1 Điều kiện tự nhiên 1.1 Vị trí địa lý: Suối Sông Trà là một nhánh nhỏ chảy theo hướng Tây bắc Đông nam, nhập vào sông Đà Rằng. Lưu vực suối Sông Trà nằm cách trung tâm Thành phố Tuy Hòa về phía Tây bắc khoảng 11km, cách trung tâm xã An Phú về phía Tây nam khoảng 10km, cách đường Quốc lộ 1 về hướng tây 6km theo đường chim bay. Diện tích lưu vực tính đến tuyến đập hiện tại là 18,9km2, chiều dài 9,75km, chiều rộng bình quân 2km, tổng chiều dài suối nhánh 4,025 km. Hai sườn của lưu vực là các đồi thoai thoải phủ bằng các cây hoang tạp và mía. Dọc ven suối hầu hết là đất canh tác trồng mía, lúa và các loại cây hoa màu khác. Hệ thống sông suối: Hệ thống suối Sông Trà gồm 5 nhánh suối nhỏ với tổng chiều dài 4,025km, hợp lại tạo thành tạo thành Suối chính Sông Trà dài 9.75 km tính đến tuyến đập, suối chính Sông Trà và các phụ lưu (từ hai phía) đều có lòng suối hẹp, độ dốc tương đối lớn. Diện tích lưu vực tính cho các phương án như sau: Tuyến I : Có diện tích lưu vực tương ứng là 18.4 km2. Tuyến II : Cách vị trí tuyến I là 230 về phía hạ lưu. Diện tích lưu vực tương ứng là 18.7 km2.
Trang 11- Điều kiện tự nhiên
1.1- Vị trí địa lý:
Suối Sông Trà là một nhánh nhỏ chảy theo hướng Tây bắc- Đông nam, nhập vàosông Đà Rằng Lưu vực suối Sông Trà nằm cách trung tâm Thành phố Tuy Hòa về phíaTây bắc khoảng 11km, cách trung tâm xã An Phú về phía Tây nam khoảng 10km, cáchđường Quốc lộ 1 về hướng tây 6km theo đường chim bay Diện tích lưu vực tính đếntuyến đập hiện tại là 18,9km2, chiều dài 9,75km, chiều rộng bình quân 2km, tổng chiềudài suối nhánh 4,025 km Hai sườn của lưu vực là các đồi thoai thoải phủ bằng các câyhoang tạp và mía Dọc ven suối hầu hết là đất canh tác trồng mía, lúa và các loại cây hoamàu khác
Hệ thống sông suối:
Hệ thống suối Sông Trà gồm 5 nhánh suối nhỏ với tổng chiều dài 4,025km, hợplại tạo thành tạo thành Suối chính Sông Trà dài 9.75 km tính đến tuyến đập, suối chínhSông Trà và các phụ lưu (từ hai phía) đều có lòng suối hẹp, độ dốc tương đối lớn Diệntích lưu vực tính cho các phương án như sau:
- Tuyến I : Có diện tích lưu vực tương ứng là 18.4 km2
- Tuyến II : Cách vị trí tuyến I là 230 về phía hạ lưu Diện tích lưu vực tương ứng
là 18.7 km2
Các đặc trưng thuỷ lý địa hình của lưu vực như sau:
3 Tổng chiều dài suối nhánh l km 4.025 4.025
4 Chiều dài sườn dốc bình quân Ld km 1.7 1.7
5 Độ dốc bình quân suối chính Js ‰ 32.43 32.43
6 Độ dốc bình quân sườn dốc Jd ‰ 141.17 141.17
Địa hình – địa mạo
Vùng hồ chứa nước Sông Trà có 2 dạng địa hình chính là dạng địa hình đồi núi cócao độ tương đối thấp và dạng địa hình thềm, đồng bằng tích tụ
- Vùng đồi núi nhìn chung có đặc điểm là sườn khá dốc, mức độ phân cắt bề mặtđịa hình phân loại từ yếu đến trung bình, các đườgn chia nước uốn lượn, lớp phủ thực vậtkhá thưa thớt, chủ yếu là loại cây gỗ tạp, nhỏ và ít có giá trị về mặt kinh tế
- Vùng thềm và đồng bằng tích tụ: Dạng địa hình này nhìn chung phân bố dọc theocác sông suối trong vùng mức độ phân cắt xếp loại từ yếu đến trung bình, phần lớn diệntích này đã được người dân khai phá để canh tác, trồng trọt các cây nông nghiệp, chủ yếu
là lúa hoa màu, các loại cây khác chiếm tỷ lệ nhỏ
Trang 2 Quan hệ V FZ t i các tuy n: ại các tuyến: ến:
1.2- Tài liệu khí tượng thuỷ văn:
Lưu vực Suối Sông Trà có diện tích nhỏ, trên đó không có các trạm quan trắc khítượng thuỷ văn Để tính toán dòng chảy, phải dựa vào tài liệu đo mưa và mượn dạngphân phối dòng chảy của các lưu vực tương tự
Về tài liệu khí tượng, trạm Tuy Hòa nằm gần khu vực nghiên cứu, có các điềukiện tự nhiên tương tự và liệt tài liệu khí tượng thuỷ văn dài nên được chọn để tính cholưu vực suối Sông Trà
Một số tài liệu khí t ượng thủy văn của trạm Tuy Hoà như sau:
Nhiệt độ : Nhiệt độ trung bình trong tháng dao động từ 23o đến 29o Chênh lệchnhiệt độ trong ngày khá lớn, mùa khô khoảng 10oc, mùa mưa từ 7 - 8oc
Nhiệt độ max, min và bình quân ngày tại trạm Tuy Hoà :
Trang 3Chế độ gió ở Phú Yên có 2 hướng gió theo 2 mùa trong năm rõ rệt.
Lưu vực chịu ảnh hưởng của chế độ gió mùa:
- Gió mùa Đông Bắc từ tháng 10 đến tháng 03
- Gió mùa Tây Nam từ tháng 04 đến tháng 09
Trang 4Mưa là yếu tố chính của khí hậu thuỷ văn, một trong những thành phần của cáncân nước Phú Yên có một nhiệt độ cao, thì mưa là nhân tố quan trọng, chi phối thời vụ
cơ cấu cây trồng, năng suất và chất lượng sản phẩm nông nghiệp
Theo tài liệu của trạm Tuy Hoà đo trong 38 năm, lượng mưa năm bình quân là1696.01 mm; năm max là 2988.0 mm và năm min là 844.5 mm
Công thức tính các đặc trưng thống kê :
Trang 52 Hệ số phân tán:
Cv =
1
) 1
3 Hệ số thiên lệch:
Cs = 3
3)3(
)1(
v
i C n
K
BẢNG TÍNH TẦN SUẤT MƯA NĂM
TT Năm Xi X iTT Ki=Xi/X TB Ki-1 (Ki-1) 2 (Ki-1) 3 P=m/(n+1)%
Trang 6TT Năm Xi X iTT Ki=Xi/X TB Ki-1 (Ki-1) 2 (Ki-1) 3 P=m/(n+1)%
Kết quả tính tần suất kinh nghiệm:
Sử dụng phương pháp vẽ đường tần suất lý luận theo Pearson III, “ Theo chươngtrình vẽ đường tần suất Pearson III and lognormal distribution” với sự chỉnh lý đườngtần suất lý luận phù hợp với đường tần suất kinh nghiệm cho các giá trị làm cơ sở để tínhtoán như sau:
n(năm)
Các thông số thống kê X (mm)
a) Phân phối lượng mưa bình quân nhiều năm:
X TB (mm) 58.54 25.36 32.64 35.75 75.97 52.34 44.44 53.75 213.15 494.75 439.94 169.39 1696.01
Ki 0.035 0.015 0.019 0.021 0.045 0.031 0.026 0.032 0.126 0.292 0.259 0.100 1.000
X 50% (mm) 55.97 24.24 31.20 34.17 72.63 50.03 42.49 51.39 203.78 472.99 420.59 161.94 1621.42
Trang 8b) Mưa lũ: Trị số mưa 1 ngày max:
Tài liệu mưa ngày max của trạm Tuy Hoà đo được trong 38 năm như sau:
Theo tài liệu của trạm Tuy Hoà đo trong 38 năm, lượng mưa ngày max bình quân
là 183.57 mm; ngày max là 551.5 mm và ngày min là 55.1 mm
Công thức tính các đặc trưng thống kê :
3 Hệ số thiên lệch:
Cs = 3
3)3(
)1(
v
i C n
K
BẢNG TÍNH TẦN SUẤT MƯA NGÀY MAX
TT Năm Xi X iTT Ki=Xi/X TB Ki-1 (Ki-1) 2 (Ki-1 )3 P=m/(n+1)%
Trang 9TT Năm Xi X iTT Ki=Xi/X TB Ki-1 (Ki-1) 2 (Ki-1 )3 P=m/(n+1)%
Trang 10n(năm) Thông số thống kê Xnp (mm)
38 0.73 3Cv 783.97 680.22 620.58 578.76 448.36 352.68
Trang 11TÍNH TOÁN THUỶ VĂN
Dòng chảy năm.
Đặc điểm dòng chảy : Lưu vực Sông Trà có diện tích nhỏ, dòng chảy trên suối
chịu ảnh hưởng trực tiếp của mưa và cũng phân thành hai mùa rõ rệt:
- Mùa lũ từ tháng 9 đến tháng 12;
- Mùa kiệt từ tháng 1 đến tháng 8 năm sau
Dòng chảy chuẩn : Do trên lưu vực Sông Trà không có trạm đo dòng chảy nên sử
dụng tài liệu đo mưa và dòng chảy của trạm Tuy Hoà để tính dòng chảy chuẩn
a/ Kết quả xử lý liệt tài liệu đo mưa và dòng chảy tại trạm Tuy Hoà cho các kết quả sau đây:
- Lượng mưa bình quân nhiều năm: Xo = 1696,01 mm
- Lượng dòng chảy bình quân nhiều năm: Yo = 780,165 mm
- Hệ số dòng chảy chuẩn: o = 0,46
b/ Tính cho lưu vực Sông Trà :
- Tổng lượng bình quân hàng năm: Wo = Yo F ;
- Lưu lượng bình quân năm: Qo = Wo/T
Kết quả tính cho hai tuyến như sau:
Dòng chảy năm thiết kế :
- Tần suất bảo đảm: P = 75% (tra theo TCVN 285-2002)
- Từ đường tần suất mưa năm của trạm Tuy Hoà xác định được Xp=1326.4 mm
- Lượng dòng chảy năm thiết kế: Yp = oXp = 610.144 mm
- Tổng lượng dòng chảy năm thiết kế: Wp = YpF ;
- Lưu lượng bình quân năm thiết kế: Qp = Wp/T
Trang 12Kết quả tính toán cho các tuyến của hồ chứa nước Sông Trà như sau:
Phân phối dòng chảy năm thiết kế :
a/ Chọn năm điển hình : Từ liệt tài liệu mưa và trị số Xp = 1326.40 mm ở trên, ta
chọn dạng phân phối mưa - dòng chảy theo năm 1961 dựa trên các cơ sở sau:
-Lượng mưa năm điển hình (1961) là X = 1298.70 mm Xp
-Dạng phân phối của năm 1961 là bất lợi (các tháng mùa kiệt mưa rất ít)
Phân phối lượng mưa năm thiết kế theo năm 1961 như sau:
X1961(mm
) 67.70 14.20 27.60 99.50 128.30 72.70 25.20 40.80 71.50 361.60 300.40 89.20 1298.70
Ki 0.052 0.011 0.021 0.077 0.099 0.056 0.019 0.031 0.055 0.278 0.231 0.069 1.000
X 75 (mm) 69.14 14.50 28.19 101.62 131.04 74.25 25.74 41.67 73.03 369.31 306.81 91.10 1326.40
b/ Phân phối dòng chảy năm thiết kế: Từ dạng phân phối mưa năm thiết kế ta phân
phối Wp,Qp tại các tuyến như sau:
Tháng X75%
(mm) (mm)Yp
Wp (103m3)
Qp(m3/s)
Wp(103 m3)
Qp(m3/s)
Trang 13Ta sử dụng công thức cường độ giới hạn và các bảng tra của qui phạm tính toáncác đặc trưng thuỷ văn thiết kế QPTL C6 -77 để tính toán
Lượng mưa ngày lớn nhất (Hnp).
Xử lý từ liệt tài liệu đo mưa của trạm Tuy Hoà cho các kết quả như sau:
Trong đó: : Hệ số dòng chảy lũ (tra bảng)
Hnp : Lượng mưa l ngày max (mm);
ms : hệ số tập trung nước trong sông, ms = 9
md : hệ số tập trung dòng chảy sườn dốc, md = 0,15
Các kết quả tính toán ghi trên bảng 1, 2, 3
Tổng lượng lũ :
Wp = 1000**Hnp*F (2)
Đường quá trình lũ thiết kế : Với lưu vực nhỏ, coi đường quá trình lũ
dạng tam giác với thời gian lũ T = 2Wp/Qp; thời gian lũ lên Tl = T/3.Các kết quả tính toán ghi trên bảng 1, 2.
Bảng 1- Các thông số lũ thiết kế (F=18,4km2)
Trang 15* Do không có tài liệu quan trắc nên lấy theo tài liệu “đặc điểm khí hậu thủy văntỉnh Phú Yên” đã được Phân viện Khí tượng Thủy văn tại thành phố Hồ Chí Minh thôngqua hội đồng Khoa học tỉnh Phú Yên đánh giá đã nghiệm thu.
Theo trang 124 “đặc điểm khí hậu thủy văn tỉnh Phú Yên” độ đục của dòng sôngđược chia thành 5 cấp như sau:
á cát – á sét – sét lẫn dăm sạn, đá lăn, vón kết laterit nguồn gốc tàn tích, sườn tích, khảnăng bào mòn, xói lở lớn Chính vì vậy ta chọn độ đục trung bình lưu vực =200 g/m3
Bảng 1 :Lượng bốc hơi trung bình tháng tại trạm khí tượng Tuy Hòa (mm)
Trong đó: ΔZ = Zmn - ZoZ: Lượng tổn thất bốc hơi mặt nước (mm)
Zo: Lượng bốc hơi trung bình lưu vực (mm)
Xo: Lượng mưa trung bình lưu vực (mm)
Trang 16Công trình (kmF2) (mQn3/s) (l/skmMn2) (mm)Xo
Yo(mm)
Zo(mm) (mm)ΔZ = Zmn - ZoZSông Trà 18.7 0.43 23.37 1600.8 736.39 864.41 601.47
Sử dụng mô hình bốc hơi Piche tháng tại trạm Tuy Hòa phân phối cho lượng tổnthất bốc hơi hồ tương ứng tuyến Kết quả tính toán được trình bày trong bảng sau:
Bảng 3 : Phân phối tổn thất bốc hơi lưu vực công trình Sông Trà
Công
Sông Trà 38.1 33.1 42.1 46 63.2 75.0 76.4 75.9 45.5 32.1 34.8 39.4 601.5
Mô hình mưa tưới:
Theo qui phạm TCVN 285-2002, với công trình phục vụ tưới, mức bảo đảm tính toán là P = 75%
Từ liệt tài liệu đo mưa, ta chọn được mô hình mưa tưới là năm 1961 do thỏa mãncác điều kiện sau:
- Có lượng mưa năm xấp xỉ bằng lượng mưa tưới thiết kế:(1961 = 1298.70 mm;
p = 1326.40mm)
- Có dạng phân phối bất lợi cho yêu cầu sử dụng nước tưới (các tháng cần nhiềunước tưới lại ít mưa)
Kết quả thu phỏng mô hình mưa tưới thiết kế như trên bảng sau:
Mô hình mưa tưới thiết kế:
X1961(mm
) 67.70 14.20 27.60 99.50 128.30 72.70 25.20 40.80 71.50 361.60 300.40 89.20 1298.70
Ki 0.052 0.011 0.021 0.077 0.099 0.056 0.019 0.031 0.055 0.278 0.231 0.069 1.000
X 75 (mm) 69.14 14.50 28.19 101.62 131.04 74.25 25.74 41.67 73.03 369.31 306.81 91.10 1326.40
Lượng nước yêu cầu cho tưới:
- Căn cứ vào kết quả tính toán giản đồ hệ số tưới theo từng phương án bố trí cơ cấu cây trồng
- Căn cứ vào diện tích gieo trồng của các loại cây trồng trong khu tưới, tiến hành tính toán lượng nước yêu cầu cho đầu mối
Trang 17Lưu lượng yêu cầu tại đầu mối của ngày tưới i
qi : là hệ số tưới của hệ thống trong ngày tưới thứ i
: là diện tích tưới của hệ thống, =246,3ha
T: là thời gian tưới trong ngày tính bằng (s)
Kết quả tính toán nhu cầu nước tưới của khu tưới hồ Sông Trà như bảng sau:
BảngP2-4-1:Bảng tổng hợp yêu cầu nước tưới theo tháng:
Wyc-Lúa
(10³m 3 ) 111.7 149.5 199.8 17.4 0.0 0.0 0.0 260.6 237.0 225.1 171.2 104.4 1476.8Wyc-Đậu
(10³m 3 ) 2.8 89.8 169.5 48.5 61.3 128.2 98.9 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 599.1Wyc-Bông
(10³m 3 ) 0.6 24.4 65.4 89.8 139.7 214.8 244.4 195.3 113.8 0.0 0.0 0.0 1088.1WycTổng
cộng (10³m 3 ) 115.1 126.5 250.43 561 680 638.5 343.3 455.9 350.8 225.1 171.2 104.4 4022.23
1.3 – Điều kiện địa chất – địa chất thủy văn
Điều kiện địa chất:
Trong phạm vi khảo sát của Hồ chứa nước Sông Trà có mặt cắt phân vị địa tầngtheo thứ tự từ trên xuống dưới như sau:
- Các lớp đất á cát – á sét – sét lẫn dăm sạn, đá lăn, vón kết Laterit… nguồn gốctàn tích, sườn tích - sườn tàn tích không phân chia tuổi Đề tứ: Phức hệ thạch học này baogồm các lớp đất phủ trên tòan bộ địa hình khu vực nghiên cứu, phân bố chủ yếu trên các
Trang 18sườn dốc của đồi núi và dọc theo các dòng sông, suối thành phần và trạng thái thay đổiliên tục theo diện và độ sâu, chiều dày chủ yếu không quá 3-:-5m, cá biệt dày hơn 5m.
- Đá phun trào Ba Zan - Hệ tầng Đại Nga tuổi Pliocen (N2 đn): Mặt cắt đặc trưngcủa địa tầng gồm 3 phần; phần dưới và phần giữa chiếm ưu thế là các đá Ba Zan paroxen,
B azan olivine – plagioclas, BaZan paroxen – plagioclase, Bazan olivine paroxen –plagioclase, Ba Zan Olivin augit xen kẽ từ ụn của núi lửa hoặc trầm tích như cát, sét,điatômít hoặc phong hóa đá Bazan thành đất đỏ Chiều dày của hệ tầng thay đổi từ 30-:-200m
* Địa chất khu vực tuyến đập bao gồm các lớp đất theo thứ tự từ trên xuống dướinhư sau:
- Lớp 1a: Hỗn hợp hòn lăn, dăm cục Bazan, á sét – sét nguồn gốc sườn, tàn tíchmàu xám nâu đỏ - nâu vàng nhạt – xám trắng, trạng thái nửa cứng, cấp 4-:-6 Lớp đất nàyphủ hầu như trên tòan bộ bề mặt sườn, phân bố không liên tục, nhiều chỗ không có, bềdày mỏng khỏang 0,2-:-2,2m
- Lớp1: Sét lẫn ít sỏi sạn, nguồn gốc sườn tàn tích, màu xám vàng, nâu - xám nâu, trạngthái dẻo cứng, nửa cứng, đất cấp 2-3 Lớp đất này phân bố cục bộ, bề dày khỏang 1,2m
- Lớp 2: Đá Bazan đặc xít phong hóa vừa - nhẹ màu xám xanh, xám đen nhạt, nứt
nẻ trung bình nghiêng 45-:-900, đất cấp 9 Lớp đá phun tràn này phủ trên tòan bộ vùngtuyến, phân bố hầu như liên tục, nhiều chỗ lộ thiên dạng khối tảng lớn, hòn lăn… Đácứng chắc nứt nẻ nhiều và được lấp đầy sét và dăm sạn Bề dày khỏang từ 0,5-:-4,8m
- Lớp 3a: Sét lẫn ít sỏi sạn, nguồn gốc tàn tích, màu nâu đỏ nâu vàng nhạt và xámtrắng Trạng thái nửa cứng và cứng, đất cấp 4 Lớp này phân bố không liên tục,bề dày từ1,4-6,8m
- Lớp 3: Á sét trung - Nặng lẫn ít sỏi sạn, nguồn gốc tàn tích, màu nâu đỏ - nâuvàng nhạt xám trắng, trạng thái nửa cứng - dẻo cứng, đất cấp 2-3
Lớp đất này phân bố không liên tục bề dày thay đổi từ 0,4-:-3,7m
- Lớp 4a: Đá Bazan lỗ hổng phong hóa mạnh, trung bình màu xanh đen xám đen,loang lổ màu xám trắng nứt nẻ nhiều, nghiêng góc 30-:-400, đá cấp 7-8 Lớp đá này phân
bố không liên tục trên tòan tuyến, nứt nẻ nhiều, mật độ nứt nẻ không đều, phần đá bịphong hóa thành đất chủ yếu là sét, cát và dăm sạn mềm yếu có sthể dung tay bóp dễdàng, chiều dày từ 1,7-:-3,8m
- Lớp 4: Ba Zan đặc xít, phong hóa nhẹ tươi màu xan đen – xám đen loang lổ màuđốm trắng, nứt nẻ ít, nghiêng 45-900, đá cấp 9 Lớp đá này phân bố liên tục nứt nẻ ít, mậtđộkhe nứt khỏang 2-5 khe/m, khe nứt kín, chất bám chủ yếu là can xít và ô xít sắt Bềdày chưa xác định hết
Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý các lớp đất khu vực tuyến đập p
Trang 19Sỏi % 7 9 25Giới hạn Atterberg
Trang 20* Địa tầng khu vực bãi vật liệu đất xây dựng: Bao gồm các lớp đất theo thứ tự từ
trên xuống dưới như sau:
- Lớp 1a: Á sét trung - nặng, nguồn gốc sườn – tàn tích, màu nâu đỏ - nâu vàng nhạt –Xám trắng – Xám xanh – Xám đen, trạng thái dẻo cứng - nửa cứng Đất cứng cấp 2 – 3
- Lớp đất này phân bố không liên tục trên toàn bộ phạm vi khảo sát, nhiều chỗ lộ
ra trên bề mặt địa hình thành phần chủ yếu là sét, cát hạt mịn - trung, ít sỏi sạn nhỏ lẫnmùn, rễ thực vật Chiều dày của lớp thay đổi từ 0.5 đến 2.2m
- Lớp 1b: Sét lẫn ít sỏi sạn, nguồn gốc sườn - tàn tích, màu nâu đỏ - nâu vàng nhạt –xám trắng – xám xanh – xám đen, trạng thái dẻo cứng - nửa cứng Đất cứng cấp 2 – 3
- Lớp đất này nhìn chung nằm dưới lớp 1a, Phân bố không liên tục trên toàn bộ phạm
vi khảo sát, nhiều chỗ lộ ra trên bề mặt địa hình Thành phần chủ yếu là sét ít cát hạt mịn –trung, ít sỏi sạn nhỏ lẫn mùn, rễ thực vật Chiều dày của lớp thay đổi từ 1.3 đến 3.5m
- Lớp 1: Á sét trung - nặng lẫn nhiều sỏi sạn, nguồn gốc sườn – tàn tích, màu nâu
đỏ - nâu vàng nhạt – xám trắng – xám xanh – xám đen, trạng thái dẻo cứng - nửa cứng.Đất cứng cấp 2-3
Lớp đất này nhìn chung nằm dưới lớp 1a và lớp 1b, phân bố không liên tục trêntoàn bộ phạm vi khảo sát, nhiều chỗ lộ ra trên bề mặt địa hình Thành phần chủ yếu là sét,cát hạt mịn – trung, nhiều sỏi sạn lẫn mùn, rễ thực vật chiều dày của lớp thay đổi từ 1.1đến 3.0m
Trang 21Sỏi % 4 32Giới hạn Atterberg
0.0 – 0.5 kG/cm2 kG/cm2 30.24 9.69 12.610.5 – 1.0 kG/cm2 kG/cm2 39.96 12.57 16.901.0 – 2.0 kG/cm2 kG/cm2 47.04 15.94 21.792.0 – 4.0 kG/cm2 kG/cm2 54.74 20.43 30.82
Địa chất thủy văn:
- Nước mặt chủ yếu là nước suối nên mùa khô nước cạn và kô hạn, mùa mưanước mặt chảy manh mang nhiều tạp chất và thường gây ngập lụt Nguồn sinh thủy chosuối, khe rãnh chủ yếu là nước khí quyển và nước ngầm từ các đới phong hóa nứt nẻ nằmphía trên cao cung cấp
- Nước ngầm vùng hồ nhìn chung không phong phú, vào mùa khô thường nằmdưới sâu so với bề mặt Đây là nước chứa tạm thời trongpha tàn tích và các đới phonghóa nứt nẻ của đá, trữ lượng không lớn và có quan hệ thủy lực với nước mặt, nước khíquyển do đó mực nước chênh lệch theo từng mùa và từng trận mưa
Vật liệu xây dựng: Các bãi vật liệu đắp đập nằm ở khu vực bên bờ phải
suối Sông Trà Khu vực này có đặc điểm địa hình sườn dốc khá thỏai Khu vực này hiện
đã được người dân khai phá để trồng các loại cây gỗ tạp và hoa màu có giá trị kinh tếnhỏ Trữ lượng vật liệu rồi rào
- Vật liệu: Cát, sỏi, đá dăm, đá hộc, xi măng, sắt thép … Tại khu vực xây dựngđập có trữ lượng đá Granit rất lớn, có chất lượng tốt, đảm bảo cho thi công công trình Vìvậy vật liệu chính được khai thác tại chỗ và mua tại các đại lý tại Tuy Hòa
2 – Điều kiện dân sinh kinh tế và xã hội vùng dự án:
2.1 Tình hình dân sinh kinh tế:
Trang 22* Dân số: Trong khu vực long hồ chỉ rải rác có một số hộ dân tộc bản địa sinh
sống và kinh tế mới, chủ yếu là trồng trọt, chăn nuôi nhỏ lẻ Kinh tế tự cung tự cấp khókhăn và mật độ dân số thưa thớt
* Đặc điểm xã hội:
Cây trồng (lúa và màu):
Cơ cấu cây trồng tập trung chủ yếu là lúa và màu, đối với cây lúa chỉ trồng ở vùngđất thấp và sình lầy, vùng đất cao được trồng vào mùa mưa với mục đích là đảm bảo anninh lương thực tại chỗ và tận dụng những chân ruộng vào mùa mưa không thể trồngmàu được, những phần đất cao ưu tiên cho trồng màu (cây mía, cây bông vải, cây đậutương, đậu, bắp , rau cỏ các loại) có hiệu quả kinh tế cao hơn
BỐ TRÍ DIỆN TÍCH KHU VỰC CƠ CẤU THEO THỜI VỤ
I Tổng diện tích tưới ha 267.70
II Khu tưới thượng lưu hồ chứa ha 21.40
1 Trồng màu 2 vụ ha 21.40 Đậu đông xuân + Bông hè thuIII Khu tưới hạ lưu hồ chứa ha 246.30
1 Trồng lúa 2 vụ+1vụ màu ha 96.20 Lúa (đông xuân+hè thu+mùa)
2 Trồng lúa 1vụ+2 vụ màu ha 74.00 Lúa mùa+2đậu(đông xuân+hè thu)
3 Trồng lúa 1vụ+1 vụ màu ha 43.40 Lúa mùa+bông đông xuân
4 Trồng màu 2 vụ ha 32.70 Đậu đông xuân + Bông hè thu
Cấp nước cho sinh hoạt :
Chủ yếu cung cấp nước ngầm, nâng cao mực nước giếng về mùa khô cho đồngbào vùng hạ lưu hồ chứa của 2 thôn Phú Liên và Thọ Vực nằm trong khu tưới, với diệntích khu dân cư là 10,7ha, với số hộ dân khoảng 50 hộ Trong quá trình tính toán nhu cầudùng nước em không đề cập đến đối tượng này
2.2 Hiện trạng các loại cây trồng và thời vụ:
Thời vụ của các loại cây trồng phổ biến trên địa bàn tỉnh Phú Yên theo tài liệu của SởNông Nghiệp và phát triển Nông thôn như sau:
THỜI VỤ GIEO TRỒNG
TT Loại cây trồng
Thời vụThời gian
gieo trồng
Thời gianthu hoạch
Số ngày sinhtrưởng
Trang 234 Màu Đông xuân(bông vải) 20/XII 3/VII 195
6 Màu Đông xuân(đậu các loại) 20/XII 9/IV 110
9 Màu Hè thu (đậu các loại) 20/IV 8/VIII 110
11 Màu Mùa (đậu các loại) 25/VIII 13/XII 110
2.3 Bố trí cơ cấu cây trồng sau khi xây dựng dự án:
- Căn cứ vào điều kiện địa hình, điều kiện đất đai, thổ nhưỡng của khu tưới.
- Căn cứ vào tập quán canh tác của địa phương
- Căn cứ vào điều kiện thủy văn nguồn nước và khả năng điều tiết của hồ chứa
- Căn cứ vào hiệu quả kinh tế của các loại cây trồng trên địa bàn tỉnh Phú Yên hiện nay
Bố trí cơ cấu cây trồng cho từng khu tưới như sau:
CƠ CẤU DIỆN TÍCH THEO THỜI VỤ VÀ CÂY TRỒNG
TT Loại cây trồng Diện tích Thời gian sinh trưởng
3 Màu Đông xuân(bông vải) 43.40 100
4 Màu Đông xuân(đậu các loại) 128.10 100
5 Màu Hè thu (bông vải) 54.10 100
6 Màu Hè thu (đậu các loại) 74.00 100
3 – Các phương án sử dụng nguồn nước và nhiệm vụ công trình:
Phân tích lựa chọn phương án về loại công trình
Căn cứ vào các tài liệu thủy văn, địa hình, địa chất, tài nguyên nước của khu vực,đồng thời so sánh về phương án kinh tế và kỹ thuật giữa các phương án đập đất tạo hồchứa, trạm bơm và đập dâng :
* Về loại hình công trình đập dâng: Vừa tạo nguồn nước đồng thời kết hợp là tràn
xả lũ Dâng tạo cột nước để tưới - Ở vùng Phú Yên mùa khô thường kéo dài nên một số
Trang 24tháng lượng nước đến nhỏ hơn lượng nước dùng Đập dâng sẽ không đảm bảo tưới,không đạt mục đích và hiệu quả của dự án.
* Về loại hình trạm bơm: Là tưới động lực nên cần phải cung cấp năng lượng cho
thiết bị vận hành trạm bơm (như điện, dầu…) nên chi phí vận hành khai thác lớn
- Ở vùng Phú Yên mùa khô thường kéo dài nên một số tháng lượng nước đến nhỏhơn lượng nước dùng Vì vậy trạm bơm sẽ không đảm bảo tưới không đạt mục đích vàhiệu quả của dự án
* Về loại hình công trình đập dâng tạo hồ chứa (đập đất, Đập bê tông trọng lực, đập,
đập đá, đập đá hỗn hợp, …): Cần phải xây dựng thêm tràn xả lũ Hồ chứa điều tiết, tích lượng
nước cần cung cấp cho mùa kiệt, đảm bảo bổ sung đủ lượng nước thiếu của các tháng mùa kiệtthông qua tính toán điều tiết hồ Đảm bảo được mục tiêu và hiệu quả của dự án
- Yêu cầu kỹ thuật thi công, xử lý nền móng, vật liệu xây dựng đối với đập bê tôngtrọnglực, đập đá, đập đá hỗn hợp… đòi hỏi cao hơn đập đất
- Do yêu cầu kỹ thuật thi công, xử lý nền cao, khối lượng vật liệu để xây dựng đập
bê tông trọng lực, đập đá, đập đá hỗn hợp… là vật liệu đặc biệt như xi măng, sắt thépkhối lượng nhiều, giá thành cao, nên giá thành xây dựng cao hơn đập đất
* Kết luận: Qua việc so sánh về kỹ thuật và kinh tế, đề nghị lựa chọn biện pháp xây
dựng công trình cho dự án là xây dựng hồ chứa nước Sông Trà là hồ chứa, đập là đập đất
Căn cứ vào tài liệu khí tượng thủy văn của trạm Tuy Hoà, tỉnh Phú Yên, cho thấylượng mưa bình quân năm 1696.01mm là rất dồi dào, mặt khác lưu vực của suối SôngTrà tới vị trí tuyến công trình có diện tích 18,0km² tương đối lớn nên chọn hình thức hồchứa là loại Hồ điều tiết năm
Nhiệm vụ công trình
- Diện tích canh tác phần hạ lưu tuyến đập chủ yếu tưới cho hai thôn Phú Liên vàThọ Vực Cụ thể hai phương án tuyến đều có diện tích tưới như nhau với diện tích tưới tựchảy là: F= 246,3 ha
- Mặt khác vùng thượng lưu hồ chứa tính từ mực nước dâng gia cường lêncao10m là khu canh tác trồng hoa màu và cây công nghiệp của thôn Phú Cần với diệntích 21,4ha, khu tưới này có thể lấy nước từ hồ chứa bằng bơm
Tổng diện tích tưới tự chảy và tưới bơm là :267,7ha
- Cấp nước cho sinh hoạt : Chủ yếu cung cấp nước ngầm, nâng cao mực nướcgiếng về mùa khô cho đồng bào vùng hạ lưu hồ chứa của 2 thôn Phú Liên và Thọ Vựcnằm trong khu tưới, với diện tích khu dân cư là 10,7ha, với số hộ dân khoảng 50 hộ.Trong quá trình tính toán nhu cầu dùng nước em không đề cập đến đối tượng này
1 Giải pháp công trình và thành phần công trình
Căn cứ vào tài liệu khí tượng thủy văn của trạm Tuy Hoà, tỉnh Phú Yên, cho thấylượng mưa bình quân năm 1696.01mm là rất dồi dào, mặt khác lưu vực của suối SôngTrà tới vị trí tuyến công trình có diện tích 18,0km² tương đối lớn nên chọn hình thức hồchứa là loại Hồ điều tiết năm Cụm công trình đầu mối chọn bao gồm: Đập, Tràn xả lũ vàcống lấy nước dưới đập
2- Phân tích lựa chọn quy mô công trình và các chỉ tiêu thiết kế.
Trang 252.1 – Xác định cấp công trình.
Cấp công trình được xác định từ 2 điều kiện sau:
Theo nhiệm vụ công trình.
Công trình có nhiệm vụ tưới cho 267,7 ha đất canh tác (gồm lúa 2 vụ và hoa màu).Theo TCXD VN 285-2002, TCN 157 -2005 thì công trình hồ chứa Sông Trà thuộc côngtrình cấp IV
Theo chiều cao công trình.
Sơ bộ xác định là đập đất có chiều cao đập nằm trong khoảng 815m Theo TCXD
VN 285-2002, TCN 157 -2005 thì công trình hồ chứa Sông Trà thuộc công trình cấp IV.Cấp của công trình được chọn là cấp lớn hơn từ 2 chỉ tiêu trên Vậy cấp của công trìnhchủ yếu của hồ chứa Sông Trà là cấp IV, Công trình thứ yếu và công trình tạm cấp V
2.2 - Các chỉ tiêu thiết kế chủ yếu của công trình.
Với công trình cấp IV theo TCXD VN 285-2002, TCN 157 -2005 ta xác định đượccác chỉ tiêu thiết kế công trình như sau:
Tần suất bảo đảm yêu cầu tưới: P = 75%
Tần suất thiết kế lưu lượng mực nước lớn nhất: P = 1,5%
Tần suất kiểm tra lưu lượng lớn nhất: P = 0,5%
Tần suất gió lớn nhất khi tính toán: P = 4%
Tấn suất gió trung bình lớn nhất khi tính toán: P = 50%
Tuổi thọ công trình theo TCXD VN 285-2002 với Vh≤2.106m3, công trình cấp IV: T = 50 năm
Hệ số tin cậy: Kn = 1,15
Hệ số ổn định lật trượt cho phép theo:
- Tổ hợp lực cơ bản: [K] = 1,15
- Tổ hợp lực đặc biệt: [K] = 1,05
Hiện tại đã khoan khảo sát 2 tuyến đập là tuyến I và tuyến II:
- Tuyến I : Có diện tích lưu vực tương ứng là 18.4 km2
- Tuyến II : Cách vị trí tuyến I là 230 về phía hạ lưu Diện tích lưu vực tương ứng là
18.7 km2, có diện tích lưu vực lớn hơn tuyến I, lòng hồ có dung tích lớn hơn, địa hình hai bênsườn đồi tiếp giáp với đập thỏai hơn nên việc xử lý tiếp giáp giữa đập với vai đồi đơn giảnhơn
Căn cứ vào tài liệu địa hình, địa chất, điều kiện thi công, tính tóan kinh tế, kỹ thuật
và các yếu tố khác, chọn tuyến đập là tuyến II làm tuyến thiết kế
Phân tích lựa chọn phương án bố trí tổng thể công trình đầu mối
Đập : Chọn tuyến II là tuyến thiết kế.
Tràn xả lũ:Tràn đặt đầu đập bờ phải
Cống lấy nước trong thân đập: Cống được đặt bên vai trái đập
4 – Xác định các thông số của hồ chứa
4.1 - Tính toán cao trình mực nước chết (MNC).
Trang 26
1000
W
Trong đó:
K: Hệ số an tòan chọn K=1,0
Wo: Tổng lượng dòng chảy bình quân năm của Sông Trà, Wo= 14,589.106 m3
T: Tuổi thọ công trình, T=50 năm
Zbc: Cao trình bùn cát lắng đọng trong hồ tính ở trên
a : Độ cao an tòan để bùn cát không chảy vào cống
h : Cột nuớc thấp nhất trước cống ứng với Qtk.
Sơ bộ chọn a+h=1m
Vậy ta có MNC 1 = 27,5 + 1 = 28,5m
Tra quan hệ VZ ta được dung tích chết là: V c1 =225.10 3 m 3
b) Theo yêu cầu tưới tự chảy
Theo yêu cầu khống chế tưới tự chảy, cao trình MNC được xác định như sau:
MNC = yc+ +
Trong đó:
yc: Cao trình khống chế tưới tự chảy, yc=Zđk=28,12m
: Tổng tổn thất cột nước
: Độ vượt cao an tòan
Theo bình đồ khu tưới yc= Zđk=28,12 m Mà MNC1=28,5m cao hơn so với yêucầu Vậy để thỏa mãn cả yêu cầu tưới tự chảy và điều kiện bồi lắng lòng hồ ta chọn:
MNC = 28,5m
V c = 225.10 3 m 3
4.2 - tính toán MNDBT và dung tích hiệu dụng (v hd ).
- Dung tích hiệu dụng là phần dung tích hồ làm nhiệm vụ điều tiết cấp nước tưới.Nước được tích vào phần dung tích hiệu dụng (Vhd) trong mùa lũ và dung vào mùa kiệtdolượng nước đến mùa kiệt không đủ cấp theo yêu cầu
Trang 27- Mực nước dâng bình thường (MNDBT) là mực nước trong hồ ứng với dung tíchchết và dung tích hiệu dụng Khi tính tóan lựa chọn MNDBT thường có các điều kiệndàng buộc sau:
Z(t) Zmax hoặc V(t) Vmax (1)Z(t) Zmin hoặc V(t) Vmin (2)
Q1(t) [Q] (3)
Qi(t) Qyi(t) (4)
Trong đó:
Zmax, Zmin: Mực nước cao nhất và nhỏ nhất cho phép ở trong hồ chứa
Zmax liên quan đến ngập lụt ở thượng lưu, Zmin liên quan đến MNC
[Q]: Lưu lượng lớn nhất cho phép tháo xuống hạ lưu để thỏa mãnyêu cầu phòng lũ ở hạ lưu
Qyi(t): Yêu cầu cấp nước mà công trình phải thỏa mãn
Sử dụng phương pháp lập bảng để tính dung tích hồ và MNDBT Lượng nước đếnứng với tần suất P - 75%; lượng nước dùng lấy theo kết quả tính toán ở phụ lục 2 Tổnthất thấm trong tháng lấy bằng 1% dung tích bình quân của hồ ứng với tháng đó Tổn thấtbốc hơi lấy bằng diện tích mặt hồ bình quân trong tháng nhân với chênh lệch bốc hơi mặtnước của tháng
Chọn phương án trữ sớm quá trình tính toán thể hiện trên các bảng P3-2-2;3, Kếtquả tính toán các thông số hồ chứa như sau:
TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN :
a Tính dung tích hiệu dụng (V hd ) khi chưa kể tổn thất:
- Hình thức điều tiết : tính theo trường hợp hồ điều tiết năm với phương án trữsớm và hồ sử dụng một đợt
- Tính toán theo phương pháp lập bảng
- Kết quả tính toán cụ thể được trình bày trong các bảng I – 1 -: - I – 3
- Các bước tính toán được giải thích như sau:
Trong đó : Qi - Lượng nước đến tháng thứ i
Ti - Thời gian của tháng thứ i, tính bằng giây
- Cột 4 : Tổng lượng nước dùng hàng tháng Wq
- Cột 5 : Lượng nước thừa khi WQ > Wq:
Cột 5 = Cột 3 - Cột 4
Trang 28- Cột 6 : Lượng nước cần hàng tháng khi WQ < Wq:
Cột 6 = Cột 4 - Cột 3
Tổng lượng nước ở cột 6 sẽ là dung tích cần trữ để đảm bảo yêu cầu cấp nước Đóchính là dung tích hiệu dụng khi chưa kể tổn thất Vh
Ta có : V h = 546,854.10 3 m 3
- Cột 7 : Lũy tích cột 5 nhưng không quá giá trị Vh, phần thừa ghi vào cột 8
Khi cấp nước thì lấy lượng nước trong kho trừ đi lượng nước cần cấpở cột 6
b Lập bảng tính tổn thất trong kho nước( tính đến khi tổn thất ổn định):
Gồm tổn thất do bốc hơi và tổn thất do thấm Kết quả tính toán với các lần tính khácnhau dược thể hiển trong các bảng I – 2
- Cột 3 : Vtb là dung tích bình quân trong hồ chứa nước được xác định theo công thức
Vtb = Vi 21 Vi Trong đó : + Vi-1 : dung tích kho ứng với đầu thời đoạn tính toán
+ Vi : dung tích kho ứng với cuối thời đoạn tính toán :
- Cột 4 : Fhi là diện tích mặt hồ ứng với Vtb, tra từ quan hệ : Z ~ V, Z ~ F
+/ K = 2% : Tiêu chuẩn thấm trong kho nước phụ thuộc điều kiện địa chất lòng
hồ ( Tra bảng 9 – 2 GTTVCT được k tính theolượng nước bình quân thấm )
- Cột 8 : Wtti là tổng lượng nước tổn thất
+ Mùa kiệt từ tháng I đến tháng VIII năm sau
- Cột 2 : Tổng lượng nước đến của từng tháng ứng với tần suất thiết kế :
WQ = Qi x T i
* Trong đó : Qi - Lượng nước đến tháng thứ i
Ti - Thời gian của tháng thứ i, tính bằng giây
Trang 29Cột 6 = Cột 4 - Cột 2
Tổng lượng nước ở cột 6 sẽ là dung tích cần trữ để đảm bảo yêu cầu cấp nước Đóchính là dung tích hiệu dụng khi có kể đến tổn thất Vh
Ta có : V h = 598,9.10 3 m 3
- Cột 7 : Lũy tích cột 5 nhưng không quá giá trị Vh, phần thừa ghi vào cột 8
Khi cấp nước thì lấy lượng nước trong kho trừ đi lượng nước cần cấpở cột 6
Vậy V h = 598,9 x 10 3 m 3
d Xác định mực nước dâng bình thường :
Từ các giá trị VC & Vh vừa tìm được ở trên ta xác định được VMNDBT :
Trang 335 – Hình thức công trình đầu mối.
Phân tích lựa chọn phương án về loại công trình
Đ
ập:
Trang 34Căn cứ vào các tài liệu địa hình, địa chất và vật liệu khu vực, đồng thời so sánh vềphương án kinh tế và kỹ thuật giữa hai phương án đập đất tạo hồ chứa và đập bê tôngtrọng lực tạo hồ chứa :
- Yêu cầu kỹ thuật thi công, xử lý nền móng, vật liệu xây dựng đối với đập bê tôngtrọng lực đòi hỏi cao hơn đập đất
- Do yêu cầu kỹ thuật thi công, xử lý nền cao, khối lượng vật liệu để xây dựng đập
bê tông trọng lực là vật liệu đặc biệt như xi măng, sắt thép nhiều, giá thành cao, nên giáthành xây dựng của đập bê tông trọng lực cao hơn đập đất
Qua việc so sánh về kỹ thuật và kinh tế, đề nghị lựa chọn biện pháp xây dựngcông trình cho dự án là xây dựng hồ chứa nước Sông Trà bằng đập đất
Chọn là đập đất, là loại đập đất đồng chất, mái thượng lưu gia cố đá xây, dưới làhai lớp dăm sỏi và vải lọc, mái hạ lưu trồng cỏ Có bố trí cơ ở thượng hạ lưu mái
Cống được đặt bên vai trái đập với hình thức cống hình hộp BTCT M200, vanđiều tiết là van phẳng nhà tháp ở thượng lưu, cửa vào cống nối tiếp bằng kênh dẫnthượng lưu, cửa ra nối tiếp với hệ thống kênh qua bể tiêu năng ở cuối cống
Dự kiến biện pháp khai thác tổng hợp công trình
Đối với dựa án này có quy mô vừa và nhỏ, nên khả năng để khai thác tổng hợp làkhông lớn, trong dự án này có thể khai thác tiềm năng mặt nước để sử dụng vào mục đíchnuôi trồng thủy sản, đó là nuôi cá nước ngọt Mặt khác vị trí của công trình nằm gầntrung tâm thành phố Tuy Hoà có thể lợi dụng làm khu du lịch sinh thái
6 – Chọn phương án công trình
6.1 – Tính toán điều tiết lũ
PHÂN TÍCH ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN B tr
Nhiệm vụ:| Tính toán điều tiết lũ có nhiệm vụ nghiên cứu cách hạ thấp đỉnh lũ
nhằm đáp ứng các yêu cầu phòng lũ cho các công trình ven sông và khu vực hạ lưu
Mục đích:Thông qua cơ sở tính toán Btr phải thoả mãn các yêu cầu phòng lũ đã đề
ra Tìm ra các phương án hợp lý nhất về dung tích phòng lũ cần thiết của kho nước, lưuluợng phòng lũ lớn nhất, vị trí, kích thước của công trình xả lũ và phuơng thức vận hànhkho nước
Các phương án B tr : Do lượng nước lũ đến lớn, chọn loại tràn tự do và các Btr đểtính toán chọn phương án như sau: Btr=60m, Btr=80m và Btr=100m
TÀI LIỆU TÍNH TOÁN VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN
Tài liệu tính toán