Nghiên cứu đề xuất phương án xây dựng hệ thống đê bao ngăn lũ hạ lưu hồ chứa khe cát

ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH TÀI NGUYÊN NƯỚC Mục Lục CHƯƠNG I ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN,TÌNH HÌNH DÂN SINH-KINH TẾ VÀ HIỆN TRẠNG THỦY LỢI KHU VỰC HỒ CHỨA KHE CÁT I ĐIỀN KIỆN TỰ NHIÊN 1.1 Vị trí địa lý 1.2 Đặc điểm địa hình địa chất 1.2.1 Đặc điểm địa hình: 1.2.2 Đặc điểm địa chất: 1.3 Đặc điểm đất đai thổ nhưỡng 1.4 Đặc điểm khí tượng thủy văn 1.4.1 Đặc điểm khí tượng: .9 1.4.2 Đặc điểm thủy văn: .13 II TÌNH HÌNH DÂN SINH-KINH TẾ 14 2.1 Tình hình dân sinh .14 2.2 Tình hình kinh tế 15 2.2.1 Tình hình kinh tế nông nghiệp: .15 2.2.2 Tình hình phát triển ngành kinh tế khác: 16 2.3 Các yêu cầu phát triển kinh tế khu vực: 16 2.3.1 Sản xuất Nông – Lâm – Ngư nghiệp: 16 2.3.2 Sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, giao thông vận tải: 17 III HIỆN TRẠNG THỦY LỢI .17 3.1 Công trình đầu mối .17 3.2 Hệ thống kênh mương cơng trình kênh: 17 3.2.1 Hệ thống kênh: 17 3.2.2 Hệ thống cống tưới tiêu: .18 3.2.3 Hệ thống tiêu đê ngăn mặn: .19 3.3 Đánh giá trạng phương hướng quy hoạch thủy lợi: 20 3.3.1 Đánh giá trạng 20 3.3.1.1.Hiện trạng tưới 20 SVTH:TRẦN ĐẠI NGHĨA Lớp: 47N2 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH TÀI NGUYÊN NƯỚC 3.3.1.2.Hiện trạng tiêu 20 3.3.2 Phương hướng cho hệ thống cơng trình hồ Khe Cát: 21 CHƯƠNG II 22 TÍNH TỐN CÁC YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG 22 I.XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG KHÍ TƯỢNG,THỦY VĂN 22 1.1 Mục đích, ý nghĩa nội dung tính toán 22 1.1.1 Mục đích,ý nghĩa: 22 1.1.2 Nội dung tính tốn đặc trưng khí tượng,thủy văn 22 1.2 Chọn trạm, tần suất thiết kế thời đoạn tính tốn 22 1.2.1 Chọn trạm: 22 1.2.1.1 Ngun tắc chọn trạm đo mưa tính tốn: .22 1.2.1.2 Chọn trạm đo mưa tính toán: 23 1.2.1.3 Tần suất thiết kế: 23 1.2.1.4 Thời đoạn tính tốn: .23 1.2.2 Phân tích tài liệu mưa chọn mơ hình mưa tiêu: 23 1.2.2.1 Tính tốn theo tháng: .23 1.2.2.2 Tính tốn theo năm: .23 1.2.3 Phương pháp kết tính toán 26 1.2.3.1 Phương pháp tính tốn: 26 1.2.3.2 Chọn mơ hình mưa tiêu điển hình 32 1.2.3.3 Mơ hình mưa tiêu thiết kế với tần suất P = 10% 32 1.2.3.4 Kết tính tốn 33 II TÍNH TỐN MƠ HÌNH MƯA PHÂN PHỐI DỊNG CHẢY NĂM THIẾT KẾ .34 2.1.Các đặc trưng dòng chảy năm bao gồm: 34 2.2 lựa chọn phương pháp tính tốn 35 2.2.1 Xác định( Q ~ t)TK có có nhiều tài liệu .35 2.2.2 Xác định( Q ~ t)TK thiếu tài liệu tính tốn 36 2.2.3 Lựa chọn phương pháp tính tốn 38 2.3 Tính tốn theo phương pháp quan hệ mưa –dòng chảy 38 SVTH:TRẦN ĐẠI NGHĨA Lớp: 47N2 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH TÀI NGUYÊN NƯỚC 2.4 Xác định mơ hình bốc thiết kế .43 2.4.1 Mục đích, ý nghĩa 43 2.4.2 Phương pháp kết tính tốn 43 2.5 Xác định dung tích chết hồ chứa 45 2.5.1 Khái niệm 45 III: TÍNH TỐN CÁC ĐẶC TRƯNG THỦY VĂN .45 3.1 Nhiệm vụ 45 3.2 Phương pháp tính tốn dịng chảy lũ thiết kế 45 3.2.1 Tần suất thiết kế lũ P 45 3.2.1.1 Tính lưu lượng đỉnh lũ thiết kế QmaxP 45 3.2.1.2 Tính tổng lượng lũ thiết kế WmaxP 47 3.2.1.3 Xác định trình lũ thiết kế (Q ~ t)maxP 47 CHƯƠNG III: 49 TÍNH TỐN CHẾ ĐỘ TIÊU CỦA HỆ THỐNG 49 3.1 Mục đích, ý nghĩa nội dung tính tốn 49 3.1.1 Mục đích .49 3.1.2 Ý nghĩa 49 3.1.3 Nội dung tính tốn 49 3.2 Các tài liệu tính tốn chế độ tiêu 49 3.3 Tính tốn hệ số tiêu mặt ruộng (hệ số tiêu cho lúa) .51 3.4 Tính tốn xác định hệ số tiêu cho loại diện tích khác 54 3.5 Hệ số tiêu khu vực 55 3.6 Hiệu chỉnh hệ số tiêu khu vực .57 CHƯƠNGIV 60 NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG VÀ TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT HỒ CHỨA KHE CÁT 60 I TÍNH TỐN ĐIỀU TIẾT HỒ CHỨA 60 4.1 Tính tốn điều tiết năm theo thiết kế theo phương pháp lập bảng .60 4.1.1 Chọn phương pháp tính tốn .60 4.1.2 Cơ sở, nguyên lý tính tốn 60 SVTH:TRẦN ĐẠI NGHĨA Lớp: 47N2 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH TÀI NGUYÊN NƯỚC 4.1.3 Các tài liệu cần thiết để tính tốn 61 4.1.4 Tính tốn q trình u cầu cấp nước hồ chứa: 62 4.1.4.1.Tính tốn nhu cầu nước cho ni trồng thuỷ sản 62 4.1.4.2 Tính tốn nhu cầu nước cho dân sinh 64 4.1.4.3 Tính tốn lượng nước u cầu đầu hệ thống 65 4.1.5 Xác định dung tích hiệu dụng hồ chứa 66 4.1.5.1 Tính Vh chưa kể tổn thất : 67 4.1.5.2 Tính Vh kể tổn thất : .68 II TÍNH TỐN ĐIỀU TIẾT LŨ HỒ CHỨA KHE CÁT 69 4.1 Mục đích ý nghĩa 69 4.2 Tính tốn đường q trình lũ thiết kế lũ kiểm tra 69 4.3 Cơ sở nguyên lý tính toán 70 4.4 Tính tốn điều tiết lũ .71 4.4.1 cở sở ngun lý tính tốn .71 4.4.2 xác định chiều rộng tràn 72 CHƯƠNG V 76 NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐÊ BAO NGĂN LŨ HẠ LƯU HỒ CHỨA KHE CÁT 76 5.1 Mục đích, ý nghĩa 76 5.2 Đề xuất phân tích lựa chọn tuyến đê .76 5.3 Chọn loại hình kết cấu đê 77 5.4 Tính tốn thơng số kỹ thuật đê 78 5.4.1 Xác định cấp đê, tiêu chuẩn tiêu tính tốn 78 5.4.1.1 Cấp đê 78 5.4.1.2 Xác định tiêu chuẩn tiêu tính tốn: 78 5.4.2 Tính tốn lưu lượng tiêu khu vực: 79 5.4.3 Lập quan hệ Z ~ W ~ S Đầm Hà Dong 81 5.4.4 Xác định cao trình đỉnh đê 85 5.4.4.1 Tài liệu tính tốn 85 5.4.4.2 Phương pháp tính tốn 86 5.4.4.3 Kết tính tốn: 87 SVTH:TRẦN ĐẠI NGHĨA Lớp: 47N2 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH TÀI NGUYÊN NƯỚC 5.5 Thiết kế mặt cắt đê 87 5.5.1 Xác định cao trình đỉnh đê 87 5.5.2 Cơ đê .87 5.5.3 Kết cấu đỉnh đê mà mái đê 87 CHƯƠNG VI 88 TÍNH TỐN HIỆU QUẢ KINH TẾ .88 6.1 MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA VÀ NỘI DUNG TÍNH TỐN .88 6.1.1 Mục đích ý nghĩa 88 6.1.2 Nội dung tính tốn 88 6.2 CÁC VĂN BẢN PHỤC VỤ CHO TÍNH TỐN 88 6.3 XÁC ĐỊNH HIỆU QUẢ KINH TẾ CỦA DỰ ÁN 88 6.3.1 Ngun lý tính tốn .88 6.3.2 Các phương pháp tính toán 88 6.3.3 Xác định tiêu chủ yếu phương pháp phân tích trạng thái động 89 6.4 TÍNH TỔNG MỨC ĐẦU TƯ DỰ ÁN 92 6.4.1 Chi phí xây lắp .92 6.4.2 Chi phí khác 92 6.4.3 Chi phí dự phịng 92 6.4.4 Tổng mức đầu tư 93 6.5 XÁC ĐỊNH CHI PHÍ QUẢN LÝ VẬN HÀNH HÀNG NĂM CỦA DỰ ÁN 93 6.5.1 Chi phí tiền lương 93 6.5.2 Chi phí lượng điện .93 6.5.3 Chi phí khấu hao tài sản cố định 93 6.5.4 Chi phí nạo vét bùn cát 94 6.5.5 Chi phí hành nghiệp chi phí khác 94 6.5.6 Tổng chi phí sản xuất hàng năm 94 6.6 XÁC ĐỊNH THU NHẬP DÒNG CỦA DỰ ÁN 94 6.6.1 Ngun lý tính tốn .94 6.6.2 Cơ sở tính tốn 95 6.6.3 Kết tính tốn 95 SVTH:TRẦN ĐẠI NGHĨA Lớp: 47N2 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH TÀI NGUYÊN NƯỚC 6.7 XÁC ĐỊNH CHỈ TIÊU HIỆU QUẢ KINH TẾ CỦA DỰ ÁN .96 6.8 PHÂN TÍCH ĐỘ NHẬY CỦA DỰ ÁN .96 6.8.1 Phương pháp phân tích 96 CHƯƠNG I ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN,TÌNH HÌNH DÂN SINH-KINH TẾ VÀ HIỆN TRẠNG THỦY LỢI KHU VỰC HỒ CHỨA KHE CÁT I ĐIỀN KIỆN TỰ NHIÊN 1.1 Vị trí địa lý Tiên Yên huyện miền núi thuộc khu vực miền Đơng tỉnh Quảng Ninh, phía Bắc giáp huyện Đình Lập thuộc tỉnh Lạng Sơn huyện Bình Liêu, phía Đơng giáp huyện Đầm Hà, phía Tây giáp huyện Ba Chẽ thị xã Cẩm Phả, phía Nam giáp huyện Vân Đồn Hệ Thống Thủy Nông Khe Cát vùng hưởng lợi thuộc cơng trình đầu mối thuộc xã Hải Lạng, cách thị trấn Tiên Yên khoảng 8km phía Tây Nam.Vị trí cơng trình đầu mối có tọa độ địa lý khoảng: - 12 18’ đến 12 21’ Vĩ độ Bắc - 107 19’ đến 107 24’ Kinh độ Đông 1.2 Đặc điểm địa hình địa chất 1.2.1 Đặc điểm địa hình: Dự án cơng trình thủy lợi Khe Cát nằm khu vực giáp biển, thuộc xã Hải Lạng, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh, dịa hình chung khu vực mang đặc điểm chung tồn huyện Địa hình có độ dốc từ Bắc xuống Nam Khu vực có địa hình đồi xen kẽ với lúa nước khu vực xen làm hai phần đồi khu trồng lúa + Khu vực đồi: Đồi núi trọc bị chia cắt mạnh, bãi bằng, độ dốc phổ biến 25 + Khu tưới: Có dạng lịng chảo hở tiếp giáp với biển, xen lẫn với đồi thấp Về tổng thể địa hình có xu dơc dần từ Tây Bắc xuống Đông Nam chia làm hai khu vực: SVTH:TRẦN ĐẠI NGHĨA Lớp: 47N2 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH TÀI NGUYÊN NƯỚC - Khu vực canh tác: Có cao độ mặt ruộng thay đổi dần từ +0,8 0,9m gần khu vực đầu mối đến +1,0 1,5m giáp khu vực Hà Dong - Khu vực khai hoang Hà Dong: Địa hình tương đối phẳng, cao độ mặt ruộng bình từ +0,6 1,0m 1.2.2 Đặc điểm địa chất: Đá gốc khu vực lịng hồ khu vực cơng trình đầu mối nằm hệ Triat thượng bậc Cacni, tầng Mẫu sơn (T 3cms ) Hệ tầng bao gồm sét kết, bột kết nằm xen kẽ có màu đỏ, lẫn ánh tím tím, phiến sét màu xám sẫm xám phớt lục, có lớp kẹp cát kết hạt nhỏ nứt nẻ nhiều, xi măng màu xám giàu hydroxit sắt Các đá thường có cấu tạo phân phiến Rất gặp cát kết hạt trung, lớp nằm dốc bề mặt phủ tầng phong hóa dày Phía hạ lưu đập cách khoảng 500m dãy đồi núi thấp, đỉnh tròn, sườn thoải dạng đồi bát úp Đá gốc thuộc loại Jura hạ, hệ tầng Hà cối (J 1hc ) Thành phần bột kết màu nâu đỏ, xe kẽ có lớp cát kết màu nâu nhạt, sang hơn, xi măng có chứa nhiều ơxit sắt cứng Các hạt có độ amif trịn kém, chúng phân lớp phân phiến mạnh, lớp dễ tách Đá có góc dốc từ 20 - 30 Phong hóa nứt nẻ mạnh Lớp cát kết có mức độ phong hóa Vùng xây dựng đặc trưng ba dạng địa hình phản ánh cấu trúc địa chất khu vực: - Vùng địa hình bóc mịn đồi núi cao, sườn dốc, cối rậm rạp Đây vùng phân bố đá sét kết, bột kết, xen kẹp kết hệ Triat thượng bậc Cacni, tầng Mẫu Sơn (T 3cms ) Phong hóa tương đối mạnh, nhiên mức độ phong hóa khơng đồng đều, nhiều vị trí lộ đá gốc mặt - Vùng địa hình bóc mịn đồi núi thấp, đỉnh trịn, sườn thoải dạng đồi bát úp Phân bố hạ lưu đập khu vực bãi vật liệu Cấu thành nên dạng địa hình gồm bột kết, sét kết xen kẹp lớp mỏng cát kết thuộc hệ Jura hạ, hệ tầng Hà cối (J 1hc ) - Vùng thung lũng núi tạo nên đất hẹp, tương đối phẳng, bãi bồi, bậc thềm phát triển dọc theo suối tạo thành lớp đất bồi tích phủ lên lớp đất phong hóa tầng sườn tích - Vùng đồng nghiêng trước núi phát triển hạ lưu cơng trình, tạo thành tác dụng trầm tích phong hóa SVTH:TRẦN ĐẠI NGHĨA Lớp: 47N2 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH TÀI NGUYÊN NƯỚC 1.3 Đặc điểm đất đai thổ nhưỡng Đất đai khu tưới thuộc vùng phù sa Đây vùng bồi tụ ven biển bị ngăn cách dãy đồi núi Kết kiểm tra liên đoàn địa chất số 28 cho thấy đất đai khu vực thuộc nhóm đất phù sa có độ phì từ trung bình đến thích hợp cho việc trồng lúa loại màu khác Vùng đồi loại đất đỏ vàng phát triển phù sa cổ Đất có thành phần giới trung bình Phản ứng đất chua Nhìn chung thích hợp cho việc trồng loại ăn vải thiều, nhãn vv… Vùng giáp biển loại đất nhiễm mặn có thành phần giới nặng Nhình chung thích hợp cho việc ni trồng thủy hải sản Qua điều tra nghiên cứu, trạng sử dụng đất khu vực sau: Bảng 1.1: Hiện trạng sử dụng đất Loại đất TỔNG DIỆN TÍCH TỰ NHIÊN Diện tích (ha) 7334 Tỷ lệ (%) 238,36 3,25 a Ruộng hai vụ lúa 125 1,7 b Ruộng vụ lúa 98 1,34 c Chuyên mạ 3,2 0,04 d Chuyên màu 12,6 0,17 89 1,21 a Đất công nghiệp 12 0,16 b Đất ăn 75 1,02 Đất đồng cỏ 254 3,46 Đất nuôi trồng thủy sản 800 10,9 Đất có khả khai hoang 900 12,3 4816,64 65,7 236 3,22 Cây hàng năm Cây lâu năm Đất lâm nghiệp Đất chuyên dùng SVTH:TRẦN ĐẠI NGHĨA Lớp: 47N2 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH TÀI NGUYÊN NƯỚC 1.4 Đặc điểm khí tượng thủy văn 1.4.1 Đặc điểm khí tượng: Trên lưu vực sơng dự kiến xây dựng cơng trình khơng có tài liệu quan trắc khí tượng thủy văn Cách lưu vực suối Khe Cát phía Bắc khoảng 3km có trạm thủy văn Phố Cũ nằm sơng Phố Cũ, khống chế diện tích lưu vực 388km đo mực nước lưu lượng nước Song bị trôi nhà nên trạm ngừng quan trắc từ năm 1970, tài liệu có năm Trạm thủy văn Bình Liêu sơng Tiên n có tài liệu dài, nằm xa phía Bắc khoảng 30km Về phía Tây Nam 30km, có trạm thủy văn Dương Huy sông Diễn Vọng, quan trắc 14 năm Cách lưu vực khoảng 6km phía Đơng, có trạm khí tượng Tiên n quan trắc đầy đủ yếu tố khí tượng: mưa, bốc hơi, gió, độ ẩm… Với chất lượng tài liệu tốt, điều kiện khí hậu mặt đệm tương tự, tài liệu trạm Tiên Yên sử dụng chủ yếu cho q trình tính tốn Bảng 1.2: Tình hình tài liệu khí tượng thủy văn TT Tên trạm Dương Huy Bình Liêu Phố Cũ Tiên Yên F (km ) 52 505 388 Số năm 14 44 53 Ghi Trạm thủy văn Trạm thủy văn Trạm thủy văn Trạm thủy văn  Nhiệt độ khơng khí: Lưu vực cơng trình nằm vùng có đặc điểm bật mùa đông lạnh, mùa hè mát dịu mưa nhiều Theo tài liệu trạm Tiên Yên cho thấy nhiệt độ cao vào tháng VII thấp vào tháng I Nhiệt độ thấp quan trắc C, có khả thấp nữa, nhiệt độ cao quan trắc Tiên Yên 40,1 C Quá trình nhiệt độ trung bình nhiều năm tháng năm Tiên Yên sau: Bảng 1.3: Bảng nhiệt độ trung bình nhiều năm Tiên Yên SVTH:TRẦN ĐẠI NGHĨA Lớp: 47N2 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP KỸ SƯ Tháng T(0C) I II III IV NGÀNH TÀI NGUYÊN NƯỚC V VI VII VIII IX X XI XII Năm 15,3 15,9 18,8 22,5 26,2 27,5 27,7 27,3 26,4 23,7 20,1 16,6 22,3 T(0C) Tháng  Độ ẩm: Vùng có độ ẩm lớn Tháng có độ ẩm lớn vào tháng III, tháng có độ ẩm nhỏ tháng X, XI Độ ẩm tuyệt đối trung bình nhiều năm 24mb có độ ẩm tương đối khoảng 86% Độ ẩm tương đối tuyệt đối trung bình nhiều năm tháng Tiên Yên sau: Bảng 1.4: Bảng độ ẩm tương đối tuyêt đối trung bình nhiều năm Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm A(mb) 14,3 15,9 20,1 24,7 29,0 31,3 32,4 31,6 28,8 23,7 19,8 16,3 24 E(%) 86 83 87 91 89 85 87 87 87 84 82 82 84 E (%) SVTH:TRẦN ĐẠI NGHĨA 10 Lớp: 47N2