Thiết kế hồ chứa nước eadrek PA1

Điều kiện địa chất công trình Trong giai đoạn này chúng tôi tiến hành khoan khảo sát địa chất gồm 16 hốkhoan máy kí hiệu HK1,HK2,…HK16 để khảo sat khu vực đầu mối.Địa tâng và tínhchất cơ

Trang 1

MỤC LỤC

Trang 2

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH

1 Điều kiện tự nhiên

1.1 Điều kiện địa hình

1.1.1 Vị trí địa lý

Khu vực dự án thuộc vùng hữu ngạn của sông Ba, sông Ba có diện tích lưu vực FLV = 13.900 km2; XO = 1740mm;WO = 10tỷm3 là vùng tương đối bằng phẳng, cónhiều khả năng phát triển sản xuất nông nghiệp

Đất vùng dự án thuộc hai xã Ia Rmook và Ia HDRéh của huyện Krông Pa - tỉnhGia Lai

1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo

Khu tưới là vùng bình nguyên tương đối phẳng, xen kẽ một số đồi thấp

Vùng lưu vực của dự án là vùng núi thấp, khuất sau các dãy núi cao chắn cảhướng gió đem hơi ẩm từ Đông Bắc và Tây Nam đến

Vùng dự án nằm trong khu vực có lượng mưa bình quân nhiều năm nhỏ nhất Tâynguyên (khoảng 1200mm) Tuy nhiên, có thuận lợi là suối Ea Drek chảy dọc theo ranhgiới phía Nam của khu tưới, nên có thể khai thác lượng dòng chảy của nhánh suối này

để khắc phục tình trạng khô hạn của khu vực

Quan hệ đặc trưng địa hình lòng hồ cho ở bảng 1.1

Trang 3

1.1.3 Điều kiện thủy văn khí tượng:

a Đặc trưng địa lý - thủy văn của lưu vực

Suối Ea Drek phát nguyên từ các dãy núi cao phía Tây xã Ia HDreh, chảy theohướng Đông - Đông Bắc, nhập vào sông Ba tại vị trí trung tâm xã Ia Hdreh Các đặctrưng địa lý thủy văn của lưu vực tính đến tuyến dự kiến xây dựng công trình đầu mối,xác định từ bản đồ 1/50.000 được kết quả như sau :

Bảng 1.2 : Các đặc trưng địa lý thủy văn của lưu vực

8 Môđuyn dòng chảy trung bình nhiều năm

Trang 4

1.2.3 Các dự án đã xây dựng và nghiên cứu trong khu vực

Trong khu vực đã có một số công trình thủy lợi có quy mô tương đối lớn đã

được xây dựng và đang nghiên cứu :

+ Hồ Ayun Hạ tỉnh Gia Lai

+ Hồ Ea Soup Thượng tỉnh Đắk Lắk đang thi công

+ Hồ Ia Mlá - huyện Krông Pa - tỉnh Gia Lai :

Hồ sơ thiết kế của các công trình này cũng là những tài liệu nghiên cứu, tham khảo trong quá trình lập báo cáo NCKT công trình Ea Drek

III. Bảng 1.5: Số giờ nắng hàng tháng, ngày (h)

h (giờ) 189.8 227.6 279.3 252.2 260.7 177.9 233.9 180.2 192.2 181.0 158.0 151.2 2484

3Tbngày 6.1 8.1 9.0 8.4 8.4 5.9 7.5 5.8 6.4 5.8 5.3 4.9

Mưa năm 85% phân phối theo mô hình năm 1994 đo ở Krông Pa

Bảng 1.7: Tốc độ gió lớn nhất theo tần suất

Trang 5

1.4 Các đặc trưng thủy văn

1.4.1 Dòng chảy năm

Trên lưu vực không có tài liệu đo dòng chả, ta chọn theo các lưu vực tương tự.Các trạm gần lưu vực nghiên cứu có An Khê, Củng Sơn(trên sông chính) điều kiện tựnhiên tương tự có Buôn Hồ, Krông Hnăng là các lưu vực có đặc điểm gần với lưu vựcđang xét

Bảng 1.8 Phân phối dòng chảy năm ứng với tần suất thiết kế của tuyến công

trình theo PA1 với FLV = 26,3km2 (theo mô hình trạm thủy văn Buôn Hồ)

19 8

213 0

19.273 5

1.4.2 Lượng bốc hơi tăng thêm

Bảng 1.9 Phân phối bốc hơi tăng thêm theo phân phối thực đo bằng ống Piche

Trang 6

Bảng 1.10 Các đặc trưng dòng chảy lũ

TT Đặc trưng Đơn vị 0,2%Tần suất tính toán (P%)0,5% 1%

1.5 Điều kiện địa chất:

1.5.1 Điều kiện địa chất công trình

Trong giai đoạn này chúng tôi tiến hành khoan khảo sát địa chất gồm 16 hốkhoan máy (kí hiệu HK1,HK2,…HK16) để khảo sat khu vực đầu mối.Địa tâng và tínhchất cơ lý các lớp đất như sau:

a Địa tầng các lớp đất tại tuyến tràn.

Lớp 1: Đất thổ nhưỡng màu xám đen lẫn ít rễ cây

Lớp 2: Sét màu xám vàng,xám xanh,trạng thái cứng

Lớp 2a: Sét pha, màu xám xanh,vàng nâu,trạng thái cứng

Lớp 3: Đới phong háo bao gồm đá hòn tảng đường kính từ 200mm đến 600mm

Lớp 3a : Đới phong hóa bao gồm đá hòn lăn,cuội sỏi, lẫn sét pha màu xám xanh đến xám đen

Lớp 4 : Đá nguyên khối màu xám đen, xám trắng, thành phần khoáng vật chính là thạchanh

Các chỉ tiêu cơ lý như sau:

6

Sinh viên: Nguyễn Mạnh Hùng Lớp Lào Cai

6

Trang 7

Bảng 1.12 Các chỉ tiêu cơ lý tuyến tràn

Lớp

Độ ẩm (W%)Dung trong tự nhiênγw (g/cm 3)Dung trọng khô γk (g/cm 3)

Tỉ trọng (∇)

Độ rỗng(n%)

Hệ số rỗng(e0)

Độ bão hòa G(%)Góc ma sát trong (ϕo)Lực dính C (kG/cm2)

Hệ số thấm K(cm/s)

20.91.941.602.7341.30.72803

186’0.6722.79x10-6

18.461.891.602.7141.220.7170.60

20041’0.2936.2x10-5

b Địa tầng các lớp đất đá tại tuyến kênh chính

Lớp 1 : Đất thổ nhưỡng lần ít rễ cây và dăm đá

Lớp 2 : Sét màu xám vàng, xám nâu đên xám đen, trạng thái cứng

Lớp 2a : Sét pha lẫn sạn đá phong hóa,màu xám vàng, vàng, xám trắng ,xám nâu,trạng thái từ dẻo cứng tới nửa cứng

Lớp 2b : Cát pha lẫn dăm đá màu xám nâu,xám xanh,kết cấu chặt vừa

Lớp 3 : Đới phong hóa gồm đá hòn tảng kích thước từ 200mm tới 600m

Lớp 4 : Đá nguyên khối màu xám đen,xám trắng,thành phần khoáng vật chính là thạchanh

Có các chỉ tiêu cơ lý như sau:

Bảng 1.13 Các chỉ tiêu cơ lý tuyến kênh chính

10002’0.266

0.3119.271.891.592.7041.260.7172.86

12056’0.229

0.2814.602.001.742.7235.950.5670.75

24015’0.161

Trang 8

1.6 Địa chất thủy văn

Công trình có địa chất phực tạp, xuất hiện nhiều lớp, địa tầng thay đổi nhiều.Điều kiện địa chất cùng công trình có những đặc điểm như sau:

Lớp 3a: Đây là lớp phong hóa từ đá gốc bazan dưới dạng hòn tảng lăn Đôi khi

có lẫn sét pha màu xám xanh xám đen Nứt nẻ mãnh liệt, vì vậy đây là tầng có hệ sốthấm K lớn Do là đá phong hóa nên không lấy được mẫu nguyên dạng thôngthường,nên không có các chỉ tiêu độ bền của lớp 3a

Lớp 3 : Cũng tương tự lớp 3a là sản phẩm phong hóa từ đá gốc bazan ,so với lớp3a thì mật độ nứt nẻ của lớp 3 thấp hơn Tuy nhiên lớp 3 vẫn xuất hiện nhiều khe nứtvới các phương khác nhau Do là đá phong hóa nên không lấy được mẫu nguyên dạng

và không có các chỉ tiêu về độ bên của lớp 3

Lớp 4: Lớp đá maca nguyên khối, thành phần thạch anh chiếm chủ yếu, màu xámxanh, xám trắng

1.6.2 Tuyến đập.

Tuyến đập có các lớp 1, lớp 2a và các lớp 3a, lớp 3 và lớp 4 giống tuyến tràn Tuynhiên do đá gốc xâm nhập khá nông so với mặt đất tự nhiên, bên trên tầng đá gốc là cácsản phẩm phong hóa từ đá gốc như lớp 3a, lớp 3 Vì vậy không lấy được các mẫu đấtnguyên dạng cũng như mẫu đất phá hủy Lớp 3a và lớp 3 nứt nẻ nhiều, khả năng thấmnước lớn Cần phải có các biện pháp chống thấm như đào chân khay, khoan phụt bê tông

Trang 9

1.7 Tình hình vật liệu xây dựng

Quá trình khảo sát đã xác định hai mỏ vật liệu đắp đập, nằm thượng nguồn suối

Ea Drek Mỏ số I cách tuyến đập khả thi khoảng 400m,và mỏ số II nằm ở phía đôngBuôn Drun cách tuyến đập khoảng 1100 m

Mỏ số I là 279.680 m3 lấy tròn 280.000 m3

Mỏ số II là 146.450m3 lấy tròn 146.000 m3Các chỉ tiêu cơ lý của mỏ

Bảng 1.14 : Các chỉ tiêu thí nghiệm và đề nghị dùng cho tính toán các lớp

đất đắp đập tại mỏ số I và số II

Các chỉ tiêu cơ lí

Mỏ vật liệu số I Mỏ vật liệu số IICác chỉ tiêu thí

nghiệm

Các chỉ tiêudùng trongtính toán

Các chỉ tiêu thínghiệm

Các chỉ tiêudùng trongtính toánLớp 1

và 2 Lớp 3

Lớp1

và 2

Lớp3

Hệ số nén lún a (cm2/KG)

2 Điều kiện sinh kế

2.1 Tình hình dân sinh kinh tế.

2.1.1 Tổng quan về tình hình dân sinh kinh tế huyện Krông Pa

a Điều kiện xã hội

Huyện Krông Pa nằm về phía Đông Nam của tỉnh Gia Lai, có diện tích tự

nhiên 162.363ha, chiếm tỷ lệ 10,48% diện tích tự nhiên của cả tỉnh

Toàn huyện có 13 xã, 1 thị trấn, dự án hồ chứa nước Ea Dreh thuộc các xã Ia Hdreh và Ia Rmook

• Dân số và lao động

Trang 10

Theo tài liệu thống kê của huyện Krông Pa ấn hành, dân số và lao động tính đếnthời điểm 31/12/2002 như sau :

* Số hộ : 10.992 hộ trong đó :

• Đời sống dân cư

Toàn huyện có 3244 hộ với 16.749 khẩu thuộc diện đói nghèo chiếm tỷ lệ27,5% dân số toàn huyện Trong đó diện nghèo người đồng bào dân tộc là 2524 hộ với13.736 khẩu chiếm 77,8% tổng số khẩu diện đói nghèo

b Sản xuất nông nghiệp

• Trồng trọt

Cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp :

Bảng 2.1: Cơ cấu sử dụng đất(đơn vị ha)

c Công nghiệp, tiểu thủ công

Công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp còn nhỏ bé, tốc độ tăng trưởng chậm, chủ yếu là sản xuất vật liệu xây dựng và các cơ sở xay xát phân tán trong các hộ gia đình

d Tình hình phát triển văn hóa, xã hội và y tế

Là huyện có tỷ lệ đồng bào thiểu số đông, sinh sống không tập trung, cơ sở hạ tầng kém, trình độ văn hóa, dân trí chưa cao

• Về giáo dục : Số trường học : 21 trường

• Về y tế: Bệnh viện huyện : 1 bệnh viện với 60 giường bệnh; Các trạm y tế xã, phường

* Tình dân sinh kinh tế 2 xã thuộc vùng dự án

Vùng dự án công trình Ea Dreh gồm 2 xã Ia HDreh và Ia RMook

• Dân số: tổng cộng có 1221 hộ

10

Trang 11

• Đời sống dân cư: Là hai xã dân tộc thuộc vùng sâu của huyện, đời sống kinh tế văn hóa của đồng bào còn nhiều khó khăn.

• Sản xuất nông nghiệp

Bảng 2.2 Cơ cấu sử dụng đất(đơn vị ha)

+ Nước thi công : dùng trực tiếp nước suối Ea Dréh và các suối khác trong khu vực.+ Nước sinh hoạt : Sử dụng nước giếng đào trong các buôn Jah và Drun

2.2 Hiện trạng thủy lợi và điều kiện cần thiết xây dựng công trình.

Hiện trạng thủy lợi

Khu tưới của hồ chứa Ea Dreh khá bằng phẳng, hầu hết diện tích đất đã đượckhai phá để sản xuất nhưng không có công trình tưới, nên chỉ gieo trồng được một vụmùa.năng suất cây trồng thấp và bấp bênh do phụ thuộc hoàn toàn thời tiết

Từ thực trạng trên cho thấy việc xây dựng công trình thủy lợi Ea Drek là hếtsức cần thiết nhằm chủ động nguồn nước tưới để thâm canh tăng vụ

3 Nhiệm vụ công trình

Nhiệm vụ chính của công trình là cung cấp nước tưới cho khu tưới thuộc hai xã

Ia HDreh và Ia RMook với quy mô diện tích khoảng 600ha bao gồm 350ha lúa và250ha hoa màu

Bảng 2.3 Tính toán nhu cầu dùng nước tại đầu mối ĐVT:103m3

CHƯƠNG II: CẤP CÔNG TRÌNH VÀ CAC THÔNG SỐ CỦA HỒ CHỨA

Trang 12

2.1 Giải pháp công trình và thành phần công trình:

Từ các phân tích ở trên cho thấy giải pháp công trình hợp lý là xây dựng một hồ chứa điều tiết năm để điều tiết dòng chảy, chủ động cung cấp nước theo nhu cầu dùng nước

2.2 Bố trí cụm công trình đầu mối.

Vùng tuyến công trình đầu mối là đoạn suối hẹp hai bên sườn núi lấn ra lòng suối, hạlưu mở rộng dần chảy vào khu tưới Theo phương án chọn trong báo cáo Nghiên cứukhả thiTuyến công trình đầu mối chọn tuyến II

* Bố trí công trình đầu mối tuyến 2

Công trình đầu mối tuyến 2: đập đất dài L = 449.3m, 01 cống lấy nước dưới đập, 01đập tràn xả lũ Hệ thống kênh và cống trình trên kênh Kết cấu kênh: bê tông, bê tôngcốt thép kết hợp kênh đất

2.2.1 Đập chắn chính.

Tính toán sơ bộ cho thấy chiều cao đập không lớn lắm, sơ bộ khoảng 15÷35 m, có thểxây dựng đập đất Căn cứ vào tài liệu địa chất của đất nền và vật liệu đất đắp đập chọnhình thức đập là: đập đất đồng chất Hệ số thấm của đắp k = 1.54x10-6cm/s Dungtrọng γk = 1,75T/m3.

2.2.2 Tràn xả lũ.

- Vị trí của tràn: Dựa vào điều kiện địa hình ta thấy nơi đây rất thuận tiện cho bố trítràn dọc ở phía bờ trái đập dâng để thuận tiện cho việc nối tiếp với sông ở hạ lưu giảmđược chiều dài đoạn dốc nước

Trang 13

2.3 Cấp bậc công trình và các chỉ tiêu thiết kế:

2.3.1.Cấp công trình

2.3.1.1.Theo nhiệm vụ của công trình:

Nhiệm vụ chính của công trình là cấp nước tưới cho 600ha, theo bảng 1 QCVN04-05:2012/BNNPTNT cấp công trình là cấp IV

2.3.1.2 Theo đặc tính kĩ thuật của công trình:

Với nhiệm vụ công trình chủ yếu là cung cấp nước tưới cho sản xuất => chiềucao công trình khoảng từ 15 ÷ 35m đập được đặt trên nền B, theo bảng 1 QCVN 04-05:2012/BNNPTNT cấp công trình là cấp II

 Dựa trên 2 điều kiện thì cấp công trình là cấp II.

2.4 Các chỉ tiêu thiết kế:

Theo quy chuẩn QCVN 04-05:2012/BNNPTNT với công trình cấp II ta có:Mức bảo đảm thiết kế của công trình (P%): Theo Bảng 3 QCVN 04-05:2012/BNNPTNT Với công trình cấp II phục vụ tưới thì mức bảo đảm thiết kế củacông trình là P% = 85%

Lưu lượng mực nước lớn nhất thiết kế và kiểm tra: (Bảng 4 QCVN 04-05:2012/BNNPTNT):

+ Tần suất thiết kế: p = 1%

+ Tần suất kiểm tra: p = 0,2%

+ Tần suất vượt kiểm tra : p= 0,1%

Tần suất gió lớn nhất khi tính toán sóng do gió gây ra ( Bảng 3 TCVN 2009) :

+ Ở MNDBT : p = 4%

+ Ở MNLTK : p = 50%

Hệ số tổ hợp tải trọng nc :Theo phụ lục B QCVN 04-05:2012/BNNPTNT Khi

tính toán với trạng thái giới hạn thứ nhất :

+ nc = 1,00 - đối với tổ hợp tải trọng cơ bản

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

+nc = 0,95 - đối với tổ hợp tải trọng trong thời kỳ thi công và sửa chữa.Khi tính toán với trạng thái giới hạn thứ hai : Lấy hệ số nc = 1,00

Hệ số độ tin cậy Kn :Theo QCVN 04-05:2012/BNNPTNT công trình cấp II :+ Khi tính toán với trạng thái giới hạn thứ nhất : Lấy hệ số Kn = 1,15

+ Khi tính toán với trạng thái giới hạn thứ hai : Lấy hệ số Kn = 1,00

Trang 14

Hệ số vượt tải n : Theo QCVN 04-05:2012/BNNPTNT khi tính ổn định côngtrình và độ bền công trình, do công trình chủ yếu chịu tác dụng của trọng lượng bảnthân nên lấy : n = 1,05.

Hệ số điều kiện làm việc: Theo phụ lục B QCVN 04-05:2012/BNNPTNT

Các mái dốc tự nhiên và nhân tạo => m = 1,00

Hệ số an toàn cho phép về ổn định của mái đập đất [K] :

- Đặc trưng địa hình hồ chứa: quan hệ Z & F, Z &V

- Dòng chảy năm thiết kế

- Phân phối dòng chảy năm thiết kế

- Lượng bốc hơi hồ chứa

- Yêu cầu cấp nước

- Tuổi thọ của công trình

2.5.1 Tính toán cao trình mực nước chết (MNC):

2.5.1.1 Các khái niệm:

- Dung tích chết (Vc) là phần dung tích dưới cùng của hồ chứa không tham gia vào quátrình điều tiết dòng chảy, còn gọi là dung tích lót đáy

- Mực nước chết (MNC): là giới hạn trên của dung tích chết Vc

- MNC và Vc có quan hệ với nhau theo quan hệ đặc trưng địa hình lòng hồ Z~V

2.5.1.2 Nguyên tắc lựa chọn:

- Chứa đựng toàn bộ bùn cát đến hồ chứa trong thời gian hoạt động của côngtrình Vc≥Vbl (1)

- Bảo đảm đầu nước tưới tự chảy MNC = Zyc + hw (2)

- Bảo đảm cột nước tối thiểu để phát điện

- Bảo đảm mực nước tối thiểu để giao thông trong mùa kiệt

- Bảo đảm dung tích tối thiểu để du lịch và vệ sinh môi trường

14

Trang 15

Trong phạm vi đồ án này chỉ xét tới điều kiện (1) và (2) MNC lấy bằng giá trịlớn nhất khi tính theo 2 điều kiện.

2.5.2 Xác định mực nước chết theo điều kiện lắng đọng bùn cát:

- Theo nguyên tắc lắng đọng bùn cát, mực nước chết được xác định theo côngthức: Vc≥ Vbl (1)

Xác định tuổi thọ của hồ chứa: Với công trình cấp II, tra bảng 11 QCVN 05:2012/BNNPTNT, ta có tuổi thọ của công trình là T = 75năm

04-Tính toán thể tích bùn cát:

Vbl = Vll+VdđTrong đó:

Vll: Dung tích bùn cát lơ lửng Được xác định dựa vào lượng bùn cát đến tuyến

đập trong thời gian tuổi thọ công trình

M = × ×ρ Q T

(2-1)Trong đó:

- ρ0: hàm lượng phù sa lơ lửng bình quân Theo tài liệu thuỷ văn ta có:

- T: Tuổi thọ của công trình T= 75 năm

Thay vào công thức (2-1) ta được:

1

M =248.10-6.0,439.75.365.3600.24 = 257504,05 ( T)Ngoài bùn cát lơ lửng còn lượng bùn cát di đẩy tới lòng hồ, lượng bùn cát do sạt

lở, lượng bùn cát do cây cối mọc ven bờ Bùn cát đến hồ không giữ lại hoàn toàn mà 1phần qua công trình xả xuống hạ lưu Theo kinh nghiệm đối với sông miền núi lượngbùn cát đọng lại trong hồ lấy 0,78 lần lượng bùn cát lơ lửng

M’ = M1 0,78 = 257504,05 x 0,78 = 200853,16 (T)Khối lượng riêng trung bình của bùn cát lấy bằng 1,35 T/m

3

Trang 16

Thể tích bùn cát lắng đọng là: Vbc = 1,35

M

=

458357, 221,35

= 339523,86( m3)Tra trên quan hệ Z ~ V ta có cao trình bùn cát tương ứng là: Zbc = +181,35 m

a

h

Z bc MNC

Cao trình mực nước chết được xác định:

MNC = Zbc + h + a (2-2)h:cột nước trước cống để lấy đủ lưu lượng thiết kế, sơ bộ chọn h= 1,2 (m)

a : là chiều cao an toàn, chọn a = 0,5 (m)

Thay vào công thức (2-2) ta được MNC = 181,35 + 1,2 + 0,5 = 183,05( m)

2.5.3 Xác định mực nước chết theo điều kiện tưới tự chảy:

Theo kết quả tính toán thuỷ nông, để đảm bảo yêu cầu tưới tự chảy mực nướcđầu kênh chính là: Zyc = +182,35 (m)

Theo điều kiện tưới tự chảy, MNC được xác định như sau:

MNC = Zyc + hwTrong đó:

+ Zyc : cao trình yêu cầu tưới tự chảy đầu kênh: Zyc = 182,35 (m)

+ hw : tổng tổn thất cột nước qua cống, sơ bộ chọn hw =0,5

16

Trang 17

- Mực nước dâng bình thường là giới hạn trên của dung tích hiệu dụng.

- Dung tích khống chế phần dung tích chết và dung tích hiệu dụng là:

VTP = Vc + Vh

- MNDBT và VTP có quan hệ theo đường cong Z~V

-Nguyên tắc xác định:

- Căn cứ vào đường quá trình nước đến thiết kế;

- Căn cứ vào đường quá trình nước dùng thiết kế;

- Căn cứ vào điều kiện địa hình địa chất của vùng hồ chứa;

- Tính toán điều tiết cấp nước xác định các đặc trưng hồ chứa ;

- Lựa chọn các đặc trưng thiết kế của hồ chứa theo các điều kiện kinh tế và kỹ thuật

Phương pháp tính toán:

- Phương pháp lập bảng;

- Phương pháp đồ giải;

- Phương pháp thống kê

* Trong đồ án này ta chọn phương pháp lập bảng: Đây là phương pháp xuất hiện

sớm nhất và cách giải đúng theo nguyên lý cân bằng nước

- Nguyên lý cân bằng nước được phát biểu như sau: Hiệu số giữa lượng nước đến vàlượng nước ra khỏi hồ bằng sự thay đổi dung tích trong khoảng thời gian đó Tức là:

( ) ( )

[Q t −q t ]dt =dVTrong đó:

- Q(t): Lưu lượng nước đến tại thời điểm t

- q(t): Lưu lượng nước dùng tại thời điểm t

- dV: Lượng nước trữ vào trong hồ trong thời gian diều tiết

Khi tính toán cân bằng nước trong một thời đoạn, ta có thể viết phương trình cânbằng nước dưới dạng sai phân như sau:

(Qi −qi).∆ti =(Vi −Vi − 1)Trong đó:

- Vi-1 : Là dung tích kho ở thời điểm ti-1, đây là thời đoạn tính toán nên Vi-1 là trị số đãbiết

- Vi : Là dung tích kho ở thời điểm i, đây là cuối thời đoạn tính toán nên Vi là trị số cầntìm

Trang 18

- ∆

t = ti – ti -1: là thời đoạn tính cân bằng thứ i, thường lấy cố định là 1 tháng

- Qi: Lưu lượng nước đến trong thời đoạn

- qi: Lưu lượng nước dùng trong thời đoạn

th i

bh i c / y i

2

i tb i

VV

qith=1%Vitb, tức là qith cũng phải tính thử dần

- qixt: Lưu lượng nước xả thừa trong thời đoạn

Khi tích nước, nếu với dòng chảy đến ta tích nước vượt quá dung tích hiệu dụngcủa hồ đã tính được, thì về nguyên tắc ta chỉ được phép tích đến khi bằng dung tíchhiệu dụng, lượng nước còn lại sẽ phải xả xuống hạ lưu Đó chính là lượng nước xảthừa Các bước tính toán:

- Thực chất việc tính toán là ta tính đúng dần Ban đầu, khi chưa biết quá trình tích nướccủa hồ chứa qua các thời đoạn, ta giả sử lưu lượng tổn thất của hồ chứa do thấm, dobốc hơi là không có nhằm đơn giản việc tính toán, tìm được đường quá trình tích nướccủa hồ Sau đó, dùng đường quá trình đó tính toán khi có kể đến tổn thất theo các côngthức đã trình bày ở trên Cuối cùng ta tìm được dung tích hiệu dụng của hồ chứa quamột số lần tính toán đúng dần, lấy đường quá trình tích nước của lần tính trước để tínhtoán cho lần tính tiếp theo

- Bước1: Tính Vh chưa kể tổn thất So sánh ΔV+ và ΔV

-18

18

Trang 19

+ Nếu ΣΔV+ ≥ Σ ΔV- thì ta tính toán điều tiết năm.

+ Nếu ΣΔV+≤

Σ ΔV- thì ta tính toán điều tiết nhiều năm

- Bước 2: Tính tổn thất trong kho nước

- Bước 3: Tính Vh có kể tổn thất

- Bước 4: Tra đường quan hệ Z ~ V ứng với VTP ta tra được Zbt.

2.6.1 Xác định dung tích hồ khi chưa kể đến tổn thất: (Bảng 2-1 )

- Dựa vào bảng 2-1 ta thấy ΔV+ = 13,151.106 m3> ΔV- = 7,377.106 m3 nên với hồ chứa

Ea Drek PA1 chỉ cần điều tiết năm

* Giải thích các cột trong bảng 2-1

- Cột (1): Thứ tự các tháng sắp xếp theo năm thuỷ văn:

+ Năm thủy văn là năm có lượng nước đến lớn hơn lượng nước dùng, bắt đầu

từ tháng lũ đầu tiên và kết thúc vào tháng kiệt cuối cùng

- Cột (2): Tổng lượng nước đến của từng tháng (WQ)

- Cột (3): Lượng nước cần dùng (Wq)

- Cột (4): Lượng nước thừa V+ (khi WQi >Wq ) thì (4) = (2) – (3)

- Cột (5): Lượng nước thiếu V- (khi WQi <Wq ) thì (5) = (3) – (2)

 Tổng cộng cột (5) sẽ có dung tích nước cần trữ để điều tiết đảm bảo yêu cầucấp nước và đó chính là dung tích hiệu dụng chưa kể tổn thất

- Cột (6): Lượng nước trữ trong hồ chứa (Dung tích kho V2)

- Cột (7): Lượng nước thừa cần xả (Wx)

Bảng 2- 1: Tính dung tích hồ chứa chưa kể đến tổn thất

V- (106

m3)

Dungtích kho

Trang 20

+ Căn cứ vào dòng chảy năm thiết kế P = 85%

+ Tài liệu nước dùng trong các tháng trong năm

+ Tài liệu bốc hơi các tháng trong năm

+ Thấm sơ bộ chọn: k = 1% lượng nước chứa bình quân năm trong hồ

+ Đường đặc tính lòng hồ Z~F ; Z~V

Tính toán cân bằng nước, xác định Vh có kể đến tổn thất trong bảng 2-2

Giải thích các tính toán trong bảng 2-2:

Cột 1: Thứ tự các tháng sắp xếp theo năm thủy lợi

Cột 2: Tổng lượng nước đến trong từng tháng (lấy từ bảng 2-1)

Cột 3: Tổng lượng nước cần dùng trong từng tháng (lấy từ bảng 2-1)

Cột 4: Dung tích hồ chứa theo các tháng (V2) lấy ở bảng 2-1 (cộng thêm Vc)Cột 5: Diện tích hồ chứa theo các tháng( F2), Tra bảng quan hệ F∼V

Cột 6: Dung tích hồ chứa trung bình thời đoạn, Vtb = (Vi + Vi+1)/2

Cột 7: Diện tích mặt thoáng của hồ chứa trung bình thời đoạn (Ftb), tra quan hệ F~V từ Vbq

Cột 8: Phân bố tổn thất bốc hơi các tháng trong năm (Zbh)

Cột 9: Lượng tổn thất bốc hơi, Wbh = Ftb.Zbh

Cột 10: Chỉ tiêu thấm ( Lấy bằng 1%)

Cột 11: Lượng tổn thất do thấm, Wth = k.Vtb (k = 1%)

Cột 12: Tổng lượng tổn thất, Wtt = Wbh + Wth

Cột 13: Tổng lượng nước yêu cầu Wq + Wtt = (3) + (12)

Cột 14: Lượng nước thừa, ∆V+ = (2) – (12)

Cột 15 Lượng nước thiếu, ∆V- = (12) – (2)

20

Trang 21

Cột 16: Dung tích kho, V2 = Vc + ∆V+

Cột 17: Lượng nước xả thừa, WX

BẢNG 2-2 : ĐIỀU TIẾT HỒ KHI CÓ KỂ ĐẾN TỔN THẤT

Tháng

Tổng lượng tổn thất W tt (10 6 m 3 )

W (10

W q (10 6 m 3 )

V 2 (10 6 m 3 )

D.tích F 2 (10 6 m 2 )

V tb (10 6 m 3 )

D.tích

F tb (10 6 m 2 )

Z bh (mm/thg)

W b hơi (10 6 m 3 ) Chỉ tiêu

W thấm (10 6 m 3 )

Trang 22

* Kiểm tra điều kiện:

I = h

i h i h i

Tra trên đồ thị quan hệ Z ~ V ta được MNDBT = 192,06 (m)

2.7 Tính toán điều tiết lũ.

2.7.1 Mục đích tính toán điều tiết lũ.

Điều tiết lũ có nhiệm vụ cơ bản nhất là nghiên cứu cách hạ thấp lưu lượng lũ,nhằm đáp ứng các yêu cầu phòng lũ cho cho các công trình ven sông và khu vực hạ lưu

Cụ thể, căn cứ vào nước lũ thiết kế và lũ kiểm tra để xác định đường quá trìnhlưu lượng xả (qxả&t) sau khi đã qua kho nước điều tiết, khi cần tìm ra dung tích phòng

lũ của kho nước và một số vấn đề khác

Yêu cầu tính toán điều tiết lũ để xác định:

- Lưu lượng xả lũ lớn nhất: qmax

- Cột nước xả lớn nhất: Hmax

22

Trang 23

- Mực nước lũ thiết kế.

- Mực nước lũ kiểm tra

- Mực nước lũ vượt kiểm tra

Các tài liệu tính toán:

- Đường đặc tính lòng hồ Z ~ V

- Loại ngưỡng tràn: thực dụng, không van,

- Bề rộng tràn: Btr = 15 m

Phân phối đường quá trình lũ

Các mực nước đặc trưng của hồ chứa:

- 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 Qx1=Q1

- 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=t 1+Δt

Trang 24

- 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

Trang 25

1 Tính toán lũ thiết kế với tần suất P= 1%

Bảng 2-3: Kết quả tính toán điều tiết lũ

Trang 27

Hình 2.1 Quan hệ Q và q theo t với Btr=15m và P= 1%

Trang 28

2 Tính toán lũ thiết kế với tần suất P= 0,2%

Thời

đoạn

SS (h) (m3/s) (m) (m3/s) (106 m3) (m3/s) (m) (m) (m3/s) (106 m3) (106 m3) (106 m3)

28

Trang 29

đoạn

SS (h) (m3/s) (m) (m3/s) (106 m3) (m3/s) (m) (m) (m3/s) (106 m3) (106 m3) (106 m3)

Trang 30

Hình 2.2 Quan hệ Q và q theo t với Btr=15m và P= 0,2%

30

Trang 31

3 Tính toán lũ thiết kế với tần suất P= 0,1%

12.32401

12.70264

0.379 0.378 0.000

9 4 364.52 194.7325 198.858 12.70264 301.67 194.877 2.8170 215.20 12.9291 0.227 0.227 0.000

Trang 32

12.65404

12.36556

12.06767

Trang 34

Hình 2.3 Quan hệ Q và q theo t với Btr=15m và P= 0,1%

Bảng 3: Bảng tổng hợp tính toán điều tiết lũ (B tr = 15 (m)

qxả

(m3/s) (m)Hsc MNLTK(m) (mqxả3/s) (m)Hsc MNLKT(m) (mqxả3/s) (m)Hsc MNLVKT(m)89,031 2,01 194.07 134.51 2,65 194,71 222,114 2,877 194,94

34

Trang 35

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ CHI TIẾT ĐẬP

3.1 Xác định cao trình đỉnh đập:

3.1.1 Hình thức đập chắn chính.

Dựa vào chiều cao sơ bộ của công trình (khoảng 15÷35m), điều kiện địa hình, địachất đất ít thấm, điều kiện vật liệu xây dựng tại chỗ, điều kiện và kỹ thuật thi công tachọn hình thức đập chắn chính là đập đất đồng chất

aB

Trong đó:

Δh; Δh’: Độ dềnh cao do gió ứng với MNDBT và MNLTK

hsl; hsl’: Chiều cao sóng leo ứng với gió lớn nhất và gió bình quân lớn nhất

a; a’; a’’: Độ vượt cao an toàn ( tra theo bảng 2 TCVN 8216-2009)

Trang 36

Theo TCVN 8216-2009 các thông số được xác định như sau:

Tính toán độ dềnh cao do gió:

αcos

10

.

2

2 6

H g

D V

h= −

∆

(4-5)Trong đó:

V: Vận tốc gió lớn nhất ứng với tần suất 4% V = 34 m/s

D: Chiều dài đà sóng ứng với MNDBT, xác định được dựa vào điều kiện địa hình

D = 1300 m

H: sâu nước trước đập ứng với MNDBT:

∇đáy= 174,5-1 = 173,5 m (trừ đi 1m phong hóa mỏng)

H = MNDBT -

day

∇ = 192,06– 173,5 = 18,56 (m)Dựa vào địa hình, địa chất vùng tuyến đập xác định được

daydap

∇ = 174,5 (m)

α: Góc kẹp giữa trục dọc của đập và hướng gió.Tính cho trường hợp bất lợi nhấtkhi hướng gió vuông góc với trục đập, α = 0o ⇒

cos α =1Thay vào (4-4) ta được:

hsl 1% = K1.K2.K3.K4

Kα

hs 1% (4.6)Trong đó :

36

Trang 37

hs 1% : chiều cao sóng ứng với mức bảo đảm 1%.

K1, K2, K3, K4,

Kα

: Các hệ số

+ hs 1% được xác định như sau ( theo TCVN 8421-2010) : hs1% = K1%.h

Giả thiết rằng trường hợp đang xét là sóng nước sâu:

λ0,5

H>

( 4.7)

Tính các đại lượng không thứ nguyên V

gt,

2

V gD

=> Ta xác định được các đại lượng:

2

V

hg

= 0.07, V

τg

= 3,6

Tính đại lượng không thứ nguyên : = =11,03

Tra đường bao đồ thị hình A1 trong TCVN 8421-2010:

2

V

hg = 0,0061, V

τg

h g

2

=

= = 12,3 (m)

Trang 38

Kiểm tra lại điều kiện (4.6): H =18,6 (m) > 0,5λ = 6,15 (m) thoả mãn nên giảthiết sóng nước sâu là đúng.

Tính chiều cao sóng với mức bảo đảm 1%: hs1% = K1% h (4.8)

Trong đó: h: Chiều cao sóng trung bình h = 0,72(m)

K1%: Hệ số tra ở đồ thị hình A2 trong TCVN 8421-2010 phụ thuộc vào giá trị

= 11,03 và mức đảm bảo i =1% tra được: K1% = 2,1

Thay vào (4 -7) ta được: hs1% = 2,1.0,72 =1,51 (m)

K4: Hệ số được xác định từ đồ thị hình 11 trong TCVN 8421-2010 phụ thuộc

vào hệ số mái nghiêng của công trình m=35 và tỷ số s1%

h

λ

==8,15⇒

K4 = 1Kα: Hệ số phụ thuộc vào góc α giữa hướng gió và pháp tuyến với trục đập tra bảng 9trong TCVN 8421-2010⇒

Trang 39

Cách tính toán tương tự như trên nhưng ứng với vận tốc gió bình quân lớn nhấtứng với tần suất kiểm tra P=0,2%,tần suất gió P = 50% ⇒

V’ = 17m/s, đà sóng D’ =1420m, độ vượt cao an toàn a’ = 0,5 (m)

* Xác định ∆h’ theo công thức :

2 6

- V’ : vận tốc gió bình quân lớn nhất, V’ = Vbqgió = 17 m/s

gt x x

Trang 40

2

V

hg = 0,013, V

τg

h g

Tính chiều cao sóng với mức bảo đảm 1%: hs1% = K1% h (4.8)

Trong đó: h: Chiều cao sóng trung bình h = 0,38(m)

K1%: Hệ số tra ở đồ thị hình A2 trong TCVN 8421-2010 phụ thuộc vào giá trị

= 48,2 và mức đảm bảo i =1% tra được: K1% = 2,105

Thay vào (4 -7) ta được: hs1% = 2,105.0,38 =0,8 (m)

Xác định các hệ số trong công thức (4.5)

40

Định dạng
Số trang	183
Dung lượng	1,8 MB