Thiết kế hồ chứa nước yên thắng PA2

LỜI CẢM ƠN Với đề tài tốt nghiệp “Thiết kế Hồ chứa nước Yên Thắng PA2’’, sau 14 tuần thực hiện nghiêm túc dưới sự hướng dẫn của thầy giáo T.S Đào Tuấn Anh, em đã hoàn thành đồ án với các

LỜI CẢM ƠN

Với đề tài tốt nghiệp “Thiết kế Hồ chứa nước Yên Thắng PA2’’, sau 14 tuần thực hiện nghiêm túc dưới sự hướng dẫn của thầy giáo T.S Đào Tuấn Anh, em

đã hoàn thành đồ án với các nội dung sau:

Tính toán điều tiết lũ và các thông số của Hồ chứa, tính toán sơ bộ lựa chọn phương án, xác định kích thước của Đập dâng, Tràn, Cống của phương án lựa chọn, Thiết kế cốt thép của Cống

Trong mỗi nội dung, mỗi phần tính toán thiết kế em đều phân tích những yếu tốảnh hưởng để chọn lựa tính toán có phương án thiết kế tối hợp lý Tuy nhiên do khả năng tổng hợp kiến thức còn hạn chế, thiếu kinh nghiệm ngoài thực tế và thờigian có hạn nên trong đồ án này không tránh những thiếu sót, vướng mắc Với tinh thần ý thức cầu tiến ham học hỏi để mong muốn đồ án của mình hoàn thiện hơn và đặc biệt có thêm kiến thức để sau này làm việc tốt hơn cũng như mong góp một phần công sức nhỏ bé của mình vào công cuộc CNH- HĐH đất nước

Em rất mong được nhận từ thầy cô và các bạn bè những chỉ dạy hữu ích

Qua đây em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo –T.S Đào Tuấn Anh

đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án này, cảm ơn các thầy, cô giáo trong trường trong quá trình giảng dạy đã truyền đạt kiến thức cho chúng em để chúng

em có nền tảng kiến thức vững chắc Xin được cảm ơn gia đình, bạn bè luôn quantâm giúp đỡ em hoàn thành đồ án

Em xin chúc các thầy cô sức khỏe, công tác tốt Em xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, 30/12/2016 Sinh viên thực hiện

Trần Ngọc Thăng

MỤC LỤC

PHẦN MỘT:

TÀI LIỆU CƠ BẢN

CHƯƠNG I ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1.1Điều kiện tự nhiên :

1.1.1 Vị trí địa lý:

Công trình hồ chứa nước Yên Thắng nằm trên sông Hội Nguyên thuộc xãYên Thắng huyện Tương Dương tỉnh Nghệ An Sông Hội Nguyên là phụ cấp 1của Sông Lam, do hai con sông nhập lưu mà thành đó là sông Nâm Ngàn từ phíađông và Nâm Chou từ phía tây, sau khi Hội Nguyên đi qua bản Trung Thắng cóthêm sông Chỏm là nhánh nhập lưu đáng kể vào sông Nguyên Tiếp đó sôngNguyên chảy uốn khúc và cuối cùng đổ vào sông Cả ( sông Lam).Vị trí nhập lưusông Hội Nguyên với sông Lam nằm tại bản Đình Tiến, xã Yên Thắng

Công trình hồ chứa Yên Thắng dự kiến xây dựng trên sông Hội Nguyên với

vị trí đầu mối của phương án kiến nghị có tọa độ địa lý như sau:

Đầu mối: 19016’00’’ vĩ độ Bắc 104039’25’’’ kinh độ Đông

1.1.2 Địa hình, địa mạo:

Lưu vực suối Hội Nguyên thuộc loại địa hình miền núi vùng Đông Bắc Trường Sơn ở độ cao trung bình 460m Địa hình ở đây bị chia cắt mạnh với các khối núi đá cao xen kẽ các lũng sâu, sông suối ngắn, độ dốc lòng sông lớn do núi cao nhô ra sát biển Khúc suối Hội Nguyên thuộc loại suối có độ dốc không lớn, i

= 0.33% Chạy dài dọc theo hai sườn núi Cao độ đáy suối thay đổi từ 90m từ xã Yên Hoà, nơi bắt đầu suối Hội Nguyên đến 40m, nơi suối Hội Nguyên nhập lưu

với Sông Lam Lòng suối có chiều rộng biến đổi liên tục và tuyến suối rất nhiều uốn khúc.

Độ dốc lòng suối tương đối thoải, mặt cắt lòng suối mở rộng có thềm suối

và bằng phẳng Từ vị trí tuyến đập đến lòng hồ lòng suối mở rộng và xuất hiện bãi bồi rất nhỏ chạy dọc theo ven suối Cao độ lòng suối đến đỉnh chia nước có

độ chênh lệch khoảng 100 – 300m

Đây là khu vực có rừng thứ sinh phát triển trung bình, cây cối chủ yếu làcây bụi mọc trên các đồi núi Sườn dốc tự nhiên tương đối ổn định

1.1.3 Đặc trưng hồ chứa:

Đặc trưng hồ chứa của tuyến I:

Quan hệ Z ~ F ~ V được trình bày ở bảng:

Bảng 1-1: Đặc trưng Z ~ F ~ V của hồ chứa tuyến I

Đồng Trâu (T2a đt) Phía bắc tiếp giáp với thành tạo granit hai mica, granit biotit sẫm màu granođiorit thuộc Phức hệ Phia Bioc (γa T3n pb1) Ngoài ra còn có trầm tích đệ tứ phát triển không rộng rãi, chủ yếu phân bố ở bậc thềm ven Sông suối

và một vài thung lũng của các suối lớn

1.2.2 Điều kiện địa chất thủy văn:

Trên mặt cắt có thể dự đoán mặt thoáng nghiêng theo địa hình và hướng chảy về phía suối Với nền đá gốc, nước có thể tồn tại và vận động trong các khe nứt, trong phân lớp của đất đá Phía trên tầng phủ mỏng cũng có thể tồn tại nước lỗ hổng vào mùa mưa Nước lỗ hổng và nước khe nứt trong các đới đất đá có quan

hệ mật thiết với nước khe, suối

Nguồn cung cấp cho phức hệ chứa nước ở đây là nước mưa, miền thoát là khe và suối Có thể đánh giá sơ bộ nước dưới đất trong khu vực này thuộc loại nghèo.Đất thuộc lớp sườn tàn tích sét và sét pha lẫn sạn sỏi hệ tầng Sông Cả - phân hệ tầng trên.

1.2.3 Hiện tượng địa chất động lực:

Nhìn chung địa hình của khu vực dự án có sườn dốc tương đối thoải Các sườn dốc tương đối ổn định không có dấu hiệu sạt trượt trong khu vực dự án

Hiện tại rừng thứ sinh kém phát triển, các hiện tượng địa chất động lực như sói mòn, rửa trôi sạt trượt ít xảy ra dưới ảnh hưởng của phong hoá vật lý và hoá học Tầng phủ ở đây rất mỏng, mặt khác thảm thực vật kém phát triển

1.2.4.Tính chất cơ lý của đất đá:

Ta có một số loại đất mềm rời và đá nửa cứng đến đá cứng Các loại đất đá này

đã được thí nghiệm xác định tính chất cơ lý

1.3.Điều kiện khí tượng:

Khí hậu lưu vực Suối Nguyên nói chung và lưu vực nghiên cứu nói riêng thuộc loại khí hậu nhiệt đới gió mùa

1.3.1.Nhiệt độ:

Chế độ nhiệt trong năm chia làm hai mùa rõ rệt: Mùa đông và mùa hè Mùa Đông

từ tháng XII đến tháng III năm sau, tháng lạnh nhất là tháng I Biến đổi nhiệt độ mùa này giảm dần từ đồng bằng lên miền núi, nhiệt độ trung bình tháng từ 170C

÷ 210C

1.3.2.Gió:

Gió hoạt động trên lãnh thổ miền Bắc nói chung và trên lưu vực sông Cả nói riêng được chia làm hai mùa rõ rệt: Mùa Đông hướng gió chính là Đông - Đông Nam, mùa hè hướng gió chính là Tây và Tây Bắc Tốc độ gió trung bình trong các tháng mùa đông đạt từ 1.3 ÷ 2.0 m/s, mùa hè đạt từ 1.3 ÷ 3 m/s Tốc độ gió trung bình các vùng gần bờ biển lớn hơn các vùng miền núi, tại Tương Dương chỉđạt từ 1 ÷ 2 m/s

Từ tháng IV đến tháng VII khối không khí ẩm vịnh Bangan tràn sang nên gây mưa lớn ở phía Tây Trường Sơn, khối không khí này sau khi vượt qua dãy

Trường Sơn trở nên khô nóng và tràn vào lưu vực Sông Cả trong tháng V đến tháng VIII gây nên lượng bốc hơi lớn và nhiệt độ cao Nhìn chung, hàng năm có

từ 5 đến 7 đợt gió Tây khô nóng và duy trì trong khoảng 30 – 35 ngày mà ta

thường gọi là gió Lào

Bảng 1-2:Tốc độ gió mạnh nhất 8 hướng ứng với tần suất thiết kế trạm Tương

Dương:

HướngTương

Mùa mưa ở đây kéo dài từ tháng V tới tháng X với lượng mưa chiếm tới 80 -

85% tổng lượng mưa cả năm Ba tháng có lượng mưa lớn nhất là các tháng VIII,

IX, X

Mùa khô kéo dài 6 tháng, từ tháng XI tới tháng IV năm sau Trong thời kỳ này lượng mưa chỉ chiếm từ 15% đến 20% lượng mưa của cả năm Những tháng có lượng mưa nhỏ nhất là tháng XII, tháng I và tháng II Tổng số ngày mưa trong năm trung bình đạt khoảng 130 - 150 ngày Lượng mưa trung bình tháng và

lượng mưa ngày lớn nhất đo được ở các trạm như sau:

Bảng 1-3: Lượng mưa trung bình tháng các trạm lân cận lưu vực suối NguyênTrạm

Bảng 1-4: Lượng mưa ngày lớn nhất ứng với tần suất thiết kế trạm Tương DươngHmaxTb

1.4.Điều kiện thủy văn:

1.4.1.Dòng chảy năm:

Dòng chảy trên lưu vực biến đổi khá mạnh theo không gian và thời gian, tăng dần

từ hạ lưu đến thượng lưu Trong năm dòng chảy tháng lớn nhất gấp từ 5 ÷ 8 lần dòng chảy tháng nhỏ nhất

Trong năm dòng chảy phân ra làm 2 mùa: mùa lũ và mùa kiệt

- Mùa lũ bắt đầu từ tháng VI, kết thúc vào tháng XI chậm hơn mùa mưa một tháng Tổng lượng dòng chảy mùa lũ chiếm từ (70 ÷75)% tổng lượng dòng chảy năm Tháng có dòng chảy lớn nhất thường xuất hiện vào tháng IX, ba tháng liên tục có dòng chảy lớn nhất là VIII - X với tổng lượng dòng chảy chiếm khoảng 47% tổng lượng dòng chảy năm

- Mùa kiệt bắt đầu từ tháng XII - V năm sau, với lượng dòng chảy mùa kiệt chiếm

từ (25÷30)% tổng lượng dòng chảy năm Ba tháng liên tục có dòng chảy kiệt nhất

từ tháng II đến tháng IV, với tổng lượng dòng chảy trong ba tháng này chiếm từ (8 ÷ 10)% so với lượng dòng chảy năm

Dựa vào chuỗi lưu lượng dòng chảy tuyến Yên Thắng theo phương pháp mô hìnhTank xác định được dòng chảy năm thiết kế tuyến đập Yên Thắng Kết quả phân tích tần suất tuyến đập Yên Thắng trình bày trong bảng sau đây:

Bảng 1-6:Dòng chảy năm thiết kế tuyến đập Yên Thắng theo phương pháp mô

3 0.46 17.1 15.2 14.0 12.0 10.2 9.81 9.33 8.77

1.4.2.Dòng chảy lũ:

Dòng chảy lớn nhất lưu vực Suối Nguyên trong hệ thống sông Cả cũng như các sông vùng Bắc Trung Bộ sinh ra từ một nguyên nhân duy nhất là mưa rào Nhữngtrận mưa lớn xảy ra do sự hoạt động mạnh của gió mùa mùa Hạ kết hợp ảnh hưởng từ các trận bão lớn đổ bộ vào đất liền từ biển Đông cũng như các nhiễu

loạn thời tiết biển khác, đáng kể là áp thấp nhiệt đới Từ những nguyên nhân trên

ta có thể thấy được hầu hết mưa lũ thường xảy ra trong các tháng giữa mùa mưa bão, đó là các tháng 7, 8 và 9 hàng năm

1.4.2.1.Lưu lượng đỉnh lũ:

Theo Qui Phạm Thủy Lợi QPTL.C–6–77 đối với những lưu vực có diện tích lớn hơn 100 km2 có thể dùng công thức triết giảm và công thức XôKôlôpxKi để xác định lũ thiết kế Sau đây là kết quả tính toán lũ thiết kế tại tuyến đầu mối công trình thuỷ điện Yên Thắng theo công thức được chọn - công thức XôKôlôpxKi

Bảng 1-7: Lưu lượng đỉnh lũTuyến

Tổng lượng lũ thiết kế tuyến Yên Thắng được ghi trong bảng sau:

Bảng 1-8:Tồng lượng lũ thiết kế tuyến công trình Yên Thắng

1.4.2.4.Dòng chảy bùn cát:

Đối với tuyến công trình đã chọn tỷ lệ tổng lượng phù sa di đẩy so với tổng lượngphù sa lơ lửng là 30% và tỷ trọng của phù sa lơ lửng là 1.18 tấn/m3, của phù sa di đẩy bằng 1.55 tấn/m3 Tổng lượng phù sa di đẩy và lơ lửng đến tuyến công trình

Tại đây các công trình xây dựng đang thi công đều mua cát tại Thị trấn Hoà Bình

Dự kiến cát phục vụ công trình có thể mua tai đây Vị trí cách công trình khoảng 40km

1.5.3.Mỏ đá:

Tại khu vực công trình chủ yếu là đá phiến sericit, đá phiến thạch anh- sericit, đá cát bột kết thuộc hệ tầng Sông Cả với tính chất hai loại đá này không có khả nănglàm vật liệu cho bê tông

Để sử dụng đá làm cốt liệu bê tông có thể phải khai thác đá vôi nằm trong khu vực Xã Xiềng Mi - huyện Tương Dương nằm cách công trình khoảng 25 - 30km Tại đây đang có công ty Cổ phần Đồng Tâm – 21 Nguyễn Văn Cừ – TP Vinh khai thác bán cho các công trình xây dựng nhà cửa, đường xá

Về chất lượng có thể đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

Phương án khai thác đá có thể mua hoặc mở mỏ khai thác tại vị trí này, tuỳ theo hiệu quả kinh tế

CHƯƠNG 2 : ĐIỀU KIỆN DÂN SINH – KINH TẾ

**************

2.1.Tình hình dân sinh kinh tế:

Công trình hồ chứa nước Yên Thắng nằm trên địa bàn xã Yên Thắng, huyện Tương Dương, tỉnh Nghệ An Huyện Tương Dương có tổng diện tích đất tự nhiên2.806,36 km2, dân số toàn huyện là 73095 người (theo thống kê năm 2005) có 4 tộc người chủ yếu sinh sống gồm Thái, H’mông, Khơ mú và Kinh Xã Yên Thắng

có tổng diện tích tự nhiên 76,76 km2 và dân số theo thống kê năm 2005 là 2854 người

Nghề nghiệp chính của đồng bào các dân tộc sống ở các xã này chủ yếu là sản xuất nông nghiệp và lâm nghiệp Trong những năm gần đây kinh tế nông, lâm nghiệp của các xã này tiếp tục tăng trưởng đều Việc đẩy mạnh ứng dụng các tiến

bộ khoa học kỹ thuật về giống, phân bón gắn với chuyển đổi cơ cấu mùa vụ, cây trồng đã tạo ra bước chuyển biến quan trọng trong sản xuất nông nghiệp của đồng bào các dân tộc ở những xã nêu trên Công tác giao đất, giao rừng thực hiệntương đối tốt nên nhân dân đã biết được tác hại của việc phá rừng, từ đó biết đầu

tư trồng và bảo vệ rừng Đến nay rừng đang được phục hồi và phát triển Hiện nay nhiều hộ trong vùng đã biết làm kinh tế vườn, nhiều mô hình phát triển theo hướng kinh tế trang trại Thu nhập lương thực bình quân (quy ra thóc) của các xã trong phạm vi ảnh hưởng của dự án năm 2002

Định canh, định cư của các xã đến nay cơ bản đã được hoàn thành, người dân đã

có ruộng nước, đất bằng để sản xuất, có điều kiện phát triển kinh tế vườn, kinh tế trang trại, chăm sóc, trồng và bảo vệ rừng Tuy nhiên, hiện tại xã Yên Thắng tỷ lệ

số hộ ổn định định canh, định cư mới chỉ đạt 98,03% vẫn còn du canh ở một số bản do quá khó khăn về kết cấu hạ tầng (chủ yếu là giao thông và thuỷ lợi), thiếu

tư liệu sản xuất (đất ruộng) và kiến thức cho nên hàng năm huyện phải giao rẫy

để cho dân các bản này sản xuất nhằm tự cân đối lương thực

Xoá đói, giảm nghèo được thực hiện tương đối tốt, tuy nhiên huyện Tương

Dương là huyện vùng cao, vùng xa của tỉnh Nghệ An, có ít điều kiện thuận lợi để phát triển kinh tế, trình độ dân trí thấp, tập quán canh tác còn lạc hậu, cho nên tỷ

lệ số hộ đói nghèo còn cao, toàn huyện có tỷ lệ đói nghèo chiếm 27,56% (số liệu năm 2001)

Văn hoá - xã hội nói chung đã được chính quyền địa phương quan tâm và đầu tư phát triển mạnh

Về giáo dục đã xây dựng các trường tiểu học, trung học cơ sở và trường mầm non

ở các xã, huy động và duy trì tỷ lệ học sinh đi học đạt tỷ lệ cao Công tác xoá mù

chữ thực hiện khá tốt, đến hết năm 2001 các xã đã phổ cập giáo dục tiểu học đạt

ở độ tuổi 12, phổ cập giáo dục trung học cơ sở đang được thực hiện

Về y tế, các xã có các cán bộ y tế, có cơ sở khám và chữa bệnh cho nhân dân trong vùng, các chương trình quốc gia như lao, sốt rét, bướu cổ, phong, nghiện hút được thực hiện khá tốt Công tác giám sát dịch tễ được thực hiện thường xuyên, thuốc phòng chữa bệnh được đưa xuống các cơ sở y tế đầy đủ và kịp thời nên các bệnh nguy hiểm hiện còn rất ít Số hộ dùng nước sạch của huyện Tương Dương hiện tại chưa nhiều, phấn đấu trong năm 2002 đạt 48,1% toàn huyện, trong đó thị trấn Quỳ Châu phấn đấu đạt 92,3% Ngoài ra chương trình vận độngxây dựng công trình vệ sinh hợp vệ sinh, chuồng gia súc ngoài nhà ở cũng được thực hiện tốt, đạt trên 60%

Về văn hoá, các phong trào xây dựng nếp sống văn minh, gia đình, làng bản văn hoá, phát huy bản sắc văn hoá dân tộc được đẩy mạnh Đến hết năm 2001, tỷ lệ

số gia đình văn hoá đạt khá, chiếm hơn 50% Phong trào đưa thông tin xuống cơ

sở được triển khai đều đặn 12 buổi/năm/xã Phong trào thể dục, thể thao, văn hoá được đông đảo quần chúng nhân dân hưởng ứng và tham gia tích cực Tuy nhiên

tệ nạn nghiện hút ma tuý còn nhiều, công tác tuyên truyền, vận động nhân dân cảitạo tập quán sản xuất và sinh hoạt lạc hậu vẫn chưa đạt yêu cầu, tính ỷ lại, trông chờ vào chế độ chính sách của nhà nước còn phổ biến

Cơ sở hạ tầng các xã đều đã có đường giao thông và điện lưới quốc gia Đường nhựa nối từ thị trấn Quỳ Châu đến uỷ ban nhân dân xã vừa được xây dựng xong Con đường này thuộc chương trình 135 đã được đầu tư xây dựng từ năm 1999 nối quốc lộ 48 đến trung tâm xã Trước năm 2003 ôtô không thể đi được, nhất là vào mùa mưa đi bộ cũng rất vất vả Theo dự kiến việc xây dựng và nâng cấp con đường này đạt tiêu chuẩn đường cấp 6 miền núi sẽ hoàn thành vào năm 2004 Con đường này sẽ góp phần vào phục vụ công tác thi công xây dựng thuỷ điện Yên Thắng

2.2.Định hướng phát triển kinh tế xã hội giai đoạn 2005-2010:

Phương hướng phát triển kinh tế - xã hội của huyện Tương Dương nói chung và các xã trong phạm vi ảnh hưởng của dự án nói riêng là khai thác và sử dụng có hiệu quả lợi thế so sánh các nguồn lực tự nhiên và xã hội sẵn có, đó là tăng năng suất cây trồng, vật nuôi thông qua các biện pháp áp dụng các tiến bộ khoa học -

kỹ thuật, chuyển đổi cơ cấu mùa vụ, cây trồng, vật nuôi vào sản xuất Đối với các

xã tiếp tục thực hiện hoàn thành cơ bản công tác định canh, định cư, xoá bỏ diện

tích lúa rẫy và xây dựng, củng cố các công trình thuỷ lợi nhằm tăng diện tích lúa nước Thực hiện đề án cải tạo vườn tạp, trồng cây công nghiệp, tăng nhanh diện tích cây lâu năm và cây ăn quả; tích cực trồng rừng, nhất là tập trung trồng cây mét, quế, cây nguyên liệu gắn với việc bảo vệ, khoanh nuôi và chăm sóc rừng qua các chương trình, dự án nhằm tạo việc làm và tăng thu nhập kinh tế, đồng thời cải thiện môi trường sinh thái v.v

Các ngành kinh tế Năm 2005 Năm 2010

+ Năm 2010: phổ cập trung học toàn huyện

Xoá đói giảm nghèo: năm 2005 xoá hết hộ đói, giảm hộ nghèo xuống 10%, năm

2010 số hộ nghèo còn dưới 8%

Dùng nước sạch: 80% số hộ được dùng nước sạch vào năm 2010

CHƯƠNG 3 : CÁC PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC VÀ NHIỆM

VỤ CÔNG TRÌNH

**************

3.1 CÁC PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC.

Với điều kiện cụ thể của vùng dự án (điều kiện tự nhiên, địa hình, địa chất,địa mạo, tình hình khí tượng thuỷ văn, dòng chảy,…), có thể nói việc xây dựng

hồ chứa tại thượng nguồn lưu vực để giải quyết nước tưới và phục vụ sinh hoạtcủa nhân dân trong vùng dự án là giải pháp duy nhất và kinh tế nhất Việc lấynước từ các lưu vực khác để tưới cho vùng này sẽ rất khó khăn, không thể thựchiện được hoặc sẽ có giá thánh quá cao

Lựa chọn giải pháp xây dựng mới công trình đầu mối tạo hồ chứa và dângnước Hồ này làm việc theo chế độ điều tiết năm hoàn toàn, xả nước về hạ lưutheo yêu cầu dùng nước Xây dựng hệ thống kênh dẫn nước về khu hưởng lợi

3.2 NGUỒN CẤP NƯỚC.

Nguồn cấp nước là dòng chảy cơ bản các suối hạ lưu hồ mà các đập dâng khai thác được, phần thiếu do hồ ở thượng lưu cấp bổ sung

3.3.Phương hướng và mục tiêu sản suất.

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

Từ trước tới nay các huyện miền núi nói chung và huyện Tương Dương tỉnh Nghệ An nói riêng chưa tự sản xuất đủ lương thực mà phải điều hòa từ các huyện khác Các biện pháp tác động vào diện tích trồng lúa nhằm tăng năng suất và sản lượng, trong đó công tác thủy lợi là hàng đầu và cấp bách Khi đã chủ động về nước tưới tiêu kết hợp với các biện pháp khuyến nông khác như giống, phân bón sẽ làm cho 4500 ha diện tích nông nghiệp của xã Yên Thắng và các xã lân cận chắc chắn 1 vụ lúa và 1 vụ màu có năng suất cao như những vùng lúa cao sảnkhác trong tỉnh Nghệ An

3.4.Mục đích của dự án

Các xã trong huyện Tương Dương, địa hình đồi núi chiếm đa số, dân trí của đồng bào còn thấp, đời sống kinh tế của người dân còn gặp nhiều khó khăn.Hệ thống công trình thủy lợi xã lấy nước từ Sông Hội Nguyên qua trạm bơm và các đập dân nhỏ trong vùng Khi được đầu tư xây dựng kiên cố hóa hệ thống các công trình thủy lợi cụm đầu mối Yên Thắng thì từ diện tích đất nông nghiệp còn hạn chế và sản xuất 1 vụ bấp bênh nay được nâng lên diện tích đất nông nghiệp là

4500ha và cấy được 2 vụ lúa mùa ăn chắc và Chuyển đổi cơ cấu cây trồng, áp dụng khoa học kỹ thuật, áp dụng giống mới vào nông nghiệp thâm canh tăng vụ tăng năng suất cây trồng, đẩy mạnh phát triển chuồng trại chăn nuôi gia súc gia cầm Phát triển kinh tế đồi rừng cây ăn quả Đẩy mạnh phát triển trồng cây công nghiệp như cây cao su và cây đậu tương Để cuộc sống của nhân dân trong vùng dần ổn định và nâng cao mức sống của nhân dân, xóa được đói giảm được nghèo.Yên Thắng là xã vùng cao với Dân tộc Thái, H'Mông, Khơ Mú, Kinh sinh sống và đã được Bộ Văn hóa, Thể thao và Du lịch công nhận Làng văn hóa

truyền thống tiêu biểu dân tộc ít người, bản sắc văn hóa truyền thống của các dântộc sẽ trở thành điểm nhấn về phát triển du lịch văn hóa và du lịch sinh thái bền vững, đồng thời giới thiệu, quảng bá các giá trị văn hóa truyền thống đặc sắc của địa phương với du khách trong và ngoài nước

Vậy để nhanh chóng ổn định sản xuất, cải thiện đời sống nhân dân các dân tộc, đẩy mạnh phát triển nông nghiệp, để tiến nhanh tiến kịp tốc độ phát triển nông nghiệp chung của cả tỉnh cũng như cả nước và đồng thời phát triển du lịch trong tương lai việc đầu tư xây dựng hồ chứa nước Yên Thắng là cần thiết và cấp bách.Dự án công trình hồ chứa nước Yên Thắng được đầu tư xây dựng sẽ giải quyết nước tưới cho 3800 ha đất canh tác nông nghiệp, cấp nước sinh hoạt cho khoảng 2000 dân các xã thuộc xã Yên Thắng huyên HuyệnTương Dương, tạo điều kiện cho phát triển chăn nuôi thủy sản, cải thiện môi trường sinh thái, du lịch, bảo vệ an ninh biên giới, góp phần thúc đảy nền kinh tế phát triển, ổn định cuộc sống nhân dân, thực hiện từng bước “Xóa đói, giảm nghèo”

3.5.Nhiệm vụ của công trình.

Công trình hồ chứa Yên Thắng sau khi hoàn thành có các nhiệm vụ sau:

- Phục vụ tưới cho 38000 ha đất canh tác

- Kết hợp giảm lũ cho hạ lưu, nuôi trồng thủy sản, cải tại điều kiện môi sinh,môi trường theo hướng có lợi cho đời sống con người

- Phát điện với công suất 15Mw

Được xây dựng trên tỉnh vùng miền núi có nhiều đồng bào dân tộc sinh sống, hồ chứa nước Yên Thắng sẽ góp phần thay đổi đời sống kinh tế xã hội trongvùng

PHẦN II:

THIẾT KẾ CƠ SỞ CHƯƠNG 4 : GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH VÀ THÀNH PHẦN CÔNG

Nguyên tắc chọn tuyến cho các hạng mục ở công trình đầu mối là :

- Đảm bảo công trình làm việc an toàn;

- Khối lượng đào đắp ít, cho giá thành hạ;

- Thuận lợi cho thi công, quản lý khai thác;

- Tạo cảnh quan môi trường đẹp

Vậy, căn cứ vào tài liệu quy hoạch, kết hợp các tài liệu địa hình, địa chất,vật liệu xây dựng, nhiệm vụ và quy mô công trình Qua quá trình phân tích,đánh giá, so sánh, lựa chọn phương án ta đã chọn được vị trí xây dựng tuyến côngtrình và bố trí các công trình đầu mối được thể hiện trên bình đồ xây dựng côngtrình

4.2 HÌNH THỨC CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI.

Căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất, địa chất thủy văn khu vực xây dựng

công trình, cùng với kết quả tính toán quy mô công trình đầu mối ta dự kiến cáchình thức hạng mục công trình đầu mối như sau:

4.2.1 Đập ngăn sông:

Có thể chọn đập đất hoặc đập bê tông

-Đập đất: là loại đập sử dụng vật liệu địa phương.

Đập đất có những ưu điểm sau:

+ Dùng vật liệu tại chỗ, tiết kiệm được các vật liệu quý như sắt, thép, xi măng

Công tác chuẩn bị trước khi xây dựng không tốn nhiều công sức như các loại đậpkhác

+ Cấu tạo đập đất đơn giản, giá thành hạ.

+ Bền và chống chấn động tốt

+ Dễ quản lý, tôn cao, đắp dầy thêm

+ Yêu cầu về nền không cao nên phạm vi sử dụng rộng rãi

+ Thế giới đã tích luỹ được nhiều kinh nghiệm về thiết kế, thi công và quản lýđập

-Đập bê tông trọng lực là đập có khối lượng bê tông lớn.

Đập duy trì ổn định nhờ trọng lượng của khối bê tông này

Đập bê tông có ưu điểm là kết cấu và phương pháp thi công đơn giản, độ ổnđịnh cao có thể dùng để tràn nước hoặc không tràn nước Nó sớm được sử dụngtrên toàn thế giới.Song việc xây dựng đập bê tông rất tốn kém và đòi hỏi nền đậpphải là nền đá

 Kết luận: Căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất và vật liệu xây dựng ta

thấy tại vùng xây dựng tuyến đập có lượng đất dồi dào và chất lượng đảm bảocho việc đắp đập Xung quanh vị trí đập có các bãi vật liệu có trữ lượng lớn vàđiều kiện khai thác dễ, thuận tiện cho việc thi công Vì vậy ta chọn phương ánxây dựng đập ngăn nước là đập đất đồng chất

4.2.2 Công trình tháo lũ:

Công trình tháo lũ có nhiều loại có thể là công trình tháo lũ dưới sâu hay công trình tháo lũ trên mặt Phân tích từng phương án có thể lựa chọn:

a Công trình tháo lũ trên mặt:

Là công trình hở thi công thuận lợi, kiểm tra, sửa chữa dễ dàng nhưng khó

bố trí khi địa hình chật hẹp Công trình tháo lũ trên mặt có các loại sau:

- Đập tràn trọng lực:

Bố trí: Thường được bố trí trên đập chính.

Ưu điểm: Vừa có khả năng ngăn nước, vừa tháo nước nên giảm được khối

lượng công trình;khả năng tháo lớn

Nhược điểm: Chỉ bố trí được trên nền đá, tiêu năng sau đập tràn phức tạp.

- Đường tràn dọc:

Bố trí: Bố trí trên vai đập vật liệu địa phương, bờ thoải, rộng hoặc tại eo yên

ngựa

Ưu điểm: Thi công và quản lý đơn giản; xây dựng được trong nhiều điều

kiện địa hình khác nhau; yêu cầu về địa chất nền không cao và an toàn về tháo lũ

Nhược điểm: Lưu lượng tháo lũ nhỏ hơn so với đập tràn trọng lực.

- Đường tràn ngang:

Bố trí: Bố trí trên địa hình dốc, hẹp, nền đá, không có vị trí thích hợp để bố

trí đường tràn dọc

Ưu điểm: có thể bố trí ở nơi có địa hình hẹp.

Nhược điểm: Dòng chảy trong máng bên phức tạp.

b Công trình tháo lũ dưới sâu:

Là công trình tháo lũ kiểu kín Có thể đặt dưới đập (xi phông, cống ngầm),hay trong bờ (đường hầm tháo lũ) Nó có thể tháo nước hồ ở mọi cao trình và kếthợp xả bùn cát lắng đọng trong hồ Nhưng khó thi công, kiểm tra, sửa chữa

có cửa van điều tiết và không có cửa van điều tiết lưu lượng

- Đập tràn có cửa van điều tiết:

+ Hạ thấp cao trình ngưỡng tràn xuống,tăng chiều cao lớp nước tràn, chủ độngđiều tiết lượng nước xả,khả năng tháo lớn

+ Giảm diện tích ngập lụt thượng lưu

+ Lợi dụng một phần dung tích hữu ích làm nhiệm vụ cắt lũ,giảm chiều rộngtràn nước nên giá thành xây dựng thấp và khi có dự báo lũ chính xác thì loạinày có độ an toàn cao hơn

- Đập tràn không có cửa van điều tiết:

+ Tăng mức độ ngập lụt thượng lưu, không thể kết hợp xả bớt một phần nước

hồ khi cần thiết

+ Quản lý, vận hành đơn giản

 Kết luận:Với địa hình thể hiện trên bản vẽ cùng với tình hình địa chất công

trình đã nêu thì ta chọn hình thức công trình tháo lũ là đường tràn dọc, bố trí tràn

ở giữa 2 tuyến đập chính và phụ, ngưỡng tràn đỉnh rộng không có cửa van điềutiết để quản lý đơn giản hơn, nối tiếp sau tràn là dốc nước và dùng hình thức tiêunăng bằng bể tiêu năng để giảm năng lượng dâng nước Để đảm bảo có được Btrkinh tế cần nghiên cứu các loại Btr khác nhau với mục đích thỏa mãn Btr có vốnđầu tư ít nhất, trên cơ sở tổ hợp vốn tính toán như đập, cống lấy nước, tràn xả lũ

4.2.3 Công trình lấy nước:

Tuyến cống chọn về bên trái đập chính nhánh phải (nhìn từ hạ lưu) để tránh xói lở dốc nước hạ lưu do tràn gây ra, với tiêu năng là bể tiêu năng và có các phương án về hình thức cống như sau:

-Cống có áp, mặt cắt tròn bằng ống thép, có tháp van điều tiết lưu lượng

- Cống không áp, mặt cắt hình chữ nhật bằng bê tông cốt thép, có tháp vanđiều tiết lưu lượng

 Vì cống đặt dưới đập đất, mực nước thượng lưu khi lấy nước thay đổinhiều (từ MNC đến MNDBT) nên chọn hình thức cống hợp lý là cống ngầm lấy

Đảm bảo yêu cầu kỹ thuật như: tuyến kênh ngắn nhất, đảm bảo yêu cầu dùng nước ở mức tốt nhất với công trình trên kênh là ít nhất, tận dụng hiện trạng thủy lợi ở mức hợp lý, tránh tuyến kênh đi qua khu vực đông dân cư, khu di tích lịch sử, và phạm vi quy hoạch, xây dựng theo sự chủ trương phát triển của Nhà Nước

4.3 : Cấp công trình và chỉ tiêu thiết kế

4.3.1 Cấp công trình.

Căn cứ vào quy phạm thiết kế công trình thủy lợi QCVN

04-05:2012/BNNPTNT, cấp công trình được xác định dựa vào điều kiện:

- Theo chiều cao đập và loại đất nền:

- Theo tính toán sơ bộ lượng nước đến lượng nước dùng và quan hệ F~Z~V thìđập cao > 15÷35m

Theo tài liệu địa chất vùng tuyến đập thì nền thuộc nhóm B

Ta tra được công trình cấp II

Theo nhiệm vụ công trình

Công trình có nhiệm vụ cấp nước tưới cho 38000 ha đất canh tác nông nghiệp Tra theo QCVN 04-05:2012/BNNPTNT ta tra được công trình cấp II

* Theo bảng 3 QCVN 04-05:2012/BNNPTNT với công trình cấp II phục

vụ tưới thì mức bảo đảm thiết kế của công trình là P% = 85%

* Lưu lượng mực nước lớn nhất thiết kế và kiểm tra ( Bảng 4 QCVN 05:2012/BNNPTNT)

04 Tần suất lũ thiết kế: P=1%

- Tần suất lũ kiểm tra: P=0,2%

* Tần suất gió lớn nhất và gió bình quân lớn nhất ( Bảng 3 TCVN

8216-2009, tra với cơng trình cấp III – tương đương cấp II theo QCVN 04-05:2012)

- Với MNDBT : P=4%

- Với MNLTK : P=50%

Hệ số tính toán

* Theo QCVN 04-05:2012/BNNPTNT:

- Hệ số tin cậy khi tính ổn định, độ bền: Kn=1,15

- Hệ số điều kiện làm việc: m=1,0

- Thời gian tính toán dung tích bồi lắng hồ: T=75 năm

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

Các yếu tố ảnh hưởng đến mực nước chết:

- Mức độ lắng đọng bùn cát của hồ chứa, yêu cầu tưới tự chảy đầu kênh saucống, điều kiện địa hình vị trí đặt cống

- Yêu cầu về lợi dụng tổng hợp nguồn nước

Xác định mực nước chết theo từng điều kiện:

● Theo điều kiện bùn cát:

Dung tích bùn cát :

Vbùn cát = Vll +Vdi đẩyVbùn cát = 47200 m3/nămCông trình cấp II thể tích lắng đọng bùn cát sau 75 năm là

V = 75.47200 = 3,54.106 m3.Tra quan hệ Z-V ta có Zbc = 86,53 m

Mực nước chết trong hồ được xác định theo công thức: MNC = Zbc + a + hTrong đó: Zbc = 86,53 (m)

a: độ vượt cao an toàn đáy cống trên cao trình bùn cát lấy bằng 0,5 (m).h: chiều cao cột nước trước cống đảm bảo tưới tự chảy Chọn h = 1(m).MNC = 86,53 + 0,5 + 1 = 88,03 (m)

Hình 5-1 : Hình minh họa tính MNC theo điều kiện a

● Theo điều kiện tưới tự chảy:

MNC phải thỏa mn yu cầu về tưới tự chảy, túc là cao trình MNC lớn hơn caotrình tưới để đảm bảo nguồn nước và chất lượng nước luôn đáp ứng nhu cầu dùngnước ở hạ lưu

Tra quan hệ (Z ~ V) ở(bảng 1-1) → dung tích chết:V0 = 8,03 × 106 m3

5.2 Mực nước dâng bình thường (MNDBT).

5.2.1 Mục đích, ý nghĩa.

Dung tích hiệu dụng thường kí hiệu là Vhi là phần dung tích nằm trên dung tích chết, làm nhiệm vụ điều tiết cấp nước Về mùa lũ, nước được cấp vào phần dung tích Vhi để bổ sung nước dùng cho thời kì ma kiệt, khi nước đến không đáp ứng được yêu cầu nước dùng

MNDBT là mực nước giới hạn trên của dung tích hiệu dụng Đây là mực nước trữ cao nhất trong hồ ứng với các điều kiện thủy văn và chế độ làm việc bình thường

MNDBT là một thông số chủ chốt của hồ chứa, có ảnh hưởng trực tiếp đến dung tích hồ cột nước và lưu lượng Từ đó, MNDBT cũng quyết định chiều cao

đập, kích thước các công trình xả, ảnh hưởng trực tiếp đến diện tích vùng ngập lụt, tổn thất do ngập lụt ở thượng lưu và kinh phí xây dựng công trình.

5.2.2 Nhiệm vụ tính toán.

Dòng chảy thiên nhiên phân bố không đều theo thời gian và không gian do

đó mà cần phải tính toán điều tiêt dòng chảy nhằm phân phối lại nguồn nước theothời gian và không gian cho thích ứng với nhu cầu một cách thích đáng nhất, theokhả năng của hồ chứa và công trình, tức là phải chứa nước trong thời kì thừa nước và sử dụng trong thời kì thiếu nước

Mức độ điều tiết của hồ chứa là do sự thay đổi của dòng chảy hằng năm và yêu cầu cấp nước quyết định

Kết quả tính toán điều tiết hồ cho phép xác định được mực nước dâng bình thường và dung tích hiệu dụng

5.2.3 Trường hợp điều tiết.

Thực tế phải tiến hành điều tiết nhiều năm để cân bằng lượng nước đến và lượng nước dùng nhằm đảm bảo cung cấp cho nhu cầu dùng nước đã đề ra Nhưng ở đây theo tài liệu thuỷ văn về phân phối dòng chảy năm thiết kế và lượngnước dùng trong năm đối với hồ chứa Yên Thắng ta thấy trong một năm:

Vđến = 242.425 x106 m3 > Vdng = 158.068 x106 m3

Từ đó ta thấy lượng nước đến trong năm luôn đủ đáp ứng yêu cầu dùng nước Vì vậy hồ chứaYên Thắng ta chỉ cần điều tiết năm

5.2.4 Nội dung và phương pháp tính toán :

Tiến hành điều tiết năm theo phương pháp lập bảng là dùng cách lập bảng để

so sánh lượng nước dùng và lượng nước đến Nguyên lý cơ bản của phương phápnày là nguyên lý cân bằng nước, đem chia cho toàn bộ thời kỳ tính toán ra một sốthời đoạn tính toán, ở đây là 12 thời đoạn ứng với 12 tháng của một năm đại biểu.Tính toán cân bằng lượng nước theo từng thời đoạn sẽ biết được quá trình thay đổi mực nước, lượng nước trữ xả trong hồ Nguyên lý cân bằng nước:

[Q(t) –qr(t)].∆t = dVTrong đó:

- Q(t) là lưu lượng nước chảy vào hồ bình quân trong khoảng thời gian dt

- q(t) là lưu lượng nước ra khỏi hồ bình quân trong khoảng thời gian dtSai phân hoá phương trình trên ta được:

Q(i) ∆t i – qr(i) ∆ti = V(i) –V(i-1)Trong đó: Vi v Vi-1 : dung tích hồ chứa đầu và cuối thời đoạn tính toán

∆ti = ti - ti-1: thời đoạn cân bằng thứ i, ∆i = 1 tháng

Q(i), qr(i) : lưu lượng nước đến và đi trong thời đoạn tính toán

Biết được lượng nước chứa dựa vào đường đặc trưng V ~ F ~ Z của hồ chứa

sẽ biết được diện tích mặt nước và mực nước của hồ chứa cuối thời đoạn

Các thành phần lượng bốc hơi, tổn thất thấm và lưu lượng xả thừa đều phụ thuộc vào đại lượng đang cần xác định là dung tích hồ, do vậy khi tính toán diều tiết bằng phương pháp lập bảng phải thực hiện theo phép tính đúng dần

a) Tính dung tích hiệu dụng chưa kể đến tổn thất

- Cột 1: Thứ tự các tháng xếp theo năm thuỷ lợi

- Cột 2: Số ngày của từng tháng

- Cột 3: Phân phối dòng chảy năm thiết kế P = 75%

- Cột 4: Tổng lượng nước đến của từng tháng WQ

- Cột 5: Tổng lượng nước dùng của từng tháng Wq

- Cột 6: Lượng nước thừa (khi WQ > Wq )

(6) = (5) –(4)

- Cột 7: Lượng nước thiếu (khi WQ < Wq )

(7) = (4) – (5)

- Cột 8: Lượng nước tích trong hồ hàng tháng

- Cột 9: Lượng nước xả thừa

Bảng tính dung tích hiệu dụng chưa kể đến tổn thất

Thán

g

ngày

LưulượngnướcđếnQi

TổnglượngnướcdùnghàngthángWq

TổnglượngnướcđếnhàngthángWQ

Lượngnướctíchtronghồhàngtháng

Lượngnướcxảthừa

Q(m3/s)

Wq(106

m3)

(106m3

-(106m3)

(106m3)

V 31.000 5.430 12.891 14.544 1.653 1.653

VI 30.000 11.700 0.000 30.326 30.326 31.979

VII 31.000 17.200 10.700 46.068 35.368 58.562 8.786VIII 31.000 20.100 29.700 53.836 24.136 58.562 24.136

(106m3)

(106m3)

(106m3)

(106m3)

- Cột 1: Thứ tự các tháng xếp theo năm thuỷ lợi

- Cột 2: Quá trình dung tích nước trong hồ bằng cột 8 của lần tính chưa kể

tổn thất cộng thêm dung tích chết

- Cột 4: Dung tích bình quân của hồ trong thời đoạn t

- Cột 5: Diện tích mặt nước bình quân của hồ trong thời đoạn tính toán

- Cột 6: Phân phối tổn thất bốc hơi trong năm

- Cột 7: Tổn thất bôc hơi Wbh = Zbh.Ftb

- Cột 8: Hệ số tổn thất thấm

- Cột 9: Tổn thất thấm Wthấm = k.Vbq với k = 1 %

- Cột 10: Tổng tổn thất

So sánh Vhd của hồ khi có tổn thất và không có tổn thất thông qua sai số

ε = % = 7,45 % > 5% nên ta phải tính lại

Tính lại điều tiết lần 2:

(106m3

(106m3)

(106m3)

(106m3)

(106m3)

(106)

So sánh Vhd của hồ khi có tổn thất và không có tổn thất thơng qua sai số

ε % = 2,45 % < 5% chấp nhận

⇒ Theo kết quả tính toán ở trên ta có : Vh= 61,805.106 m3

Vậy ta có dung tích ứng với MNDBT l:

VMNDBT= Vc + Vh= 8,03.106+61,805.106= 69,835.106m3.Tra quan hệ Z ~ V ta được cao trình ứng với VMNDBT l: ZMNDBT= 114,81 m

Bảng tổng hợp kết quả tính toán điều tiết hồ.

CHƯƠNG 6 :TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ

Tính toán điều tiết lũ là nội dung quan trọng khi thiết kế hồ chứa để xácđịnh quy mô, kích thước của công trình xả lũ, dung tích điều tiết lũ, mực nướclớn nhất trong hồ chứa với mục đích chống lũ cho bản thân công trình và thỏamãn yêu cầu phòng lũ cho hạ du Thông qua tính toán điều tiết lũ tìm ra cácthông số cơ bản của công trình hồ chứa, bao gồm việc xác định dung tíchphòng lũ cần thiết của hồ chứa, phương thức vận hành công trình xả lũ, quy

mô công trình xả lũ

6.1 MỤC ĐÍCH, NHIỆM VỤ VÀ Ý NGHĨA TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ.

6.1.1 Mục đích tính toán điều tiết lũ:

Mục đích của việc tính toán điều tiết lũ để ta xác định được đường quátrình xả lũ (q~t), dung tích phòng lũ (Vpl) hợp lý, lưu lượng xả lũ lớn nhất(qmax), cột nước siêu cao (Hsc) ứng với từng phương án chiều rộng Btr trên cơ

sở dung tích phòng lũ đó ta xác định được cao trình đỉnh đập, quy mô kíchthước của công trình tràn sao cho phù hợp với yêu cầu phòng lũ ở hạ lưu, vàđồng thời chống ngập úng ở thượng lưu

Mực nước Z (m) V (10 6 m 3 )

6.1.2 Nhiệm vụ tính toán điều tiết lũ:

- Xác định dung tích phòng lũ

- Xác định hình thức vận hành công trình xả lũ

- Xác định quy mô, kích thước công trình xả lũ

- Riêng đối với phạm vi đồ án tốt nghiệp chỉ xác định đường quá trình

6.1.3 Ý nghĩa tính toán điều tiết lũ:

Việc tính toán điều tiết lũ gắn liền với quy mô, kích thước công trìnhtràn, nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến cao trình đỉnh đập, chiều dài cống lấynước, phòng lũ ở hạ lưu và các vấn đề khác, nó quyết định đến giá thành côngtrình, yêu cầu về thi công Vì thế, ta phải tính toán điều tiết lũ cho nhiềuphương án khác nhau để tìm ra một phương án tối ưu nhất cả về mặt kỹ thuật

và kinh tế

6.2 TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ

6.2.1 Tài liệu tính toán

- Mực nước dâng bình thường: ZBT = MNDBT = 114,81 (m)

- Quan hệ V~Z của hồ ( Dung tích – mực nước) (bảng 1.1)

- Đường quá trình lũ (Q~t) ứng với tần suất thiết kế (Ptk) và tần suất kiểm tra (Pkt)

6.2.2 Đường tràn

- Cao trình ngưỡng tràn Zngưỡng = MNDBT = 114,81 (m)

- Loại ngưỡng tràn: ngưỡng đỉnh rộng, sơ bộ lấy m= 0.35

- Bề rộng tràn: Tính toán với 3 trường hợp:

trước, tức là Z ≥ MNDBT trong quá trình xả lũ.

Công thức thủy lực xác định lượng nước xả qua tràn:

qx =

3/2 0

Dòng chảy trong sông trong thời kỳ có lũ là dòng chảy không ổn định

- Từ phương trình cân bằng nước:

dV = (Q-qx)dt (1)

- Phương trình thủy lực ( khả năng xả qua tràn)

qx =f (Ω1;Z;Zh)

Trong đó: Ω1 - Các thông số của đường tràn

Z - Mực nước thượng lưu

Zh – Mực nước hạ lưu

Khi tính toán chúng ta giới hạn trong phạm vi đường tràn qua mặt, chỉ

có một cao trình ngưỡng tràn Khi đó

qx=

3/2 2

n m B tr g H

σ ε ∑

(2) Trong đó: qx – Lưu lượng xả

3/2 2

n m B tr g H

σ ε ∑

, V1=V(Z1) H2= Z2- Zng = Z2- MNDBT

qx2= 2

3/2 2

+ Giả thiết Z2 suy ra H2 = Z2-MNDBT

+ Kiểm tra điều kiện

x x q

Q + − +

Nếu chưa đạt thì giả thiết lại Z2, nếu đạt rồi thì chuyển sang thời đoạn tiếp theo

+ Cột 1: Thời đoạn tính toán

+Cột 2: Thời gian điều tiết

+Cột 3: Lưu lượng lũ đầu thời đoạn Q1=f(t1)

+Cột 4: Mực nước hồ đầu thời đoạn Tại thời đoạn đầu tiên điều tiết Z1=ZKCTL+Cột 5: Lưu lượng xả đầu thời đoạn Ở thời đoạn 1 V1= V(ZKCTL)

+Cột 6: Lượng nước trong hồ đầu thời đoạn.Ở thời đoạn 1 V1= V(ZKCTL)

+Cột 7: Tra quan hệ Q~t với t2=t1+∆t

+Cột 8:Cao trình mực nước hồ cuối thời đoạn Giả thiết và tính thử dần cho đến khi đạt (14) <SCP (sai số cho phép) mới ghi vào bảng

+Cột 9: Mực nước trên ngưỡng cuối thời đoạn H2=Z2-Zng

+ Cột 10: Lưu lượng xả qua tràn cuối thời đoạn qx2=ε.m.Bt

2g

H23/2 + Cột 11: Dung tích hồ cuối thời đoạn Tra quan hệ V~Z ứng với Z2

+Cột 12: VP= (Q1+Q2-qx1-qx2).∆t/2

+Cột 13 : VT=V2-V1

+Cột 14: Sai số SSV=|VT-VP|

Kết quả điều tiết lũ trong phụ lục I :

Biểu đồ đường quá trình lũ ứng với Btr = 8m

Biểu đồ đường quá trìn lũ ứng với Btr = 12m

Biểu đồ đường quá trình lũ ứng với Btr = 16m

xét 2 hạng mục là đập dâng nước và tràn xả lũ.

Trong phạm vi đồ án tốt nghiệp, do thời gian có hạn,em chỉ tiến hành thiết kế

sơ bộ đập đất và tràn xả lũ với 3 phương án Btr=8m; Btr=12m; Btr=16m là cácphương án đã điều tiết lũ ở trên

khai thác sau này.

Vị trí đập đã được bố trí và thể hiện trên bình đồ tổng thế khu đầu mối, bao gồm 1 đập chính và 1 đập phụ

Zđđ2= MNLTK + ∆h’ + hsl’ + a’

(7.2)Trong đó:

∆h, ∆h’: Lần lượt là độ dềnh do gió ứng với gió tính toán lớn nhất vàgió bình quân lớn nhất

hsl ,hsl’: Lần lượt là chiều cao sóng leo (có mức đảm bảo 1%) ứng vớigió tính toán lớn nhất và gió bình quân lớn nhất

a, a’: Độ vượt cao an toàn, phụ thuộc vào cấp công trình và điều kiện

làm việc của hồ chứa, theo TCVN 8216:2009, với công trình cấp II

Cao trình đỉnh đập được lấy tương ứng với trường hợp bất lợi nhất trong 2trường hợp tính toán ở trên

Ở phần thiết kế sơ bộ chỉ tính toán với MNDBT và MNLTK

Xác định ∆h, h sl ứng với gió lớn nhất

+ Độ dềnh ∆h được xác định theo công thức

2 6

s

2.10 os

H: chiều sâu nước trước đập, (m)g: gia tốc trọng trường, g = 9.81 (m/s)

αs : góc kẹp giữa trục dọc của hồ và hướng gió, αs = 00+ Chiều cao sóng leo hsl1%

Theo TCVN 8421-2010, chiều cao sóng leo có mức bảo đảm 1%xác định như sau:

hsl1% = K1 K2 K3 K4 Kα hs1%

(7.5)Trong đó:

+ hs1% : Chiều cao sóng ứng với mức đảm bảo 1%

+ Kα: Hệ số phụ thuộc vào góc αs giữa hướng gió và pháp tuyếnvới trực đập

+ K1, K2: Các hệ số phụ thuộc vào độ nhám tương đối và đặctrưng vật liệu gia cố mái đập, được tra theo bảng 6 – TCVN 8421-2010

+ K3: Hệ số phụ thuộc tốc độ gió và hệ số mái nghiêng m, sơ bộchọn hệ số mái thượng lưu là m =3,5 Ta tra bảng 7-TCVN 8421-2010+ K4: Hệ số phụ thuộc vào tỷ số λ/h và hệ số mái nghiêng củacông trình, được tra ở đồ thị hình 101- TCVN 8421-2010

+ Kα: Hệ số phụ thuộc vào góc αs giữa hướng gió và pháp tuyếnvới trực đập, tra theo bảng 9 –TCVN 8421 – 2010, lấy αs = 00

+ hs1% được xác định như sau: TCVN 8421-2010

- Giả thiết rằng trường hợp đang xét là sóng nước sâu: H >0,5λVới λ là chiều dài trung bình của sóng

+ Tính các đại lượng không thứ nguyên

gt V

, 2

gD V

Với t: là thời gian gió thổi liên tục ( lấy t = 6h = 6*3600(s)) + Tra đường bao trên cùng của đồ thị A1-TCVN 8421-2010, taxác định được các đại lượng không thứ nguyên

2

gh V

,

g.τ V

(Có hai cặp giá trịtưng tứng với giá trị các đại lượng không thứ nguyên đã tính được ở trên).Chọn cặp giá trị nhỏ hơn để tính h, τ, λ

Từ đó xác định được các giá trị: h, τ, λ như sau :

2 2

- Kiểm tra lại điều kiện sóng nước sâu H>0,5λ

Thỏa mãn điều kiện sóng nước sâu thì chiều cao sóng 1% được xác địnhtheo công thức:

h K

Xác định ∆h’ và h sl ’ ứng với gió bình quân lớn nhất V’ = V 50%

Cách tính tương tự như trên nhưng ứng với vận tốc gió bình quân lớnnhất V’ và đà sóng ứng với mực nước lũ thiết kế D’.

Kết quả tính toán

Ta xác định các cao trình đỉnh đập tương ứng với các trường hợp Btrànkhác nhau Với mỗi Btràn ta sẽ xác định được một cao trình đỉnh đập

Kết quả tính toán cụ thể được thể hiện trong bảng tính sau.( Do là thiết

kế sơ bộ nên chỉ tính với hai trường hợp là MNDBT và MNLTK)

Bảng 7-1:Kết quả tính toán xác định cao trình đỉnh đập ứng với các

Bảng 7-2: Kết quả cao trình đỉnh đập của các phương án tính toán

Btr =12(m)

Btr =16(m)Cao

Trên mặt đập cần gia cố bằng lớp bê tông dày 25cm nhằm đảm bảothuận tiện cho việc đi lại trong quản lý, khai thác và mỹ quan công trình.Dưới lớp gia cố có tầng đệm bằng cát lọc dày 10cm, mặt đỉnh đập cần phảidốc nghiêng về hai phía với độ dốc i = 2% để dễ thoát nước.Góc mép đỉnh đậpđược gia cố bằng đá xây vữa M100 dày 30cm , phía dưới trải vữa lót dày6cm

Do nguồn vật liệu gần khu vực công trình nhiều nên không tốn kémnhiều chi phí vận chuyển và giá thành vật liệu giảm, công trình không có yêucầu phục vụ giao thông và thẩm mĩ cao nên không cần làm tường chắn sóng

Đát sét chống thấm Cát dày 15 cm Cuội sỏi dày 15 cm Tấm bê tông dày 25cm

Lớp dăm sỏii dày 20 cm

Cát dày 15 cmCuội sỏi dày 15 cmTấm bê tông dày 25cm

Cơ hạ lưu có nhiệm vụ thoát nước mưa cho mái đập nên ta phải bố trí hệ

thống rãnh thoát nước và các rãnh này được gia cố vững chắc để tránh hư

hỏng do dòng chảy Kích thước lòng các rãnh thoát nước này chọn là (40x40)

cm, trên bề mặt cơ lát tấm bê tông M200 dày 10cm, mặt cơ có độ dốc về phía

rãnh thoát nước i=2% Để giúp nước từ cơ đập và mái hạ lưu thoát nhanh

xuống chân đập thì cứ 30m theo chiều dài đập, ta lại bố trí một rãnh thoát

nước chạy dọc xuống chân đập

7.2.2.5 Thiết bị bảo vệ mái:

a Bảo vệ mái thượng lưu

Mái thượng lưu chủ yếu chịu tác dụng của sóng, với hsl = 1,638 m > 1,25m

nên

để đảm bảo ổn định cho đập ta bảo vệ bằng hình thức bảo vệ là các tấm bê

tông Ta dùng tấm bê tông đúc sẵn sơ bộ chọn kích thước 1.5x1.5x0,25 (m),

phía dưới có lớp đệm gồm lớp dăm sỏi dày 15cm và lớp cát lọc dày 15cm, kết

cấu dạng hình thức lọc ngược Phạm vi bảo vệ từ cao trình đỉnh đập đến cao

trình thấp hơn mực nước chết một đoạn Z bằng 2,5 (m) theo TCVN

8216-2009

Hình 7-2: Bảo vệ mái thượng lưu

b Bảo vệ mái hạ lưu:

Trải một lớp đất màu dày 10cm và trồng cỏ để tránh tác hại của mưanắng, giĩ làm xĩi lở.Mỗi ơ cỏ cĩ kích thức 5x5m.Trên tồn bộ mái đập hạ lưu

bố trí hệ thống rãnh thốt nước mưa nghiêng với trục đập 450 ,trong rãnh bỏ

đá dăm để tập trung nước mưa, kích thước rãnh 20x20cm.Nước từ các rãnhtập trung vào mương ngang bố trí ở cơ,mương ngang cĩ độ dốc về 2 bên bờ

để dẫn nước về mương dọc

(30m theo chiều dài đập bố trí một mương dọc) dẫn nước về hạ lưu

Ranh thoát nước

45°

500

50020

20 20

D

500 D

20

KT (500x500)cm

Hình 7.3: Trồng cỏ bảo vệ mái hạ lưu

7.2.2.6 Thiết bị thốt nước của đập đất:

- Mặt cắt lịng sơng: thốt nước kiểu lăng trụ cĩ mặt cắt hình thang,-Mặt cắt sườn đồi: thốt nước kiểu áp mái với cao trình đỉnh áp máiphải cao hơn điểm ra của đường bão hịa trên mái hạ lưu tối thiểu là 2m đốivới đập cấp II (TCVN8216-2009)

- Mặt tiếp xúc thân đập, nền đập và vật thốt nước cĩ bố trí tầng lọcngược

7.3.2Các bộ phận của tràn xả lũ

7.2.2.1.Bộ phận dẫn nước vào