Nghiên cứu thực nghiệm xác định khả năng tháo của đập tràn xả lũ Bản Mòng_unprotected

Cho đến nay, việc nghiên cứu về đập tràn xả lũ trên thế giới cũng như ở Việt Nam vẫn còn nhiều vấn đề phải quan tâm nhất là vấn đề khả năng tháo của đập tràn nhằm hoàn thiện những cơ sở

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài luận văn của tôi hoàn toàn là do tôi làm Những kết quả nghiên cứu, tính toán là trung thực, không sao chép từ bất kỳ nguồn thông tin nào khác

Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về lời cam đoan này

Hà Nội, ngày 17 tháng 08 năm 2016

Học viên cao học

Phạm Thanh Bình

ii

LỜI CẢM ƠN

Sau thời gian dài làm luận văn, với sự cố gắng nỗ lực của bản thân cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của Phòng đào tạo đại học & sau đại học, khoa Công trình, các thầy cô giáo trường Đại học Thủy Lợi, Phòng thí nghiệm trọng điểm Quốc gia về động lực học Sông biển – Viện khoa học Thủy lợi Việt Nam, và đặc

biệt là thầy giáo hướng dẫn TS Nguyễn Ngọc Nam tác giả đã hoàn thành luận

văn tốt nghiệp của mình với đề tài “Nghiên cứu thực nghiệm xác định khả

năng tháo của đập tràn xả lũ Bản Mòng – tỉnh Sơn La”.

Tác giả xin trân trọng cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn TS

Nguyễn Ngọc Nam đã trực tiếp hướng dẫn và chỉ bảo tận tình trong suốt quá

trình thực hiện luận văn

Tác giả xin trân trọng cảm ơn các thầy cô trong Hội đồng khoa học đã đóng góp những ý kiến, những lời khuyên quý giá cho luận văn

Tác giả xin chân thành cảm ơn Viện Quy hoạch thủy lợi (nơi tác giả làm việc) đã động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả trong suốt quá trình

thực hiện luận văn

Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã quan tâm giúp đỡ, động viên, khích lệ tôi trong quá trình thực hiện luận văn

Xin trân trọng cảm ơn !

Hà Nội, ngày 17 tháng 08 năm 2016

TÁC GIẢ

Phạm Thanh Bình

iii

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHẢ NĂNG THÁO CỦA ĐẬP TRÀN THỰC DỤNG 3

1.1 Tổng quan về nghiên cứu phát triển đập tràn thực dụng ở nước ngoài 3

1.1.1 Đập tràn thành mỏng 3

1.1.2 Đập tràn đỉnh rộng 3

1.1.3 Đập tràn có mặt cắt thực dụng 4

1.2 Kết quả nghiên cứu về đập tràn thực dụng ở nước ngoài và và khả năng tháo của nó 5

1.2.1 Kết quả nghiên cứu về đập tràn thực dụng dạng mặt cắt Cơrigiơ - Ôphixêrốp 5

1.2.2 Đập tràn mặt cắt dạng WES 9

1.3 Tổng quan về khả năng tháo của đập tràn thực dụng ở trong nước và kết quả nghiên cứu 12

1.4 Kết quả nghiên cứu các mặt cắt thực dụng khác 20

1.4.1 Đập tràn thực dụng dạng mặt cắt hình thang 20

1.4.2 Đập tràn ngưỡng răng cưa 20

1.5 Phân tích các yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến khả năng tháo lũ của đập tràn xả lũ 23

1.5.1 Ảnh hưởng của vị trí bố trí đập 23

1.5.2 Hình dạng mặt cắt 24

1.5.3 Cửa van 25

1.5.4 Tường cánh trước ngưỡng tràn 26

1.5.5 Trụ pin 27

1.6 Đánh giá bình luận các kết quả nghiên cứu 28

1.7 Nhận xét chương 1 29

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG THÁO CỦA ĐẬP TRÀN XẢ LŨ BẢN MÒNG – TỈNH SƠN LA NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM MÔ HÌNH THỦY LỰC 31

2.1 Giới thiệu về công trình Bản Mòng 31

2.1.1 Vị trí địa lý 31

2.1.2 Điều kiện địa hình, địa chất công trình 31

2.1.3 Điều kiện khí tượng và thủy văn công trình 32

2.1.4 Nhiệm vụ của dự án: 34

2.1.5 Những thông số kỹ thuật cơ bản của công trình 34

2.2 Phân tích hình dạng cửa vào đập tràn xả lũ Bản Mòng ảnh hưởng đến khả năng tháo lũ 37

2.2.1 Ảnh hưởng của dạng biên cửa vào tràn đến khả năng tháo 37

2.2.2 Ảnh hưởng hình dạng ngưỡng tràn Bản Mòng đến khả năng tháo 39

2.2.3 Điểm đặt rãnh van cung và rãnh khe phai trên mặt đập tràn 40

2.2.4 Kích thước bề dày và hình dạng đầu trụ pin 41

2.2.5 Loại và hình dạng cửa van 41

2.2.6 Bề rộng mỗi khoang tràn và cột nước tràn 42

2.3 Áp dụng lý thuyết đường cong e líp để xác định biên đoạn chuyển tiếp cửa vào phía bờ phải tràn xả lũ Bản Mòng 42

2.4 Phân tích nghiên cứu thay đổi bề rộng tràn phù hợp cho tràn xả lũ Bản Mòng 44

2.5 Khái quát về mô hình thí nghiệm thủy lực 44

iv

2.5.1 Lý thuyết tương tự 44

2.5.2 Các tiêu chuẩn tương tự 47

2.5.3 Lập phương trình quan hệ giữa các yếu tố xác định khả năng tháo của tràn Bản Mòng theo định lý hàm π (phương pháp Buckingham) 47

2.6 Thiết kế mô hình đập tràn xả lũ Bản Mòng 55

2.6.1 Thiết kế mô hình 56

2.6.2 Xây dựng mô hình 58

2.7 Giới thiệu phương pháp thí nghiệm và các trường hợp thí nghiệm tràn xả lũ Bản Mòng 62

2.7.1 Giới thiệu phương pháp thí nghiệm 62

2.7.2 Các trường hợp thí nghiệm 63

2.8 Kết quả thí nghiệm về khả năng tháo của tràn 64

2.8.1.Trường hợp mở hoàn toàn 3 cửa van – Phương án thiết kế 64

2.8.2.Trường hợp mở hoàn toàn 3 cửa van – Phương án sửa đổi 65

2.8.3 Trường hợp mở hoàn toàn cửa van giữa, 2 cửa van bên mở với độ mở a 67

2.9 Tổng kết chương 2 68

CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 71

3.1 Đặt vấn đề chung 71

3.2 Đánh giá sai số đối với kết quả đo từ công thức tính và thiết bị đo 72

3.3 Đánh giá định lượng kết quả nghiên cứu 73

3.3.1 Đặt vấn đề 73

3.3.2 Phương pháp tổng bình phương nhỏ nhất với mô hình xấp xỉ tuyến tính, ứng dụng tìm các hệ số chưa biết của một đa thức bằng số liệu thựcnghiệm 73

3.4 So sánh, đánh giá 80

3.4.1 Trường hợp mở hoàn toàn 80

3.4.2 Trường hợp mở cửa van với độ mở a 82

3.5 Tổng kết chương 3 83

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 85

TÀI LIỆU THAM KHẢO 89

PHỤ LỤC 90

v

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 1 Đập tràn thành mỏng 3

Hình 1 2 Đập tràn đỉnh rộng 4

Hình 1 3 Đập tràn mặt cắt thực dụng 4

Hình 1 4 Đập tràn dạng hình thang 4

Hình 1 5 Mặt cắt đập tràn chân không 5

Hình 1 6 Mặt cắt đập tràn không chân không 5

Hình 1 7 Sơ đồ thủy lực mặt tràn 7

Hình 1 8 Hai dạng mặt cắt đầu tràn Cơrigiơ - Ôphixêrốp 7

Hình 1 9 Đập tràn chảy tự do, co hẹp bên 7

Hình 1 10 Đập tràn xả nước dưới cửa van 8

Hình 1 11 Mô hình đầu mối hồ chứa Nước Trong 14

Hình 1 12 Hình ảnh thi công hạng mục đập tràn thủy điện Tuyên Quang 17

Hình 1 13 Khả năng xả đập tràn mặt cắt hình thang 20

Hình 1 14 Mặt bằng đập tràn ngưỡng răng cưa kiều truyển thống 20

Hình 1 15 Đập tràn phím “ Piano” 21

Hình 1 16 Đồ thị so sánh khả năng xả của đập tràn kiểu Cơrigiơ Ôphixêrốp và kiểu PKA với H = 4m 22

Hình 1 17 Ngưỡng tràn kiểu Cơrigiơ và ngưỡngtràn kiểu PKA với H = 4m 22

Hình 1 18 Đập tràn răng cưa kiểu phím “Piano” 22

Hình 1 19 Đập bố trí ở lòng sông - Công trình thuỷ điện Yên Sơn 23

Hình 1 20 Đập bố trí bên bờ - Mô hình đầu mối thủy điện Sơn La 24

Hình 1 21 Mặt cắt đập tràn có cửa van 25

Hình 1 22 Các loại tường cánh trước ngưỡng tràn 26

Hình 1 23 Bờ kênh dạng đường dòng 26

Hình 1 24 Các hình thức trụ pin 27

Hình 2 1 Mặt bằng bố trí đập tràn Bản Mòng 38

Hình 2 2 Mặt cắt ngang đại diện đập tràn Bản Mòng 39

Hình 2 3 Mặt bằng trụ pin trước và sau sửa đổi 41

Hình 2 4 Mặt bằng tràn sửa đổi đoạn cửa vào phía bờ phải 43

Hình 2 5 Vị trí các mặt cắt và thủy trực đo 62

Hình 2 6 Quan hệ Q~m tràn xả lũ – Phương án thiết kế 65

Hình 2 7 Quan hệ Q~m tràn xả lũ – Phương án sửa đổi 66

vi

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1 1 Tham số đường cong mặt tràn 9

Bảng 1 2 Xác định khả năng xả của tràn xả lũ hồ chứa Nước Trong 14

Bảng 1 3 Xác định khả năng xả của tràn Kanak (mặt cắt dạng WES) 15

Bảng 1 5 Xác định khả năng xả của tràn Bình Điền (MHMC) 16

Bảng 1 6 Xác định khả năng xả của tràn Cửa Đạt 16

Bảng 1 7 Xác định khả năng xả tràn mặt của thủy điện Tuyên Quang (dạng mặt cắt Ôphixêrốp) 17

Bảng 1 8 Khả năng xả của đập Ngòi Nhì (dạng mặt cắt Ôphixêrốp) 18

Bảng 1 9 Khả năng xả của đập Bản Chát (dạng mặt cắt Ôphixêrốp) 19

Bảng 1 10 Xác định khả năng xả tràn mặt của thủy điện A Lưới (dạng mặt cắt Ôphixêrốp) 19

Bảng 2 1 Quan hệ Z ~ F ~ W hồ chứa Bản Mòng 32

Bảng 2 2 Đặc trưng nhiệt độ trung bình tháng, năm 32

Bảng 2 3 Tốc độ gió lớn nhất 33

Bảng 2 4 Lưu lượng bình quân tháng, P = 85% - tuyến đập Bản Mòng – Q(m3/s) 33

Bảng 2 5 Đặc trưng dòng chảy năm khu giữa 33

Bảng 2 6 Lưu lượng bình quân tháng, P = 85%, 88% - vùng khu giữa – Q(m3/s) 34

Bảng 2 7 Các thông sỗ kỹ thuật cơ bản của công trình 35

Bảng 2 8 Kết quả tính tọa độ đường cong elip 43

Bảng 2 9 Xác định khả năng tháo khi tràn mở hoàn toàn 3 cửa 65

Bảng 2 10 Xác định khả năng xả qua tràn – Phương án sửa đổi 66

Bảng 2 11 Lưu lượng xả khi vận hành cửa van có 2 cửa bên với độ mở a khác nhau 68 Bảng 3 1 Kết quả tính toán theo công thức thực nghiệm 81

Bảng 3 2 Kết quả tính toán theo số liệu thí nghiệm – Phương án thiết kế 81

Bảng 3 3 Kết quả tính toán theo số liệu thí nghiệm – Phương án sửa đổi 81

Bảng 3 4 Kết quả tính toán theo số liệu thí nghiệm 82

Bảng 3 5 Kết quả tính toán theo công thức thực nghiệm 83

1

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài:

Công trình tháo là bộ phận quan trọng không thể thiếu trong đầu mối các công trình thủy lợi, thủy điện Nghiên cứu công trình tháo nhằm cải thiện tình hình làm việc của bản thân công trình cũng như để hạn chế ảnh hưởng của dòng chảy qua nó tới các công trình khác luôn là những vấn đề khoa học mang tính thời sự, có ý nghĩa thực tiễn cao Tài liệu tổng kết trong xây dựng các công trình thủy lực, thủy điện cho thấy tỷ trọng giá thành xây dựng của công trình tháo lũ, nhất là đập tràn xả lũ chiếm một tỷ lệ khá lớn trong tổng giá thành xây dựng công trình Do vậy, công trình tháo lũ, đặc biệt là đập tràn xả lũ giữ vị trí rất quan trọng về kinh tế, kỹ thuật đồng thời có ý nghĩa quyết định đến hiệu quả khai thác và đảm bảo an toàn cho hệ thống công trình đầu mối và vùng hạ du, nơi thường là khu vực trọng yếu của quốc gia về dân sinh, kinh tế, chính trị văn hóa, quốc phòng v.v

Cho đến nay, việc nghiên cứu về đập tràn xả lũ trên thế giới cũng như ở Việt Nam vẫn còn nhiều vấn đề phải quan tâm nhất là vấn đề khả năng tháo của đập tràn nhằm hoàn thiện những cơ sở lý luận trong khoa học tính toán kinh tế, kỹ thuật các công trình

Vì vậy đề tài: “Nghiên cứu thực nghiệm xác định khả năng tháo của đập tràn xả lũ Bản Mòng – tỉnh Sơn La” là rất cần thiết và có ý nghĩa về mặt khoa học cũng như

thực tiễn trong thiết kế, xây dựng công trình

2 Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu:

 Tổng quan các nghiên cứu về khả năng tháo của đập tràn xả lũ

 Khảo sát những yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến khả năng tháo của đập tràn xả lũ

 Dựa vào quan hệ giữa bề rộng và khoang tràn với sự thay đổi của khả năng tháo của công trình cụ thể đập tràn xả lũ Bản Mòng – tỉnh Sơn La để đề xuất kích thước

bề rộng khoang tràn hợp lý

3.2 Phương pháp nghiên cứu:

 Thu thập, phân tích, tổng hợp các tài liệu liên quan đến thiết kế đập tràn xả lũ, các tài liệu liên quan đến khả năng tháo

 Nghiên cứu lý thuyết tính toán khả năng tháo cho đập tràn xả lũ Bản Mòng

 Nghiên cứu thực nghiệm và so sánh kết quả tính toán với kết quả thí nghiệm mô hình Nghiên cứu sẽ dưa vào các phương pháp sau:

+ Mô hình vật lý: dựa vào kết quả thí nghiệm mô hình vật lý tại Trung tâm nghiên cứu Thủy lực – Phòng thí nghiệm trọng điểm Quốc gia về động lực học sông biển

+ Thống kê: xử lý số liệu thu thập và thiết lập quan hệ giữa các yếu tố thủy lực theo số liệu thu thập

4 Dự kiến kết quả đạt được:

 Tổng hợp các tài liệu nghiên cứu có liên quan đến đập tràn thực dụng

 Phân tích đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tháo của đập tràn xả lũ Bản Mòng – tỉnh Sơn La

 Đề xuất ứng dụng hình dạng cửa vào theo lý thuyết đường cong elip

 Đề xuất thay đổi kích thước bề rộng tràn phù hợp cho đập tràn xả lũ Bản Mòng – tỉnh Sơn La

3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHẢ NĂNG THÁO CỦA ĐẬP TRÀN THỰC DỤNG

1.1 Tổng quan về nghiên cứu phát triển đập tràn thực dụng ở nước ngoài

Quá trình nghiên cứu hình dạng mặt cắt đập tràn đã trải qua một thời gian dài: từ nghiên cứu đập tràn thành mỏng sắc cạnh dần dần sửa đổi để hình thành mặt cắt đập tràn thực dụng ngày nay

Theo chiều dày đỉnh đập tràn để phân loại thì đập tràn chia làm ba loại là:

1.1.1 Đập tràn thành mỏng

Khi chiều dày của đỉnh đập < 0,67H, làn nước tràn ngay sau khi qua mép thượng lưu của đỉnh đập thì tách rời khỏi đỉnh đập; không chạm vào toàn bộ mặt đỉnh đập, do đó hình dạng và chiều dày của đập không ảnh hưởng đến làn nước tràn và lưu lượng tràn

Hình 1 1 Đập tràn thành mỏng

1.1.2 Đập tràn đỉnh rộng

Khi đỉnh đập nằm ngang và có một chiều dày tương đối lớn (23)H < < (810)H, trên đỉnh đập hình thành một đoạn dòng chảy có tính chất thay đổi dần Nếu chiều dày đỉnh đập quá lớn > (810)H thì không thể coi là đập tràn nữa mà coi như một đoạn kênh dẫn

4

Hình 1 2 Đập tràn đỉnh rộng

1.1.3 Đập tràn có mặt cắt thực dụng

Đập tràn có mặt cắt thực dụng là loại đập tràn thường dùng trong các công trình tháo

lũ trên sông, có năng lực tháo nước lớn, tháo các vật nổi trôi lẫn trong nước một cách

dễ dàng, hình dạng cũng dễ thi công, dùng vật liệu tại chỗ nên mặt cắt đập có thể là dạng hình thang hoặc hình cong

Hình 1 3 Đập tràn mặt cắt thực dụng

a Đập tràn dạng hình thang:

Chiều dày đỉnh trong phạm vi: 0,67H < < (23)H

Mái dốc thượng và hạ lưu có các trị số khác nhau được xây dựng bằng bê tông, đá xây, hay gỗ nhưng nhược điểm của loại đập này là hệ số lưu lượng nhỏ so với dạng mặt cắt hình cong, hệ số m thường là 0,41 0,42

Hình 1 4 Đập tràn dạng hình thang

5

b Đập tràn dạng mặt cắt cong:

Có profil và mái hạ lưu hình cong, lượn theo làn nước trên mặt tràn, nên dòng chảy trên mặt tràn thuận, hệ số lưu lượng lớn, nhưng thi công phức tạp hơn đập hình thang

Hệ số lưu lượng thường là m = 0,48  0,49

1.2 Kết quả nghiên cứu về đập tràn thực dụng ở nước ngoài và và khả năng tháo của nó

1.2.1 Kết quả nghiên cứu về đập tràn thực dụng dạng mặt cắt Cơrigiơ - Ôphixêrốp

Các nhà thủy lực Liên Xô đã nghiên cứu hai dạng:

Dạng đập tràn thực dụng mặt cắt có chân không (như hình 1.5)

Hình 1 5 Mặt cắt đập tràn chân không

và dạng đập tràn thực dụng mặt cắt không chân không (như hình 1.6)

Hình 1 6 Mặt cắt đập tràn không chân không Đối với loại mặt cắt đập tràn thực dụng phi chân không dòng chảy trên mặt đập có áp suất dọc theo mặt đập thường là dương Còn mặt cắt đập tràn thực dụng có chân không





1.2.1.1 Về phương pháp thiết kế mặt cắt tràn dạng Ôphixêrốp đã được chỉ dẫn rõ trong cuốn “Công trình tháo lũ trong đầu mối hệ thống thủy lợi” [1]

Khi vẽ được đường cong mặt hạ lưu đập tràn Ôphixêrốp, để nối tiếp với bể tiêu năng hoặc mũi hắt cuối tràn; bán kính cong nối tiếp R khi cột nước trên đỉnh tràn lớn thì:

R = (0,501,0)(Htk+Zmax)

Khi cột nước trên đỉnh tràn nhỏ (nhỏ hơn 5m) thì :

R = (0,250,5)(Htk + Zmax) (1.1) Trong đó:

Zmax - Độ chênh cột nước lớn nhất giữa thượng và hạ lưu của đập tràn (m)

Htk - Cột nước thiết kế định hình trên đỉnh đập tràn (m)

Còn về mặt tràn phía thượng lưu có thể thẳng đứng, là mái xiên hoặc có đầu nhô Thông thường mái đập hạ lưu của dạng mặt cắt Ôphixêrốp đều chọn m = 0,750,80

1.2.1.2 Về xác định lưu tốc dòng chảy trên mặt tràn:

Lưu tốc trên mặt đập tràn được xác định theo biểu thức:V i   2gZ i (1.2)

Trong đó: : Hệ số lưu tốc

Zi: Độ chênh cột nước tính từ mực nước TL đến mặt cắt tính toán

Sơ đồ tính toán như hình 1.7

7

Hình 1 7 Sơ đồ tính thuỷ lực mặt tràn

1.2.1.3 Về khả năng xả của loại đập tràn Cơrigiơ - Ôphixêrốp:

Đã được các nhà thủy lực Liên Xô cũ nghiên cứu cho kết quả như sau đối với hai dạng mặt cắt A và B (hình 1.8)

Hình 1 8 Hai dạng mặt cắt đầu tràn Cơrigiơ - Ôphixêrốp Với hai dạng mặt cắt đập tràn nêu trên A và B các tác giả Liên xô cũ đã đưa ra công thức tính khả năng xả đập tràn thực dụng mặt cong như sau:

Trong thực tế các loại đập hình cong thường được chia thành nhiều khoang bởi các mố trụ, dòng chảy tràn bị co hẹp bên; nên công thức tính lưu lượng là:

3/ 2 2

Theo quy định nếu thỏa mãn điều kiện sau đây thì lưu tốc tiến gần là đủ nhỏ có thể bỏ

qua cột nước lưu tốc 2

2

o

V g

 : Chiều rộng tràn nước toàn đập (m)

Ho: Cột nước trên đỉnh đập tràn xét tới 2

2

o

V g

Theo WES thì đường cong trên mặt đập tràn chia thành 2 phần:

Đường cong phía thượng lưu đỉnh tràn, chính dạng đường cong đầu tràn phía thượng lưu là phần ảnh hưởng tới khả năng tháo của đập tràn (thể hiện qua hệ số lưu lượng) Đường cong phía hạ lưu đỉnh tràn không ảnh hưởng tới khả năng tháo nhưng ảnh hưởng tới khối lượng xây dựng và phân bố áp suất trên mặt đập tràn Dưới đây xin tóm tắt trình bày các kết quả mà các nhà thuỷ lực Mỹ cũng như Trung Quốc đã đạt được Muốn vẽ đường cong mặt tràn thực dụng dạng WES phía hạ lưu ta dựa theo công thức:

Hd: Cột nước thiết kế định hình đường cong mặt đập tràn phía hạ lưu

Khi chiều cao đập phía thượng lưu P  1,33Hd thì là loại đập cao Quy định nên lấy

giá trị: Hd = (0,750,95)Hmax

10

Khi chiều cao đập phía thượng lưu P < 1,33Hd thì là loại đập thấp, nên lấy giá trị: Hd

= (0,650,85)Hmax

Hmax: Cột nước trên tràn ứng với lưu lượng của tần suất lũ kiểm tra

x, y: Toạ độ các điểm cong trên mặt tràn phía hạ lưu

n: Chỉ số có liên quan đến độ dốc của mái thượng lưu xem bảng 1.1

1.2.2.2 Khả năng tháo của đập tràn dạng WES

(Hiện nay thường tính theo hai công thức)

Ho : Cột nước tác dụng trên đỉnh đập tràn (feet)

P : Chiều cao đập phía thượng lưu (feet)

Theo Rouse, công thức trên đối với C vốn dùng cho H

P =5, có thể mở rộng đến H

P =10 (gần đúng)

Khi H

P >15 thì đập trở thành ngưỡng thấp và khi đó lưu lượng sẽ được xác định qua mặt cắt phân giới ở ngay trước ngưỡng (độ sâu phân giới hc H +P)

 

  

 

- Công thức của Trung Quốc:

Qua quá trình nghiên cứu ứng dụng đập tràn dạng WES các nhà thuỷ lực Trung Quốc

12

Nhận xét:

Qua phần trình bày ở trên, để nâng cao khả năng xả của đập tràn thực dụng có mặt cắt cong dù là ứng dụng dạng mặt cắt đập tràn Cơrigiơ – Ôphixêrốp hay WES; cần chỉ ra rằng khi thiết kế đường cong mặt tràn cần đặc biệt chú ý việc thiết kế đoạn cong phía thượng lưu đỉnh tràn phải phù hợp với loại đập tràn, tức là:

+ Loại đập thấp mái thượng lưu cần thiết kế mặt xiên, để nâng cao hệ số C

+ Loại đập cao mặt hứng nước phía thượng lưu thẳng đứng, đoạn cong phía thượng lưu đỉnh đập tràn cần dùng 2 hoặc 3 bán kính cong để nối tiếp, không nên thiết kế thành một đường vát tiếp giáp với đỉnh tràn tạo ra một góc ; thiết kế như vậy sẽ tạo ra

áp suất âm phía đầu tràn khi Htr > HTK, đồng thời làm giảm hệ số lưu lượng m

1.3 Tổng quan về khả năng tháo của đập tràn thực dụng ở trong nước và kết quả nghiên cứu

Tính toán khả năng tháo đã được nghiên cứu và tìm ra công thức chung nhất, nó được

áp dụng để tính toán thiết kế công trình tháo lũ Với các công trình quan trọng đều được đối chiếu lại với số liệu của thí nghiệm mô hình Khi đập tràn có hình dạng và kích thước khác với đập tiêu chuẩn thì kết quả thí nghiệm mô hình sẽ đưa ra được những hiệu chỉnh cần thiết, đó cũng chính là những nghiên cứu về các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tháo của công trình tháo lũ, như công trình Thủy điện Sơn La, Bản Chát, Huội Quảng, Lai Châu…

Ở nước ta từ năm 1960 đến năm 1998 các công trình đập tràn thực dụng đều được thiết

kế theo dạng mặt cắt Ôphixêrốp như:

Đập tràn hồ chứa nước Thác Nhồng (Quảng Ninh), Đập tràn Thông Gót (Cao Bằng), đập tràn Ngòi Nhì (Yên Bái)… đều là loại đập dâng chủ yếu là để lấy nước tưới và một phần tạo đầu nước phát điện

Qua kết quả thí nghiệm hệ số lưu lượng m chỉ là 0,420,44; cột nước lũ trên đỉnh tràn không lớn chỉ 46m; đây là các công trình được xây dựng dưới thời bao cấp, nền kinh

tế của nước ta còn chưa chuyển mình Để thoát khỏi lạc hậu Đảng và Nhà nước ta đã thực hiện đường lối mở cửa nhằm đưa nước ta từ một nước nông nghiệp dần dần trở

13

thành một nước công nghiệp Vì lẽ đó nước ta đã đi vào nghiên cứu xây dựng các công trình thủy lợi – thủy điện lớn, đập tràn có cột nước cao như thủy điện Sông Hinh, đập tràn thủy điện Yaly, đập tràn hồ chứa nước Tân Giang, đập tràn thủy điện Hòa Bình;

mà chiều cao đập chính từ 60120m; dung tích hồ chứa từ 500 triệu đến hàng tỷ m3

nước vừa kết hợp chống lũ, phát điện và nuôi trồng thủy sản phát triển giao thông thủy phù hợp với phương châm tổng hợp lợi dụng nguồn nước

Qua kết quả thí nghiệm mô hình hệ số lưu lượng m là từ 0,430,47 với lưu lượng xả

lũ từ 5.000m3/s đến 37.000m3/s Để vận hành linh hoạt trên mặt đập tràn đều phân thành nhiều khoang, có lắp đặt cửa van hình cung để khống chế mực nước và lưu lượng xả lũ Ở giữa các khoang có trụ pin dày từ 2,5m đến 3,0m; một vài công trình có

số khoang tràn nhiều để tiện phân chia khe chống lún còn được thiết kế trụ pin giữa theo dạng trụ pin kép dày từ 5 đến 6m; chính sự tồn tại các trụ pin giữa đã tạo ra co hẹp bên ở cửa vào tràn dẫn tới ảnh hưởng giảm bớt một phần khả năng tháo của tràn

Từ những năm 2000 trở lại đây do việc hợp tác khoa học kỹ thuật với nhiều nước nên

ta đã áp dụng mặt cắt đập tràn WES vào một số công trình như:

Đập tràn hồ chứa Nước Trong;

Đập tràn thủy điện Kanak;

Đập tràn thủy điện Bình Điền;

Đập tràn hồ chứa nước Cửa Đạt;

Giá trị hệ số lưu lượng của các công trình trên qua kết quả thí nghiệm mô hình thì hệ

số m đạt được theo kết quả thí nghiệm mô hình

Kết quả thí nghiệm hồ chứa Nước Trong ở Bảng 1.2

= 0,1% giá trị tính toán cao hơn mực nước trong thí nghiệm mô hình từ 5 30cm Với

sự chênh lệch mực nước hồ như trên có thể nói rằng với kích thước và cao trình ngưỡng tràn đã chọn của thiết kế là tương đối phù hợp, đủ đảm bảo khả năng xả lũ qua tràn an toàn

Hình 1 11 Mô hình đầu mối hồ chứa Nước Trong

15

Mặt khác với cột nước tác dụng trên đỉnh tràn H tr 4,30 15,6 m ta thấy hệ số lưu lượng m tăng dần từ 0, 405 0, 4526 ; nghĩa là khả năng tháo tăng lên khi cột nước trên đỉnh tràn tăng lên; nói cách khác là m tỷ lệ thuận với Htr

Kết quả thí nghiệm của tràn Kanak ở Bảng 1.3

Đối với tràn công trình Kanak, từ đồ án thiết kế thì có 3 khoang tràn: 31236m cao trình ngưỡng tràn đặt tại +502,0m; theo thiết kế tính toán cột nước kiểm tra mặt trước tràn là 14,8m so với kết quả thí nghiệm là 14,26m nên giá trị thiết kế tính toán cao hơn trị số thí nghiệm gần 0,54m; nguyên nhân là do thiết kế chọn hệ số m thiên thấp

Bảng 1 3 Xác định khả năng xả của tràn Kanak (mặt cắt dạng WES)

TT Q xả

(m 3 /s) Z hồ (m) Z h (m) H o (m)

Hệ số co hẹp

MHT Thể m’

MH m/c m’

Kết quả thí nghiệm của tràn Bình Điền ở Bảng 1.4

Tràn Bình Điền tính toán thủy lực tương đối hợp lý nên hệ số lưu lượng và mực nước theo tính toán của thiết kế không sai khác mấy với kết quả thí nghiệm trên mô hình

Kết quả thí nghiệm của tràn Cửa Đạt ở Bảng 1.5

Bảng 1 5 Xác định khả năng xả của tràn Cửa Đạt

TT Qxả (m3/s) Zhồ (m) HTr (m) Vo (m/s) Ho (m) hệ số m Ghi chú

1 13520 121,33 23,81 3,19 24,33 0,462

Dạng mặt cắt WES

17

Tràn Cửa Đạt lưu lượng thí nghiệm nói chung thấp hơn so với kết quả thiết kế từ 2,7% -3,5%, hệ số lưu lượng thí nghiệm thấp hơn tính toán thiết kế 0,01 Như vậy thì kết quả tính toán thiết kế so với kết quả thí nghiệm trên mô hình sai khác không đáng kể Trên đã phân tích kết quả của một số công trình tràn có mặt cắt dạng WES Dưới đây xin phân tích về tràn dạng mặt cắt Ôphixêrốp theo kết quả thí nghiệm mô hình

Kết quả thí nghiệm của tràn Tuyên Quang bảng 1.6

Bảng 1 6 Xác định khả năng xả tràn mặt của thủy điện Tuyên Quang (dạng mặt cắt

18

Đập tràn xả mặt công trình thủy điện Tuyên Quang có 4 khoang (n = 4) chiều rộng mỗi khoang b = 15,0m; do đó B tràn 41560m; trụ pin dày d = 3,5m; đầu trụ pin lượn tròn r 1,75m; cao độ ngưỡng tràn là +104,85m So sánh kết quả thí nghiệm với số liệu thiết kế tính toán về mực nước hồ khi xả lũ kiểm tra thấy rằng:

+ Mực nước lũ kiểm tra theo thí nghiệm là +123,25m so với mực nước thiết kế tính toán là +123,89 thấp hơn 0,64m Như vậy dựa theo số liệu thí nghiệm nêu trên học viên nhận thấy:

- Về ưu điểm: Kích thước khẩu độ khoang tràn tương đối khả dĩ với tỷ số

9,00

0,450 0,441 0,437 0,436 0,434 0,433 0,432

Bảng 1 9 Xác định khả năng xả tràn mặt của thủy điện A Lưới (dạng mặt cắt

Như vậy là ở nước ta hiện nay đang áp dụng nhiều loại mặt cắt đập tràn thực dụng như

là Ôphixêrốp, WES

20

1.4 Kết quả nghiên cứu các mặt cắt thực dụng khác

1.4.1 Đập tràn thực dụng dạng mặt cắt hình thang

Ở phần trên đã nêu để phát triển thành đập tràn thực dụng dạng cong trước đây người

ta đã dùng đập tràn trọng lực mặt cắt hình thang như là đập tràn Bái Thượng (Thanh Hóa) được thể hiện như hình 1.13

Hình 1 13 Khả năng xả đập tràn mặt cắt hình thang Khả năng xả theo công thức sau: 𝑄 = 𝑚𝐵√2𝑔𝐻03/2

Nhưng hệ số lưu lượng nhỏ hơn đập tràn Ôphixêrốp, m = 0,40 ÷ 0,42

1.4.2 Đập tràn ngưỡng răng cưa

1.4.2.1 Đập tràn ngưỡng răng cưa kiểu truyền thống

Đập tràn ngưỡng răng cưa kiểu truyền thống đã được áp dụng thành công ở nhiều nơi trên thế giới Ngưỡng tràn gồm những tường bê tông cốt thép thẳng đứng, tương đối mỏng được đặt trên sàn phẳng theo dạng răng cưa hình thang như hình dưới đây:

Hình 1 14 Mặt bằng đập tràn ngưỡng răng cưa kiều truyển thống

h h hn

Z

P H

21

Tỷ số 𝑁 = L

W thường bằng 4 (L là chiều dài ngưỡng theo tuyến răng cưa và W là bề rộng khoang tràn) cho lưu lượng xả tràn lớn gấp đôi so với ngưỡng tràn thông thường kiểu Cơrigiơ Ôphixêrốp Nhược điểm của ngưỡng tràn này là muốn tăng lưu lượng tràn thì phải tăng chiều cao tường và cần diện tích rộng cho sàn phẳng, khó bố trí trên đỉnh đập trọng lực

1.4.2.2 Đập tràn ngưỡng răng cưa kiểu phím “piano”( PK – piano keys)

Kiểu ngưỡng tràn này được nghiên cứu và thí nghiệm khoảng 5 năm gần đây Lần đầu tiên được áp dụng tại đập thủy điện ở tây nam nước Pháp Giải pháp này có ưu điểm chính là không yêu cầu mặt cắt rộng mà hiệu quả tràn lại cao hơn kiểu truyền thống; tùy điều kiện từng nơi, có thế chọn một trong hai loại

Hình 1 15 Đập tràn phím “ Piano”

+ Loại A (PKA): máng tràn (thường đối xứng) ở cả hai phía thượng và hạ lưu

+ Loại B (PKB): máng tràn chỉ ở phía thượng lưu nhưng dài hơn

Tùy máng cũng được tạo nên bởi những tường bê tông cốt thép nhưng nghiêng mái Tuyến ngưỡng tràn dạng răng cưa chữ nhật 𝑁 = L

W nên được chọn vào khoảng 4÷6 Khi dùng PKA, ô đón nước có bề rộng lớn hơn ô thoát nước khoảng 20%; máng có độ dốc 2:1÷3:2

Đồ thị (hình 1.16) cho thấy tỷ lưu Q ( lưu lượng trên 1m bề rộng khoang tràn) tăng gấp

3 lần so với đập tràn kiểu Cơrigiơ

22

Hình 1 16 Đồ thị so sánh khả năng xả của đập tràn kiểu Cơrigiơ Ôphixêrốp và kiểu

PKA với H = 4m Lưu lượng của PKA khoảng Q = 4h√𝐻 (đơn vị m3/(sec.m)), trong đó h (đầu nước), H (chiều cao lớn nhất của tường) được tính bằng m Khi dùng PKB, lưu lượng còn lớn hơn 10% nữa và như vậy sẽ rất hiệu quả nếu thay thế kiểu ngưỡng cổ Cơrigiơ

Hình 1 17 Ngưỡng tràn kiểu Cơrigiơ và ngưỡngtràn kiểu PKA với H = 4m

Hình 1 18 Đập tràn răng cưa kiểu phím “Piano”

Hình 1 19 Đập bố trí ở lòng sông - Công trình thuỷ điện Yên Sơn

Mặt cắt của tràn phần đường cong phía thượng lưu cần thiết kế hợp lý để có hệ số lưu lượng lớn, co hẹp đứng nhỏ, ít xảy ra áp suất âm trên đầu tràn nếu đập làm việc vận hành theo hai chế độ là chảy tự do qua tràn và chảy tự do qua lỗ

Để tránh trước cửa tràn hình thành phễu khí khi chảy qua lỗ thì cần thiết kế dạng trụ pin nhô

1.5.1.2 Đập tràn xả lũ bố trí bên bờ

Với đập tràn xả lũ bố trí bên bờ thì ngoài các yếu tố ảnh hưởng trên còn cần xét thêm các yếu tố sau:

24

+ Ảnh hưởng bố trí tim tràn: việc chọn tuyến tim tràn phải dựa vào điều kiện địa chất, địa hình bố trí cho thích hợp, nhằm đảm bảo các đường dòng từ thượng lưu đi vào cửa tràn gần như vuông góc, có như vậy mới tạo được sự phân bố dòng chảy đều đặn ở các khoang trên đập tràn; đây là một yếu tố ảnh hưởng đến khả năng xả qua tràn khi vận hành Mặt khác sẽ không tạo ra sóng xiên ở trên thân tràn và dốc nước

Hình 1 20 Đập bố trí bên bờ - Mô hình đầu mối thủy điện Sơn La

+ Ảnh hưởng của đoạn chuyển tiếp: Với loại đập tràn bố trí bên bờ như tràn thủy điện Sơn La (Hình 1.20) thì khi thiết kế chọn hình dạng đoạn nối tiếp từ mái kênh dẫn thượng lưu với cửa vào của hai khoang tràn bên cũng là một yếu tố có ảnh hưởng đến khả năng xả qua tràn Chọn hình dạng thích hợp sẽ giảm bớt ảnh hưởng co hẹp ở mép bên của hai khoang tràn bên; khắc phục hiện tượng dòng quẩn ở hai bên đầu tràn

Mặt cắt đa giác thường là hình thang, có đỉnh nằm ngang hoặc dốc, chiều dày đỉnh 

trong phạm vi: 0,67H < < (2-:-3)H Các đập này cấu tạo đơn giản, dễ xây dựng bằng

1.5.3 Cửa van

Công trình tràn thích ứng điều kiện thuỷ lực với lưu lượng tăng đàn theo cột nước tràn trên đỉnh ngưỡng Tuy vậy chiều cao tràn chỉ là một phần nhỏ của chiều cao đập Hơn nữa trên ngưỡng tràn người ta còn đặt cửa van để điều tiết lưu lượng Về mùa lũ, nếu

hồ chứa đầy nước, các cửa van được mở hoàn toàn để tăng khả năng tháo Phần lớn các hồ chứa có lưu lượng thiết kế nhỏ không bố trí cửa van

Tràn có cửa van có thể điều chỉnh để đạt mực nước hồ mong muốn hoặc theo mực nước hồ qui định Cũng có thể làm giảm nhẹ ảnh hưởng của lũ tới các công trình tháo như kịch bản vận hành hồ Cột nước có thể được tăng so với các công trình không có cửa (tăng H nên tăng Q)

Thuỷ lực cửa van trên công trình tràn liên quan tới ba vấn đề chính:

- Hệ số lưu lượng

- Phân bố áp suất trên đỉnh đập tràn

- Rung động cửa van

Hình 1 21 Mặt cắt đập tràn có cửa van

26

1.5.4 Tường cánh trước ngưỡng tràn

Trong trường hợp ngưỡng tràn ở gần đập đất hoặc đá kênh dẫn có thể rất ngắn hoặc không có Lúc đó phía trước ngưỡng tràn chỉ bố trí tường cánh vừa để hướng nước thuận dòng vào ngưỡng tràn, vừa để bảo vệ bờ Phần nối tiếp từ kênh dẫn vào ngưỡng tràn thường cũng có tường cánh ở hai bờ

Hình 1 22 Các loại tường cánh trước ngưỡng tràn

Hình 1 23 Bờ kênh dạng đường dòng

27

Kiến nghị của A.M Latưlxênkov dựa trên tường hướng dòng của hai mố cầu biên của đoạn sông bị co hẹp và đề nghị dùng cho tường hướng dòng của đập tràn, vì vậy kích thước tường hướng dòng thiên về quá lớn

N.A Pêtrov dựa trên kết quả thí nghiệm, đề nghị xác định trục elip, phụ thuộc vào độ động học của dòng chảy, theo biểu thức:

Với tràn có nhiều khoang, giữa các khoang có trụ pin giữa, hai cửa bên có trụ pin bên;

do đó chọn dạng đầu trụ pin hợp lý (dạng đường elíp hay dạng đầu tròn) bán kính cong càng lớn thì dòng chảy đi vào cửa tràn thuận dòng, ít tạo ra co hẹp bên do trụ pin gây

ra cũng sẽ tăng thêm khả năng xả qua tràn nhưng có nhược điểm là khó thi công

0,175 0,3

H E

T H





28

Chiều rộng trụ d càng lớn thì tổng bề rộng tràn sẽ lớn nhưng thuận tiện cho việc lắp đặt khe van, khe phải, d nhỏ thì tổng bề rộng tràn thu nhỏ lại, nhưng khó cho công tác lắp đặt bố trí cửa van Chiều dài mố trụ pin càng lớn thì càng tốt cho dòng chảy phân luồng đều, không gây hiện tượng tập trung dòng chảy, nhưng lại tốn kém về kinh tế

Do vậy để tìm được bố trí kết cấu kích thước các khoang tràn một cách hợp lý thì kết quả nghiên cứu đã chỉ ra nên chọn:

+ Chiều dày trụ pin d0,205H d

1.6 Đánh giá bình luận các kết quả nghiên cứu

Với hai loại mặt cắt tràn thực dụng Ôphixêrốp và WES là hai dạng mặt cắt được nghiên cứu nhiều nhất và cũng là hai dạng mặt cắt được ứng dụng nhiều nhất không chỉ ở nước ta mà trong nhiều nước trên thế giới

Về dạng mặt cắt tràn Ôphixêrốp điểm gốc tọa độ điểm chọn tại điểm: (x = 0, y = 0,126) không phải điểm đỉnh tràn còn dạng mặt cắt tràn dạng WES điểm gốc tọa độ điểm đặt tại đỉnh tràn; và đường cong mặt tràn được chia làm hai phần:

+ Phần đường cong mặt tràn phía hạ lưu vẽ phương trình x n KH d n1y

+ Phần cong mặt tràn phía thượng lưu có thể dùng 3 loại đường cong là:

29

- Dùng hai cung tròn nối tiếp nhau khi mà mái đập nghiêng

- Dùng 3 cung tròn nối tiếp nhau khi mặt hứng nước thượng lưu thẳng đứng

- Dùng đường cong elíp khi mà đầu tràn có trụ nhô

Vì vậy như các nhà Thủy lực đã phân tích ảnh hưởng hệ số lưu lượng chảy qua mặt tràn là đoạn đường cong phía thượng lưu tràn Do đó thiết kế mặt cắt tràn dạng WES tuân thủ quy định nêu trên sẽ tạo điều kiện thuận dòng vào đỉnh tràn theo đường dòng nên góp phần tăng thêm khả năng tháo của tràn

Khi thiết kế đập tràn để vận hành linh hoạt thường bố trí cửa van khống chế lưu lượng chảy qua tràn khi cần xả lưu lượng lũ khác nhau; vị trí rãnh van cung thường đặt ở phía sau đỉnh tràn và thấp hơn khoảng 0,2m0,4m; do đó không ảnh hưởng đến khả năng tháo của đập tràn khi xả lũ thiết kế hay lũ kiểm tran; làm cho khả năng xả qua tràn không bị ảnh hưởng

Ngoài ra phía trước cửa van cung (cửa van công tác) thường có khe van (hoặc khe phai) để khi gặp sự cố vận hành van cung thì sẽ đóng lại; rãnh khe phai (khe van) này thường hình thành xoáy nước vùng rãnh và khe van (khe phai) phần nào đã ảnh hưởng đến hệ số lưu lượng tháo qua tràn

1.7 Nhận xét chương 1

Trong chương 1 tác giả đã nêu lên tổng quan về nghiên cứu khả năng xả của đập tràn nói chung như: đập tràn thành mỏng, đập tràn đỉnh rộng, đập tràn thực dụng; sự phát triển nghiên cứu của các tác giả nước ngoài Nguồn gốc phát triển của mặt cắt tràn thực dụng là từ kết quả nghiên cứu mép dưới lưỡi nước chảy qua tràn thành mỏng để dần dần đưa ra phương trình cho mặt cong phía hạ lưu của đập tràn thực dụng Tác giả cũng đã nêu tổng quan về các yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến khả năng tháo lũ của đập tràn xả lũ nói chung như: vị trí bố trí đập, hình dạng cửa vào, mặt cắt đập tràn, hình dạng và kích thước mố trụ, cửa van, trụ pin

Các nghiên cứu trên cũng chỉ ra rằng ảnh hưởng tới hệ số lưu lượng chảy qua tràn thực dụng là phần đường cong phía thượng lưu đỉnh tràn (điểm có toạ độ y = 0);

30

còn đường cong mặt tràn phía hạ lưu không ảnh hưởng tới hệ số lưu lượng Vì vậy khuyến cáo các nhà tư vấn thiết kế khi thiết kế mặt cắt tràn thực dụng cho các công trình cần lưu ý điểm này

Qua nghiên cứu trên cũng chỉ ra rằng với dạng mặt cắt tràn Ôphixêrốp điểm gốc tọa độ không đặt ở đỉnh cao nhất của mặt tràn mà nằm ở trên đường thẳng (trục y) của mặt hứng nước phía trước tràn Song với dạng mặt cắt tràn WES thì gốc tọa

độ lại đặt ở đỉnh tràn (y = 0, x = 0) chia mặt tràn làm hai phần rõ rệt là đường cong phía thượng lưu tràn và đường cong phía hạ lưu tràn

Đồng thời đã trình bày sự nghiên cứu ứng dụng đập tràn thực dụng ở trong nước khoảng 60 năm qua; qua nghiên cứu thí nghiệm các mô hình đập tràn đã phát hiện các tồn tại của đồ án thiết kế đề xuất các giải pháp sửa đổi

Như vậy với mỗi công trình sau khi ứng dụng các nghiên cứu để tính toán thiết kế, việc lựa chọn các thông số nhiều khi còn phụ thuộc tính chủ quan của người tính toán, nên việc thí nghiệm mô hình để kiểm tra lại tính hợp lý của thiết kế

để lựa chọn ra phương án tối ưu nhất là điều rất cần thiết Với hướng đó học viên đã mạnh dạn nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu thực nghiệm xác định khả năng tháo của đập tràn xả lũ Bản Mòng – tỉnh Sơn La” là cần thiết cho việc ứng dụng tính toán để thiết

kế công trình

31

CHƯƠNG 2: NGHIấN CỨU CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG THÁO CỦA ĐẬP TRÀN XẢ LŨ BẢN MềNG – TỈNH SƠN LA NGHIấN CỨU THỰC NGHIỆM Mễ HèNH THỦY LỰC

2.1 Giới thiệu về cụng trỡnh Bản Mũng

2.1.1 Vị trớ địa lý

Hồ Bản Mũng nằm trờn suối Nậm La, là một chi lưu nằm bờn tả sụng Đà, cỏch thành phố Sơn La 7 km về phớa thượng lưu Lũng suối ở thượng lưu cú độ cao từ +630,00 đến +626,00 Đầu mối hồ chứa cú tọa độ khoảng:

- 21016’ – 21017’ vĩ độ Bắc

- 103052’ – 103053’ kinh độ Đụng

2.1.2 Điều kiện địa hỡnh, địa chất cụng trỡnh

Lòng suối ở th-ợng l-u có cao độ từ +630,00 đến +626,00 Phần sâu nhất của đáy suối chạy lệch về phía bờ phải Mặt đáy suối có đá gốc nằm xen kẹp với các vùng sâu kích th-ớc 5-20m, tạo nên các thác ghềnh lớn dần về phía hạ l-u

Địa hình hai vai đập dốc, từ 300400 Bờ trái, đá gốc lộ phía thấp gần suối, có độ dốc

600700 Tầng phủ là đất, đá phong hoá mạnh mỏng Thảm thực vật hầu nh- không

có Mặt cắt ngang dòng chảy hẹp

Địa hình lòng suối Nậm La và khu vực hai bên kể từ sau đập đầu mối khá thoải hơn so với phía tr-ớc đập Xuất hiện nhiều khu bằng phẳng hơn thuận lợi cho ng-ời dân trong vùng xây dựng công trình sinh hoạt và canh tác nông nghiệp Tuy nhiên, khi gặp lũ lớn, các vùng hai bên lòng suối lại dễ bị ngập lụt

Nhìn chung, địa hình khu vực đầu mối chật, dốc nên việc thiết kế tiếp giáp công trình phải đ-ợc l-u ý và bố trí mặt bằng thi công t-ơng đối khó khăn, đ-ờng thi công sẽ phải dốc

Phần th-ợng l-u hồ chứa n-ớc, gồm đá phiến thạch anh xerixit và đá phiến sét xen kẹp nhau Ngoài ra, có một số thấu kính mỏng là sét vôi và đá phiến cacbonat thạch anh xerixit Phần giữa hồ chứa n-ớc, gồm đá bột kết, sét kết, sét kết chứa vôi, sét kết chứa

32

silic, cát kết hạt mịn Phân lớp dày từ 3-5mm đến 20-30cm Các đứt gãy trong khu vực tuyến đập chính Bản Mòng là các đứt gãy rất nhỏ, hoàn toàn không có khả năng sinh chấn Tuy nhiên, cần chú ý gia cố để tránh mất n-ớc

Tầng phủ mỏng là lớp đá phong hoá hoàn toàn đến mạnh Bên d-ới là tầng đá phong hoá vừa và nhẹ có c-ờng độ cao Đá cứng chắc, nứt nẻ mạnh đến rất mạnh Đá nền loại Tuf Bazan và Diabas

Phần hạ l-u hồ chứa n-ớc, chủ yếu là đá Tuf Bazan màu xám lục sẫm Có nhiều khe n-ớc xuất lộ ở hai bên suối, chảy từ trong các hang caster ra Hiện không tính toán

đ-ợc chế độ thuỷ văn của dòng chảy từ các hang này ra Sự xuất hiện của các đứt gãy,

động đất cấp cao làm cho việc xây dựng công trình khó khăn hơn Đòi hỏi có biện pháp

xử lý thích đáng về nền cũng nh- công trình bên trên để giữ ổn định cho công trình lâu dài Mực n-ớc ngầm thay đổi theo mùa nên cần l-u ý xem xét ổn định mái, tiêu n-ớc

hố móng trong các mùa thi công

2.1.3 Điều kiện khớ tượng và thủy văn cụng trỡnh

Một số điều kiện khớ tượng và thủy văn cụng trỡnh:

Bảng 2.1 Quan hệ Z ~ F ~ W hồ chứa Bản Mũng Z(m) 638 640 642 644 646 648 650 652 654 F(km2) 0,020 0,085 0,126 0,174 0,218 0,308 0,368 0,442 0,519 W(106m3) 0,052 0,149 0,359 0,658 1,049 1,573 2,248 3,057 4,018 Z(m) 656 658 660 662 664 666 668 670 672 F(km2) 0,586 0,664 0,793 0,873 0,953 1,066 1,175 1,284 1,398 W(106m3) 5,122 6,371 7,826 9,492 11,318 13,336 15,576 18,034 20,715

Bảng 2.2 Đặc trưng nhiệt độ trung bỡnh thỏng, năm Tháng I II III IV V VI VII VIII I X X XI XII Năm

TTB (0

C) 15,6 17,6 20,8 22,6 24,9 25,5 24,9 24,8 23,5 21,9 18,9 15,7 21,4

Cấp nước tưới tự chảy cho 263ha đất nông nghiệp ven suối Nậm La

Tạo nguồn cấp nước tưới ẩm cho 947ha đất nông nghiệp

Tạo nguồn cấp nước sinh hoạt, phục vụ sản xuất công nghiệp cho thành phố Sơn La với lưu lượng đảm bảo 27 500m3/ngày đêm

Xả nước về hạ lưu để đảm bảo môi trường sinh thái: lưu lượng về mùa kiệt đảm bảo 0,4 m3/s

Hình thành điểm du lịch gắn với suối nước nóng Bản Mòng

2.1.5 Những thông số kỹ thuật cơ bản của công trình

- Tần suất lũ kiểm tra: P=0,2%

- Tần suất đảm bảo tưới: P=85%