Thiết kế hồ chứa nước cà tót

Tháng Nhiệt độ không Độ ẩm tương Số giờ nắng Tốc độ gió Bốc hơi • Lượng mưa bình quân lưu vực: Căn cứ vào tài liệu lượng mưa của 3 trạm Di Linh, Sông Lũy, Phan Thiết đếnnăm 2004, tính lư

MỞ ĐẦU

Nước ta có một nguồn nước dồi dào song phân bố không đều trên lãnh thổ vàthường tập trung nhiều vào mùa lũ Vì vậy việc xây dựng các công trình thủy lợi cóvai trò rất lớn trong việc phân phối lại nguồn nước theo không gian và điều chỉnh dòngchảy theo thời gian một cách hợp lí Cùng với sự phát triển của khoa học kĩ thuật ,nghành khoa học thủy lợi nước ta đã và đang có những bước phát triển mạnh mẽ, đónggóp to lớn cho nghành kinh tế quốc dân, đặc biệt là trong lĩnh vực nông nghiệp và pháttriển nông thôn Thủy lợi phục vụ cho nhiều mục đích như tưới nước trong nôngnghiệp, cung cấp nước đời sống , thủy điện, phát triển giao thông thủy…Trên cơ sởnhững lợi ích đó , hồ chứa nước Cà Tót thuộc huyện Bắc Bình , tỉnh Bình Thuận đượcxây dựng nhằm giải quyết nhu cầu về nước nông nghiệp, nước sinh hoạt cho nhân dântrong vùng và nâng cao đời sống, cải thiện môi trường Huyện Bắc Bình vốn là mộthuyện thiếu nước nghiêm trọng, nhất là vào mùa khô, có thể xảy ra hạn hán Vì vậyviệc xây dựng hồ chứa nước Cà Tót là rất quan trọng, phục vụ trực tiếp cho lợi íchnhân dân và phục vụ mục tiêu phát triển kinh tế toàn vùng trong tương lai

Với những kiến thức đã học và sự giúp đỡ của giáo viên hướng dẫn, em thiết kếthủy công hồ chứa nước Cà Tót Nội dung thiết kế gồm 8 chương :

Chương 1 : Tổng quan về công trình

Chương 2 : Tính toán thủy lợi

Chương 3 : Thiết kế sơ bộ

Chương 4 : Thiết kế tràn xả lũ

Chương 5 : Thiết kế đập chính

Chương 6 : Thiết kế cống lấy nước

Chương 7 : Tổ chức thi công

Chương 8 : Chuyên đề kĩ thuật –Tính toán kết cấu cống thép bọc bê tông cốt thép

MỤC LỤC.

MỤC LỤC 2

3.5.3 Khối lượng tràn xả lũ 48

3.5.4 Khối lượng cửa van 49

5.3.8 Tính tổng lượng nước thấm qua đập 96

5.3.8.1.Khái niệm , mục đích 96

Tổng lưu lượng thấm của đập Q là lượng thấm qua đập trong một đơn vị thời gian 96

Việc tính tổng lưu lượng nhằm kiểm tra lượng tổn thất do thấm có nằm trong phạm vi cho phép để kết luận việc chọn loại đập và hình thức chống thấm là hợp lí 96

5.3.8.2 Phương pháp tính toán 96

Để tính lưu lượng thấm, dựa vào địa hình để phân đập thành nhiều đoạn sao cho trong mỗi đoạn có các đặc trưng về thấm như nhau.Sau đó tìm lưu lượng bình quân qua mỗi đoạn đập Tổng lưu lượng thấm được tính theo công thức đơn giản sau : 96

TÀI LIỆU THAM KHẢO 140

Chương 1 : TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH

1.1.1.2 Vùng hồ chứa.

Hồ chứa CàTót nằm trên sông Kà Tang bắt nguồn từ các dãy núi thuộc huyện DiLinh , Lâm Đồng.Dòng sông chảy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, đổ ra sông Lũytại xã Sông Lũy cách quốc lộ 1A khoảng 2km về phía Tây.Vị trí cụm công trình đầumối thuộc xã Phan Tiến , Băc Bình, Bình Thuận ,cách quốc lộ 1A khoảng 20km theotuyến đường nhựa bắt nguồn từ quốc lộ 1A tại thị trấn Tịnh Xá , Bình Tân

1.1.1.3 Vùng hưởng lợi.

Toàn bộ công trình thuộc huyện Bắc Bình thuộc lưu vực sông Lũy với diện tích là1825,53 km2 Vùng hưởng lợi của dự án gồm 3 xã : Phan Tiến , Sông Lũy , Bình Tân.Ranh giới địa chính của huyện như sau: Phía Bắc,Tây,Tây Bắc, giáp tỉnh Lâm Đồng,phía Tây và Tây Nam giáp huyện Hàm Thuận Bắc, phía Đông và Đông Bắc giáphuyện Tuy Phong, phía Đông Nam , Nam và Tây Nam giáp biển Đông

1.1.2.Nhiệm vụ công trình.

Cấp nước tưới ổn định cho 1500ha đất canh tác 3 xã Phan Tiến , Sông Luỹ vàBình Tân thuộc huyện Bắc Bình ,tạo nguồn cung cấp nước sinh hoạt cho 11000 ngườidân trong khu tưới , đồng thời kết hợp nuôi trồng thuỷ sản trong lòng hồ và cải tạo môitrường sinh thái

Hình 1 : Bản đồ tổng thể lưu vực khu dự án

1.2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN.

1.2.1 Tài liệu về địa hình

1.2.1.1 Vùng lòng hồ.

Vùng hồ chứa là thung lũng nằm trong lưu vực sông Kà Tang , hình thành từ cácdãy núi đá hai bên bờ sông Kà Tang Bờ trái và phải là các dãy núi đá kết hợp với cácdãy đồi có độ dốc không lớn lắm , cao độ từ 100 ÷120m, cách bờ sông khoảng400÷500m Trong lòng hồ địa hình có cao độ từ 80(lòng sông ) ÷ 100m (chân đồi)

1.2.1.2 Vùng công trình đầu mối.

Vùng dự kiến xây dựng công trình đầu mối là ranh giới giữa vùng núi và vùngbán sơn địa , địa hình trung du Dự kiến tuyến đập có hướng gần Bắc Nam, vuông gócvới sông Kà Tang (hướng 178o ) , hình chữ U mở rộng , 2 vai đập gói lên 2 dải đồilớn , sườn dốc thoải có cao trình từ 100 ÷120m Phần lòng sông rộng 40m, phần 2 bênthềm rộng khoảng 900m, không có bãi bồi.Tuyến tràn xả lũ bố trí bên bờ trái dọc theochân núi với địa hình từ thượng lưu (+95m) đến hạ lưu (+100m) Tuyến cống bố tríbên bờ phải tại chân núi dốc thoải

1.2.1.3 Khu tưới của dự án.

Khu tưới của dự án không có dãy núi cao nhưng địa hình biến đổi khá phức tạp

do bị chia cắt bởi các gò cao xen kẽ Địa hình nghiêng từ Tây Bắc xuống Đông Nam.Nhìn chung địa hình khu tưới hình lòng máng, cao ở phía Tây Bắc và thấp dần về phíaĐông Nam và phía Nam

1.2.2 Quan hệ địa hình kho nước W~Z và F~Z theo các tuyến.

Từ bình đồ tổng thể khu vực đầu mối, qua đo vẽ tính toán ta xác định được quan hệZ~W~F lòng hồ tại hai tuyến đập Kết quả như bảng sau :

• Đá gốc : trong lòng hồ có hai loại đá chính, phân bố từ dưới lên trên một cách liên

tục như sau:

+ Đá phiến sét xen kẹp cát kết, bột kết phân bố chủ yếu trong lòng hồ ở phía Nam vàĐông Nam, khu vực công trình đầu mối Đá có màu xám, xám nâu, xám ghi, cấu tạophân phiến, kiến trúc ẩn tinh, tái kết tinh

+ Đá cát bột kết xen kẹp Phiến sét phân bố chủ yếu trong lòng hồ ở Bắc và TâyBắc Đá có màu xám, xám vàng, xám lục, cấu tạo khối, kiến trúc cát bột

• Tầng phủ Đệ tứ

Trầm tích nguồn gốc sông (aQ) phân bố dọc theo 2 bờ sông Kà Tang là thềm bậc

I có độ cao tuyệt đối từ +80 đến +95, thành phần chủ yếu bên trên là á cát-á sét, phầndưới là trầm tích hạt thôdày từ 2-5m

Trầm tích bãi bồi sông hiện đại (aQ) có thàn h phần chủ yếu là trầm tích hạt thôgồm cát, cuội sỏi, sạn…

Tầng phủ của đá gốc là các sản phẩm pha tàn tích bao gồm á sét chứa dăm, sạnđến hỗn hợp dăm sạn tảng lăn Dăm sạn là sản phẩm phong hoá của đá gốc chiếm hàmlượng từ 20-50% chiều dày từ 1-3m

1.3.2.2 Vùng tuyến đập.

Tại khu vực công trình đầu mối có địa tầng và tính chất địa chất công trình cáclớp đất từ trên xuống dưới như sau:

• Lớp bồi tích hiện đại lòng sông aQ (lớp 1): cát hạt thô chứa cuội sỏi- hỗn hợp

cuội sỏi lẫn cát màu xám vàng, vàng nhạt bão hoà nước

• Lớp bồi tích thềm sông aQ (lớp 2): Đất á sét trung nhẹ chứa nhiều cát hạt mịn

màu xám đen.Trạng thái thiên nhiên nửa cứng- dẻo cứng, có chỗ cứng

• Lớp bồi tích đáy thềm sông aQ ( lớp 3): cuội sỏi chứa cát hạt thô màu xám trắng,

xám vàng,vàng nhạt, bão hoà nước, kết cấu chặt vừa

• Lớp pha tàn tích sườn đồi deQ( lớp 4): Đất á sét trung có chỗ là á sét nặng chứa

nhiều dăm sạn á sét màu nâu đỏ, trạng thái thiên nhiên của đất nửa cứng và cứng

• Đá gốc : có hai loại chính là đá Phiến sét và đá Cát bột kết arko xen kẹp.

Địa chất nền tại khu vực tuyến đập trên (theo phương án I) : phân bố các lớp1,2,3,4 và đá gốc là đá Phiến sét xen kẹp cát bột kết arko với đầy đủ các đới phong hoá

từ phong hoá hoàn toàn đến phong hoá nhẹ tươi Điều kiện địa chất nền thuận lợi choviệc xây dựng đập đất hỗn hợp nhiều khối với móng đập nên đặt trong đới đá gốcphong hoá mạnh đảm bảo an toàn và ổn định lâu dài Chiều sâu bóc bỏ từ 2-7m gồmlớp 1 ở lòng sông, lớp 2 và lớp 3 ở thềm sông, lớp 4 và đá phong hoá hoàn toàn ở haivai đập

Theo phương án II, tuyến đập dưới cũng có điều kiện địa chất tương tự như trên,chiều sâu bóc bỏ trên toàn bộ tuyến đập từ 3-10m gồm lớp 1 ở lòng sông, lớp 2 và lớp

3 ở thềm sông, lớp 4 và đá phong hoá hoàn toàn ở hai vai đập

1.3.3.3 Tuyến tràn.

Tuyến tràn xả lũ theo phương án I : tại khu vực tuyến tràn phân bố lớp 4, đá Phiếnxen kẹp đá Cát bột kết arko với đầy đủ các đới phong hoá hoàn toàn và phong hoá nhẹ.Khu vực tuyến tràn theo phương án II có phân bố lớp 4, đá Phiến xen kẹp đá Cát bộtkết arko với đầy đủ các đới phong hoá hoàn toàn và phong hoá nhẹ

1.3.3.4 Tuyến cống.

Tại khu vực tuyến cống có phân bố lớp 4, đá Phiến xen kẹp đá Cát bột kết arkovới đầy đủ các đới phong hoá hoàn toàn và phong hoá nhẹ Chiều dầy bóc bỏ từ 4-6m

1.3.3.5 Chỉ tiêu cơ lí của đất, đá nền tại các tuyến.

Bảng 1.2: Các chỉ tiêu cơ lí đất đá nền tại các hạng mục công trình đầu mối.

Tên lớp

Đá gốcphong hoáhoàn toànThành phần hạt (%)

1.2.4 Địa chất thuỷ văn.

Trong khu vực lòng hồ có hai loại nguồn nước chính là nước mặt và nước ngầm

• Nước mặt: tồn tại ở sông Kà Tang, sông Nhum, suối Nhăn và các khe suối nhỏ Về

mùa mưa nước thường đục do có lượng phù sa lớn, về mùa khô nước có màu hơi đen,trong suốt không mùi vị, ít lắng cặn Nước mặt có quan hệ thuỷ lực với nước ngầmtrong trầm tích thềm sông và trong khe nứt của đá gốc.Mùa mưa nước mặt là nguồncung cấp nước chủ yếu cho nước ngầm và ngược lại về mùa khô nước ngầm lại cấpnước cho nước mặt.Mực nước và thành phần hoá học thay đổi theo mùa

• Nước ngầm: Trong khu vực lòng hồ có hai phức hệ chứa nước ngầm chính là :

+ Nước ngầm trong các bồi tích và thềm bậc một phân bố ở độ sâu 2-4m kể từmặt đất, nguồn cung cấp chủ yếu là nước mưa và nước mặt, mực nước dao động theomực nước sông Kà Tang

+ Nước ngầm trong khe nứt của đá gốc : thường xuất hiện ở độ sâu từ 7-10m kể

từ mặt đất, hơi đục, không mùi vị và cặn lắng, nguồn cung cấp chủ yếu là nước mưa vànước mặt vào mùa mưa và nước sông nếu vào mùa khô.Nhìn chung nước chỉ tập trungtrong các khe nứt nên khá nghèo nàn

1.2.5 Khả năng vật liệu xây dựng thiên nhiên tại chỗ.

1.2.5.1 Vật liệu xây dựng đất.

• Vị trí và trữ lượng: Căn cứ theo yêu cầu về vật liệu đất đắp đã tiến hành khảo sát

mới 4 mỏ vật liệu đất xây dựng cho đầu mối (kí hiệu VL I, VL II, VL III , VL IV) và 3

mỏ vật liệu đất xây dựng cho tuyến kênh ( kí hiệu VLK 1, VLK 2, VLK 3) Khốilượng vật liệu đất ở bảng sau :

Bảng 1.3 : Khối lượng vật liệu đất đắp cho vùng đầu mối đã khảo sát.

Cự li vậnchuyển

mỏ Lớp khai

thác

khaithác(m2)

lượng bócbỏ(m3)

khai thác(m3)

• Chỉ tiêu cơ lí của vật liệu đất xây dựng vùng đầu mối :

Bảng1.4:Các chỉ tiêu cơ lí đất vật liệu xây dựng vùng đầu mối dùng trong tính toán.

Tên lớp Lớp 2a Lớp 4a (VL Đá phong hoá hoànThành phần hạt (%)

Dung trọng ướt tự nhiên gw (T/m3) 1.78 1.83

Dung trọng khô tự nhiên gc (T/m3) 1.55 1.57

Dung trọng khô lớn nhất gcmax(T/m3) 1.83 1.82

1.2.5.2 Vật liệu cát cuội sỏi.

Căn cứ theo yêu cầu về vật liệu cát cuội sỏi đã tiến hành khảo sát 3 mỏ cát sỏisau:

• Mỏ cát sỏi đập Đồng Mới nằm trên sông Lũytại khu vực đập Đồng Mới, bên trái

đường quốc lộ 1 từ ngã ba Lương Sơn đi về phía Nha Trang khoảng 4km Mỏ có chiều

dài khoảng 1.5km, rộng khoảng 70m và nằm dưới mực nước sông 2m.

• Mỏ cát sỏi thôn Đá Trắng trên sông Cà Tót cách ngã ba gặp sông Lũy về phía

thượng lưu khoảng 2km.Mỏ có chiều dài khoảng 150m, rộng 30m, và nằm sâu dướimực nước sông khoảng 1m

• Mỏ cát sỏi Suối Bay ở hạ lưu vai trái đập khoảng 4km trên suối Bay, mỏ có chiều

dài khoảng 150m, rộng 20m và nằm sâu dưới mực nước 0.5m

1.2.5.3 Vật liệu đá xây dựng.

Căn cứ theo yêu cầu của thiết kế đã tiến hành khảo sát 3 mỏ vật liệu đá xây dựngvới chủ yếu là đá Granit và GranoDiorit:

• Mỏ đá núi Ông (VLĐ1) thuộc địa phận xã Bình Tân ở bờ trái tuyến kênh chính,

cách tim kênh chính (K12) khoảng 1.3 Km.Mỏ có chiều dài khoảng 500m, rộngkhoảng 600m

• Mỏ đá núi Đá Dại (VLĐ2) thuộc địa phận xã Bình Tân và Thuận Hoà ở bờ phải

tuyến kênh chính, cách tim kênh chính (K12) khoảng 300m Mỏ có chiều dài khoảng1000m, rộng khoảng 500m

• Mỏ đá bên phải đường đi sông Lũy(VLĐ3) thuộc địa phận xã Phan Tiến và Sông

Lũy cách cầu treo xã Phan Tiến khoảng 1.8Km.Mỏ gồm 2 núi đá có tổng chiều dàikhoảng 500m, rộng khoảng 200m

1.2.6 Đặc điểm khí tượng thuỷ văn.

1.2.6.1 Tài liệu khí tượng.

Ở lưu vực sông Cà Tót không có trạm đo nên không có tài liệu khí tượng thuỷvăn Trong và ngoài lưu vực hệ thống sông Lũy có các trạm khí hậu, trạm đo mưa vàtrạm thuỷ văn do Tổng cục KTTV quản lí, chất lượng tài liệu đảm bảo.Các trạm đo vàthời gian có trong bảng sau :

Bảng1.5: Thống kê các trạm KT_TV và thời gian có tài liệu

2002 đến nay

• Yếu tố khí hậu trung bình tháng;

Căn cứ vào tài liệu của trạm Phan Thiết, tính toán được đặc trưng các yếu tố khítượng, khí hậu trung bình tháng ở bảng 1.6:

Bảng 1.6 : Đặc trưng các yếu tố khí hậu tỉnh Phan Thiết.

Tháng Nhiệt độ không Độ ẩm tương Số giờ nắng Tốc độ gió Bốc hơi

• Lượng mưa bình quân lưu vực:

Căn cứ vào tài liệu lượng mưa của 3 trạm Di Linh, Sông Lũy, Phan Thiết đếnnăm 2004, tính lượng mưa bình quân lưu vực sông Cà Tót bằng giá trị bình quân sốlượng học của 3 trạm này :

Với : X0 Sông Lũy = 1082.2 mm

Phân phối lượng tổn thất bốc hơi theo dạng phân phối bốc hơi đo bằng ống Piche

Bảng 1.8: Phân phối lượng tổn thất bốc hơi theo tháng

ΔZ(mm) 74 68.5 75.5 68.9 67.4 61.4 59.7 60.4 48.1 47 54.9 65.2 751

1.2.6.2.Tài liệu thuỷ văn.

Trong lưu vực Cà Tót không có trạm đo nên không có tài liệu thuỷ văn.Vì vậyviệc tính toán các đặc trưng thuỷ văn như dòng chảy năm ,dòng chảy lũ , dòng chảyphù sa được thực hiện trong trường hợp lưu vực nghiên cứu không có tài liệu

a) Dòng chảy năm.

• Lưu lượng trung bình nhiều năm

Trên sông Lũy khống chế diện tích lưu vực F= 964 km2 là trạm thuỷ văn SôngLũy với chuỗi tài liệu thực đo từ 1981 – 2004 tính được các đặc trưng dòng chảy nămnhư sau :

Với Cva = 0.5 là hệ số biến động của trạm sông Luỹ

M0 = 15.5 l/s.km2 là môduyn dòng chảy năm tại tuyến đập Cà Tót

+ Hệ số thiên lệch Cs = 2Cv

• Phân phối dòng chảy năm thiết kế

Dạng phân phối dòng chảy điển hình được chọn cho lưu vực Cà Tót là dạng phânphối dòng chảy thực đo tai trạm Sông Lũy năm 1990 Dạng phân phối này phù hợp vớichế độ dòng chảy trong hệ thống sông Luỹ nói chung và hệ thống lưu vực Cà Tót nóiriêng

Bảng 1.9: Phân phối dòng chảy năm thiết kế với P=75% tính đến tuyến đập Cà Tót

Q75%(m3/s 0.23 0.11 0.06 0.04 0.07 0.47 0.26 0.79 4 4.1 6.17 0.5 1.4

b) Dòng chảy lũ.

Trong lưu vực không có trạm thuỷ văn nên không có tài liệu thuy văn, dòng chảy

lũ đến tuyến đập Cà Tót được tính toán trong điều kiện không có tài liệu

• Lưu lượng đỉnh lũ.

Lưu lượng đỉnh lũ tại Cà Tót có thể được tính toán theo 3 cách : tính theo chuỗitài liệu thực đo trạm thuỷ văn Sông Lũy , hoặc tính từ mưa theo phương pháp đườngđơn vị tổng hợp, hoặc tính từ mưa theo công thức Xôkôlôpxki

Kết quả tính toán lưu lượng đỉnh lũ theo 3 phương pháp trên được tổng hợp trongbảng sau :

Bảng 1.10: Lưu lượng đỉnh lũ tại tuyến đập CàTót

• Đường quá trình lũ (Q~t) ứng với các tần suất lũ khác nhau :

Bảng 1.11: Đường quá trình lũ thiết kế tại tuyến đập Cà Tót

• Lưu lượng lũ mùa thi công ứng với các tần suất và các tháng mùa kiệt:

Mùa thi công ỏ lưu vực Cà Tót có thể bắt đầu vào tháng XII và kết thúc vào thángVII hàng năm Lưu lượng lớn nhất trong mùa và lưu lượng lớn nhất mùa được tính từtrạm Sông Lũy sau đó chuyến về tuyến đập theo tỉ lệ diện tích

Kết quả tính toán như bảng 1.12:

Bảng 1.12: Lưu lượng lớn nhất mùa thi công

Hàng năm, lượng bùn cát qua mặt cắt tuyến đập là V=8467 m3/năm

d) Quan hệ Q~Z tại các tuyến đập.

Căn cứ vào mặt cắt ngang sông tính được quan hệ Q = f(Z) như bảng sau:

Bảng 1.13: Quan hệ Q~Z hạ lưu tuyến đập

1.3 TÀI LIỆU VỀ DÂN SINH KINH TẾ.

1.3.1.Dân sinh và kinh tế.

Trong toàn khu vực dự án có 3 đơn vị hành chính cấp xã : Xã Phan Tiến, SôngLũy và xã Bình Tân thuộc huyện Bắc Bình Tổng dân số huyện tính đến năm 2005 là16.659 người, trong đó nam là 8.496 người, nữ 8163 người ,chiếm 49%, mật độ dân sốtrung bình là 72 người/km2, tốc độ phát triển dân số là 1.3%.Cộng đồng dân cư hiệnnay sinh sống trong khu vực dự án có 5 dân tộc chính sinh sống là Kinh, Nùng Hoa,

K’Ho, Rắc Lây và Tày.

Thực trạng lao động trong khu vực dự án : Tỷ lệ lao động nông nghiệp chiếm từ

80 – 95% , còn lại là phi nông nghiệp

Do những đặc trưng riêng về phân bố dân cư không đều nên việc đầu tư cơ sở hạtầng còn thấp, trình độ lao động còn hạn chế,chất lượng lao động còn nhiều bất cập sovới yêu cầu phát triển của xã hội, hầu hết lao động tại chỗ là lao đông phổ thông

Bình quân lương thực đầu người của các xã trong khu vực dự án còn thấp, khoảng450kg/năm trong khi bình quân lương thực đầu người của huyện là 550kg/năm Số hộnghèo chiếm khoảng 20-25% Cơ cấu kinh tế còn chưa hợp lí nên tài nguyên thiênnhiên dù phong phú nhưng chủ yếu còn ở dạng tiềm năng, chưa khai thác được nhiều,thu nhập của người dân chủ yếu dựa vào nông nghiệp và lâm nghiệp

Về giáo dục và y tế nói chung vẫn còn kém phát triển, cơ sở hạ tầng còn thấp, trình độchuyên môn chưa cao, song cũng đã góp phần đáp ứng được các yêu cầu tối thiểu củanhân dân trong vùng dự án như : phần lớn trẻ em đều được đến trường , tỉ lệ xoá mùchữ đã đạt yêu cầu được nhà nước công nhận, đã tiến hành phổ cập giáo dục tiểu học,đáp ứng được tương đối về nhu cầu khám chữa bệnh của nhân dân trong xã và sơ cấpcứu trong các trường hợp khẩn cấp, tiêm phòng cho trẻ em

1.3.2 Biểu đồ nhu cầu dùng nước.

Lượng nước dùng cho sản xuất nông nghiệp là lượng nước dùng lớn nhất trongvùng gồm nước tưới cho từng loại cây trồng và nước dùng cho chăn nuôi Ngoài racòn nước dùng cho sinh hoạt và nước cung cấp cho hạ du để bảo vệ môi trường sinhthái

Nhu cầu sử dụng nước cho các hộ dùng nước tính đến đầu mối công trình đượctổng hợp tại bảng sau:

Bảng 1.14: Tổng hợp nhu cầu dùng nước.

+ Theo nhiệm vụ chính của công trình

+ Theo chiều cao công trình và loại nền

1.4.1.1 Theo nhiệm vụ chính của công trình.

Công trình có nhiệm vụ cấp nước tưới cho 1500ha đất canh tác nông nghiệp nêntheo quy phạm TCXDVN 285-2002 ta tra được công trình là cấp IV

1.4.1.2 Theo chiều cao công trình và loại nền.

Theo kết quả nghiên cứu ở giai đoạn thiết kế sơ bộ , xác định chiều cao đập trongkhoảng 25-30m, loại đất nền thuộc nhóm B, tra quy phạm TCXDVN 285-2002 đượccông trình cấp III

Vậy từ hai điều kiện trên ta xác định cấp công trình là cấp III

+ Tần suất lũ kiểm tra : P = 0.2%

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

+ Tần suất tưới đảm bảo : P = 75%

+ Tần suất lưu lượng lớn nhất để thiết kế chặn dòng : P = 10%

1.4.2.2 Hệ số tính toán.

+ Hệ số tin cậy : Kn = 1.15

+ Hệ số điều kiện làm viêc : m= 1.0

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

- Tổ hợp tải trọng cơ bản : K = 1.3

- Tổ hợp tải trọng đặc biệt : K = 1.1

+ Tuổi thọ công trình : T = 75 năm

+ Độ vượt cao an toàn của đỉnh đập đất:

- Với MNDBT : a = 0.7 m

- Với MNDTK : a = 0.5 m

- Với MNDKT : a = 0.2 m

Chương 2 : TÍNH TOÁN THUỶ LỢI.

2.1 LỰA CHỌN VÙNG TUYẾN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH.

Dựa vào các tài liệu địa hình, bình đồ và các kết quả khảo sát trên thực địa, vùngtuyến đầu mối công trình được đề nghị chọn tại xã Phan Tiến thuộc huyện Bắc Bình,tỉnh Bình Thuận, cách đường quốc lộ 1A khoảng 20Km, dọc theo đường nhựa về phíaTây Vùng tuyến khu vực đấu mối được lựa chọn khá bằng phẳng và thuận lợi choviệc bố trí các công trình Trong vùng tuyến nghiên cứu bố trí hai vị trí tuyến côngtrình, hai vị trí tuyến công trình cách nhau khoảng 500m

• Tuyến I :Vị trí tuyến đầu mối gần vuông góc với suối KàTang, nằm về phíathượng lưu cách ngã ba suối KàTang với sông Cà Tót khoảng 1.5 Km thuộc xã PhanTiến và cách UBNN xã Phan Tiến 3Km về phía Tây Bắc Cao độ đáy sông khoảng từ83-85m

• Tuyến II : Vị trí tuyến đầu mối cách vị trí tuyến I khoảng 500m về phía hạ lưuthuộc xã Phan Tiến Cao độ đáy sông 82m

Qua so sánh các điều kiện địa hình, địa chất của các phương án tuyến đập theoyêu cầu thiết kế thấy rằng cả hai phương án tuyến trên đều có điều kiện địa hình, địachất tương tự nhau và thuận lợi cho thiết kế, xây dựng đập đất Nhưng xét về mặt bốtrí thì phương án tuyến I là hợp lí nhất vì diện tích ngập lụt ít hơn, tuyến gần vuônggóc với lòng suối KàTang nên cũng dễ dàng hơn trong việc thiết kế , thi công côngtrình

Vậy chọn vị trí tuyến đập chính là tuyến I

2.2.TÍNH TOÁN MỰC NƯỚC CHẾT VÀ DUNG TÍCH CHẾT

2.2.1.Khái niệm.

Dung tích chết (V0) là phần dung tích không tham gia vào quá trình điều tiết dòngchảy Phần dung tích nằm ở phần dưới cùng của kho nước nên còn gọi là dung tích lótđáy, giới hạn dưới của kho nước

Mực nước chết (MNC) kí hiệu là Z0 là mực nước tương ứng với dung tích chết

V0 Mực nước chết và dung tích chết có quan hệ với nhau theo đường quan hệ địa hìnhkho nước

Dung tích chết và mực nước chết phải đảm bảo chứa hết được phần bùn cát lắngđọng trong hồ chứa trong thời gian hoạt động của công trình, đồng thời đảm bảo yêucầu tưới tự chảy.

2.2.2.Nội dung tính toán.

2.2.2.1 Xác định MNC theo yêu cầu tưới tự chảy.

MNC không được nhỏ hơn cao trình mực nước tối thiểu để có thể đảm bảo đượctưới tự chảy :

MNC = Zkc + ∆Z (2.1)Trong đó :

+ Zkc là mực nước khống chế đầu kênh tưới.Theo tính toán thuỷ nông Zkc =+93.15 m

+ ∆Z : Tổng tổn thất trong cống khi lấy với lưu lượng lớn nhất Sơ bộ lấy

∆Z=0.8m

Thay vào (2.1) được : MNC = 93.15 + 0.8 = 93.95 m

2.2.2.2 Xác định MNC theo điều kiện lắng đọng về bùn cát.

MNC = ∆Zbc + hd + h (2.2)Trong (2.2) :

+ Theo kết quả tính toán dòng chảy rắn và bồi lắng lòng hồ, với tuổi thọ côngtrình cấp III là 75 năm thì tổng lượng bùn cát lắng đọng trong lòng hồ chứa tại tuyến Itheo tính toán thuỷ văn là : Wbc = 0.582*106 m3 Tra quan hệ địa hình lòng hồ được caotrình bùn cát tương ứng ∆Zbc = 91.5 m

+ hd là chiều dày lớp nước đệm từ cao trình bùn cát đến lớp đáy cống Theo kinhnghiệm hd =0.4÷0.7 m Chọn hd = 0.5m

+ h là độ sâu cột nước cần thiết trước cống để lấy đủ lượng nước thiết kế

Dung tích hồ, thường kí hiệu là Vh ,là phần dung tích nằm phía trên phần dungtích chết, làm nhiệm vụ điều tiết cấp nước Về mùa lũ, nước được cấp vào phần dungtích Vh để bổ sung nước dùng cho thời kì mùa kiệt, khi nước đến không đáp ứng đủyêu cầu dùng nước.

2.3.2 Ý nghĩa việc xác định MNDBT.

MNDBT là một thông số chủ chốt của hồ chứa, có ảnh hưởng trực tiếp đến dungtích hồ, cột nước và lưu lượng Từ đó, MNDBT cũng quyết định chiều cao đập,kíchthước các công trình xả,ảnh hưởng trực tiếp đến diện tích vùng ngập lụt, tổn thất dongập lụt ở thượng lưu và kinh phí xây dựng công trình

2.3.3 Xác định hình thức điều tiết hồ.

Theo tài liệu thuỷ văn về phân phối dòng chảy năm thiết kế (P = 75%) và nhu cầudùng nước trong năm , có :

Lượng nước đến trong năm : Wdến = 44.045.900 m3

Lượng nước dùng trong năm : Wdùng = 18.740.000 m3

So sánh thâý Wdến > Wdùng , do đó trong một năm lượng nước đến luôn đáp ứng đủyêu cầu dùng nước Vậy ta tiến hành điều tiết năm đối với hồ chứa nước Cà Tót

Khi tính toán điều tiết năm, ta sử dụng năm thuỷ lợi để tính, tức là đầu năm mựcnước trong hồ là MNC, đến cuối mùa lũ mực nước trong hồ là MNDBT và cuối nămnước trong hồ trở về MNC

2.3.4.Tính toán điều tiết kho nước năm theo phương pháp lập bảng.

2.3.4.1 Nhiệm vụ

Nhiệm vụ của tính toán điều tiết kho nước năm là để xác định mối quan hệ giữadung tích hiệu dụng của kho nước Vh , khả năng cung cấp nước của kho nước q vàmức độ đảm bảo cấp nước của kho nước P, từ đó phân phối lại dòng chảy trong nămcho phù hợp với yêu cầu cấp nước

2.3.4.2 Nguyên lí tính toán.

Tính toán điều tiết năm theo phương pháp lập bảng dựa trên nguyên lí cân bằngnước : Hiệu số lượng nước đến và đi khỏi một lưu vực bằng sự thay đổi trữ lượngnước trong lưu vực đó trong thời đoạn tính toán bất kỳ

1 2 2

1 2

1

2

q q t Q Q

+ ΔV : Dung tích thay đổi trong từng thời đoạn Δt.

+ V1, V2 là dung tích hồ đầu và cuối thời đoạn tính toán

2.3.4.3 Tài liệu tính toán.

Tính toán điều tiết năm cho hồ chứa nước sông Cà Tót với các tài liệu như sau:+ Đặc trưng địa hình kho nước : Bảng (1.1)

+ Dòng chảy năm thiết kế.

Phân phối dòng chảy năm thiết kế (Q~t)tk cho trong bảng 1.9

+ Lượng bốc hơi ở hồ chứa

Lượng chênh lệch bốc hơi cả năm ∆Z = 751 mm

Phân phối bốc hơi thiết kế (∆Z ~t)tk trong bảng 1.8

+Yêu cầu cấp nước

Diện tích khu tưới là 1500 ha, mức bảo đảm cấp nước là p=75% , lượng nước cầntưới cho từng tháng được cho trong bảng 1.14 Lượng nước yêu cầu tưới này nhỏ hơnlượng dòng chảy năm thiết kế nên ta phải tính toán điều tiết năm

Wq(10^6m3)

∆V+

(10^6m3)

∆(10^6m3)

V-Lượngnước(10^6m3)

Lượngnước(10^6m3)

+ Cột <2> : Số ngày của từng tháng.

+ Cột <3> : Tổng lượng nước đến của từng tháng

WQi = Qi * ∆ti Với Qi lấy ở bảng 1.9 và ∆ti là thời gian của 1 tháng ( tính bằng s)+ Cột <4> : Lượng nước yêu cầu cho từng tháng ứng với tấn suất thiết kế P=75%.+ Cột <5> : Lượng nước thừa ( khi WQ > Wq : <5> = <3>-<4> )

+ Cột <6> : Lượng nước thiếu ( khi WQ < Wq : <6> = <4>-<3> )

+ Cột <7> : Khi tích nước thì luỹ tích cột <5> nhưng không để vượt quá phầndung tích hồ

+ Cột <8> : Lượng nước xả thừa

Tổng cộng cột <6> chính là dung tích nước cần trữ để điều tiết đảm bảo yêu cầucấp nước, đồng thời đó cũng là dung tích hiệu dụng chưa kể tổn thất :

Vh’= 11.882*106m3

.

b) Tính tổn thất trong kho nước Wtt.

Bảng 2.2 : Tính toán tổn thất trong kho nước.

Tháng

Vi(10^6m3)

Vtbi(10^6m3)

Fh(10^6m2)

Wb(10^6m3)

Wt(10^6m3)

Wtt(10^6m3)

+ Cột <3> : V i là dung tích bình quân trong hồ chứa trong thời đoạn tính toán

+ Cột <4> : Là diện tích trung bình mặt hồ ứng với V i tương ứng , tra theo quan

Wq(10^6m3)

∆V+

(10^6m3)

∆(10^6m3)

V-Lượngnước(10^6m3)

Lượngnước(10^6m3)

∆V+

(10^6m3)

∆(10^6m3)

V-Lượngnước(10^6m3)

Lượngnước(10^6m3)

054.1527.15

V

V V

Sử dụng dung tích Vh= 15.27*106m3để thiết kế hồ chứa

g) Tính MNDBT.

Từ kết quả điều tiết kho nước năm đối với hồ Cà Tót trên, với dung tích hiệu dụng

Vh =15.27*106 m3, dung tích hố ứng với MNDBT là :

Vbt = Vh + Vo = (15.27+1.43)*106 = 16.7*106 m3

Tra đường quan hệ địa hình lòng hồ ứng với Vbt được MNDBT = 103.7 m

Chương 3 : TÍNH TOÁN CHỌN PHƯƠNG ÁN.

3.1 BỐ TRÍ TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI.

3.1.1.Lựa chọn hình thức đập.

Điều kiện địa hình, địa chất, địa chất thuỷ văn khu vực công trình đầu mối, đặctrưng dòng chảy và điều kiện bố trí các công trình dẫn dòng thi công cho thấy tuyếnđập lựa chọn không thích hợp với các loại đập như đập đá đổ, đập bêtông, đập bảnchắn, đập vòm…vì:

Nếu làm đập đá đổ thì yêu cầu địa chất nền phải tương đối tốt hoặc được xử lí tốt

để chống lún hoặc lún không đều vì đập đá đổ có trọng lượng rất lớn và lún rất nhiềutrong quá trình thi công cũng như vận hành Mặt khác đòi hỏi có vật liệu đá sẵn tại chỗtrong khi mỏ vật liệu đá cách khu vực công trình đầu mối khá xa và trữ lượng nhỏ.Nếu làm đập bê tông hay bê tông cốt thép thì yêu cầu nền đập còn cao hơn ,cụthể là phải đặt trên nền đá tốt Hơn nữa trong điều kiện hiện nay vật liệu sắt thép,ximăng khá đắt, việc vận chuyển đến nơi thi công cũng gặp nhiều khó khăn vì nằm ởvùng cao, đường sá chưa thuận lợi nên nếu làm đập bêtông cũng chưa hợp lí

Trong điều kiện địa chất nền không tốt lắm, vật liệu địa phương là đất, cát, sỏi đácác loại lại khá sẵn có, chiều cao sơ bộ của đập không lớn, vậy để tiết kiệm được cácloại vật liệu quý như sắt thép, ximăng và giảm giá thành công trình, dễ thi công quản

lí, vận hành ta chọn hình thức đập chắn nước là đập bằng vật liệu địa phương có mặtcắt nhiều khối Trong đó, khối chống thấm đặt giữa đập bằng vật liệu đất có tính thấmnhỏ

Thuận lợi khi khai thác sử dụng: Khi vận hành các công trình trong khu đầu

không được ảnh hưởng lẫn nhau

An toàn, hiệu ích, đáp ứng nhu cầu phát triển trong tương lai: Khi bố trí

công trình cần đảm bảo các công trình đầu mối làm việc an toàn, ổn định, thỏa mãn tối

đa các yêu cầu dùng nước, giảm chi phí xây dựng và giảm chi phí vận hành khai tháchàng năm

Bố trí công trình phải đảm bảo mỹ thuật và kết hợp với phát triển du lịch.:

Vì thường hồ chứa sau khi xây dựng song sẽ trở thành một địa điểm du lịch

3.1.2.2.Chọn phương án bố trí công trình.

Dựa trên các nguyên tắc bố trí công trình đầu mối và các yêu cầu bố trí riêng vớitừng công trình trong đầu mối vận dụng vào điều kiện địa hình, địa chất, sơ đồ dẫndòng…sơ bộ đề ra các phương án bố trí công trình như sau:

Phương án PA 1 : Đập chính bằng vật liệu địa phương ngăn sông có mặt cắt

nhiều khối Khối chống thấm đặt giữa thân đập làm bằng vật liệu có tính thấm nhỏ.Vị trí tuyến đầu mối gần vuông góc với suối Kà Tang, thuộc xã Phan Tiến, cáchUBND xã Phan Tiến 3km về phía Tây Bắc Đập tràn xả lũ bằng bêtông cốt thép đặtbên bờ trái Cống dẫn nước đặt phía bờ phải

Phương án PA 2 : Đập chính làm bằng vật liệu địa phương ngăn sông có mặt

cắt nhiều khối Khối chống thấm đặt phía thượng lưu đập làm bằng vật liệu có tínhthấm kém Vị trí tuyến đầu mối cách vị trí tuyến I khoảng 500m về phía hạ lưu, thuộc

xã Phan Tiến Đập tràn xả lũ bằng bêtông cốt thép đặt bên bờ trái Cống dẫn nước đặtphía bờ phải

Sau khi sơ bộ đề ra các phương án trên, phải tiến hành thiết kế kĩ thuật, tính toánkinh tế với từng phương án rồi tiến hành so sánh để lựa chọn phương án tối ưu nhấtvừa đảm bảo tốt yêu cầu thiết kế, vùa giảm giá thành công trình Nhưng vì thời gianlàm đồ án có hạn nên theo sự phân công của thầy giáo hướng dẫn, em sẽ thiết kế côngtrình hồ chứa nước Cà Tót theo phương án PA 1

3.2.TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ

3.2.1 Nhiệm vụ và nguyên lí tính điều tiết lũ.

3.2.1.1 Nhiệm vụ.

Nhiệm vụ của việc tính điều tiết lũ là xác định được đường quá trình lũ xả q~t,lưu lượng xả lớn nhất, cột nước siêu cao, dung tích phòng lũ của kho ứng với từngphương án Btr , từ đó xác định được chiều rộng tràn kinh tế

1 0

K t

Q Q v g x g

v v x

h x Z t

A x Q

∂

∂+

∂

∂+

+ K: mô đuyn lưu lượng

Đối với trường hợp dòng chảy lũ vào kho nước, có thể giải bài toán điều tiết lũbằng kho nước trên cơ sở phương trình thủy lực của công trình xả lũ và phương trìnhcân bằng nước : Hiệu số lượng nước đến và đi khỏi một lưu vực bằng sự thay đổi trữlượng nước trong lưu vực đó trong thời đoạn tính toán bất kỳ như sau :

q= f ( Zt, Zh, C)

1 2 2

1 2

1

2

q q t Q Q

+ Δt : thời đoạn tính toán

+ ΔV : Dung tích thay đổi trong từng thời đoạn Δt

+ V1, V2 là dung tích hồ đầu và cuối thời đoạn tính toán

3.2.2.Các phương pháp tính toán.

Hiện nay có nhiều phương pháp khác nhau được dùng trong tính toán điều tiết lũ.Nhưng tất cả đều dựa trên nguyên lí cơ bản đã trình bày ở trên Một số phương phápthông dụng trong tính toán điều tiết lũ bằng kho nước như phương pháp thử dần,phương pháp đơn giản Kôtrerin, phương pháp Potapop Phương pháp thử dần có ưuđiểm dùng được cho trường hợp chia các thời đoạn Δt thay đổi và với mọi loại côngtrình xả cũng như yêu cầu vận hành khác nhau nhưng nếu tính bằng tay thì khối lượngtính toán tương đối lớn Phương pháp Kôtrerin đơn giản hơn nhưng chỉ thích hợp vớicác trường hợp thiếu tài liệu địa hình và yêu cầu độ chính xác không cao Phương phápPotapo khá đơn giản và thông dụng với các bài toán điều tiết lũ có công trình xả tự do ,kết quả tương đối chính xác Vì vậy em dùng phương pháp điều tiết lũ Potapop để tínhtoán điều tiết lũ kho nước ứng với các phương án B tràn khác nhau

3.2.3 Tài liệu tính toán.

Tính điều tiết lũ cho hồ chứa nước Cà Tót với các tài liệu như sau:

+ Đường quá trình lũ đến ứng với tần suất P=1% , P=0.2% theo số liệu bảng 1.6+ Đặc trưng địa hình kho nước ( Bảng 1.1)

+ Mực nước dâng bình thường MNDBT = +103.7m

+ Mực nước trong kho trước khi xả lũ : 103.7m

+ Cao trình ngưỡng tràn ∇ngt = +97.7m

+ Chiều rộng ngưỡng tràn Btr

+ Số khoang tràn n=2 với kích thước b x h

+ Loại ngưỡng tràn : đập tràn thực dụng mặt cắt hình cong không chân không.+ Tràn có cửa van

3.2.4.Nội dung tính toán.

3.2.4.1 Xây dựng biểu đồ phụ trợ.

• Chọn bước thời gian tính toán Δt = 1h

• Giả thiết nhiều giá trị mực nước Z trong kho để tính lưu lượng xả q theo công thứcsau:

q = Btr.m.ε 2g H3/2 (3.1)

Trong đó : Btr : là chiều rộng ngưỡng tràn

.0

ε = − + − (3.3) Dựa vào quan hệ địa hình kho nước, ứng với mỗi Z giả thiết ở trên ta trađược các giá trị Vk tương ứng, từ đó tính được các giá trị ΔV = Vk – Vtl

• Tính các giá trị f1, f2 tương ứng với các giá trị q vừa tính được ở trên theo công thứcsau:

f1 = V/Δt -0.5q , f2 = V/Δt +0.5q (3.4)

Từ các giá trị f1,f2 vễ biểu đồ phụ trợ như hình 1.1

3.2.4.2 Sử dụng biểu đồ để tính toán điều tiết.

• Với mỗi thời đoạn Δt , tính Q=0.5(Q1 +Q2)

• Từ q1 đã biết, tra trên biểu đồ được giá trị f1 và tính f2 = Q + f1

• Từ f2 tra biểu đồ ngược lại được q2 Đó chính là lưu lượng xả q2 ở cuối mỗi thờiđoạn

• Lặp lại bước (2) cho các thời đoạn sau cho đến khi kết thúc

• Từ quá trình lũ và xả ta có thể xác định được dung tích cắt lũ và mực nước lớn nhấttrong kho

Quá trình tính toán trên được thể hiện trong Phụ lục 1

Bảng 3.1: Các thông số của quá trình điều tiết lũ hồ chứa Cà Tót với P=1%

HSC m 2.74 2.23 1.74

Bảng 3.2: Các thông số của quá trình điều tiết lũ hồ chứa Cà Tót với P=0.2%

hạ lưu đắp bằng đất 4a Chỉ tiêu cơ lý của đất nền và đất đắp như bảng 1.4

3.3.3 Các kích thước cơ bản của đập đất.

+∆h và ∆h': độ dềnh do gió ứng với gió tính toán lớn nhất và gió bình quân lớn nhất.+hsl và h'

sl là chiều cao sóng leo (có mức bảo đảm 1%) ứng với gió tính toán lớnnhất và gió bình quân lớn nhất

+a, a’,a’’- độ vượt cao an toàn, với công trình cấp III tra bảng 4.1 tiêu chuẩnthiết kế đập đất đầm nén (14TCN 157-2005) ta được a = 0.7 m và a’ = 0.5m; a’’ =0,2m

Cao trình đỉnh đập được lựa chọn là cao trình có trị số lớn nhất trong 3 kết quả trên.

 Xác định ∆h:

s

H g

D V

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

+ Tính các đại lượng không thứ nguyên

v v (Có 2 cặp giá trị ứng với giá trị các đại lượng không thứ nguyên

đã tính được ở trên) Chọn cặp giá trị nhỏ hơn để tính τ, h, λ

+ Kiểm tra điều kiện giả thiết sóng nước sâu là đúng

+ Tính hs1% = K1% h Với K1% tra đồ thị hình 36_ QPTL C1–78 ứng với 2

V gD

• K1, K2 : Là các hệ số phụ thuộc vào độ nhám tương đối và đặc trưng vật liệu gia cốmặt đập Chọn ∆ h1 %=0,02 và tra theo bảng 6_QPTL C1-78 ta có:K1=0,9 và K2= 0,8

• K3 : Là hệ số phụ thuộc tốc độ gió và hệ số mái nghiêng m.Sơ bộ chọn hệ số mái củamái thượng lưu là m = 3÷5 Tra bảng 7_QPTL C1-78 ta có K3 = 1,1

• K4 : Hệ số phụ thuộc vào

% 1

 Xác định ∆h’ và h sl ’: tương tự như trên nhưng ứng với D’ và V’ tần suất lũ kiểm

tra P=0.2%

Kết quả tính toán đối với các trường hợp Btr được tổng hợp trong bảng 3.3

Bảng 3.3 : Xác định cao trình đỉnh đập ứng với các phương án tràn

Chiều rộng đỉnh đập được xác định theo yêu cầu giao thông, thi công và cấu tạo.

ở đây sơ bộ chọn chiều rộng đỉnh đập B = 5 m

2 Mái đập và cơ đập

a Mái đập

Mái đập phải đảm bảo ổn định theo tiêu chuẩn trong mọi điều kiện làm việc củađập Độ dốc mái đập phụ thuộc vào hình thức, chiều cao đập, loại đất đắp và tính chấtnền Khi thiết kế phải thông qua tính toán ổn định để chọn mái đập Ở đây sơ bộ chọnmái đập như sau:

Mái thượng lưu: m1 = 0,05H + 2,00

- Thượng lưu: Bố trí 1 cơ ở cao trình +91.5m Bề rộng của cơ là 3m

- Hạ lưu: Bố trí 1 cơ ở cao trỉnh +96.5m Bề rộng của cơ là 3m

3.3.3.3 Thiết bị thoát nước thân đập

Ở đây chia ra làm 2 đoạn: đó là đoạn lòng sông và đoạn sườn đồi

a Đoạn lòng sông:

Ở đây ta chọn thoát nước kiểu lăng trụ Hạ lưu không có nước do nước đượctháo qua tràn nên cao trình đỉnh lăng trụ thoát nước được lấy theo cấu tạo.Cao trìnhđỉnh +87.5, chiều rộng đỉnh đống đá thoát nước là 2m, hệ số mái m = 2

b Đoạn sườn đồi:

Hạ lưu không có nước Bố trí thoát nước kiểu áp mái.Vai đập có các rãnh thoátnước

4 Bảo vệ mái đập

Mái đập phải được gia cố bảo vệ để chống lại tác động phá hoại của sóng, mưa

và các yếu tố phá hoại khác

a Mái thượng lưu :

Mái dốc thượng lưu chịu tác dụng của nhiều yếu tố như: sóng, nhiệt độ thay đổi,lực thấm thuỷ động khi mực nước hồ rút nhanh Hình thức bảo vệ mái được lựa chọntuỷ thuộc vào tình hình chịu lực và cấp của công trình

Khi thiết kế lớp gia cố cần phải xác định kích thước lớp gia cố và phạm vi gia cố

b Bảo vệ mái hạ lưu.

Mái dốc hạ lưu đập cần được bảo vệ chống xói do nước mưa gây ra Biện phápphổ biến nhất để bảo vệ mái hạ lưu là trồng cỏ Trên mái đập trồng cỏ, ta bố trí cácrãnh nhỏ chéo nhau, nghiêng với trục đập một góc 450 tạo thành các ô, trong rãnh bỏ

đá dăm để tập trung nước mưa và tránh xói mòn Nước từ những rãnh nghiêng này đổvào rãnh ngang trên cơ đập, mương ngang có độ dốc về hai bên bờ để nối với mươngdọc , dẫn nước về hạ lưu

5.Biện pháp chống thấm cho nền.

Theo tài liệu địa chất, đất nền chủ yếu là cát hạt thô pha cuội sỏi, đất sét trungnhẹ, tầng thấm mỏng nên ta bóc bỏ toàn bộ lớp bồi tích ở thềm sông, lớp tàn tích vàlớp đá phong hoá nhẹ ở hai vai đập.Chiều sâu bóc bỏ từ 2-7m Phần nền đá cần khoanphụt chống thấm

3.4.THIẾT KẾ SƠ BỘ ĐƯỜNG TRÀN.

3.4.1.Bố trí chung đường tràn.

Đường tràn xả lũ gồm các bộ phận cơ bản sau:

Hình 3.1: Sơ đồ bố trí đường tràn.

3.4.1.1 Kênh dẫn vào.

Kênh dẫn vào có nhiệm vụ dẫn nước từ hồ chứa tới bộ phận thu nước Kênh cómặt cắt hình thang, chọn hệ số mái m = 1 ; i = 0 , ∇đk = +92.5

3.4.1.2 Sân trước ngưỡng.

Đây là bộ phận nối tiếp giữa kênh dẫn và ngưỡng tràn ,có nhiệm vụ hướng dòngchảy xuôi thuận vào ngưỡng Đáy và tường bằng Bê tông cốt thép M200

Trụ giữa lượn tròn với bán kính r=1 m,dtrụ =2 m ,dtrụ bên=1 m

Ngưỡng tràn được làm bằng bê tông M200

3.4.1.4 Dốc nước

Dốc nước nối tiếp ngay sau ngưỡng tràn để chuyển nước xuống hạ lưu,có bềrộng không đổi.Dốc có id =0.08 ;Ld =80m

3.4.1.5 Tiêu năng cuối dốc

Căn cứ vào địa hình, địa chất khu vực xây dựng ta chọn hình thức tiêu năng làtiêu năng phóng xa

Cao trình ngưỡng tràn ∇ ngưỡng =+97.7 m

Sơ bộ chọn P1= 4m (chiều cao tràn so với đáy dốc sau ngưỡng)

4.m0 = 8 (tra phụ lục 8-1 Bảng tính thủy lực với m=0).

i : Độ dốc đấy dốc nước id = 0.08

Q :lưu lượng chảy qua dốc nước

+Từ giá trị f(Rln) tính được ở công thức (3.6),tra phụ lục 8-1 (Bảng tính thủy lực)với độ nhám long dốc nước là n = 0.014 ta được Rln

+Lập tỉ số b/Rln :tra phụ lục 8-3 với m = 0 được h/Rln

 Tính toán độ sâu phân giới hk

Dốc nước có mặt cắt chữ nhật nên hk được tính theo công thức

Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng sau

Bảng 3.6 : Độ sâu phân giới trên dốc

Độ sâu đầu dốc chính là độ sâu co hẹp sau ngưỡng hc Theo Agơrôtkin độ sâu hcđược xác định theo công thức sau :

hc = τc.E0 (3.12)Trong đó : + E0 : tổng cột nước trước tràn ;E0 =H+ P1

+ H : cột nước trên tràn

+ P1 :chiều cao tràn so với đáy dốc sau ngưỡng (P1 =8 m)

+τc ; được xác định thông qua F(τc)

q : lưu lượng đơn vị :q =Q/Bd

ϕ :hệ số lưu tốc ,tra theo bảng 15-1 (bảng tính thủy lục) với đập tràn có dạngthuận dòng ,có cửa van ,ta được ϕ = 0.9

Từ F(τc) tra Phụ lục 15-1 (bảng tính thủy lực) được τc tương ứng.

 Xác định đường mặt nước trên dốc nước :

Ta thấy cả 3 trường hợp đều có h0 <hc < hk do đó đường mặt nước trong dốcnước là đường nước hạ bII

• Vẽ định lượng đường mặt nước trong dốc nước

Hình 3.2 : Sơ đồ tính toán theo phương pháp cộng trực tiếp

Dùng phương pháp cộng trực tiếp để vẽ đường mặt nước ,tức là chia dốc nướcthành từng đoạn ngắn ,đối với mỗi đoạn áp dụng phương trình sai phân :

∆L : chiều dài dốc nước giữa 2 măt cắt

∆ ∋ :hiệu số năng lượng đơn vị giữa 2 mặt cắt

2

α ; ∋i = hi+1 +

g

v i

.2

2 1

+α

Q

2 2

ω : diện tich mặt cắt ướt ω =bxh (m2)

R :bán kính thủy lực R =χ

ω (m)

χ :chu vi mặt cắt ướt χ = b+2.h (m)

V :lưu tốc dòng chảy tại mặt cắt đang xét V =ω

Q

(m/s)

Giả thiết các giá trị chiều sâu dòng chảy từ hc đến hcd.Với đoạn dốc thứ nhất có hc

là chiều sâu dòng chảy đầu đoạn, hcuối của đoạn dốc này được lấy làm hđầu của đoạntiếp theo và tính như vậy cho đến giá trị hcd khi đó ∑L=Lđốc .Ta có bảng kết quả tínhtoán như sau :

Bảng 3-8 : Đường mặt nước trong dốc nước ứng với B t = 2x6 m

H ω χ V R C ∋ ∆ ∋ J Jtb ∆L Σ L 3.137 56.47 24.27 11.71 2.326 82.221 10.127 0.00872

b.Tính chiều cao tường bên dốc nước

Theo chức năng và nhiệm vụ công trình ta chọn loại tường chắn bản đáy có chiềucao tường thay đổi dọc theo chiều dài dốc nước

Chọn độ vượt cao an toàn của đỉnh tường so vói mực nước ở trong dốc là a

=0.8m

Dòng chảy trong dốc nước có lưu tốc lớn do đó lớp không khí ở gần mặt nước sẽ

bị hút vào nước,các bọt khí đó pha trộn vào lớp nước trên vùng mặt,chuyển động cùngdòng chảy làm cho chiều sâu nước trên dốc tăng lên so với tính toán khi không có hàmkhí.Do đó tường bên của dốc nước phải cao hơn.Chiều sâu nước ngậm khí theo côngthức :

hnk = h.(1+

100

V

) (3.16)Trong đó :

h : chiều sâu nước khi không có ngậm khí (m)

V : lưu tốc dòng chảy tại vị trí đang xét (m3/s)

Bảng 3.11 :Tính toán chiều cao tường bên dốc nước.

3.1

2 3.92 2.608 15.47

3.01

3.01

c.Chiều dày bản đáy dốc.

Chiều dày bản đáy dốc trên nền đất tính sơ bộ theo biểu thức V.M Đombrovxki

t = 0.03αv h (3.17)Trong đó:v là lưu tốc trung bình dòng chảy

h: Chiều sâu dòng chảy

α : Hệ số phụ thuộc nền, chọn α=1 đối với nền đất

Bảng 3.12 : Tính toán chiều dày bản đáy dốc.

3.Tính toán tiêu năng

Dòng chảy sau khi qua dốc nước mang một năng lượng lớn gây ảnh hưởng đếnkênh hạ lưu Một phần năng lượng này phá hoại lòng sông và hai bên bờ gây lên xói lởcục bộ sau đập, một phần tiêu hao do ma sát nội bộ dòng chảy, phần khác do ma sátgiữa nước và không khì.Sức cản nội bộ càng lớn thì tiêu hao năng lượng do xói lởcàng nhỏ và ngược lại Vì vậy cần phải có biện pháp nhằm giảm tối đa năng lượng củadòng nước xả Với địa chất khu vực nền là đá Phiến sét xen kẹp cát bột kết arko , cột