Tài liệu thủy văn công trình thuỷ lợi hồ chứa nước ia mơr

Công trình thuỷ lợi hồ chứa nước Ia Mơr Cụm đầu mối hồ chứa nước Ia Mơr thuộc tỉnh Gia Lai có nhiệm vụ : Cung cấp nước tưới cho 12500 ha trong đó có 8000 ha thuộc tỉnh Gia Lai và 4500 ha thuộc tỉnh Đăk Lăk Cấp nước sinh hoạt cho dân cư khu tưới dự kiến đến năm 2010 là 50000 dân. Đảm bảo môi trường hạ du phát triển bền vững.

Mục lục

Chơng 1: Nhiệm vụ dự án và những tài liệu dùng trong tính toán thuỷ lợi 3

1.1 Nhiệm vụ dự án 3

1.2 Những tài liệu dùng trong tính toán thủy lợi 3

1.2.1 Đờng đặc tính hồ chứa 3

1.2.2 Tài liệu thủy văn 3

1.2.3 Lợng nớc yêu cầu các ngành dùng nớc 5

Chơng 2 : Tính toán điều tiết dòng chảy năm 9

2.1 Mức đảm bảo cấp nớc 9

2.2 Xác định mực nớc chết ( MNC ) 9

2.3 Xác định mực nớc dâng bình thờng ( MNDBT ) 10

2.3.1 Tính toán điều tiết theo năm thiết kế P=75% 10

2.3.2 Kiểm tra MNDBT hồ chứa theo chuỗi dòng chảy 11

Chơng 3 : Tính toán điều tiết dòng chảy lũ 13

3.1 Tần suất lũ thiết kế và lũ kiểm tra công trình 13

3.2 Tính toán điều tiết lũ 13

3.2.1 Công thức tính toán lu lợng tràn xả lũ 13

3.2.2 Kết quả tính toán điều tiết lũ thiết kế 13

3.3 Phơng án chọn 14

Các đặc trng chính tính toán thuỷ lợi

I Các chỉ tiêu dùng nớc

4 Lợng nớc yêu sinh hoạt Wsinh hoạt 106m3 6.48

II Các đặc trng hồ chứa nớc

III Các đặc trng công trình phòng lũ

chơng 1

nhiệm vụ dự án và những tài liệu cơ bản

dùng trong tính toán thuỷ lợi

1.1 Nhiệm vụ dự án

Công trình thuỷ lợi hồ chứa nớc Ia Mơr- Cụm đầu mối hồ chứa nớc Ia Mơr thuộc tỉnh Gia Lai có nhiệm vụ :

 Cung cấp nớc tới cho 12500 ha trong đó có 8000 ha thuộc tỉnh Gia Lai và 4500 ha thuộc tỉnh Đăk Lăk

 Cấp nớc sinh hoạt cho dân c khu tới dự kiến đến năm 2010 là 50000 dân

 Đảm bảo môi trờng hạ du phát triển bền vững

1.2 Những tài liệu dùng trong tính toán thủy lợi

1.2.1 Đờng đặc tính hồ chứa

Đờng đặc tính hồ chứa đợc lập từ các trị số đo đạc trên bình đồ lòng hồ tỉ lệ 1:10000 Các trị số đờng đặc tính Z ~V, Z~F hồ chứa Ia Mơr thể hiện tại bảng 1-1

Đờng đặc tính hồ chứa Ia Mơr

Bảng 1-1

W(10 6 m 3 ) 10.5 16.4 24.2 33.8 45.3 58.9 74.3 91.5 110.4

F (km2) 21.6 23.4 25.1 26.5 27.9 30.0 32.0 34.6 37.1

W(10 6 m 3 ) 131.1 153.5 177.8 203.6 230.8 259.7 290.7 324.0 359.9 ( Xem hình vẽ phụ lục 1 & 2 )

1.2.2 Tài liệu thủy văn

1 Các đặc trng chính

Các đặc trng chính phần khí tợng thủy văn đợc trích trong báo cáo thuỷ văn phục

vụ tính toán thuỷ lợi- Cân bằng nớc hồ chứa đợc tóm tắt tại bảng 1 -2

Các đặc trng tính toán khí tợng - thuỷ văn

Bảng 1-2

11 Lu lợng dòng chảy năm ứng với P=50% Q50% m3/s 11.2

12 Lu lợng dòng chảy năm ứng với P=75% Q75% m3/s 8.87

13 Tổng lợng dòng chảy năm ứng với P=50% W50% 106m3 352.4

14 Tổng lợng dòng chảy năm ứng với P=75% W75% 106m3 279.7

18 Tổng lợng lũ kiểm tra P=0.1% W0.1% 106m3 212.6

19 Tổng lợng lũ thiết kế P=0.5% W0.5% 106m3 159.5

2 Phân phối dòng chảy thiết kế

Phối dòng chảy năm thiết kế P=75% đợc ghi tại bảng 1-3

Bảng phân phối dòng chảy năm thiết kế

Bảng 1-3

Q75%(m3/s) 3.56 2.29 1.52 1.20 1.89 6.31 20.7 24.6 16.5 13.0 8.92 6.02 8.87 W75%(106m3) 9.36 6.02 3.99 3.15 4.97 16.58 54.29 64.68 43.31 34.11 23.44 15.82 279.7

1.2.3 Lợng nớc yêu cầu các ngành dùng nớc

1 Lợng nớc yêu cầu cho tới

a Mức tới các loại cây trồng

Kết quả tính toán mức tới mặt ruộng các loại cây trồng trích từ tài liệu tính toán thuỷ nông đợc thống kê tại bảng 1-4

Bảng tính toán mức tới cây trồng tại mặt ruộng

Bảng 1-4

b Cơ cấu cây trồng :

Cơ cấu cây trồng trên diện tích canh tác 12500 ha đợc thể hiện tại bảng 1-5

Bảng phân bố diện tích cây trồng

Bảng 1-5

c Mức tới tại mặt ruộng

Mức tới tại mặt ruộng tính theo công thức

Mmr =

Ftuoi

Fi Mi

Trong đó :

Mmr : Mức tới tại mặt ruộng (m3/ha)

Mi : Mức tới cây trồng thứ i (m3/ha)

Fi : Diện tích tới cây trồng thứ i (ha)

F tới : diện tích canh tác (12500 ha)

Mức tới tại mặt ruộng và tại đầu mối hồ chứa với hệ số lợi dụng kênh m ơng

=0.675 ghi tại bảng 1-6

Bảng tổng hợp mức tới cây trồng

Bảng 1-6

Mmặt ruộng

(m3/ha năm)

(m3/ha năm)

F tới

( ha )

W tới

(106m3 )

d Phân phối lợng nớc yêu cầu tới:

Bảng tính toán phân phối lợng nớc yêu cầu tới trong năm trích từ tài liệu tính toán mức tới cây trồng theo đơn vị tháng đợc ghi tại bảng 1-7

Bảng tính toán lợng nớc yêu cầu tới tại đầu mối (106m3)

Bảng 1-7

W tới 27.53 32.25 19.94 10.48 24.18 14.66 15.68 8.80 0.60 2.63 23.37 23.57 203.69

2 Lợng nớc yêu cầu cho sinh hoạt

Lợng nớc sinh hoạt cấp cho 50000 dân khu tới theo tiêu chuẩn cấp nớc dân c 120 l/ ngời ngày đêm Tổng lợng nớc yêu cầu tại nơi tiêu thụ trong năm :

W s.h tiêu thụ = 50000 ngời x 120 l/ngời x 365 ngày = 2.19 x 106m3

Lợng nớc chăn nuôi lấy bằng lợng nớc sinh hoạt

W chăn nuôi = 2.19 x 106m3

Tổng lợng nớc cấp cho sinh hoạt chăn nuôi

W Sh & CN = 2.19x 106m3 + 2.19x 106m3 = 4.38x106m3

Lợng nớc yêu cầu cấp cho sinh hoạt & chăn nuôi tại đầu mối :

W s.h đ.mối = 6.48 x 106m3 ( = 0.675 )

Lợng nớc yêu cầu sinh hoạt chia đều cho các tháng trong năm, kết quả tính toán thể hiện tại bảng 1-8

Bảng phân phối lợng nớc yêu cầu sinh hoạt tại đầu mối (106m3)

Bảng 1-8

W shoạt 0.54 0.54 0.54 0.54 0.54 0.54 0.54 0.54 0.54 0.54 0.54 0.54 6.48

3 Lu lợng môi trờng hạ du

 Lu lợng môi trờng hạ du: Là lu lợng nhằm đảm bảo sự phát triển lành mạnh con sông, khác với lu lợng sinh thái, lu lợng môi trờng thay đổi theo thời gian tuỳ thuộc vào nhu cầu nớc và sự điều tiết con ngời, đảm bảo sự phát triển bền vững lu vực và

sự sống lành mạnh con sông nên lu lợng môi trờng luôn lớn hơn lu lợng sinh thái

 Vùng Tây nguyên dòng chảy về mùa khô ( tháng 1- tháng 4) rất khắc nghiệt, nhất

là vào cuối mùa kiệt tháng 3 và tháng 4 Để có đợc nguồn nớc điều tiết về những tháng này, đảm bảo sự phát triển bền vững vùng hạ du, đối với hồ chứa nớc Ia Mơr

đề nghị chọn Q môi trờng để tính toán điều tiết

 Từ chuỗi dòng chảy tính toán hồ Ia Mơr, tiến hành xây dựng đờng tần suất lu lợng

4 tháng mùa kiệt, kết quả tính toán tần suất dòng chảy Q 90% các tháng mùa kiệt tại bảng 1-9

Bảng kết quả tính toán Q 90% các tháng mùa kiệt

Bảng 1-9

 Q môi trờng : Lấy theo lu lợng trung bình mùa kiệt năm 90% QMT= 1.55 m3/s

 Lu lợng môi trờng tính đều cho 12 tháng trong năm, bảng phân phối lu lợng môi tr-ờng QMT thể hiện tại bảng 1-10

Bảng phân phối lợng nớc yêu cầu môi trờng

Bảng 1-10

Q(m3/s) 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55

W(10 6 m 3 ) 4.07 4.07 4.07 4.07 4.07 4.07 4.07 4.07 4.07 4.07 4.07 4.07 48.84

4 Tổng lợng nớc yêu cầu tại đầu mối :

Tổng lợng nớc yêu cầu tại đầu mối bao gồm các ngành tới, sinh hoạt và môi trờng

là 259.01 x 106m3

Biểu đồ phân phối lợng nớc yêu cầu tại đầu mối hồ chứa nớc Ia Mơr tổng hợp tại bảng 1-11

Bảng phân phối lợng nớc yêu cầu tại đầu mối (106m3)

Bảng 1-11

Wtới 27.53 32.25 19.94 10.48 24.18 14.66 15.68 8.80 0.60 2.63 23.37 23.57 203.69

Wy/c 32.14 36.86 24.55 15.09 28.79 19.27 20.29 13.41 5.21 7.24 27.98 28.18 259.01

chơng 2

Tính toán điều tiết dòng chảy năm

2.1 Mức đảm bảo cấp nớc

Nhiệm vụ hồ chứa nớc Ia Mơr bao gồm : Cấp nớc tới, cấp nớc sinh hoạt cho dân c khu hởng lợi và đảm bảo môi trờng hạ du phát triển bền vững Trong các hộ hởng lợi thì tới đóng vai trò chủ đạo nên mức đảm bảo công trình lấy theo mức đảm bảo tới

Theo Tiêu chuẩn xây dựng Việt nam TCXDVN 285:2002, Xác định mức đảm bảo cấp nớc công trình :

P=75%

2.2 Xác định Mực nớc chết ( MNC )

Các điều kiện xác định MNC

 Đảm bảo tuổi thọ công trình

 Thoả mãn yêu cầu mực nớc đầu kênh chính

 Thoả mãn yêu cầu cột nớc trớc cống lấy nớc

Xác định mực nớc chết :

Dung tích bùn cát hàng năm V bùn cát = 49.87 x103m3

Dung tích bùn cát bồi lấp 75 năm V bùn cát = 49.87 x103m3x75 năm

Dung tích bùn cát bồi lấp 75 năm V bùn cát = 3.74 x106m3

Tơng ứng mực nớc bùn cát MNBC = 180.80m

Để lấy đợc Qtk= 15,45m3/s, đối với cống có áp, yêu cầu cột nớc tính toán trớc cống Htr cống = 3.00 m

Xác định mực nớc chết hồ chứa

MNC = MNBC + H tr.cống MNC = 180.80 + 3.00 =183.80 m Kiểm tra cao độ MNC = 183.80m đối với mực nớc đầu kênh chính 182.40m cho thấy thoả mãn yêu cầu tới tự chảy

Xác định dung tích chết : Từ cao độ MNC hồ chứa xác định dung tích chết theo đ-ờng quan hệ V ~Z

Vc = 15.30 x106m3

2.3 Xác định Mực nớc dâng bình thờng ( MNDBT )

2.3.1 Tính toán điều tiết theo năm thiết kế P=75%

1 Cân bằng sơ bộ nguồn nớc

Lợng nớc đến năm thiết kế W75% = 279.72 x 106m3

Lợng nớc tổn thất W tt = 29.33 x 106m3

Lợng nớc còn lại điều tiết W đ/t = 250.39 x 106m3

Lợng nớc yêu cầu tại đầu mối Wyc = 259.01x106m3

Lợng nớc thiếu W= - 8.62 x 106m3

Chế độ điều tiết hồ chứa nhiều năm

2 Tính toán điều tiết dòng chảy theo năm thiết kế P=75%

Dùng biểu đồ phân phối dòng chảy năm thiết kế W75%=279.72 x106m3

Dùng biểu đồ yêu cầu dùng nớc tại đầu mốiWyc = 259.00x106m3

Các thông số mực nớc chết đã xác định MNC =183.80m

Vc= 15.30 x 106m3.

3 Xác định dung tích nhiều năm

Dung tích điều tiết nhiều năm xác định theo biểu đồ Pleskop

nn = F (P% Cv, )

nn = 0.06

Vnn = 21.78 x106m3

4 Xác định dung tích điều tiết năm

Dùng năm thiết kế P=75%, tính toán điều tiết xác định dung tích hồ chứa điều tiết năm, V n= 140.69 x106m3

Các thành phần dung tích hồ chứa nớc Ia Mơr điều tiết nhiều năm thể hiện tại bảng 2-1

Các thành phần dung tích hồ chứa Ia Mơr

Bảng 2-1

Vn (106m3) Vnn(106m3) Vhi(106m3) Vc (106m3) V t.bộ (106m3)

5 Xác định mực nớc dâng bình thờng MNDBT

Dùng năm thiết kế P=75%, tính toán điều tiết dòng chảy xác định mực nớc dâng bình thờng hồ chứa MNDBT=194.00 Các thông số hồ chứa nớc Ia Mơ trình bày tại bảng 2-2

Các thông số hồ chứa Ia Mơr - điều tiết nh năm

Bảng 2-2

( xem bảng tính toán tại phụ lục 3 )

2.3.2 Kiểm tra MNDBT hồ chứa theo chuỗi dòng chảy

Để đánh giá độ tin cậy mức đảm bảo cấp nớc hồ chứa, dùng chuỗi dòng chảy hồ chứa Ia Mơr (1977-2004) tính toán kiểm tra

Dùng phơng pháp điều tiết theo thứ tự thời gian

Kết quả tính toán điều tiết chuỗi dòng chảy năm thuỷ văn (27 năm)

Số năm tính toán : 27 năm

Số năm đủ nớc : 21 năm

Số năm thiếu nớc : 6 năm

Mức đảm bảo cấp nớc hồ chứa đạt 78%

Bảng kết quả cân bằng nớc hồ chứa Ia Mơr - Chuỗi năm thuỷ văn

Bảng 2-3

Các yếu Qđến Wđến Wtt W đ/c Wtới Wsh Ws.thái Wy/c Wxả W thiếu

tố m3/s 106m3 106m3 106m3 106m3 106m3 106m3 106m3 106m3 106m3

TBNN 11.73 369.91 30.10 339.81 203.69 6.48 48.84 259.01 88.49 -7.69

Bảng thống kê các năm thiếu nớc

Bảng 2-4

W thiếu(106m3) -6.53 -8.43 -92.68 -73.38 -23.56 -3.02 -207.60

Bảng các thông số hồ chứa Ia Mơr - điều tiết chuỗi dòng chảy năm thuỷ văn

Bảng 2-5

MNDBT MNC V t.bộ Vc Vhi Hệ số Hệ số Số năm Mức Chế độ

m m 106m3 106m3 106m3   thiếu đ bảo đ/ tiết 194.00 183.80 177.80 15.29 162.51 0.45 0.80 6 78% n.năm

( Xem bảng tính tại phụ lục 5 và biểu đồ mực nớc hồ chứa tại phụ lục 6 )

Nhận xét :

Thông qua tính toán điều tiết chuỗi dòng chảy năm thuỷ văn (1977-2004), với quy mô hồ chứa Ia Mơr MNC=183.80m, MNDBT=194.00m, tính toán 21 năm cấp đủ nớc , 6 năm thiếu nớc, mức đảm bảo cấp nớc hồ chứa đạt 78%

Đánh giá : Mức đảm bảo cấp nớc dự án có độ tin cậy cao

chơng 3

Tính toán điều tiết dòng chảy lũ

3.1 Tần suất lũ thiết kế và lũ kiểm tra công trình

Công trình hồ chứa nớc Ia Mơr thuộc công trình cấp II, tần suất lũ thiết kế và tần suất lũ kiểm tra tại đầu mối công trình hồ chứa, xác định theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 285:2002

Tần suất lũ thiết kế P= 0.5%

Tần suất lũ kiểm tra P= 0.1%

3.2 Tính toán điều tiết lũ

3.2.1 Công thức tính toán lu lợng tràn xả lũ

Hồ chứa Ia Mơr có diện tích lu vực 380 km2 thuộc loại lu vực lớn, thời gian lũ kéo dài, công trình phòng lũ nghiên cứu theo phơng án tràn có cửa van là phù hợp

Công thức tính toán lu lợng qua đập tràn :

Qx = m B 2g Ho3/2

Trong đó :

Qx Lu lợng xả qua tràn (m3/s)

m Hệ số lu lợng tràn

B Bề rộng tràn (m)

g Gia tốc trọng trờng (m/s2)

Ho Cột nớc tràn (m)

3.2.2 Kết quả tính toán điều tiết lũ thiết kế

Kết quả tính toán điều tiết lũ thiết kế tại tuyến theo tần suất lũ thiết kế và lũ kiểm tra với 3 phơng án B tràn cửa van đợc nêu tại bảng 3-1

Bảng kết quả tính toán điều tiết lũ thiết kế

Bảng 3-1

P% Qp% Wp% Btràn m Ng:tràn MNDBT MNGC Ho Qxả K.thớc tràn

0.5% 1431 159.1 12 0.40 189.00 194.00 197.11 8.11 491 12 x 5

0.5% 1431 159.1 18 0.40 189.00 194.00 196.47 7.47 651 18 x 5

0.5% 1431 159.1 24 0.40 189.00 194.00 195.97 6.97 783 24 x 5

0.1% 1887 212.6 12 0.40 189.00 194.00 198.28 9.28 601 12 x 5

0.1% 1887 212.6 18 0.40 189.00 194.00 197.56 8.56 799 18 x 5

( Xem bảng tính phụ lục 16-19 )

3.3 Phơng án chọn

Thông qua tính toán kinh tế kỹ thuật chọn phơng án tràn 3 cửa Các thông số hồ

chứa nớc Ia Mơr đợc tóm tắt tại bảng 3-2

Bảng tóm tắt thông số hồ chứa Ia Mơr – Phơng án tràn 3 cửa

Bảng 3-2

Phô lôc

C¸c b¶ng tÝnh

&

b¶n vÏ