên sông Đà Nông: cửa sông Đà Nông thường xuyên bị dịch chuyển lên phía Bắckhoảng 70-80m/năm Từ năm 1955 đến năm 1988 đã có hơn 30 lần cửa sông bị lấp,

thường vào khoảng tháng 12, tháng 1, tháng 2 Những trận lũ tương đối lớn gây rangập úng trầm trọng hàng ngàn hecta Đặc biệt thuyền bè không ra khơi đánh cá được

-Trên sông Đà Rằng: những năm gần đây sông có diễn biến phức tạp Từ hạ lưu đậpĐồng Cam đến thôn Phú Lộc bị lở trầm trọng đo được là:

+ Từ km 5+500 đến km6 bờ bắc, kênh bị lở mạnh

+ Tại km6 bờ nam nước chảy sát vào kênh nam

+ Tại Lương Phước bờ nam bị lở mạnh ngay sát lòng sông cũ Nếu không có biệnpháp chỉnh trị kịp thời thì có khả năng cắt dòng tại 3 ấp: Tân Mỹ, Mỹ Thạch Tây

I và Mỹ Thạch Tây II

+ Tại Hòa Định bị lở mạnh, có kè, có lũy tre nên giảm bớt xói lở

+ Tại Phú Lộc bị lở mạnh, có kè, có lũy tre nên giảm bớt xói lở

Gần sát cửa sông, tại phường 6 của thị xã Tuy Hòa bị xói lở mạnh trước đây đã xâydựng 6 kè phát huy tác dụng tốt Tuy vậy cửa biển Đà Rằng đang bị dich chuyển mạnh

D, Tình hình xâm nhập mặn

Tại cửa biển Đà Rằng và Đà Nông độ mặn khoảng 27,2‰ độ mặn 1‰ có thể vào sâutrong nội địa từ 10÷16km Độ mặn lớn nhất vùng cửa sông thường xuất hiện vào những đợttriều cường hoặc thời kỳ kiệt trong năm và biến đổi theo quá trình thủy triều Nguyên nhân

là do sự tồn ứa của nước ngọt lúc triều lên và sự chậm của dòng triều Cùng một lúc nướctriều lên, độ mặn sườn triều xuống lớn hơn sườn triều lên

2.2.2 Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp

Nguồn nước chủ yếu trong vùng được lấy từ các sông: Sông Ba, sông Hàn Thạch vàlấy nước sau thủy điện sông Hinh Ngoài ra trong vùng còn có sông Trong, sông Mới

- Vùng lấy nước sông Ba: bao gồm các xã: Hòa Phong, Hòa Phú, Hòa Bình I, HòaBình II, Hòa Thành, Hòa Hiệp Bắc, Hòa Hiệp Trung(1 phần), Hòa Vinh, Hòa TânĐông Tổng diện tích đất nông nghiệp là 15.941ha

- Vùng lấy nước sông Bàn Thạch: tổng diện tích canh tác mà nước sông Bàn Thạchtưới là 9.971ha gồm:

+ Lúa một vụ: 1327ha

+ Lúa hai vụ : 6583ha

+ Màu: 730ha

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

+ Đồng cỏ: 650ha

Chia thành 2 vùng: Nam sông Bàn Thạch và Bắc sông Bàn Thạch Tuy nhiên chủ yếucần quan tâm là vùng nam sông Bàn Thạch diện tích đất cần tưới là:

+ Lúa một vụ: 1327ha

+ Lúa hai vụ : 2760ha

+ Màu: 700ha

+Cây công nghiệp ngắn ngày: 500ha

+Cây công nghiệp dài ngày: 410ha

+ Ao hồ: 140ha

Diện tích đã được tưới là 2630ha vụ đông xuân, 1767 ha vụ hè thu Như vậy cònkhoảng 3000÷3800ha chưa được tưới

- Vùng lấy nước sông Hinh: chủ yếu là xã Sơn Thành với tổng diện tích đất canh tác

là 3850ha, trong đó lúa 2 vụ là 850ha, cà phê 1150ha, hoa màu và cây công nghiệpngắn ngày là 1850ha Các công trình đã tưới là hồ Trường Lạc tưới 200ha, hồ SơnTây tưới cho 300ha, hồ Suối Hiền tưới cho 150ha Tổng cộng 650ha chủ yếu là cây

cà phê Khu Bình Sơn tưới cho 500ha 2 vụ lúa, còn khoảng 2700ha chưa được tướisẽ lấy nước sau thủy điện Sông Hinh

- Tính đến năm 1996 huyện Tuy Hòa có:

+ Hồ chứa: có 4 hồ: Đông Tuôn, Hóc Răm, Hòn Dinh, Đồng Khôn

+ Đập dâng: có 5 đập : Suối Lạch, An San- Phú Hữu, Bầu Đá, Tân GiangThượng, Đồng Lau

+ Trạm bơm: có 6 trạm bơm: Ngọc Tâm, Lạc Chí, Đồng Quán, Phú Hữu, ĐồngNgãi, Nam Bình

Tổng năng lực tưới thiết kê 4396ha, thực tế tưới 2355ha, hiệu quả 53,6% Trạm bơmtiêu hiệu quả thấp: thiết kế 2288ha, thực tế tiêu 840ha đạt 36.7%

- Hàng năm hạn hán thường xảy ra trong vùng Với vùng chưa có công trình thủy lợinhững năm hạn vừa khoảng 700÷800ha, mất trắng khoảng 100÷200ha, thời kỳ hạn

60 ngày Với vùng có công trình thủy lợi những năm hạn hán nặng khoảng600÷1000ha, mất trắng khoảng 200÷300ha, hạn vừa khoảng 400÷500ha, mất trắngkhoảng 100÷200ha

- Úng: Vùng chưa có công trình thủy lợi hàng năm đều bị úng Số diện tích bị úng chủyếu là ở hạ lưu sông Bàn Thạch do cửa sông Đà Rằng bị lấp, nước sông dâng caolàm ngập diện tích sản xuất lúa vụ đông xuân ở các xã Hòa Hiệp Nam, Hòa HiệpTrung, Hòa Vinh, thị trấn Phú Lâm Diện tích vụ úng những năm lớn nhất vàokhoảng 800÷1500ha, mất trắng khoảng 100÷300ha.

Theo điều tra đối với các xã ta có bảng thống kê sau”

Bảng 2.1: Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp

tựnhiên(ha)

Đấtnôngnghiệp(ha)

Lúa(ha) Mùa (ha) Cây CN dài

ngày(ha)

Cây CN ngắnngày(ha)

1 vụ 2 vụ rau Cây

khác phêCà dừa mía T/lá Sắn

1 Hòa Tân Đông 5793 1536.2

(KW)

QTK Số tổ

máy Thiết kế Thực tế

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

Theo định hướng phát triển kinh tế xã hội thì lượng nước cần là rất lớn, mà nguồn nướcchủ yếu trong vùng là lấy nước từ 3 sông: sông Ba, sông Bàn Thạch và lấy nước sau thủy

điện sông Hinh; ngoài ra còn có sông Trong và sông Mới Tuy nguồn nước ở các sông rất

phong phú, nhưng phân bố không đều trong năm Về mùa lũ, nước nhiều gây úng lụt, về

mùa kiệt gây tình trạng hạn hán thường xuyên và ô nhiễm Ngoài ra đây là khu vực giàu

tiềm năng nhưng chưa được khai thác nên tốc độ phát triển của nền kinh tế còn chậm, đời

sống nhân dân còn nhiều khó khăn

Vì vậy, cần thiết phải xây dựng một công trình thủy lợi điều tiết lại nguồn nước nhằmđáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế của các huyện tỉnh Phú Yên nói chung và huyện Tuy Hòa

nói riêng Đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho việc giao thông thủy trong và ngoài tỉnh

Hồ chứa Ninh Sơn là 1 trong kế hoạch xây dựng 3 hồ chứa điều tiết nước cho nhữngtháng thiếu nước ( hồ Đòng Ké, hồ Đồng Khôn lớn) Khu hưởng lợi trực tiếp gồm 4 xã: Hòa

Đồng, Hòa Thịnh, Hòa Tân Đông, Hòa Tân Tây Theo thống kê thì diện tích cần tưới từ hồ

Ninh Sơn là:

-Lúa : 2000ha

-Mía: 500ha

-Nuôi trồng hải sản: 300ha

-Nước sinh hoạt cho 3000 hộ dânNhu cầu dùng nước được thống kê theo từng tháng ở bảng 2.3

Bảng 2.3: Tổng hợp nhu cầu dùng nước

Wd

(106m3) 3.972 8.755 6.678 7.273 5.561 4.572 1.228 1.735 0.082 0.396 0.802 2.796 43.849

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

Hình 2.1: Biểu đồ nhu cầu dùng nước

Qua biểu đồ thể hiện rõ nhu cầu dùng nước của người dân có sự thay đổi theo từngtháng trong 1 năm, nhu cầu nước nhiều nhất vào tháng 2 là Wd =8.755.106m3, nhu cầu dùngnước ít nhất vào tháng 9 là Wd =0.082.106m3

CHƯƠNG III:PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC

VÀ NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH 3.1 Phương án sử dụng nguồn nước

Có rất nhiều phương án sử dụng, ở đây ta nêu và phân tích một số phương án từ đó cógiải pháp tốt nhất áp dụng cho vùng

Diện tích bị chiếm nhỏ, ảnh hưởng đến môi trường không lớn

-Nhược điểm: Do mực nước dao động giữa các mùa, ngày lớn nên khó bố trí, thiết kế

Nguồn nhiên liệu (điện, xăng, dầu) cung cấp cho trạm bơm khó khăn,chi phí vận hành cao

Không lợi dụng tổng hợp nguồn nước

B,Đập dâng

-Xây dựng các đập dâng giúp nâng các mực nước giúp nước tự chảy vào kênh

-Ưu điểm: Có thể tưới tự chảy cho 1 diện tích nhất định

Diện tích bị chiếm nhỏ, ảnh hưởng đến môi trường không lớnChi phí xây dựng và chi phí vận hành không quá cao

- Nhược điểm: Vì là đập dâng nên không có khả năng giữ nước trong

mùa lũ cung cấp cho mùa kiêt

Vào mùa lũ đập dâng là nguyên nhân làm giảm tiêu thoát nước gây únglụt phía thượng lưu

Lợi dụng tổng hợp nguồn nước là rất ít

C, Hồ-Đập ngăn sông

-Xây dựng đập ngăn sông đến 1 cao trình nhất định tạo thành hồ chứa nước phía thượng lưu, hồ sẽ tích nước vào mùa lũ cung cấp nước vào mùa kiệt cho vùng hưởng lợi

-Ưu điểm: Cung cấp nước tự chảy cho vùng hưởng lợi

Điều tiết được nguồn nước tích vào hồ trong mùa lũ, cung cấp nước cho hộdùng vào mùa kiệt

Điều tiết dòng lũ tránh, giảm tác hại của lũ đặc biệt là lũ quét cho vùng hạlưu công trình

Tính lợi dụng tổng hợp nguồn nước cao như kết hợp du lịch, nuôi trồngthủy sản, giao thông…

Có tác dụng cải tạo vi khí hậu, ảnh hưởng tốt đến môi trường sinh thái

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

-Nhược điểm: Vốn đầu tư xây dựng công trình tương đối lớn

Quản lý vận hành khai thác phức tạpDiện tích bị chiếm dụng phục vụ công trình lớn so với 2 phương án trênNguy cơ hiểm họa do vỡ đập cao

*Nhận xét và lựa chọn phương án

Như trên ta đã phân tích đặc điểm, ưu nhược điểm của từng giải pháp thủy lợi Trong 2giải pháp đầu là trạm bơm và đập dâng tuy có những ưu điểm nhất định xong không đáp ứngđược nhu cầu dùng nước của khu vực, mặt khác các giải pháp này không có khả năng điểutiết dòng lũ bảo vệ tính mạng, tài sản của nhân dân vùng hạ lưa Đối với giải pháp thứ 3 là

hồ chứa-đập ngăn sông trong điều kiện kinh tế, trình độ kỹ thuật của nước ta hiện nay làhoàn toàn có thể thực hiên được

Như vậy, ta chọn giải pháp thứ 3: hồ chứa- đập ngăn sông

3.2 Mục tiêu và nhiệm vụ của dự án

-Mục tiêu: Dự án hồ chứa Ninh Sơn nhằm mục tiêu:

+ Khai thác nguồn tài nguyên nước sẵn có của tỉnh cung cấp điện bổ sung nguồnđiện cho hệ thống điện khu vực và hệ thống điện Quốc gia để góp phần giải quyếtkhó khăn về năng lượng của các ngành kinh tế quốc dân

+ Tạo điều kiện phát triển du lịch sinh thái trong khu vực

+ Tưới cho 3500ha ruộng đất canh tác và cấp nước sinh hoạt cho nhân dân trongvùng

-Nhiệm vụ của dự án:

+ Tạo cơ sở khai thác tiềm năng du lịch sinh thái trong khu vực công trình

+ Tưới cho 2800ha ruộng đất canh tác

+ Nước sinh hoạt cho 3000 hộ dân

Tuy nhiên trong dự án này không thiết kế nhà máy thủy điện, các hạng mục phục vụ dulịch và cũng không đưa ra hiệu ích thu được từ du lịch vào tính toán phân tích kinh tế dự án,

mà chỉ lưu ý khi thiết kế các hạng mục công trình sao cho có thể kết hợp được với mục đíchkhai thác du lịch sau này

PHẦN II: THIẾT KẾ CƠ SỞCHƯƠNG IV: GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI

Đầu mối hồ chứa nước có thể có nhiều hạng mục nhưng gồm 3 hạng mục chính:

1 Công trình dâng nước: Có thể chọn hình thức đập là đập đất, đập bê tông, đập bảnchống…ở đây chọn công trình dâng nước là đập đất

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

2 Công trình tháo lũ: Có thể chọn công trình xả đáy hoặc công trình xả mặt như: xiphông tháo lũ, đập tràn trọng lực, đường tràn dọc, đường tràn ngang…ở đây chọnđường tràn dọc

3 Công trình lấy nước: cống ngầm, cống lộ thiên…chọn cống ngầm

4.1 Vị trí tuyến công trình đầu mối.

4.1.1 Vị trí tuyến đập.

Tuyến đập được thiết kế qua một thung lũng không đối xứng, phần bên trái đập đi quamột quả đồi thấp Tại khu vực lòng sông và thềm sông, cao độ địa hình dao động từ +6,9mđến 12m Phần các sườn đồi núi có cao độ từ + 12.0 ÷ 44 m Các sườn đỉnh đồi được phủthảm thực vật khá dày

4.1.2 Vị trí tuyến tràn.

Phía bờ phải đập có một eo yên ngựa rất thích hợp cho việc bố trí tràn xả lũ Quađánh giá về khả năng ổn định trên nền tràn xả lũ thì tại vị trí này địa chất tương đối tốt,nguyên thổ lớp 5 là lớp đá đã bị phong hóa hoàn toàn thành đất nhưng vẫn giữ được cấu trúccủa đá, cá biệt còn lại các lõi đá kích thước từ 1- 3 cm, cứng chắc chưa phong hóa hết Mặtkhác tại vị trí này tràn sẽ xả xuống đoạn suối cong ở ngay hạ lưu nên giảm được chiều dàituyến

4.1.3 Vị trí tuyến cống.

Dựa vào bình đồ bố trí tổng thể ta thấy, do khu tưới của dự án chủ yếu đặt tại vai tráicủa đập nên ta bố trí tuyến cống ở vai trái của đập chính Tuyến cống được bố trí hoàn toàntrên nền đá Tại vị trí này cống khống chế tưới tự chảy cho khu tưới tốt Nước sau khi lấyqua cống được đưa vào kênh chính để cấp cho khu tưới Đáy cống ở thượng lưu chọn caohơn mực nước bùn cát lắng đọng và thấp hơn mực nước chết trong hồ

4.2 Hình thức và quy mô công trình.

4.2.1 Đập dâng nước.

Căn cứ vào điều kiện địa hình địa chất tại vùng nghiên cứu thấy rằng vùng tuyến đập

hồ Bà Râu đảm bảo khả năng chịu tải, khả năng chống thấm tốt Trữ lượng đất tại các bãi vậtliệu trong khu vực hồ tương đối lớn đủ để xây dựng một đập đất Các chỉ tiêu cơ lý của đấtđắp đập đảm bảo cho đập sau khi xây dựng xong sẽ không có hiện tượng phá hoại và thấmxảy ra Để tận dụng nguồn vật liệu địa phương hiện có ta chọn hình thức đập là đập đất đồngchất Đất đắp đập chủ yếu được khai thác trong phạm vi 500 – 2000m, là loại đất thuộc lớp4: đất á sét nặng đến trung

4.2.2 Cống lấy nước.