thiết kế hồ chứa bạch đằng

Cũng như sông Nà Mạ các con sông nguồn của sông Nhiên,trừ khe Cang, chủ yếu chạy qua vùng núi đá trầm tích bột kết, sét kết không có thảmphủ thực vật.Từ Tam Kim đến chân công trình Hồ ch

PHẦN I: TÀI LIỆU CƠ BẢN

CHƯƠNG I: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIấN

I.1 Vị trớ địa lý:

Cao bằng là một tỉnh miền núi biên giới phía Đông Bắc Việt Nam, có toạ độ địalý: 22021’ ữ 23008’ vĩ độ Bắc, 105016’ ữ 106051’ kinh độ Đông, nằm sâu trong đất liền,cách bờ biển khoảng 250 km Phía Bắc và phía Đông giáp tỉnh Quảng Tây (TrungQuốc), phía Tây giáp tỉnh Hà Giang và tỉnh Tuyên Quang, phía Nam giáp tỉnh LạngSơn và Bắc Cạn

Sông Hiến là nhánh sông cấp I của sông Bằng Giang bắt nguồn từ các dãy núicao trên 2000 m và thấp dần về phía Đông có độ cao trung bình là 600 m, thấp nhất tạilòng suối Bản Kha Tác thuộc xã Lê Chung là 200 m

Cụng trỡnh Hụ chứa nước Bạch Đằng dự kiến nằm trờn sụng Hiến, thuộc xóBạch Đằng huyện Hoà an, tỉnh Cao Bằng Lưu vực sụng Hiến tớnh đến tuyến đập Hồchứa nước Bạch Đằng cú diện tớch lưu vực là 438 km2, cú toạ độ:

22035’ vĩ độ Bắc

106009’ Kinh độ Đụng

Sụng Hiến cú diện tớch lưu vực khỏ lớn, độ dốc dọc lũng sụng lớn và là mộttrong cỏc con sụng cú nguồn nước dồi dào và cú trữ lượng thủy năng vào loại phongphỳ, hồ chứa diều tiết mựa nờn tiềm năng phỏt điện của cụng trỡnh khụng nhỏ

I.2 Điều kiện địa hỡnh :

I.2.1 Khỏi quỏt về địa hỡnh

Sụng Hiến bắt nguồn từ hai con sụng nhỏ đú là sụng Nà Mạ và sụng Nhiờnchỳng hợp nhau tại xó Tam Kim, huyện Nguyờn Bỡnh tỉnh Cao Bằng Sụng Nà Mạ bắtnguồn từ Cốc Bú xó Quang Thành độ cao gần 1000.0 m, là con sụng cú rất nhiềunhỏnh phụ cấp đổ vào Từ Cốc bú đến chỗ hợp lưu Tam kim với sụng Nhiờn Sụng Nà

mạ cú chiều dài khoảng 13 km chủ yếu đi qua vựng nỳi đỏ trầm tớch cỏt kết, bột kết vàphiến sột, lũng sụng cú độ dốc tương đối ổn định, đến chổ hợp lưu Tam Kim cao độlũng sụng cũn khoảng 300.0m Đoạn đầu Nà Mạ chảy theo hướng Tõy Bắc Đụng Nam, sau 3km chuyển sang hướng chủ yếu là hướng đụng, đoạn này khỏ dốc, độ dốc trungbỡnh 10%

Sụng Nhiờn cú đoạn đầu là suối Bản sẻ, bắt nguồn từ cao độ 950.0m chảy theohướng Bắc Nam hơn 5.0km , rồi khi cú khe Cang nhập vào từ phớa bờn phải tại cao độ480.0m Bản sẽ chuyển hướng sang Tõy Đụng, sau đú chảy theo hướng Tõy Nam-Đụng Bắc trở thành sụng Bản đống, tiếp theo là sụng Nhiờn trước khi nhập lưu vàosụng Hiến Như vậy Sụng nhiờn tuy ớt phụ cấp hơn sụng Nà Mạ nhưng hướng chảy

thường xuyên thay đổi Cũng như sông Nà Mạ các con sông nguồn của sông Nhiên,trừ khe Cang, chủ yếu chạy qua vùng núi đá trầm tích bột kết, sét kết không có thảmphủ thực vật.

Từ Tam Kim đến chân công trình Hồ chứa Bạch đằng sông Hiến có độ dài khoảng

16 km chạy qua các vùng có thảm phủ thực vật một bên, bên kia là các vùng núi đá cósườn rất dốc Nhưng đến vùng công trình sông Hiến uốn khúc liên tục, hai bờ thườngbên khuyết, bên bồi Tại tuyến công trình sông uốn khúc mạnh, uốn đi rồi uốn lại tạo

ra bải bồi từ cả hai phía, làm cho địa hình tuyến trở nên rất phức tạp Khi khẳng địnhtuyến và lựa chọn loại công trình đầu mối ở đây cần phải phân tích kỹ điều kiện địahình khu vực vùng tuyến Cao trình đáy sông tại tuyến đầu mối là 215.0m nhưng cómột bước thụt địa hình ngay chổ uốn khúc lần hai khoảng hơn 3.0 m, tạo thuận lơi vềcho việc gia tăng cột nước phát diện và giảm giá thành công trình dâng nước

I.2.2 Công tác trắc đạc địa hình.

Công tác đo đạc địa hình được thực hiện theo tiêu chuẩn ngành 14TCN 116-1999

‘Thành phần khối lượng khảo sát địa hình trong các giai đoạn lập dự án và thiết kếcông trình thuỷ lợi’ và theo vị trí các phương án tuyến đầu mối do thiết kế đặt ra sauđây:

+ Vị trí 1: Tuyến 1, Trục tuyến đập được xác định bởi 3 điểm có toạ độ(X1=2499983, Y1=18619756); (X2=2499875, Y2=18619800) (X3=2499545,Y3=18619867)

+ Vị trí 2: Tuyến 2, trục tuyến đập được xác định bởi 2 điểm có toạ độ(X1=2499556, Y1=18619896 ); (X2=2499693, Y2=18619649) Trục của tuyến nàylệch với tuyến 1 một góc 300

Công tác trắc đạc địa hình đã được Viện quy hoạch thuỷ lợi đo vẽ các bình đồ1:10000 ở lòng hồ, bình đồ 1: 5000 và 1: 500 tại khu vực các tuyến công trình

Hình 1.1:Quan hệ V~Z của hồ chứa

Hình 1.2 Quan hệ F~Z của hồ chứa

I.3 Điều kiện địa chất:

I.3.1 Tổng quan toàn vùng

Địa chất địa tầng

Khu vực dự án chủ yếu nằm trên nền đá gốc có nguồn gốc đá trầm tích Đó làcác hệ tầng đá cát kết, bột kết, phiến sét, cuội, sạn kết v.v

Có thể địa tầng địa chất khu vực dự án thành hai phân vị sau:

Hệ tầng sông Hiến (T1sh) Toàn bộ lưu vực sông Hiến đến chân công trình chủyếu nằm ở hệ tầng này Hệ tầng này có thể chia làm hai phân hệ:

a) Phân hệ tầng dưới (T1 sh1) gồm ba tập

- Tập 1: spilit, điabas porphyr, ryolit porphyr, felsit và felsit porphyr, đôi nơi có cuội

kết tuf, cát bột kết tuf, đá phiến sét và các thấu kính mỏng đá vôi, sét vôi xen kẽ; dày150-300m Trong bột kết của tập này tìm thấy Cúc đá bảo tồn xấu, có thể là

(?)Dieneroceras sp tuổi Trias sớm Đi về phía tây, hầu như không gặp đá phun trào

- Tập 3: sạn kết, cát kết tuf, bột kết và đá phiến sét; dày 180m Chứa Cúc đá tuổi

Olenec: Anasibirites cf multiformis, Anakashmirites sp., Dieneroceras sp.,

tầng Lân Pảng Đồng thời, ở nhóm tờ đó đã tìm được hoá thạch Claraia sp tuổi Inđi

trong đá phiến sét nằm ngay trên tập đá phun trào cơ sở của phân hệ tầng dưới Dựatrên những cơ sở đó, hệ tầng Sông Hiến được định tuổi là Trias sớm

c) Hiện tượng phong hoá

Như đã biết tại đây nền đá gốc thuộc họ đá trầm tích rộng khắp trong và ngoàikhu vực nghiên cứu Theo mức độ phong hoá có thể chia làm 5 đới sau:

Lớp sườn tàn tích bề mặt (edQ): Đây là sản phẩm phong hoá từ đá gốc của đá bột kết, sét kết và cát kết Bề dày trung bình khoảng từ 3 m đến hơn chục mét Đất ởtrạng thái từ nửa cứng đến cứng Ở dưới lòng sông đất có trạng thái sét bảo hoà

Đới phong hoá mãnh liệt (IA1): Đá trầm tích đã bị phong hoá hoàn toàn thành đất

ở trạng thái cứng, dạng đất diệp thạch, có thể đào bằng biện pháp thủ công Đất thường

ở trạng thái cứng Chiều dày của đới này thay đổi mạnh, có chỗ dày 2 - 3 m, có chỗlại dày vài chục mét Đặc điểm chung của đới này là hàm lượng sét cao, lực dính kếtlớn Trong nước dễ bị chuyển sang trạng thái dẻo

Đới phong hoá mạnh (IA2): Đá trầm tích đã bị phong hoá, màu sắc hoàn toànbiến đổi, thường trở thành màu gạch nhạt mật độ khá dày chia cắt đá thành nhữngkhối nhỏ có kích thước khoảng 15 - 30 cm Đới này thường có chiều dày hơn chụcmét, phân bố phổ biến trên đới IB

Đới phong hoá trung bình đến nhẹ (IB): Đá trầm tích đã bị biến màu nhẹ (thường

là màu chì), các khe nứt bị thay đổi màu sắc, mặt khe nứt bị oxy hoá, có chỗ lấp nhétsét, bề mặt khe nứt tương đối phẳng Đá nứt nẻ trung bình RQD = 15 - 80%, Mt = 3 -

5 Đới này có chiều dày khoảng hơn chục mét

Đới nứt nẻ (IIA): Đá trầm tích giữ nguyên màu sắc và độ bền, thuộc loại cứngchắc Đây là đới giảm tải nên khe nứt phát triển khá mạnh Ở khu vực vùng tuyến của

dự án đới này nằm rất sâu, thường dưới độ sâu 30 đến 40m

Đới tương đối nguyên khối (IIB): Đá trầm tích rất cứng chắc, ít nứt nẻ, ở độ sâukhoảng 60 đến 70.0m

I.3.1.1 Điều kiện địa chất khu vực lòng hồ:

Dự tính hồ chứa nằm trong thung lũng có 2 triền núi cao, kéo dài khoảng 22 kmtheo sông Hiến về phía thượng lưu Với mực nước dâng tới mức cao + 270 m, mặtthoáng hồ chứa có chiều rộng trung bình 140 m, chỗ lớn nhất có thể tới 550 m Đặcbiệt trên đoạn này gần như không có dân cư sinh sống, hai bên sườn thung lũng rấtdốc Độ dốc trung bình 25- 400, có chỗ lớn hơn

I.3.1.1 Đặc điểm địa chất công trình và ổn định của bờ hồ

Khu vực dự án nằm chủ yếu trên khối đá trầm tích Hồ chứa, cũng như lưu vựcđều nằm trên nền đá trầm tích có mức độ phong hoá thường không sâu ở 12km đầu vàmức độ phong hoá sâu cộng với bồi tích ở 10km cuối gàn tuyến công trình Hiệntrạng các sườn dốc ở đây tương đối ổn định, không có các hiện tượng sạt lở Một vàiđiểm có góc dốc >300, song tầng phủ mỏng, nếu có xảy ra mặt trượt thì chỉ là trượt nhỏcục bộ

I.3.1.2 Đặc điểm địa chất thuỷ văn và khả năng giữ nước của hồ chứa

Trên cơ sở địa hình địa mạo và địa chất có thể đánh giá hồ chứa được bao quanhbởi 2 thành núi cao, không có điểm nào trũng thấp để mất nước sang thung lũng bêncạnh Đáy và 2 bờ hồ đều được cấu tạo bởi đá cát kết,bột kết, cuội kết nên không thểhình thành dòng thấm thẳng đứng cũng như thấm ngang Mực nước dưới đất cao hơnmực nước hồ chứa nên cũng không thể hình thành hiện tượng thẩm lậu do sự vận độngcủa nước ngầm

I.3.1.3 Điều kiện địa chất công trình của các hạng mục công trình theo các phương án tuyến :

Các phương án tuyến của công trình Hồ chứa nước Bạch đằng đã được trìnhbày trong phần giới thiệu địa hình Bộ phận khảo sát địa chất đã cho tiến hành tất cả 11mũi khoan, bố trí khắp các tuyến này Sau đây sẽ giới thiệu điều kiện địa chất của cáchạng mục công trình trong các phương án tuyến

I.3.2 Điều kiện ĐCCT của tuyến 1

Về địa hình địa mạo thung lũng sông tại vị trí tuyến đập tương đối hẹp, 2 sườnkhông cân xứng Lòng sông rộng khoảng 50 m Sườn dốc bờ phải thoải hơn sườn dốc

bờ trái Sườn dốc bờ phải là một bải bồi có góc dốc khoảng 300 Sườn dốc bờ trái cóđiều kiện địa chất tốt hơn, góc dốc khoảng 450

Tỷ số chiều rộng thung lũng theo bề mặt địa hình và chiều cao theo các caotrình gần bằng nhau và bằng 6

Các tầng địa chất tại tuyến được phân bố như sau:

Đới (edQ) có thành phần chủ yếu là sét chỉ có ở sườn dốc bờ phải, dày khoảng 3

- 6 m và biến mất khi đến lòng sông

Tại bờ phải đới phong hoá hoàn toàn IA1 xếp ngay dưới lớp edQ, đó là loại đấtdiệp thạch màu nâu, có độ cứng vừa phải, dày khoảng 12m phía trên bờ và giảmxuống 3.0m khi đến lòng sông Giữa lớp này phía trên bờ có xuất hiện một thấu kínhsét xen kẹp, bị tắt ngay khi cao trình tự nhiên của bờ bắt đầu hạ thấp Tại bờ trái đớiphong hoá IA1 có chiều dày nhỏ hơn một ít, phủ từ cao trình mặt đất tự nhiên xuống và

có độ dốc đáng kể

Đới phong hoá mãnh liệt (IA2) chỉ tồn tại cả hai sườn dốc 2 bờ, là loại đất diệpthạch cứng Đới này phát triển cả hai bờ và có chiều dày tương đối lớn: lớn nhất là20.0m Nhưng tại lòng sông lớp này có chiều dày giảm mạnh chỉ còn khoảng 3-5m

Lớp IB có chiều dày rất lớn đi hết chiều sâu còn lại của tất cả các mũi khoan.Sang giai đoạn TKKT cần khoan bổ sung để xác định chiều dày của lớp này

I.3.3 Điều kiện ĐCCT của tuyến II

Nếu đi theo tuyến này thì bờ phải lại dốc hơn bờ trái, lòng sông rộng khoảng30.0m Góc dốc bờ phải khoảng 450, còn góc dốc bờ trái khoảng 300 Lớp edQ cóchiều dày trung bình khoảng 4.0m phân bố khá đều cả hai bờ và lòng sông Lớp IA1,

IA2 cũng phân bố đều ở cả hai bờ Chiêù dày trung bình của lớp IA1 là 6.0m, của IA2 là15.0m Cũng tương tự như tuyến 1 lớp IB phân bố rất sâu, chiều dầy vượt qua chiềusâu của các hố khoan tại thực địa

Bảng 1.2 Bảng chỉ tiêu cơ lý của các lớp địa chất phân bố trong các tuyến thiết kế.

Bảng chi tiêu cơ lý đất nền đập

STT Tên đới địa chất Hệ số C

(kg/cm2)

Góc Phi(độ)

K

Hệ sốthấm(cm/s)

Dungtrọngướt(T/m3)

Dungtrọngkhô(T/m3)

E Môđunđàn hồi(kg/cm2)

I.4 Điều kiện khí tượng thủy văn

Chiều dài chính của lưu vực là Ls= 43km, chiều rộng lớn nhất của lưu vực bằngBlv =13.0 km, lưu vực nằm trong vùng ít mưa Số liệu mưa được quan tâm thu thập từ

8 trạm đo mưa là trạm Cao Bằng, Nguyên Bình, Pác Luông, Tà Sa, Tĩnh Túc, PhiaĐen, Ngân Sơn và Đức Thông Trong số các trạm đo mưa, đại đa số đều nằm trong lưuvực hứng nước của sông Hiến và phân bố chủ yếu phía thượng lưu của tuyến côngtrình đầu mối

Do trong và xung quanh khu vực dự án có rất ít các trạm thủy văn đo mực nước

và lưu lượng dòng chảy, cho nên tài liệu thủy văn được thu thập từ trạm Cao Bằng trênsông Bằng Giang và trạm Pắc Luông ngay trên sông Hiến

I.4.1.Điều kiện khí hậu

I.4.1.1 Chế độ mưa

Chế độ mưa trên lưu vực liên quan chặt chẽ đến chế độ gió mùa, lượng mưatrong khu vực thay đổi khá lớn theo không gian và thời gian Tỉnh Cao Bằng có lượng

mưa nhỏ, lượng mưa trung bình năm khoảng từ 1200 ÷ 1800 mm Lượng mưa lớn nhấttrung bình năm là trạm Nguyên Bình (1830 mm)

Mùa mưa trong khu vực thường bắt đầu từ tháng V đến tháng IX lượng mưa

chiếm từ 75 ÷ 85% lượng mưa cả năm mùa khô từ tháng X đến tháng IV năm sau,lượng mưa khá nhỏ từ 15 ÷ 25% Lượng mưa trung bình tháng nhiều nhất là tháng VII(250 ÷ 325 mm/tháng), chiếm trên 20% lượng mưa cả năm Lượng mưa trung bìnhtháng nhỏ nhất là tháng XII (20 ÷ 30 mm/tháng)

I.4.1.2 Độ ẩm

Bảng 1.5 Độ ẩm không khí tương đối TB nhiều năm tại trạm khí tượng Cao Bằng (%)

Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII NămMin 67.0 66.0 70.0 75.0 74.0 74.0 79.0 78.0 78.0 76.0 68.0 71.0 78.8

TB 80.5 80.6 80.1 79.9 79.8 82.4 84.5 85.5 83.5 82.1 81.4 80.0 81.7Max 88.0 89.0 89.0 85.0 88.0 86.9 90.0 90.0 89.0 87.8 89.0 87.0 84.2

Lượng tổn thất bốc hơi từ mặt hồ chứa bằng hiệu số lượng bốc hơi mặt hồ vàlượng bốc hơi lưu vực:

I.4.2.Điều kiện thủy văn :

I.4.2.1 Dòng chảy năm

Chế độ thủy văn Lưu vực sông Hiến chịu sự chi phối chủ yếu bởi chế độ mưa.Mưa là nguồn cung cấp nước chủ yếu cho quá trình dòng chảy

Hàng năm mùa lũ thường bắt đầu chậm hơn mùa mưa khoảng xấp xỉ một tháng,bắt đầu vào tháng 6 và kết thúc vào tháng IX Lượng dòng chảy năm tại lưu vực sôngHiến trong năm phân bố tương đối đều, chiếm tới 30% trong mùa kiệt và 70% trongmùa lũ

Tuyến công trình Hồ chứa nước Bạch Đằng chưa có trạm thủy văn quan trắcdòng chảy trọn vẹn Hạ lưu TĐ Bạch đằng có trạm thủy văn Pắc Luông chỉ quan trắcđược 3 năm, trạm thủy văn Cao Bằng chỉ quan trắc được 16 năm Phương pháp tính

toán cho trường hợp không có tài liệu lưu vực tuyến đập Bạch Đằng là: Phương phápcông thức kinh nghiệm, phương pháp lưu vực tương tự, phương pháp mô hình toán.

Phương pháp mô hình Tank xác định theo tài liệu mưa của các trạm trên lưuvực Nguyên Bình và Ngân Sơn, mô hình được kiểm định qua số liệu thực đo của cáctrạm hạ lưu có hệ số NASH trên 90% Đồng thời phương pháp này cho số liệu dòngchảy ngày, tháng, năm với chuỗi dài trên 40 năm rất thuận lợi cho việc tính toán thủynăng, chuỗi dòng chảy này đủ dài để đại diện cho cả chu kỳ nhiều nước và ít nước.Trong giai đoạn Lập Dự án đầu tư CTTĐ Bạch Đằng kiến nghị chọn kết quả tính toándòng chảy năm theo phương pháp mô hình Tank

Bảng 1.7 Dòng chảy năm thiết kế tuyến đập Bạch Đằng phương pháp mô hình Tank

Bảng 1.7 Đường duy trì lưu lượng trung bình tháng tuyến đập Hồ chứa Bạch

a.Lưu lượng đỉnh lũ

Lưu vực tuyến công trình Hồ chứa nước Bạch Đằng không có số liệu thực đo

về dòng chảy lũ nên tính toán lũ thiết kế trong trường hợp không có tài liệu Theo Quiphạm thủy lợi QPTL C - 6 – 77 đối với những lưu vực có diện tích trên 100km2 có thểdùng công thức XôKôLôpXKi, công thức triết giảm để xác định lũ thiết kế

Kết quả tính toán giữa hai phương pháp chênh lệch nhau không nhiều Phươngpháp triết giảm từ bản đồ đẳng trị Qmax10% của Viện Khí Tượng Thủy Văn xác địnhtheo đường Qmax 10% kết quả tính toán có độ chính xác cho phép nhưng không cao

so với phương pháp XôkôlôpxKi Công thức Xôkôlôpxki được đưa vào Quy phạmQPTL C – 6 – 77, các tham số của nó được chuẩn hoá theo một số nghiên cứu gầnđây của Viện KTTV nên kết quả tính theo phương pháp này là đáng tin cậy Vì vậychọn kết quả tính toán theo công thức XôkôlôpXKi để tính toán như bảng sau:

Bảng 1.8 Lưu lượng lũ thiết kế tuyến đập Bạch Đằng theo công thức XôkôlôpxKi

Mùa dẫn dòng thi công công trình Hồ chứa nước Bạch Đằng trong 8 tháng mùakiệt: từ tháng 10 năm trước đến tháng 5 năm sau Tại vị trí tuyến công trình chưa có tàiliệu thực đo, do vậy để tính dòng chảy lớn nhất của các tháng mùa kiệt phục vụ thicông công trình, đã sử dụng tài liệu của trạm Cao Bằng nằm trên sông Bằng Giang đểtính toán Trong đó có xét đến sự triết giảm của mô đuyn đỉnh lũ theo diện tích, kếtquả tính toán cụ thể như sau:

Bảng 1.10 Lưu lượng lớn nhất mùa kiệt ứng với tần suất thiết kế tuyến đập Bạch Đằng

sa lơ lửng

I.4.3.Quan hệ Q = f(Z)

Tại các tuyến công trình Hồ chứa nước Bạch đằng không có số liệu đo đạc trực tiếp

về lưu lượng và mực nước sông Do đó đã áp dụng các phương pháp gián tiếp và tàiliệu địa hình mặt cắt ngang và bình đồ lòng sông Bạch đằng

Đường quan hệ Q = f(H) tại tuyến tính toán trên mô hình Heastad cuả Mỹ độ nhám

có thể thay đổi theo từng đoạn mặt cắt nên độ chính xác khá cao, mô hình được xâydựng bằng công thức thủy lực Sedi Maninh Đường quan hệ Q = f(H) tại tuyến đập vàtuyến nhà máy (cùng chung một đồ thị) như sau:

Hình 1.3 Đường quan hệ Q = f(H)

I.5.Tình hình vật liệu xây dựng:

Qua khảo sát cho thấy mỏ vật liệu đất đắp thân đập - đất diệp thạch sét đượctìm thấy trong lòng hồ ở trên đồi núi bờ trái, sau trái núi chắn sóng sát đập Trử lượngtại đây có thể lấy đến hàng chục triệu khối, thừa đủ để đắp thân đập Lùi phía sau một

ít là mỏ vật liệu đất sét, trử lượng trên ba triệu khối cũng thừa đủ dùng để đắp các bộphận chống thấm của đập Đất diệp thạch sét là loại đất có tính chống thấm cao, tính

dễ đầm chặt đạt tiêu chuẩn nên dùng để đắp thân đập rất tốt Trong đất diệp thạch sétthường hàm lượng chất hoà tan rất ít, hàm lượng chất hữu cơ chưa phan huỷ hết rấthạn chế (chỉ tiêu cụ thể sẽ qua thí nghiệm mẫu trong giai đoạn TKKT)

I.5.1 Vật liệu đất :

Khối lượng đất đắp của công trình rất lớn chủ yếu dùng để đắp thân đập đất, sau

đó là các đê quai trong các giai đoạn thi công và đắp lại các hố móng Vật liệu đất đắp

đê quai và đắp trả lại các hố móng chủ yếu lấy từ lớp đất đào hố móng các công trình.Còn vật liệu đắp đập như trên đã nói có thể khai tác tại các mỏ đất diệp thạch sét vàđất sét tại lòng hồ bên trái, vận chuyển theo đường thi công

K

Hệ sốthấm(cm/s)

Dungtrọngướt(T/m3)

Dungtrọngkhô(T/m3)

E Môđunđàn hồi(kg/cm2)

1 Đất diệp thạch sét thân đập 0.20 - 0.25 20 3.10-5 1.80 1.60 15

I.5.2.Vật liệu đá

Đá xây và làm dăm có thể khai thác tại mỏ đá xã Bình Long, huyện Hoà an cáchcông trình chừng 20Km, chất lượng đảm bảo theo yêu cầu vủa thiết kế, điều kiện khaithác thuận lợi

Vật liệu cát, sỏi mua ở thị xã Cao Bằng cách công trình 13 Km, khối lượng phong phú,chất lượng đảm bảo Ngoài ra cso thể khai thác cát, sỏi ngay tại sông Hiến để sử dụng

1.5.3.Các vật liệu xây dựng khác

Xi măng được chuyên chở từ thị xã Cao bằng, sắt thép và các loại vật tư kỹthuật khác có thể cung ứng từ các cơ sở cung cấp vật liệu của tỉnh Cao Bằng.Đường quốc lộ 3 là tuyến đường chính cho việc chuyển chở thiết bị vật tư kỹ thuậtcho công trình Vật liệu tre, gỗ được cung ứng tại chỗ

CHƯƠNG II:

ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ

II.1.Tình hình dân sinh kinh tế :

Cao Bằng có diện tích tự nhiên 6.690,72 km2, chiếm 2,12% diện tích cả nước,phía Bắc và Đông Bắc giáp tỉnh Quảng Tây (Trung Quốc), có đường biên giới dài 311

km, phía Tây giáp tỉnh Hà Giang và Tuyên Quang, phía Nam giáp tỉnh Bắc Kạn, phíaĐông Nam giáp tỉnh Lạng Sơn Là tỉnh miền núi vùng cao biên giới, xa các trung tâmkinh tế lớn của vùng Đông Bắc và cả nước Cao Bằng lại có ba cửa khẩu là Tà Lùng,Hùng Quốc và Sóc Hà Đây là lợi thế quan trọng, tạo điều kiện cho tỉnh giao lưu kinh

tế với bên ngoài, nhất là Trung Quốc

Dân số toàn tỉnh Cao Bằng theo thống kê đến hết năm 2006 là 504241 người, tỉnhCao Bằng có 13 huyện thị (thị xã Cao Bằng là trung tâm chính trị và kinh tế xã hội củatỉnh, các huyện: Bảo Lạc, Bảo Lâm, Hà Quảng, Thông Nông, Trà Lĩnh, Trùng Khánh,Nguyên Bình, Hoà An, Phục Hoà, Quảng Uyên, Hạ Lang và Thạch An) với 189 xã,phường, thị trấn Dân tộc Tày, Nùng, Dao, H'Mông, Việt (kinh), Sán Chay

Địa hình Cao Bằng chia cắt mạnh và phức tạp, hình thành 4 tiểu vùng kinh tếsinh thái: tiểu vùng núi đá vôi ở phía bắc và đông bắc chiếm 32%, tiểu vùng núi đất ởphía tây và tây nam chiếm 18%, tiểu vùng núi đất thuộc thượng nguồn sông Hiếnchiếm 38%, tiểu vùng bồn địa thị xã Cao Bằng và huyện Hoà An dọc sông Bằngchiếm 12% diện tích tự nhiên của tỉnh

Hiện nay, toàn tỉnh có khoảng 140.942 ha đất có khả năng phát triển nôngnghiệp, chiếm 21% diện tích tự nhiên Phần lớn đất được sử dụng để phát triển câyhàng năm, chủ yếu là cây lương thực, cây ăn quả, cây công nghiệp còn ít Hiệu quả sử

dụng đất còn thấp, hệ số sử dụng đất mới đạt khoảng 1,3 lần

II.2 Mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội

II.2.1 Mục tiêu tổng quát

Phấn đấu duy trì tăng trưởng kinh tế cao và bền vững, tạo chuyển biến mạnh mẽ

về chất lượng phát triển, hiệu quả và sức cạnh tranh của nền kinh tế, đưa địa phươngvượt nhanh ra khỏi tình trạng kém phát triển; phát triển mạnh nguồn lực con người,giáo dục đào tạo khoa học và công nghệ; chủ động và chuẩn bị tốt cho hội nhập quốc

tế và khu vực Tạo bước phát triển mới trên con đường công nghiệp hoá rút ngắn theohướng hiện đại.giữ vững ổn định chính trị và trật tự an toàn xã hội, bảo vệ vững chắcđộc lập chủ quyền, toàn vẹn lãnh thổ và an ninh quốc gia

II.2.2 Các mục tiêu chủ yếu phát triển kinh tế, xã hội 5 năm 2006 - 2010

a Tốc độ tăng trưởng kinh tế (GDP) bình quân hàng năm 18,85%

b Thu nhập GDP bình quân đầu người 700 USD vào năm 2010 (tương ứng vớitốc độ tăng trưởng bình quân năm 18,85% cả thời kỳ 5 năm)

c Tỷ trọng cơ cấu kinh tế năm 2010: công nghiệp xây dựng là 35%; dịch vụ là36%; nông, lâm nghiệp 29%

d Tổng sản lượng lương thực đạt 230 ngàn tấn

e Giá trị sản xuất nông nghiệp/ha đạt 20 triệu đồng

f Tổng kim ngạch xuất nhập khẩu: 60 triệu USD (năm 2010)

g Thu ngân sách trên địa bàn tăng bình quân trên 10%/năm

h Tỷ lệ độ che phủ của rừng: 52%

i Điện lưới đến trung tâm xã: 100%

j Dân cư được dùng nước sạch hợp vệ sinh: 100% ở thành thị và 80 - 85% ởnông thôn

k Đến 2010 toàn tỉnh có trên 300 hợp tác xã

l Đến 2010: 100% thôn bản có cán bộ y tế trình độ sơ cấp; 80% trạm y tế xã cóbác sỹ

m Giảm tỷ lệ trẻ em dưới 5 tuổi suy dinh dưỡng bình quân mỗi năm 2%

n 30% xã phường có nhà văn hoá, 80% gia đình đạt tiêu chuẩn văn hoá

o Phát triển máy điện thoại cố định: bình quân tăng 18%/năm

p Tỷ lệ hộ nghèo đến 2010: 5%

Tỷ lệ lao động qua đào tạo 25% (năm 2010), trong đó đào tạo nghề 18,5%.Giảm tỷ lệ thất nghiệp ở thị xã, thị trấn còn dưới 4% (năm 2010); tỷ lệ sử dụng thờigian lao động ở nông thôn 88%

II.3 Hiện trạng thủy lợi:

II.3.1 Tình hình nguồn nước:

Nguồn nước chủ yếu trong khu vực là con Sông Hiến và chảy từ sông Nà mạ vàsông Nhiên, về mùa khô dòng chảy ít nhưng về mùa mưa lúc mưa to thì lưu lượngdòng chảy tương đối lớn

II.2.2 Hiện trạng về tưới:

Khu tưới hồ Bạch Đằng phục vụ tưới cho các Huyện Hoà An, Phục Hoà, QuảngUyên, Hạ Lang và Thạch An với diện tích 17289 ha Địa hình rất phức tạp xen kẽ các

khu dân cư và làng xóm Hiện tại nguồn nước chủ yếu lấy qua con Sông Hiếu Nhândân tự đào đắp những phai nhỏ dẫn nước vào tưới và trạm bơm Vì vậy 70% diện tíchchỉ canh tác một vụ lúa mùa.

Về vấn đè ngập úng, cũng như các khu tưới miền núi khác rất ít khi xảy ra vì địa hìnhkhu tưới dốc va chênh lệch độ cao lớn Nước thoát rất nhanh theo khe lạch, suối khôngảnh hưởng đến cây trồng

Yêu cầu dùng nước của khu vực được thống kê qua bảng sau:

Bảng 2-1 : Yêu cầu dùng nước của khu vực

II.2.3 Hiện trạng thủy lợi:

Hệ thống đập dâng, trạm bơm và kênh mương được nhân dân địa phương tựđào đắp những phai đập dâng bằng đất vật liệu tạm, kênh là kênh đất Những phai đậpnhỏ này tận dụng dòng chảy thường xuyên để tưới khắc phục phần nào tình trạng thiếunước, không giải quyết triệt để lượng nước tưới cho toàn khu vực Vì vậy vấn đề xâydựng một số hồ chứa trên thượng lưu suối Bạch Đằng, hệ thống đập dâng và các tuyếnkênh thì sẽ giải quyết cho 5 Huyện Hoà An, Phục Hoà, Quảng Uyên, Hạ Lang vàThạch An đảm bảo đủ nước tưới cho 17289 ha đất canh tác cấy Vụ mùa 100% lúamùa muộn; vụ chiêm cấy 50% lúa chiêm và 50% trồng màu Nhằm phát triển nôngnghiệp ổn định đời sống nhân dân

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ VÀ

NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH

III.1 Phương hướng và mục tiêu sản xuất :

Diện tích đất nông nghiệp đối với miền núi rất hạn hẹp vì vậy vấn đề lươngthực đối với đồng bào các dân tộc miền núi hết sức quan trọng và cần thiết

Từ trước tới nay các tỉnh miền núi nói chung và Cao Bằng nói riêng chưa tự sảnxuất đủ lương thực mà phải điều hòa từ các tỉnh khác Các biện pháp tác động vào diệntích trồng lúa nhằm tăng năng suất và sản lượng, trong đó công tác thủy lợi là hàngđầu và cấp bách Khi đã chủ động về nước tưới tiêu kết hợp với các biện pháp khuyếnnông khác như giống, phân bón sẽ đưa 27000 ha diện tích nông nghiệp cho 5 HuyệnHoà An, Phục Hoà, Quảng Uyên, Hạ Lang và Thạch An chắc chắn 1 vụ lúa và 1 vụmàu có năng suất cao như những vùng lúa cao sản khác trong tỉnh Cao Bằng Năngsuất đạt từ 35 tạ/ha đến 65 tạ/ha

III.2 Mục đích của dự án:

Các xã Huyện Hoà An, Phục Hoà, Quảng Uyên, Hạ Lang và Thạch An, địa hìnhđồi núi chiếm đa số, dân trí của đồng bào còn thấp, đời sống kinh tế của người dân còngặp nhiều khó khăn.Hệ thống công trình thủy lợi xã lấy nước từ Sông Hiến qua tạmbơm và các khe lạch trong vùng Khi được đầu tư xây dựng kiên cố hóa hệ thống cáccông trình thủy lợi các xã huyên Hòa An và huyện Phục Hòa thì 27000 ha ruộng lúacấy 1 vụ bấp bênh nâng lên cấy được 1 vụ lúa mùa ăn chắc và 1 vụ màu Chuyển đổi

cơ cấu cây trồng, áp dụng khoa học kỹ thuật, áp dụng giống mới vào nông nghiệpthâm canh tăng vụ tăng năng suất cây trồng, đẩy mạnh phát triển chuồng trại chăn nuôigia súc gia cầm Phát triển kinh tế đồi rừng cây ăn quả Đẩy mạnh phát triển trồng câycông nghiệp như cây thuốc lá cao sản có giá trị kinh tế cao và cây đậu tương Để cuộcsống của nhân dân trong vùng dần ổn định và nâng cao mức sống của nhân dân, xóađược đói giảm được nghèo Phù hợp với chủ trương của Đảng và của nhà nước là:

“xóa đói giảm nghèo” nâng cao đời sống của nhân dân Tăng thêm niềm tin của nhândân đối với Đảng

Bạch Đằng là bản vùng cao với Dân tộc Tày, Nùng, Dao, H'Mông, Việt (kinh) sinhsống và đã được Bộ Văn hóa, Thể thao và Du lịch công nhận Làng văn hóa truyềnthống tiêu biểu dân tộc ít người, bản sắc văn hóa truyền thống của các dân tộc sẽ trởthành điểm nhấn về phát triển du lịch văn hóa và du lịch sinh thái bền vững, đồng thờigiới thiệu, quảng bá các giá trị văn hóa truyền thống đặc sắc của địa phương với dukhách trong và ngoài nước

Vậy để nhanh chóng ổn định sản xuất, cải thiện đời sống nhân dân các dân tộc, đẩymạnh phát triển nông nghiệp, để tiến nhanh tiến kịp tốc độ phát triển nông nghiệpchung của cả tỉnh cũng như cả nước và đồng thời phát triển du lịch trong tương lai việcđầu tư xây dựng hồ chứa nước Bạch Đằng là cần thiết và cấp bách.Dự án công trình hồchứa nước Bạch Đằng được đầu tư xây dựng sẽ giải quyết nước tưới cho 27000 ha đấtcanh tác nông nghiệp, cấp nước sinh hoạt cho khoảng 30 000 dân các xã thuộc huyênHuyện Hoà An, Phục Hoà, Quảng Uyên, Hạ Lang và Thạch An, tạo điều kiện cho pháttriển chăn nuôi thủy sản, cải thiện môi trường sinh thái, du lịch, bảo vệ an ninh biêngiới, góp phần thúc đảy nền kinh tế phát triển, ổn định cuộc sống nhân dân, thực hiệntừng bước “Xóa đói, giảm nghèo” của Đảng và Chính Phủ.

III.3 Nhiệm vụ của công trình :

Dự án Hồ chứa nước Bạch Đằng sau khi hoàn thành có các nhiệm vụ sau:

- Cấp nước tưới cho 27000 ha đất trồng lúa và hoa màu của xã thuộc huyênHuyện Hoà An, Phục Hoà, Quảng Uyên, Hạ Lang và Thạch An Cấp nước sinh hoạtcho khoảng 30000dân cho 5 huyên

- Nuôi trồng thuỷ sản

- Tạo cảnh quan cho khu vực

- Cải tạo điều kiện môi sinh, môi trường theo hướng có lợi cho đời sống của conngười

III.4 Các phương án công trình đầu mối :

Để thực hiện nhiệm vụ công trình nêu trên ta đưa vào một số phương án sau:

III.4.1 Phương án xây dựng đập dâng:

Đập dâng là loại công trình thuỷ lợi nằm trực tiếp trên lòng sông Nhiệm vụ củađập dâng là nâng cao cao trình mực nước trong sông, từ đó kết hợp hệ thống kênhmương dẫn nước tưới vào ruộng

- Quản lý và vận hành công trình đơn giản

- Diện tích ngập úng vùng thượng nguồn không lớn Không ảnh hưởng đến tìnhhình dân sinh kinh tế trong vùng

- Việc điều tiết lũ có làm giảm hạ lưu trung du

* Về nhược điểm:

- Về mùa mưa lượng nước thừa bị xả đi, mùa khô không đủ điều tiết nước phục vụcho sản xuất và cấp nước sinh hoạt

- Không tận dụng được vật liệu tại chỗ nên giá thành xây dựng công trình cao.

- Dung tích chứa trong hồ ít, không đảm bảo điều tiết cho những tháng mùa khô.Việc xây dựng đập dâng đối với vùng này do đặc thù khí tượng thuỷ văn phân 2mùa, mùa mưa và mùa khô, nên xây dựng đập dâng không khả thi, không đáp ứngđược nhiệm vụ yêu cầu trong vùng đặt ra Nên việc xây dựng đập dâng mang tính khảthi thấp

III.4.2 Phương án xây dựng trạm bơm.

* Về ưu điểm:

Kết cấu công trình đơn giản, thi công nhanh, sớm khai thác vận hành công trìnhđưa vào sử dụng

Giá thành xây dựng công trình nhỏ

Không gây ngập úng vùng thượng nguồn, không làm ảnh hưởng đến tình hìnhdân sinh kinh tế trong vùng

Thiết bị máy bơm sản xuất trong nước thuận tiện cho quá trình lắp ghép và trùng

tu bảo dưỡng thay thế

* Về phần nhược điểm:

Không điều tiết được dòng chảy trong mùa mưa lũ

Không đảm bảo chủ động nguồn nước vì do đặc thù khí tượng thuỷ văn trongvùng chia làm 2 mùa rõ rệt, mùa mưa và mùa khô từ tháng 6 đến tháng 11, chiếm 82%lượng mưa cả năm và mùa khô từ tháng 12 đến tháng 5

Không lợi dụng nguồn nước để nuôi trồng thuỷ sản

Không cải tạo môi sinh môi trường trong vùng hưởng lợi

Nếu chọn vị trí xây dựng trạm bơm xa vùng dân cư, việc kéo dây điện đến côngtrình xa, ảnh hưởng đến kinh tế đầu tư xây dựng công trình lớn

Vậy phương án xây dựng trạm bơm ít tính khả thi, và việc xây dựng trạm bơmkhông đáp ứng được yêu cầu vùng hưởng lợi

III.4.3 Xây dựng hồ chứa nước :

* Về ưu điểm:

- Chủ động điều tiết được lưu lượng cấp nước theo yêu cầu

- Đảm bảo khống chế tưới tự chảy cho vùng công trình đảm nhiệm

- Cải tạo môi sinh, môi trường trong vùng

- Gây ngập úng vùng thượng lưu, làm ảnh hưởng đến tình hình dân sinh kinh tếtrong vùng.

- Khối lượng xây dựng công trình lớn, giá thành xây dựng cao

- Các hạng mục công trình xây dựng phải đồng bộ, đầu tư xây dựng một lần nhưđập, tràn, cống… nên nguồn vốn đàu tư xây dựng cao

- Thời gian thi công công trình kéo dài, chậm đưa công trình vào khai thác sửdụng

- Căn cứ vào điều kiện tự nhiên của khu vực về địa hình, địa mạo, khí tượng thuỷvăn, nguồn nước và hiện trạng thuỷ lợi của vùng

Qua phân tích ưu nhược điểm các phương án xây dựng công trình trên và nghiêncứu điêu kiện về điều kiện tự nhiên khu lòng hồ và khu đầu mối cũng như xem xétnhiệm vụ cung cấp nước tưới nông nghiệp đảm bảo điều tiết lưu lượng, tích nước vàomùa mưa và điều tiết phục vụ chống hạn vào mùa khô Ta chọn phương án xây dựng

“Hồ chứa nước Bạch Đằng ” phù hợp yêu cầu nhiệm vụ công trình chủ động tưới

cho 27000 ha đất canh tác và lợi dụng tổng hợp nguồn nước cho những vùng hưởnglợi của dự án

CHƯƠNG 4 CẤP BẬC CÔNG TRÌNH VÀ CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ

4.1 Cấp công trình:

a) Xét theo nhiệm vụ công trình :

Dự án hồ chứa Bạch Đằng có nhiệm vụ cấp cho 27000 ha Tra bảng 05-2012 ta được cấp công trình là cấp II

QCVN-04-b) Xét theo chiều cao đập :

Cao trình đỉnh đập lấy sơ bộ là : 35-75 m

Tra bảng QCVN-04-05-2012 với chiều cao đập 35-75 m và đất nền thuộc nhóm B

- Tần suất lũ thiết kế: P=0,5%

- Tần suất lũ kiểm tra: P=0,1%

- Tần suất tưới bảo đảm: P=85%

- Tần suất gió bình quân lớn nhất : P=25%

- Tần suất gió lớn nhất : P=2%

- Hệ số tổ hợp tải trọng (nc) (theo QCVN 04-05:2012)

- nc =1.0_đối với tổ hợp cơ bản

- nc = 0,9_ đối với tổ hợp tải trọng đặc biệt

- Hệ số điều kiện làm việc m =1

- Hệ số đảm bảo (kn) ứng với cấp công trình là cấp I ,ta có Kn= 1.15

- Gradien cho phép để kiểm tra độ bền thấm đặc biệt của thân đập là [J] = 0.85

- Hệ số an toàn cho phép về ổn định của mái đập đất:

5.2 Tính toán mực nước chết của hồ (MNC) :

5.2.1 Khái niệm về mực nước chết và dung tích chết :

- MNC là mực nước thấp nhất mà hồ chứa có thể làm việc bình thường

- Các yếu tố ảnh hưởng tới MNC của hồ: đảm bảo yêu cầu lấy nước tưới tự chảy,tại cửa lấy nước không bị bồi lấp trong thời gian tuổi thọ của công trình Dung tíchchết Vc là phần dung tích không tham gia vào quá trình điều tiết dòng chảy

- Mực nước chết là mực nước tương ứng với dung tích chết Mực nước chết vàdung tích chết có quan hệ với nhau qua đường đặc trưng địa hình hồ chứa Z ~V

5.22 Nguyên tắc xác định mực nước chết và dung tích chết :

Với hồ chứa có nhiệm vụ vụ tưới là chủ yếu thì việc xác định MNC và dung tíchchết tuân theo các nguyên tắc sau:

- Dung tích chết ( Vc ) phải chứa được hết bùn cát lắng đọng trong hồ chứa trongthời gian công trình hoạt động

Vc ≥ Vbc T

Vbc : Thể tích bồi lắng hàng năm của bùn cát

T: Số năm hoạt động của công trình (tuổi thọ công trình)

- Mực nước chết (MNC) không nhỏ hơn cao trình mực nước tối thiểu để đảm bảotưới tự chảy MNC ≥ Zmin+ΔZ

Zmin: Cao trình mực nước tối thiểu để đảm bảo tưới tự chảy

ΔZ : Tổng tổn thất qua cống lấy nước

VI.2.3 Các tài liệu cơ bản:

- Tài liệu địa hìnhCác đặc trưng quan hệ hồ chứa W∼F∼Z

VI.2.4 Nội dung tính toán:

6.2.4.1 Tính toán bồi lắng hồ chứa:

Lượng bùn cát bồi lắng hang năm tại vị trí tuyến công trình bao gồm:

Trong suốt thời gian hoạt động của công trình (100 năm), dung tích bùn cát lắng đọng là:

h a

Z c?ng MNC

5.2.4.3 Xác định MNC theo yếu cầu khống chế tưới tự chảy.

MNC theo điều kiện khống chế tưới tự chảy phải thoả mãn điều kiện sau:

Vậy cao trình MNCtheo khả năng tưới tự chảy là:

Dung tích hiệu dụng (Vh) và phần dung tích được giới hạn bởi MNDBT và MNC.Đây là phần dung tích cơ bản làm nhiệm vụ điều tiết dòng chảy.

5.3.2.Tài liệu tính toán:

+ Dòng chảy năm thiết kế ứng với tần suất P = 85%

+ Lượng bốc hơi các tháng trong năm

+ Tổng lượng nước dùng các tháng trong năm

+ MNC và dung tích chết

+ Đường đặc tính lòng hồ (Z ~ F), (Z ~ V)

5.3.3.Xác định hình thức điều tiết hồ:

Theo tài liệu thủy văn về phân phối dòng chảy năm thiết kế và nhu cầu dùng

nước trong năm ta có:

Wđến =∑Q i ∆t i= 354,769.106(m3) và Wdùng= 219,637.106(m3)

Ta thấy Wđến > Wdùng, do đó trong một năm lượng nước đến luôn đáp ứng đủ

lượng nước dùng Vậy đối với hồ chứa Nậm Ngần ta tiến hành điều tiết năm

- Cột 3: Lượng nước đến trong từng than

- Cột 4: Tổng lượng nước đến trong từng tháng

- Cột 5: Tổng lượng nước yêu cầu trong từng tháng

- Cột 6: Lượng nước thừa (WQ > Wq), cột(6) = cột(4) – cột(5)

- Cột 7: Lượng nước thiếu (WQ<Wq), cột (7) = cột (5) – cột (4)

- Cột 8 : Là quá trình làm việc (tích nước) của hồ khi chưa kể đến tổn thất

- Cột 9: Lượng nước xả thừa

Cách tính toán thể hiện trong bảng sau:

Bảng5.1 Cách tính dung tích hiệu dụng của kho nước khi chưa kể tổn thất

hồ chứa.

đến đến dùng thừa thiếu khoQ

Giải thích các giá trị trng bảng tính:

Cột 1: Thứ tự các tháng xếp theo năm thuỷ văn

Cột 2: Dung tích kho (Vk) lấy theo cột (8) của lần tính lặp đầu tiên chưa kể tổn thất ( bảng 5-1),cộng với Vc

Côt 3: Dung tích bình quân trong kho chứa nước: Vtb =

2

1 + + Ki

Ki V V

Bảng 5-2 : Bảng điều tiết hồ khi kể đến tổn thất lần

Tính sai số giữa 2 lần tính dung tích hiệu dụng (trường hợp đã kể đến tổn thất lần 1 và trường hợp đã kể đến tổn thất lần 2):

CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ 6.1 Mục đích ý nghĩa của tính toán điều tiết lũ và các yếu tố ảnh hưởng.

6.1.1 Mục đích ý nghĩa :

7 Điều tiết lũ là phân bố lại dòng chảy lũ đến sao cho phù hợp với yêu cầu thực tế đặt ra như yêu cầu an toàn cho công trình, yêu cầu phòng chống lũ cho hạ lưu, yêu cầu về tổng hợp lợi dụng nguồn nước …

8 Điều tiết lũ là nghiên cứu cách hạ thấp lưu lượng mùa lũ và nâng cao lưulượng mùa kiệt Điều tiết dòng chảy lũ là nghiên cứu cách hạ thấp lưu lượng mùa lũ, lưu lượng đỉnh lũ vượt lớn

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 nhất 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 đường tràn

6.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính toán điều tiết :

- Ảnh hưởng của đường quá trình lũ đến

- Ảnh hưởng của công trình xả lũ : loại công trình, kích thước công trình…

- Ảnh hưởng của địa hình kho nước

6.2 Nguyên lý và các phương pháp tính toán điều tiết lũ.

∂

∂+

Qv.Q

.g

1x

v.g

vx

hx

Z

qt

Ax

Q

2 0

Trong trường hợp điều tiết lũ bằng hồ chứa thì có những đặc điểm sau:

Với : Q : lưu lượng đến kho nước

q : lưu lượng xả khỏi kho nước

F : diện tích mặt thoáng của kho nước

t : thời gian

h : cột nước trên công trình tháo lũ

Phương trình (6-2) tương đương với phương trình :

Đưa phương trình (6-6) về dạng sai phân ta được :

1

2 V V ΔV Δt q Δt

2 1 2

2

q q ( )Δ 2

Q Q

Trong đó :∆t : là thời đoạn tính toán

1

Q, Q2 : là lưu lượng đến đầu và cuối thời đoạn tính toán

q1, q2 : là lưu lượng xả đầu và cuối thời đoạn tính toán

V1, V2 : là thể tích nước trong kho đầu và cuối thời đoạn tính toán

Với mục đích tìm đường quá trình xả lũ q ~ t thì phương trình (6.1-4’) chưa thể giải trực tiếp được vì có hai số hạng chưa biết là : q2, và V2 Vậy chúng ta cần một phương trình nữa, đó chính là phương trình thuỷ lực của công trình xả lũ với dạng tổng quát :

q=f( Zt,Zh,C) (6-5)

Trong đó :

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

C : tham số đặc trưng cho công trình

Như vậy nguyên lý cơ bản của điều tiết lũ là việc kết hợp giải phương trình cân bằng nước dạng (6-4’) và phương trình thuỷ lực (6-5)

6.3 Tính toán điều tiết lũ theo phương pháp lặp

6.3.1 Trình tự tính toán

Tại thời điểm đầu tiên, mực nước và dung tích ban đầu của hồ chứa đã được xác định Các thời đoạn tiếp theo dung tích ban đầu hoặc mực nước ban đầu là các giá trị tương ứng của nó tại cuối thời đoạn trước

Quá trình tính toán thử dần cho mỗi thời đoạn được xác định theo các bước sau đây:

Bước 1: Giả định giá trị q2 ở cuối mỗi thời đoạn tính toán, tính giá trị V2 theo công thức (1)

Bước 2: Xác định giá trị mực nước thượng lưu cuối thời đoạn tính toán bằng cách sử

dụng đường cong hoặc bảng tra quan hệ Q~Z~F

Bước 3: Tính giá trị q2tt tại cuối thời đoạn tính toán theo công thức (2) với các tham số

đã biết và kiểm tra điều kiện:

- Nếu biểu thức thỏa mãn coi như giả thiết q2 ở bước 1 là đúng và chuyểnsang thời đoạn tiếp theo Giá trị q1 của thời đoạn sau là q2 của thời đoạn trước Cácbước tính toán với thời đoạn đó tiến hành lặp lại từ bước 1 đến bước 3

- Nếu biểu thức không thỏa mãn cần thay đổi giá trị giả định q2 và quay lạibước 1 Giá trị lưu lượng xả được giả định lại theo biểu thức sau:

Trong đó: q2n+1: Giá trị giả định của lưu lượng xả q2 ở bước lặp thứ (n+1)

q2 và q2tn: Giá trị giả định và tính toán của đại lượng q2 ở bước lặp thứ nTiến hành tính toán cho tất cả các thời đoạn sẽ xác định được quá trình xả lũ, các đặc trưng dung tích chống lũ và các mực nước đặc trưng

6.3.2 Tài liệu tính toán

- Mực nước dâng bình thường ZMNDBT = 269,53m

- Cao trình ngưỡng tràn :Zngưỡng tràn = MNDBT = 54,98m

- Loại tràn không có van, ngưỡng đỉnh rộng

- Số khoang tràn : n= 3 khoang

- Bề rộng tràn được tính : Bt =3x8 = 24 m

-Hệ số lưu lượng m chọn sơ bộ m = 0,35

- Quan hệ mực nước và dung tích hồ ( V~Z)

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

= 0,1%

6.4 Kết quả tính toán điều tiết lũ theo phương pháp lặp.

Cột (1): Số thứ tự

Cột (2): Thời điểm- T (h)

Cột (3): Thời đoạn tính toán- ∆T ( s )

Cột (4): Lưu lượng lũ đến tại thời điểm thứ i- Qi (m3/s)

Cột (5): Lưu lượng lũ đến trung bình Qtb

Cột 6: Cột nước tràn giả thiết : Htr gt

Cột (7): Lưu lượng xả lũ tính toán- q2tt (m3/s)

BẢNG 6.1 ĐIỀU TIẾT LŨ THIẾT KẾ