Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa ĐH3

- Phía Đông: giáp biển- Phía Tây: giáp Núi - Phía Bắc: giáp Núi - Phía Nam: giáp khu đất trồng cây xanh Cách cụm công trình đầu mối hồ chứa nước ĐH3 khoảng 0,5km về phía Đôngnằm phía hạ

LỜI NÓI ĐẦU

Với đề tài :Thiết kế hồ chứa ĐH3 Sau 14 tuần làm đồ án tốt nghiệp, với sựphấn đấu lỗ lực của bản thân và sự hướng dẫn tỉ mỉ, chu đáo, nhiệt tình của thầy giáoTH.S Đỗ Xuân Tình cùng với các thầy cô giáo trong trường; em đã hoàn thành đồ ánđúng thời gian quy định

Thời gian 14 tuần làm đồ án thực sự là khoảng thời gian rất bổ ích cho mỗi sinhviên trước khi ra trường Nó giúp sinh viên hệ thống hoá, tổng hợp lại kiến thức đã họctrong 5 năm từ những môn đại cương: Sức bền vật liêu, Cơ lý thuyết, Cơ kết cấu, cácmôn học Thủy văn, Thủy lực, Kết cấu thép và bê tông cốt thép và những môn chuyênngành như Thi công hay Thủy công, tất cả đều rất cần thiết cho việc làm đồ án tốtnghiệp và đặc biệt sau này đi làm Ngoài ra nó còn rèn luyện kỹ năng đọc tài liệu, độclập suy nghĩ, sáng tạo, là cầu nói giữa lý thuyết và thực tế trong việc thiết kế, thi côngcác công trình, đồng thời chuẩn bị chu đáo để trở thành một kỹ sư thủy lợi thực thụ saunày

Chính vì vậy Đồ Án Tốt Nghiệp là một công trình đầu tay có ý nghĩa rất lớn đốivới em Tuy nhiên trong khoảng thời gian ngắn với một khối lượng công việc, tínhtoán tương đối lớn và đặc biệt do là sinh viên trình độ còn hạn chế và kinh nghiệmthực tế chưa có nên trong đồ án không thể tránh khỏi những sai sót và những chỗ chưahợp lý

Kính mong các thầy cô chỉ bảo hướng dẫn để em có thêm được nhiều kiến thức

bổ ích phục vụ cho công việc sau này

Cuối cùng em xin cám ơn thầy giáo TH.S Đỗ Xuân Tình đã tận tình chỉ bảocho em hoàn tất đồ án tốt nghiệp này

Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trường đã tạo điều kiệngiúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án này

Em xin chân thành cảm ơn!

Ninh Thuận, ngày tháng 05 năm 2017.

Sinh viên thực hiện

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 1

ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ DÂN SINH KINH TẾ 1

1.1 Vị trí địa lý, đặc điểm địa hình địa mạo: 1

1.2/ Điều kiện địa chất,Vật liệu xây dựng 3

1.3 Điều kiện khí tượng thủy văn 5

1.4 Tình hình dân sinh kinh tế: 7

CHƯƠNG 2: 9

LỰA CHỌN MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA CÔNG TRÌNH 9

2.1.Phương hướng phát triển kinh tế xã hội: 9

2.2 Hiện trạng thủy lợi và quy hoạch nguồn nước: 10

2.3 Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng công trình: 11

2.4 Nhiệm vụ công trình 11

PHẦN II: 12

Chương 3: 12

3.1.Lựa chọn vùng tuyến, tuyến công trình đầu mối: 12

3.2 Thành phần các hạng mục công trình đầu mối: 12

3.3 Xác định cấp bậc công trình và các chỉ tiêu thiết kế: 13

Chương 4 15

4.1 Xác định mực nước chết (Z c ) m và dung tích chết (V c ): 15

4.2 Xác định mực nước dâng bình thường(MNDBT) và dung tích (V hd ) 17

4 3 Xác định mực nước lũ (MNLTK) , (MNLKT), dung tích siêu cao V SC : .23 PHẦN III: THIẾT KẾ KỸ THUẬTCÁC CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI 30

Chương 5: THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT 30

5.1 Xác định cao trình đỉnh đập 30

5.3 Tính thấm qua đập đất : 39

5.4.Kiểm tra ổn định của đập đất: 51

Chương 6 58

TRÀN XẢ LŨ 58

6.1 Lựa chọn kích thước và cấu tạo các bộ phận: 58

6.1.1 Cửa vào: 58

6.1.2 Dốc nước: 58

6.1.3 Bể tiêu năng : 59

6.1.4.Chiều dài sân sau : 59

Chọn Lss= k √ q √ ΔΗ = 48m 59

6.1.5 Kênh hạ lưu : 59

6.2 Kiểm tra khả năng tháo của ngưỡng tràn: 59

6.3.2 Kiểm tra trạng thái chảy trên ngưỡng tràn: 61

Theo phương pháp thực nghiệm của Cumin : Tra đường cong hàm K=f(m) hình 19 mục 3.8 QPTL – C8-76 k = 0,561 61

6.3.4 Tính toán đường mực nước trên đường tràn xả lũ : 62

6.3.5 Kiểm tra các điều kiện trong dốc nước: 80

6.3.6 Kết cấu thân dốc 81

6.3.7 Thiết kế kênh dẫn hạ lưa: 82

6.3.7.1 Vị trí và nhiêm vụ: 82

6.3.7.2 Thiết kế mặt cắt kênh : 82

6.3.8.1 Xác định lưu lượng tiêu năng : 84

6.3.8.2 Xác định kích thước bể tiêu năng : 85

6.4 Kiểm tra ổn định tràn: 87

6.4.1Tính toán ổn định tường bên: 87

6.4.1.1 Mặt cắt tính toán: 87

6.4.1.2 Trường hợp tính toán: 87

8 6.4.1.3 Phương pháp tính toán: 87

6.4.2: Kiểm tra ổn định: 89

CHƯƠNG 7 90

THIẾT KẾ CỐNG LẤY NƯỚC 90

7.2 Tính toán thủy lực cống: 93

7.3 Xác định các lực tác dụng lên cống: 105

7.4 Chọn cấu tạo chi tiết: 110

PHẦN 4: CHUYÊN ĐỀ ĐỒ ÁN 113

CHƯƠNG 8 113

CHUYÊN ĐỀ TÍNH ỔN ĐỊNH ĐẬP ĐẤT 113

8.1 Mục đích, nhiệm vụ và các trường hợp tính toán: 113

8.2 Nội dung tính toán: 113

TÀI LIỆU CƠ BẢN

CHƯƠNG 1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ DÂN SINH KINH TẾ

1.1 Vị trí địa lý, đặc điểm địa hình địa mạo:

Vùng dự án Hồ chứa nước ĐH3 nằm về phía Nam thị xã TX thuộc xã X thị xã

TX, tỉnh T giáp ranh với tỉnh T1

1.1.1 Vị trí địa lý

- Vị trí công trình đầu mối:

Hồ chứa nằm cách thị xã TX khoảng 15km về phía Nam, cách QL 1A khoảng4km thì đến công trình Hiện tại có hai đường ôtô có thể đến vùng tuyến công trìnhvùng lòng hồ là đường quốc lộ 27B và đường từ QL 1A chạy qua UBND xã X

Tuyến công trình đầu mối nằm trên đoạn sông Chính có toạ độ địa lý khoảng:

63o50’45” vĩ độ Bắc

169o05’45” kinh độ Đông

- Khu hưởng lợi

Là khu công nghiệp Nam TX nằm 2 bên đường QL 1A và cạnh QL 27B, thuộc xã

X, thị xã TX, tỉnh T

1.1.2 Đặc điểm địa hình:

- Vùng lòng hồ:

Vùng lòng hồ nằm về phía Tây của vùng dự án Lòng hồ đoạn gần tuyến đập chọn

có dạng hình tam giác đều, mỗi cạnh dài khoảng 600m,vùng hồ tương đối bằng phẳng.Cao độ đáy khoảng 22.00 m Đoạn kế tiếp lòng hồ hẹp với dốc cao độ thay đổi từ22.00m đến 50.00m, kế đến là các sườn núi cao

Trong lòng hồ hiện có khoảng hơn 1ha trồng cây lâu năm và nương rẫy, diện tíchlại chủ yếu là rừng thưa và đồi trọc lớp thực vật che phủ kém Do vậy khi thực hiện dự

án không phải làm công tác di dời cũng như công tác đền bù là không lớn

- Vùng tuyến công trình đầu mối:

Vùng tuyến công trình đầu mối có hướng Bắc – Nam, gần vuông góc với sôngchính Địa hình bên hữu là núi cao có hướng chạy song song với sông chính có cao độtrên 80.00m Còn bên vai tả là dãy đồi thấp nối với dãy núi đá cao dựng đứng cao độ

sát sông nên đây là vùng tuyến có chiều dài đập ngắn nhất dài 200m và phương ántuyến đập chọn sẽ là duy nhất

Với điều kiện địa hình như trên, việc bố trí tuyến đập tràn và cống gặp nhiều khókhăn, khối lượng đào đá lớn

- Vùng hưởng lợi:

Vùng hưởng lợi là Khu công nghiệp Nam TX nằm về phía Đông Bắc của hồ chứa,cách đầu mối 0,5km Khu công nghiệp Nam TX có diện tích quy hoạch giai đoạn 1 là217ha, giai đoạn 2 mở rộng lên đến 1400ha Là khu đất nằm dọc theo đường QL 27B,nằm 2 bên QL 1A và đường sắt Bắc - Nam Đây là khu vực có điều kiện địa hìnhtương đối bằng phẳng, cao độ thay đổi từ 5.00m đến 35.00m

Bảng 1-1: Căn cứ tài liệu khảo sát địa hình ta tính được quan hệ (Z~F) và (Z~V)

TT

Z(m) F(10 5 m 2 ) V(106m³)

TT

Z(m) F(10 5 m 2 ) V(106m³)

1 23 0 0 20 42 5.624 5.452 2 24 0.28 0.009 21 43 5.936 6.03 3 25 0.56 0.051 22 44 6.248 6.639

26 0.784 0.117 23 45 6.56 7.279 5 27 168 0.214 24 46 6.796 7.947 6 28 1.552 0.35 25 47 7.032 8.638 7 29 1.936 0.524 26 48 7.268 9.353 8 30 2.32 0.736 27 49 7.504 10.092 9 31 2.592 0.962 28 50 7.74 10.854 10 32 2.864

51 8.012 11.642 11 33 3.136 1.555 30 52 8.284 12.456 12 34 3.408 1.882 31 53 8.556 13.298 13 35 3.68 2.236 32 54 8.828 14.168 14 36 3.904 2.615 33 55 9.1 15.064 15 37 4.128 3.017 34 56 9.328 15.985 16 38 4.432 3.445 35 57 9.556 16.929 17

4.736 3.903 36 58 9.784 17.896 18 40 5 4.39 37 59 10.012 18.886 19 41 5.312 4.905 38 60 10.24 19.899

Biểu đồ quan hệ Z~F, Z~V.

1.2/ Điều kiện địa chất,Vật liệu xây dựng

1.2.1 Điều kiện địa chất

Do đặc điểm cấu tạo địa chất, sự phân bố các lớp đất đá trong lòng hồ cho thấycác lớp đất sét, đất bụi, đất bụi nặng phủ trên mặt có hệ số thấm nhỏ, các lớp này có bềdày từ 0,5m đến 2,0m là điều kiện thuận lợi ngăn cách dòng thấm xuống nền

 Tuyến đập chính – Tuyến cống:

Theo mặt cắt địa chất công trình đã được lập, dựa trên trên kết quả khảo sát địachất công trình Các lớp đất đá phân bố theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau:

- Lớp 1: Đất bụi, đất bụi nặng màu xám vàng, trạng thái dẻo mềm, đất khá đồng

nhất, tính dẻo trung bình Bề dày lớp từ 0,2m đến 0,5m Lớp này khi thi công được bócbỏ

- Lớp 2: Lớp đất á sét nhẹ, màu xám nâu, nâu đỏ, xám trắng, phân bố chủ yếu ở

khu vực lòng sông, hệ số thấm trung bình K = 1,2 x 10-7(m/s), độ dày tầng thấmkhoảng từ 1,5m đến 15m

- Lớp 3: Tầng đá gốc phong hóa nhẹ, màu xám xanh xám tro, đốm trắng cứng

chắc, ít nứt nẻ, ít có khả năng thấm nước, phân bố gần như toàn tuyến đập

 Tuyến tràn xã lũ:

Công trình tràn nằm bên trái của một cánh đứt gãy cổ chạy từ Đông Bắc về TâyNam Các lớp đất đá của tuyến tràn phân bố theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau :

- Lớp 1: Đất bụi, đất bụi nặng màu xám vàng, trạng thái dẻo mềm, đất khá đồng

nhất, tính dẻo trung bình Bề dày lớp từ 0,2m đến 0,5m Lớp này khi thi công được bócbỏ

- Lớp 3 Tầng đá gốc phong hóa nhẹ và 1 phần sau tràn là đá phong hóa vừa,

màu xám xanh xám tro, đốm trắng cứng chắc, ít nứt nẻ, ít có khả năng thấm nước

Điều kiện địa chất công trình vùng công trình tràn về cơ bản là nền đá có cường

độ trung bình đến cao, có khả năng chịu tải tốt, hệ số thấm nhỏ, độ ổn định cao, đảmbảo an toàn và ổn định lâu dài

1.2.2 Vật liệu xây dựng:

1.2.2.1 Vật liệu xây dựng:

a/ Cát xây dựng: Khai thác lũng, bị bồi ở hạ lưu tuyến đập, do cát không tập trung

thành mỏ mà chỉ phân bố dọc theo suối có bề dày, diện phân bố và chất lượng khôngđồng đều nên khi khai thác cần phải có sự tuyển chọn và phải có mẫu kiểm tra chấtlượng

b/ Đá chẻ, đá hộc: Có thể khai thác ở các sườn đồi phía hạ lưu đầu mối cự ly

2km, nguồn đá Granit màu xám, xám xanh; Hiện tại nhân dân vẫn khai thác để xâydựng

c/ Đá dăm mua các mỏ lân cận ở X1 và Du Long tỉnh T cự ly 20km.

1.2.2.2.Vật liệu đất đắp đập:

Trong giai đoạn này chúng tôi tiến hành khảo sát đánh giá 04 bãi vật liệu có chấtlượng và trữ lượng đảm bảo để đắp đập

Bảng 1-2: Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý tính toán của vật liệu đắp đập:

Thông số Ký hiệu Đơn vị Bãi A Mỏ B1 Mỏ B2 Bãi C Bãi D

Dung trọng khô gk T/m 3 1.90 1.83 1.92 1.92 1.92 1.90

Dung trọng tự

nhiên gtn T/m 3 2.01 1.97 2.03 2.05 2.04 2.01

Hồ chứa nước ĐH3 là một con Sông nhỏ chỉ đi 9,75km, chảy độc lập ra biển.

Thượng lưu sông bắt nguồn từ dãy núi N tỉnh T có độ cao trên 700m, chảy theo hướngTây Bắc – Đông Nam và đổ ra biển tại vịnh TX Lưu vực có dạng hình nan quạt, độdốc lưu vực 181,9%, khả năng sinh dòng chảy lớn cường suất lũ lớn Thảm thực vật ởthượng lưu nghèo nên tác dụng điều tiết kém Thực tế cho thấy mùa kiệt các năm tại

vị trí cửa ra (tuyến đập dự kiến) của lưu vực nguồn nước không có dòng chảy

Lưu vực có các đặc trưng chủ yếu sau, tính đến vị trí dự kiến xây dựng hồ chứa:

Bảng 1-2: Bảng kết quả tính vận tốc gió thiết kế theo 8 hướng chính

a/ dòng chảy năm thiết kế :

Bảng 1-4: Kết quả tính tóan theo hàm phân bố mật độ Pierson III

Qp (m 3 /s) 0.549 0.338 0.296 0.27 Qo = 0.633 m 3 /s

Wp (10 6 m 3 ) 17.31 10.66 9.35 8.66 Cv = 0.6 ; Cs = 2Cv

b/ Phân phối dòng chảy năm thiết kế P = 90% (m 3 /s)

Bảng 1-5: Kết quả tính toán phân phối dòng chảy năm thiết kế P = 90%

Bảng 1-7: Kết quả tính toán đường Q = F(z) hạ lưu

Z(m) 0,5 1,0 1,25 1,5 1,75 2,0 2,25 2,50 2,75 3,0

Q (m 3 /s) 6,6 66,3 148,9 270,6 424,5 608,9 823,0 1138,9 1322,9 1628,7

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 0.0

1.4 Tình hình dân sinh kinh tế:

* Hiện trạng vùng quy hoạch khu công nghiệp Nam TX

Thị xã TX nằm ở phía Nam tỉnh T, cách thành phố Hồ Chí Minh 490km về phíaNam, cách TP N 60km về phía Bắc Thị xã TX là vùng đất giàu tiềm năng phát triển,đặc biệt là các tiềm năng phát triển kinh tế biển, trong đó cảng nước sâu TX và khuvực bán đảo TX là một trong những yếu tố tiềm năng quan trọng

Tình hình phát triển kinh tế xã hội của tỉnh T nói chung và thị xã TX nói riêng đã

và đang có nhiều biến chuyển mạnh mẽ, có nhiều yếu tố thuận lợi mới: cơ cấu ngànhnghề ngày càng đa dạng; giá trị sản xuất và kinh doanh tăng, đặc biệt là trồng trọt vànuôi trồng thuỷ sản; cơ sở hạ tầng kỹ thuật được đầu tư nâng cấp tạo thuận lợi cho tiếntrình phát triển: cơ sở hạ tầng xã hội được đầu tư nhằm nâng cao chất lượng sống chongười dân, nâng cao trình độ dân trí

Hiện nay, cùng với việc đưa một phần bán đảo TX và sân bay TX vào khai tháckinh tế dân sự, đặc biệt là sự nâng cấp sân bay TX thành sân bay quốc tế, kéo theo cáchoạt động đầu tư sôi động,sẽ tạo ra những bước phát triển lớn về kinh tế xã hội trêntồn thị xã TX cũng như toàn tỉnh T

Đặc biệt hiện nay ngành công nghiệp đóng tàu tại khu vực T đang phát triển rấtmạnh mẽ, mà hiện chưa có cụm công nghiệp hay khu công nghiệp nào đáp ứng đượcnhu cầu đầu tư Do đó việc đầu tư khu công nghiệp TX là rất cần thiết cho sự pháttriển nói trên

* Vị trí khu quy hoạch khu công nghiệp Nam TX

Khu vực lập Quy hoạch chi tiết xây dựng l khu vực thôn T1 xã X, thuộc thị xã

TX, tỉnh T Khu đất được giới hạn như sau:

- Phía Đông: giáp biển

- Phía Tây: giáp Núi

- Phía Bắc: giáp Núi

- Phía Nam: giáp khu đất trồng cây xanh

Cách cụm công trình đầu mối hồ chứa nước ĐH3 khoảng 0,5km về phía Đông(nằm phía hạ lưu hồ chứa)

Khu vực qui hoạch có một địa thế rất đặc biệt, là một khu đất gần như là trống trảihoàn toàn 3 bên bị các dãy núi bao bọc, 1 bên lại hướng ra sát biển Đông, được chiacắt thành 2 khu vực riêng biệt bởi cặp giao thông đường bộ đường sắt Phía trên có cáctuyến điện cao thế vắt ngang, dưới đất lại có hồ ĐH3 có thể cung cấp nước sạch chokhu Phía biển Đông là khu vực nước sâu có thể khai thác thành bến cảng phục vụ choviệc luân chuyển hàng hóa và thiết bị cho khu công nghiệp Bên cạnh khu vực cảng 1ànúi Hòn qui đang toạ lạc, có thể kết hợp khu thiên nhiên này và các khu cây xanh tậptrung khác để tạo thành lá phổi cho khu công nghiệp, vừa không phá vỡ cảnh quanthiên nhiên xung quanh mà tạo hoá đ ban tặng

Vì có địa hình đặc biệt trải hơi dốc từ triền núi đến sát mặt biển, đồng thời cắtngang tuyến đường sắt và đường bộ cấp quốc gia, do đó nên có giải pháp qui hoạchtheo trục chính xuyên suốt khu công nghiệp

CHƯƠNG 2:

LỰA CHỌN MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA CÔNG TRÌNH

2.1.Phương hướng phát triển kinh tế xã hội:

Theo định hướng phát triển của tỉnh T, thị xã TX từ nay cho đến năm 2025, địaphương cần đầu tư cho phát triển toàn diện trong nhiều lĩnh vực và ngành nghề như:nông nghiệp, lâm nghiệp, nuôi trồng thủy sản và đặc biệt là chú trọng đến phát triểncông nghiệp như một ngành mũi nhọn

Cụ thể hóa chủ trương quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội và quy hoạchphát triển tỉnh T của Uỷ ban nhân dân tỉnh T, thành phố N và thị xã TX;

Khai thác có hiệu quả các vùng đất có tiềm năng về công nghiệp phục vụ chongành đóng tàu ở địa phương và khu vực;

Làm cơ sở cho bước lập dự án đầu tư và kêu gọi đầu tư;

Phủ kín quy hoạch khu vực, nối kết vùng quy hoạch của thành phố N với quyhoạch các cụm công nghiệp Bắc bán đảo TX;

Làm cơ sở để quản lý đất đai, quản lý xây dựng theo quy hoạch

* Phương hướng phát triển, quy hoạch

Giai đoạn 1: Xây dựng khu từ đường quốc lộ 1A ra Biển với diện tích 217 ha Giai đoạn 2: Phát triển mở rộng khu 2 – phía Tây đường quốc lộ 1A với diện tíchlên đến 1421ha

Khu công nghiệp TX được thiết kế với ý tưởng hình thành một khu công nghiệpsinh thi về cảnh quan và môi trường Đồng thời để giảm giá thành xây dựng, mạnggiao thông nội bộ được thiết kế tối ưu, đảm bảo mật độ đường và khả năng lưu thônghàng hoá

*Quan điểm quy hoạch

Vì hướng giữ chủ đạo trong khu vực thiết kế là hướng Đông Nam, khu côngnghiệp được quy hoạch tận dụng tối đa khả năng thông gió từ những hướng gió chủđạo này, khai thác triệt để điều kiện tự nhiên cho việc tạo môi trường sinh thi tối ưucho công nghiệp

Quy hoạch một hệ thống thoát nước mặt đảm bảo thoát nước cho khu công nghiệpcũng như thoát nước cho lưu vực sườn núi N1 từ phía Tây KCN theo hướng dốc ĐôngBắc xuống Tây Nam của địa hình

KCN xây dựng trên khu đất có hai hướng mở: hướng Tây Nam ra tuyến quốc lộ27B Hướng Đông Tây ra quốc lộ 1A

2.2 Hiện trạng thủy lợi và quy hoạch nguồn nước:

2.2.1 Hiện trạng thủy lợi:

Cho tới hiện tại Tỉnh T chỉ mới có 3 hồ chứa,dung tích tổng cộng chỉ có được 120triệu m3,5 đập dâng lớn nhỏ đáp ứng tưới tiêu cho được 12000 (ha) hoa màu cácloại,kể cả lúa.Phục phụ cấp nước 5 nhà máy,cấp nước sinh hoạt cho 30 000 dân

2.2.2 Phát triển quy hoạch nguồn nước:

Tình hình phát triển dân số cũng như phát triển công nghiệp ngày càng lớn, nguồnnước càng ngày càng khan hiếm do ô nhiêm môi trường và do biến đổi khí hậu toàncầu,nên chất lượng, củng như số lượng ngày càng giảm.Vì vậy tỉnh đã quy hoạch chođến năm 2025 tỉnh sẽ xây dựng thêm 3 hồ chứa nửa.Trong đó có hồ DH3 nằm ở xã Xthuộc thị xã TX

2.3 Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng công trình:

Căn cứ vào khả năng nguồn nước của lưu vực ĐH3 và các lưu vực lân cận, chothấy nguồn nước ĐH3 có thể sử dụng để cung cấp cho vùng dự án Lưu vực ĐH3 làlưu vực lớn duy nhất có thể khai thác đáp ứng nhu cầu dùng nước

Khu công nghiệp Nam TX là một dự án lớn, khi được đầu tư sẽ góp phần pháttriển kinh tế của thị xã TX, tỉnh T và khu vực

Việc cung cấp nguồn nước cho khu công nghiệp là không thể thiếu Nhu cầu dùngnước của khu công nghiệp là rất cao Nguồn nước trong khu vực nói chung là khá hạnchế

Vùng tuyến công trình đầu mối có hướng Bắc – Nam, gần vuông góc với sôngchính Địa hình bên hữu là núi cao có hướng chạy song song với sông chính có cao độtrên 80.00m Còn bên vai tả là đồi thấp nối với dãy núi đá cao dựng đứng cao độ trên90.00 m Do dãy đồi bên tả có chiều dài chạy vuông góc với tuyến sông và nhô ra sátsông nên đây là vùng tuyến có chiều dài đập ngắn nhất dài 200m và phương án tuyếnđập chọn sẽ l duy nhất

Việc đầu tư xây dựng hồ chứa nước ĐH3 là rất thuận lợi và hiệu quả Hồ chứanước ĐH3 rất gần khu công nghiệp Việc khai thác nguồn nước mặt đảm bảo giá thànhthấp, thân thiện với môi trường, cải thiện nguồn nước ngầm, tránh xâm nhập mặntrong khu vực Đồng thời việc xây dựng hồ chứa còn giúp cho việc điều hòa lượngnước, điều hoà khí hậu tiểu vùng, phòng chống và giảm nhẹ thiên tai

Như vậy, việc đầu tư xây dựng hồ chứa ĐH3 là sự đầu tư cần thiết và cấp báchnhằm phục vụ cho nhu cầu phát triển kinh tế xã hội của Tỉnh

Dựa vào điều kiện vật liệu, tính chất đất nền mà tài liệu cung cấp Chọn công trình

dâng nước là Đập đất đồng chất.

2.4 Nhiệm vụ công trình

Cấp nước cho khu công nghiệp Nam TX với công suất 20000 m3/ngày.đêm;

Cấp nước sinh hoạt cho 11.600 dân vùng dự án, tương đương với công suất 1.300

m3/ngày.đêm;

Hạn chế, giảm lũ vùng dân cư tập trung dọc QL1A trong phạm vi 2km ở hai bên

bờ ĐH3;

3.1.2 Lựa chọn Tràn xả lũ:

Tràn làm nhiệm vụ xả lũ từ hồ chứa Căn cứ vào các yêu cầu về tính chất làm việccủa tràn cũng như tình hình địa hình, địa chất khu vực để bố trí Ta đã chọn xây dựngtrên tại bờ trái, hình thức tràn là tràn dọc

Hình thức trên: ngưỡng tràn kiểu đỉnh rộng không cửa van điều tiết

Chọn vị trí tuyến kênh tại bên phải của đập dâng là hợp lý nhất

3.2 Thành phần các hạng mục công trình đầu mối:

- Một hồ chứa trên ĐH3 gồm:

- Một đập ngăn sông bằng vật liệu địa phương

- Một tràn xả lũ đễ tháo lũ, đảm bảo an toàn cho công trình trong mùa mưa

- Một cống lấy nước đặt ở vai hữu dưới đập nhìn từ thượng lưu xuống hạ lưu,lấy nước từ hồ chứa cung cấp cho các đơn vị, hộ dùng nước

3.3 Xác định cấp bậc công trình và các chỉ tiêu thiết kế:

3.3.1 Cấp công trình đầu mối

Căn cứ vào quy chuẩn thiết kế các công trình thuỷ lợi QCVN 04-05:2012 BNNPTNT cấp công trình được xác định theo ba điều kiện:

/TT Một là: Theo nhiệm vụ công trình.

Công trình cấp nước cho công nghiệp và sinh hoạt 21.300 m3/ngày đêm=0,25 m3/

s < 2 m3/s tra theo bảng 1 QCVN 04-05:2012 ta được cấp công trình là cấp III

- Hai là: Hồ chứa nước ĐH3 sơ bộ có dung tích toàn bộ Vtb  10,854 *106 m3.(tra quan hệ Z 50m ~ V) Theo bảng 1: 3*106 m3<10,854 *106 m3 <20 *106 m3 cấp tínhtoán công trình III

- Ba là: Theo điều kiện nền và chiều cao của công trình.

Sơ bộ xác định cao đỉnh đập: Zđập = 50.00 (m)

Chiều cao đập đất là: Hđ = 50 - 18 = 32 m Chiều cao đập sẽ được chínhxác hoá khi có số liệu tính toán các mực nước trong hồ Theo bảng 1 QCVN 04-05:2012, đất nền thuộc nhóm B, 35m >Hđ =32m > 15m  cấp công trình là cấp II

Từ ba điều kiện trên ta có: Cấp của công trình đầu mối của hồ là cấp II 3.3.2 Các chỉ tiêu thiết kế:

* Công trình thuộc công trình cấp II ta xác định được

- Hệ số tin cậy Kn = 1.15, nc=1.0 (theo QCVN 04-05:2012 - phụ lục B)

- Hệ số an toàn cho phép ổn định của mái đập đất: (theo TCVN-8216-2009,bảng 7Công trình cấp III hạ 1 cấp so với QCVN 04-05:2012)

+ Điều kiện làm việc bình thường tổ hợp lực cơ bản: [Kcp] = 1.30

Mức tưới đảm bảo:P=90%, cấp nước mục 4-b(theo QCVN 04-05:2012,bảng 3)

- Tuổi thọ công trình: 75 năm (theo QCVN 04-05:2012, bảng 11)

- Tần suất gió thiết kế: (theo TCVN-8216-2009, bảng 3 công trình cấp III)

+ Với MNLTK : P = 50%

Chiều cao an toàn của đập:(theo TCVN-8216-2009, bảng 2 công trình cấp III)

+ Với MNLTK : a = 0.5 m

+ Với MNLKT : a = 0.2 m

lệchtải (n)khitínhổnđịnh

và độbềncủa công trình

Chương 4 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA HỒ CHỨA 4.1 Xác định mực nước chết (Zc) m và dung tích chết (Vc):

Bảng 4-1: Phân phối tổn thất bốc hơi Z trong năm

* Nhu cầu dùng nước:

Căn cứ vào nhu cầu dùng nước công ngiệp, sinh hoạt, nông nghiệp là 21300m3/ngày đêm tổng lượng nước trong năm là: V= 21300,0*365=7,7745*106m3

Bảng 4-2 : Yêu cầu nước dùng theo tháng

0.246 5

0.246 5

0.246 5

0.246 5 6

4.1.1 Nguyên tắc xác định:

Dung tích chết hay mực nước chết của hồ chứa là dung tích mà nó đảm bảo phục

vụ cho các yếu tố chính sau:

- Đảm bảo chứa hết bùn cát lắng đọng trong thời gian công trình hoạt động

- Đảm bảo mực nước khống chế tưới tự chảy

- Đảm bảo cột nước tối thiểu cho việc phát điện

- Đảm bảo yêu cầu giao thông thuỷ (mực nước tối thiểu cho tàu bè đi lại)

- Đảm bảo nhiệm vụ nuôi trồng thuỷ sản

- Đảm bảo yêu cầu về du lịch và bảo vệ môi trường

Hồ chứa nước ĐH3 xây dựng nhằm mục đích chính là phục vụ cấp nước, tưới chonên nhiệm vụ của dung tích chết và mực nước chết phải đảm bảo lắng đọng hết bùn cát

và yêu cầu tưới tự chảy trong suốt thời gian đưa vào sử dụng

Trong đó: T - tuổi thọ công trình

γbc - dung trọng riêng bùn cát lơ lửng, γbc=0.8 tấn/m3

VLL = 2.496 m3/năm, tương đương với 1.996 T/năm

Bùn cát di đẩy, theo kinh nghiệm lấy bằng 10% dung tích bùn cát lơ lửng, bằng

Vdd = 250 m3/năm Lượng bùn cát hàng năm của lưu vực ĐH3 là:

c.Bùn cát sạt lở: Để xác định được bùn cát sạt lở phải dựa trên số liệu đo đạc cụ

thể, lượng bùn cát này phụ thuộc vào địa hình, địa chất, sóng, gió…mặt khác khốilượng này không lớn so với tổng khối lượng bồi lắng bùn cát, nên trong phạm vi tínhtoán của đồ án này ta có thể bỏ qua

Vậy Dung tích bùn cát bồi lắng: Vbc = Vll + Vdd = 2496+250 = 2746 m3/năm

d Dung tích bùn cát (T=75 năm)

Vbc = Vll + Vdd =2746*75= 0.206*106 m3

Tra biểu đồ quan hệ (Z ~ V) xác định được: Zbc = 26.917  26.92m

4.1.3 Xác định mực nước chết (Zc).

a Cao trình mực nước chết (MNC) theo yêu cầu tưới tự chảy:

Cao trình MNC theo yêu cầu tưới tự chảy được xác định: Z C1 = Zyc +  + δ

Trong đó: Zyc - cao trình khống chế tưới tự chảy

 - tổng tổn thất cột nước

δ - độ vượt cao an toàn

Do khu tưới có cao trình (Zyc ) thấp so với cao trình bồi lắng (Zbc), nên mực nướcchết của hồ chỉ xác định theo yêu cầu bồi lắng bùn cát

b Cao trình mực nước chết (MNC) theo yêu cầu bồi lắng bùn cát:

Cao trình MNC theo yêu cầu bồi lắng bùn cát được xác định: Z C2 = Zbc + a + h

Trong đó: Zbc - cao trình bùn cát ứng với Vbc, Zbc= 26.92m

a - độ cao an toàn để bùn cát không vào cống, chọn a = 0.6 m (kinh nghiệm chọn

4.2 Xác định mực nước dâng bình thường(MNDBT) và dung tích (Vhd)

4.2.1 Tính toán dung tích hữu ích (Vhd) m 3

a Khái niệm: Dung tich hiệu dụng (Vhd) là phần dung tích của hồ được giới hạnbởi MNDBT và MNC chính là phần dung tích tham gia vào điều tiết dòng chảy để cấpnước theo yêu cầu dùng nước.

c Nguyên lý tính toán:

Dùng hình thức cân bằng nước viết cho kho chứa nước trong từng thời đoạn tínhtoán (tháng) theo thời gian (năm thủy văn là năm bắt đầu từ tháng mùa lũ năm trướctới tháng mùa kiệt năm sau)

d Trình tự tính toán:

Bước 1: Sắp sếp lượng nước đến hàng tháng ứng với P=90% theo trình tự nămthủy văn bắt đầu là tháng mùa lũ (tháng 10) kết thúc cuối tháng mùa kiệt (tháng 9) lấybảng 2-5

Bước 2: Tính tổng lượng nước đến hàng tháng Wđến = Qđến * t(s)

Bước 3: Từ tổng lượng nước đến và tổng lượng nước dùng hàng tháng tiến hànhtính toán cân bằng nước xác định dung tích hiệu dụng của hồ chứa chưa kể tổn thất.Bước 4: Tính toán tổn thất Wtt = Wth + Wbh

Trong đó: Wth - tổn thất do thấm

K - hệ số thấm phụ thuộc điều kiện địa chất lòng hồ, lấy K=1.5% GTTV

Vtb - dung tích hồ chứa bình quân trong tháng

Wbh - tổn thất do bốc hơi, Wbh = ΔZZbh* Ftb

ΔZZbh - lượng bốc hơi hàng tháng (bảng 4-1)

Ftb - diện tích mặt hồ bình quân trong tháng

Bước 5: Tính tổng lượng nước đi trong tháng: Wđi = Wyc + Wtt

Bước 6: Tính cân bằng nước hồ chứa khi đã kể đến tổn thất: Wđến - Wđi = ± ΔZVBước 7: Dung tích hiệu dụng của hồ: Vh = ΔZV -

Bước 8 : Xác định MNDBT: Từ dung tích kho nước VK MNDBT= Vc+ Vh

Biết VK MNDBT tra quan hệ Z~V => Cao độ ZMNDBT

Cột 5 : Lượng nước yêu cầu từng tháng

Cột 6 : Lượng nước thừa từng tháng, Cột (4) –Cột (5), nếu Wđến > Wyc

Cột 7 : Lượng nước thiếu từng tháng, Cột (5) –Cột (4), nếu Wđến < Wyc

Cột 8 : Tổng lượng nước trữ

Cột 9 : Tổng lượng nước xả thừa

Giải thích các đại lượng phụ lục 2 (Bảng tính điều tiết có kể tổn thất lần 2)

Cột 1: Các tháng trong năm;

Cột 2: Phụ lục 2: Vi=VC + V trữ của phụ lục 1 (VC = 0.634*106m3) Phụ lục 3: Vi =

Vtrữ của phụ lục 2

Cột 3: Vtb = (Vi+Vi+1)/2

Cột 5: ΔZZbh lấy trong bảng 4-1 phân phối tổn thất bốc hơi trong năm

Cột 6: Lượng tổn thất do bốc hơi Wbh = (Fh ΔZZbh)/103

Cột 7: Lượng tổn thất do thấm Wt = K Vtb trong đó K = 1.5% (bảng 8-2 GTTV)Cột 8: Tổng lượng tổn thất Wtt = Wbh + Wt (cột 6 + cột 7)

Phụ lục 2 : BẢNG TÍNH ĐIỀU TIẾT CÓ KỂ ĐẾN TỔN THẤT (LẦN 2)

ΔZV=W Q -W q ΔZV + ΔZV - V kho W xa

Vhd= 3.82 10^6m3 Z hd= 38.80 m Sai số:1,047 <5% Đạt

Vkho= 4.45 10^6m3

MNDBT

3.82 }∗100 %=1.047<5 % vậy không cần tínhlại

 Dung tích hữu ích: Vhd = 3.82*10 6 m 3  Dung tích toàn bộ hồ chứa V tb = V hd +V C = (3.82+0.634)*10 6 = 4.45*10 6 m 3

Tra quan hệ V~Z ta được ZMNDBT = 40.12 m

Giải thích các đại lượng

Cột 1: Các tháng trong năm

Cột 2: Phụ lục 2: Vi=VC + V trữ của phụ lục 1 (VC = 0.634*106m3); Phụ lục 3: Vi = Vtrữ của phụ lục 2 ;

Cột 3: Vtb = (Vi+Vi+1)/2;

Cột 4: tra quan hệ V~Z, F~Z => Diện tích mặt hồ trung bình Fh;

Cột 5: ΔZZbh lấy trong bảng 2-6a phân phối tổn thất bốc hơi trong năm;

Cột 6: Lượng tổn thất do bốc hơi Wbh = (Fh ΔZZbh)/103;

Cột 7: Lượng tổn thất do thấm Wt = K Vtb trong đó K = 1.5% (bảng 8-2 GTTV)

Cột 8: Tổng lượng tổn thất Wtt = Wbh + Wt (cột 6 + cột 7)

Cột 9: Tổng lượng nước đến từng tháng =cột (4 ) phụ lục 1

Cột 10: Lượng nước yêu cầu từng tháng đã kể tổn thất =Cột (8)+cột (5 ) phụ lục 1

Cột 11: Lượng nước thừa từng tháng Cột (9) –Cột (10), nếu Wđến > Wdùng + Wtt

Cột 12: Lượng nước thiếu từng tháng, Cột (10) –Cột (9), nếu Wđến < Wdùng + Wtt

Cột 13: Tổng lượng nước trữ

Cột 14: Tổng lượng nước xả

4.2.2 Tính toán cao trình mực nước dâng bình thường (MNDBT)

*Khái niệm: Mực nước dâng bình thường (MNDBT) là mực nước cao nhất cho phép

ở trong hồ trong thời gian dài mà hồ chứa và các công trình thuỷ công làm việc bìnhthường

VMNDBT = Vbt = VC + Vhi

Trong đó: VC – dung tích chết, VC = 0.634 x 106 m3

Vhd – dung tích hiệu dụng Vhd = 3.82 x 106 m³

 VMNDBT = (3.82+ 0.634) x 106 m³ = 4.45 x 106 m³

Tra quan hệ V~Z~F ta được ZMNDBT = 40.12 m; FMNDBT = 0.50 x 106 m2

Tổng hợp các thông số tính toán điều tiết hồ chứa như bảng sau:

4 3 Xác định mực nước lũ (MNLTK) , (MNLKT), dung tích siêu cao VSC :

4.3.1 Tính toán điều tiết lũ:

Xác định dung tích phòng lũ của kho nước VSC và cột nước siêu cao HSC

Đường quá trình xả lũ thiết kế: (qx – t)p từ đó thiết lập phương thức vận hành.Lưu lượng xả lũ lớn nhất xuống hạ lưu: qmax

Mực nước dâng gia cường: MNDGC (MNLTK), mực nước lũ kiểm tra (MNLKT)

Có nhiều phương pháp để tính toán điều tiết lũ:

- Phương pháp thử dần (phương pháp lặp trực tiếp)

- Phương pháp bán đồ giải của Pôtapôp

- Phương pháp đơn giản Kôtrêrin

- Phương pháp Runge – Kutta bậc ba

Tất cả các phương pháp trên đều dựa trên một nguyên lý cơ bản là hợp giảiphương trình cân bằng nước và phương trình thủy lực của công trình xả lũ

Ta chọn phương pháp lặp trực tiếp vì phương pháp này tính toán đơn giản, cho kếtquả chính xác, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, có thể tính toán bằng tay hay lập trình trênmáy

* Nội dung tính toán ( Phương pháp lặp trực tiếp)

- Nguyên lý tính toán:

Lượng nước đến - Lượng nước xả = Lượng nước trữ

Thực chất của phương pháp này là giải hệ 2 phương trình sau:

Trong đó: (4-1) – phương trình cân bằng nước

Với: Q1, Q2 – lưu lượng đến đầu và cuối thời đoạn ∆t q1, q2 - lưu lượng xả lũ đầu và cuối thời đoạn ∆t

V1,V2 - dung tích có trong hồ ở đầu và cuối thời đoạn ∆t

∆t = t2-t1 – thời đoạn tính toán, ∆t càng nhỏ thì độ chính xác càng cao, ở đây ∆t làhằng số 1h = 3600s,

(4-2) – phương trình thủy lực của công trình xả lũ đập tràn đỉnh rộng không có cửa qtr= σnε mB √ 2g H03/2 , (4-2a)

Trong đó: ε – hệ số co hẹp bên, để đơn giản trong tính toán chọn ε = 1

Btr = 40m – tổng chiều rộng tràn;

φn – hệ số ngập ( trường hợp đập chảy không ngập φn = 1)

m – hệ số lưu lượng; (bảng 6 QPTL C8-76 về đập tràn đỉnh rộng ứng với

btr/B=40/54=0.74 và Cotg=25/7=3.57 tra m = 0.365)

Ho – cột nước tràn có kể đến lưu tốc tới gần (m), H o=H + α V o

2

2 g

Bỏ qua lưu tốc tới gần  H0 = H là cột nước tràn

j - hệ số lưu tốc ;G – gia tốc trộng trường 9,81m/s2; A: tham số công trình;q: là giá trị hoàn toàn xác định khi biết qui mô, hình thức đập tràn

Với loại công trình xả lũ là đập tràn chảy tự do, mực nước trong kho khi lũ đếnbằng cao trình MNDBT, đường quá trình xả lũ trong trường hợp này có dạng như hình

Sau thời gian t1: Q < q suy ra

Yêu cầu: - Xác định đường quá trình xả lũ qxả  t.

- Xác định mực nước lớn nhất trong kho (MNDGC)

- Xác định dung tích siêu cao: Vsc

Từ phương trình cân bằng nước (6-1)

- Chọn thời đoạn tính toán T = 1 giờ = 3600s

- Bước 1: Giả thuyết giá trị q2 (gt) ở cuối thời đoạn tính toán, tính giá trị V2 theophương trình (6-1a)

- Bước 2: Có giá trị V2 ở bước 1 tra biểu đồ quan hệ V~Z tìm được Z2.

+ Nếu sai số thoả mãn thì chuyển sang thời đoạn tiếp theo

+ Nếu sai số không thoả mãn thì quay lại bước 1

*Tính toán điều tiết với các thông số sau:

- Nếu Btr lớn: Đập thấp dẫn đến giảm được khối lượng đập đất, cống ngắn hơn vàdiện tích ngập lụt lòng hồ nhỏ, cột nước tràn nhỏ nhưng khối lượng tràn lại lớn

- Nếu Btr nhỏ: Đập cao kinh phí đập tăng lên, cống dài thêm và ngập lụt lòng hồlớn, cột nước tràn cao, tiêu năng khó khăn

- Khi thiết kế tính toán với nhiều Btr khác nhau chọn Btr tối ưu Trong đồ án nàychọn phương án Btr =40 m để tính toán điều tiết lũ

Bảng 4-3: BẢNG TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ THIẾT KẾ P=1% Btr=40m

Zngtr= 40.12 m; Vh= 7.05 10 6m3 ; Htr= 4.74 m; qmax= 667.31 m3/s; MNDGC=44.86 m; Vsc= 2.6.106m3 Hệ số lưu lượng m = 0.365

2.0 101.0 12.82 4.612 40.46 0.34 12.82 0.00 12.82 3.0 413.0 125.99 5.287 41.68 1.56 125.99 0.00 125.99 4.0 640.0 380.61 6.271 43.38 3.26 380.61 0.00 380.61 5.0 690.3 602.93 6.895 44.55 4.43 602.93 0.00 602.93

6.0 665.8 667.31 7.050 44.86 4.74 667.31 0.00 667.31

7.0 541.0 644.21 6.861 44.75 4.63 644.21 0.00 644.21 8.0 413.0 572.56 6.388 44.40 4.28 572.56 0.00 572.56 9.0 302.0 425.23 5.879 43.63 3.51 425.23 0.00 425.23 10.0 214.0 306.22 5.491 42.94 2.82 306.22 0.00 306.22 11.0 148.0 209.57 5.215 42.31 2.19 209.57 0.00 209.57 12.0 101.0 140.81 5.032 41.80 1.68 140.81 0.00 140.81 13.0 68.0 93.64 4.914 41.40 1.28 93.64 0.00 93.64 14.0 45.0 62.73 4.836 41.10 0.98 62.73 0.00 62.73 15.0 30.0 44.55 4.778 40.90 0.78 44.55 0.00 44.55 16.0 19.0 34.67 4.724 40.78 0.66 34.67 0.00 34.67 17.0 13.0 27.83 4.669 40.69 0.57 27.83 0.00 27.83 18.0 8.0 18.23 4.624 40.55 0.43 18.23 0.00 18.23 19.0 5.0 16.98 4.584 40.53 0.41 16.98 0.00 16.98 20.0 3.0 12.26 4.545 40.45 0.33 12.26 0.00 12.26

Bảng 4-4: BẢNG TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ KIỂM TRA P=0.2% Btr = 40m

2.0 166.00 22.93 4.7111 40.621 0.501 22.93 0.00 22.93 3.0 631.00 111.74 5.9033 41.56 1.44 111.74 0.00 111.74 4.0 932.40 572.56 7.4857 44.400 4.280 572.56 0.00 572.56 5.0 985.60 875.35 8.3319 45.800 5.680 875.35 0.00 875.35

7.0 729.00 875.35 8.2684 45.800 5.680 875.35 0.00 875.35 8.0 546.00 751.34 7.6353 45.250 5.130 751.34 0.00 751.34 9.0 391.00 536.83 7.0032 44.220 4.100 536.83 0.00 536.83 10.0 272.00 391.17 6.5262 43.440 3.320 391.17 0.00 391.17 11.0 185.00 278.95 6.1426 42.770 2.650 278.95 0.00 278.95 12.0 124.00 202.43 5.8323 42.260 2.140 202.43 0.00 202.43 13.0 82.00 145.87 5.5762 41.840 1.720 145.87 0.00 145.87 14.0 53.00 94.74 5.3861 41.410 1.290 94.74 0.00 94.74 15.0 35.00 68.58 5.2505 41.160 1.040 68.58 0.00 68.58 16.0 22.00 48.90 5.1416 40.950 0.830 48.90 0.00 48.90 17.0 14.00 33.89 5.0574 40.770 0.650 33.89 0.00 33.89 18.0 9.00 27.10 4.9890 40.680 0.560 27.10 0.00 27.10 19.0 6.00 17.60 4.9356 40.540 0.420 17.60 0.00 17.60 20.0 4.00 14.55 4.8957 40.490 0.370 14.55 0.00 14.55

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 0

PHẦN III: THIẾT KẾ KỸ THUẬTCÁC CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI



-Chương 5: THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT 5.1 Xác định cao trình đỉnh đập

+ Trường hợp MNDBT với công trình cấp III, P = 4% → V4% = 28 m/s (thựcđo)

+ Trường hợp MNDGC với công trình cấp III, P = 50% → V50% = 13,2 m/s(không kể hướng gió)

- Góc kẹp giữa hướng gió tính toán với trục hồ: α = 250 (đo trên bình đồ)

Cao trình đỉnh đập là cao trình lớn nhất xác định trên cơ sở tính toán độ vượt caocủa đỉnh đập trên các mực nước tính toán của hồ chứa, đảm bảo nước không tràn quađỉnh đập quy định theo cấp của công trình

Theo mục 6 của TCVN - 8216-2009 Xác định cao trình đỉnh đập theo 3 mựcnước: MNDBT, MNLTK và MNLKT:

Zđđ1 = MNDBT + ΔZh + hsl1% + a (5-1)

Zđđ2 = MNLTK + ΔZh’ + h’sl1% + a’ (5-2)

Trong đó:

ΔZh, ΔZh’ – độ dềnh do gió ứng với gió tính toán lớn nhất và gió bình quân lớn nhất

Hsl1%, h’sl1% – chiều cao sóng leo (có mức bảo đảm 1%) ứng với gió tính toán lớnnhất và gió bình quân lớn nhất;

a, a’, a” – chiều cao an toàn của đập xác định theo điều kiện làm việc của hồ chứa.Theo bảng 2 của TCVN 8216-2009, công trình cấp III

Ứng với MNDBT: a = 0.7 m

Ứng với MNDGC: a’ = 0.5m

Ứng với MNLKT: a” = 0.2 m

MNDBT – mực nước dâng bình thường ZMNDBT = 40.12 m

MNLTK – là mực nước lũ thiết kế ZMNLTK = 44.86 m, (ứng với P=1.0%)

MNLKT – là mực nước lũ kiểm tra ZMNLKT = 46.0 m (ứng với P=0.2%)

a Tính với cao trình mực nước dâng bình thường (MNDBT):

Z MNDBT=40.12 m - Xác định Δh ứng với gió lớn nhất (Vh ứng với gió lớn nhất (V max )

Áp dụng các công thức và bảng tra theo QP-TL-C1-78:

H – chiều sâu trước đập, H = ZMNDBT – ZĐÁY = 40.12 m –16.42 =23,7 m

 - góc kẹp giữa trục dọc của hồ và hướng gió,  = 250

-Xác định h sl ứng với gió lớn nhất (V max )

Theo QP-TL C1-78 chiều cao sóng leo có mức đảm bảo 1% xác định như sau:Vậy: hl 1% = K1 K2 K3 K4 Kα hs1%

hsl 1% – là chiều cao sóng ứng với mức đảm bảo 1% (theo QP-TL C1-78)

K1, K2, K3, K4, Kα – các hệ số tra bảng và đồ thị (theo QP-TL C1-78)

K1, K2 – hệ số tra bảng phụ thuộc vào đặc trưng lớp gia cố mái và độ nhám tươngđối trên mái

K3 – hệ số tra bảng phụ thuộc vào vận tốc gió và hệ số mái m

K4 – hệ số tra đồ thị phụ thuộc vào hệ số mái m và

λ

hs 1%

Kα – hệ số tra bảng phụ thuộc vào hướng gió ( = 250)

- Xác định h s1% theo theo QP-TL C1-78 như sau:

+ Giả thiết trường hợp đang xét là sóng nước sâu: H >0.5 λ

+ Tính các đại lượng không thứ nguyên:

g.t

V ;

g.D

V2 g t V

Trong đó: t – thời gian gió thổi liên tục, ta lấy t = 6giờ

 Giả thiết sóng nước sâu là đúng

- Tính chiều cao sóng với mức đảm bảo i = 1%: hS1 %= K1 %.hs