Thiết kế hồ chứa nước cầ sâm

Hiện tại công trình phục vụ tưới cho diện tích 30 ha của các thôn 5, 6, 7 xã Đak La, huyện Đak Hà, chủ yếu tưới cho vụ mùa vì vụ này thời vụ năm trong mùa mưa, lượng nước dùng cho cây tr

LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây,do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu,nạn hạn hán và lũ lụt thường xuyên xảy ra và có sức tàn phá rất lớn, nạn chặt phá rừng làm nương rẫy của đồng bào đã làm mất đi tầng phủ tự nhiên gây ra tình trạng xói mòn nghiêm trọng, môi trường bị ô nhiễm đã có tác động xấu đến sự phát triển kinh tế của đất nước ta Để hạn chế những bất lợi đó cần phải có những giải pháp công trình Công trình thủy lợi Cầ Sâm được xây dựng với mục đích tạo cơ sở hạ tầng để khai thác tiềm năng đất đai canh tác, nguồn sinh thủy nhằm ổn định, định canh, định cư cho đồng bào dân tộc, nâng cao đời sống nhân dân

Hiện tại công trình Cà Sâm được xây dựng bởi đập bổi tạm thời do nhân dân tự làm bằng đất (xây năm 1979), đập cao 3m, dài 15m Hệ thống đơn giản không có cống lấy nước, không có tràn lũ Hệ thống lấy nước trực tiếp từ kênh đào thông với đập, kênh còn kết hợp tháo lũ nhỏ Hàng năm thường xuyên xảy ra lũ lớn thì nước tràn qua đập gây hư hỏng, khu lòng suối đập được gia cố cọc tre kiểu đập dâng hàng năm phải sửa chữa rất tốn kém Mặt khác vì đập bổi thấp, khả năng điều tiết không

có nên không phát huy được mặt lợi,hạn chế mặt hại của nguồn nước Hiện tại công trình phục vụ tưới cho diện tích 30 ha của các thôn 5, 6, 7 xã Đak La, huyện Đak Hà, chủ yếu tưới cho vụ mùa vì vụ này thời vụ năm trong mùa mưa, lượng nước dùng cho cây trồng ít, mặt khác khu tưới nằm ở cao độ thấp ở thung lũng nên không cần điều nước cao

Về mùa khô, khu tưới không chịu ảnh hưởng lũ lụt nhưng không chủ động được nước tưới Đầu mùa khô sửa chữa lại toàn bộ công trình tạm mới phục vụ tưới được diện tích 30 ha Theo quy hoạch để đảm bảo tưới cho 150 ha đất đai, cung cấp nước sinh hoạt cho nhân dân trong vùng, phòng lũ khi mùa lũ đến của khu vực cần xây dựng hồ Cà Sâm mở rộng và nâng cấp hệ thống kênh mương

Căn cứ vào tình hình thực trạng hệ thống thủy lợi của khu vực và nhiệm vụ của công trình, cùng với sự hướng dẫn của thầy giáo PGS-TS Nguyễn Cảnh Thái em chọn đề tài báo cáo tốt nghiệp là : “Thiết kế Hồ chứa nước Cầ Sâm phương án 2”.Nhiệm vụ của Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế Hồ chứa nước Cầ Sâm phương án 2 thuộc xã Đăk La huyện Đăk Hà, tỉnh Kon Tum với yêu cầu là trên cơ sở nghiên cứu, phân tích các tài liệu cơ bản được giao: Điều kiện tự nhiên, dân sinh kinh tế, hiện

trạng thuỷ lợi để đưa ra giải pháp công trình cấp nước hợp lý Đề tài thiết kế Hồ chứa nước Cầ Sâm phương án 2 được giao với các phần chính:

Phần thứ nhất: Tình hình chung,tài liệu thiết kếPhần thứ hai : Thiết kế cơ sở

Phần thứ ba : Thiết kế kỹ thuật các công trình đầu mối

Phần thứ tư : Chuyên đề kỹ thuật

MỤC LỤC

PHẦN I TÌNH HÌNH CHUNG,TÀI LIỆU THIẾT KẾ 1

CHƯƠNG I : ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1

1.Vị trí địa lý: 1

2 Đặc điểm địa hình, địa mạo: 1

3 Điều kiện địa chất vùng lòng hồ Cầ Sâm: 2

3.1 Địa tầng : 2

3.2 Địa chất thủy văn: 2

4 Điều kiện địa chất công trình đầu mối: 2

4.1.Tuyến đập: 2

4.1.1.Địa tầng: 2

4.1.2.Địa chất thủy văn: 3

4.2.Tuyến tràn: Địa tầng gồm các lớp sau: 3

4.3.Tuyến cống: (bố trí bên vai trái đập) 4

5.Mỏ vật liệu: 4

5.1.Mỏ số I: 4

5.2 Mỏ số II: 5

6 Điều kiện giao thông: 5

7 Điều kiện khí tượng thủy văn: 5

7.1 Đặc điểm lưu vực: 5

7.2 Đặc điểm khí tượng, thuỷ văn : 6

7.2.1 Khí tượng: 6

7.2.2 Thuỷ văn: 7

8 Các tài liệu cơ bản: 8

CHƯƠNG II:TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH TẾ

VÀ NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH 11

1 Điều kiện dân sinh kinh tế: 11

2 Nhiệm vụ công trình: 12

PHẦN II THIẾT KẾ CƠ SỞ 13

CHƯƠNG III LỰA CHỌN VÙNG TUYẾN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH 13

1 Đề xuất phương án công trình: 13

2.Chọn tuyến công trình đầu mối: 13

CHƯƠNG IV NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH VÀ CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ 15

CHƯƠNG V XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ HỒ CHỨA 18

I TÍNH TOÁN CAO TRÌNH BÙN CÁT (Zbc) VÀ TỔNG LƯỢNG BÙN CÁT CẢ THỜI GIAN SỬ DỤNG CỦA HỒ CHỨA (Vbc) 18

II TÍNH TOÁN CAO TRÌNH MỰC NƯỚC CHẾT VÀ DUNG TÍCH CHẾT 19

1 Tính toán cao trình mực nước chết (MNC) 19

2 Tính toán dung tích chêt(Vc): 21

CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ 28

I MỤC ĐÍCH - NHIỆM VỤ TÍNH TOÁN: 29

II TÀI LIỆU TÍNH TOÁN - PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN 29

III TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ 29

1 Chọn hình thức và kết cấu công trình tràn 29

2 Tuyến tràn: 29

3 Phương pháp tính điều tiết lũ 30

IV TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ KHI CÓ XÉT ĐẾN CO HẸP BÊN: 35

V.tính toán đIỀU TIẾT LŨ Vươt TẦN SUẤT(P=0,1%) 38

PHẦN III THIẾT KẾ KỸ THUẬT CÁC CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI 40

CHƯƠNG VII THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT 40

4 Bảo vệ mái thượng hạ lưu đập: 47

4- Thiết bị tiêu nước thấm qua đập: 48

5- Các kích thước cơ bản của đập đất 49

IV - TÍNH TOÁN THẤM QUA ĐẬP VÀ NỀN 50

1 Mục đích - nhiệm vụ: 50

2 Phương pháp tính thấm và các giả thiết: 50

3 Trường hợp tính toán: 51

4 Tính toán thấm cho mặt cắt lòng sông: 52

5 Tính toán thấm cho mặt cắt sườn đồi trái: 60

6 Tính toán thấm cho mặt cắt sườn đồi phải: 62

7- Tính toán tổng lượng nước thấm qua đập: 64

V- TÍNH ỔN ĐỊNH MÁI ĐẬP ĐẤT 65

1- Trường hợp tính toán: 65

2- Tài liệu tính toán: 66

3-Tính toán ổn định mái bằng phương pháp cung trượt: 66

4- Đánh giá tính hợp lý của mái 83

84

CHƯƠNG VIII THIẾT KẾ ĐƯỜNG TRÀN THÁO LŨ 84

I TÀI LIỆU THIẾT KẾ 84

II VỊ TRÍ TUYẾN VÀ HÌNH THỨC CÔNG TRÌNH TRÀN 84

5.2 Đoạn thân dốc lăng trụ 87

V TÍNH TOÁN THUỶ LỰC DỐC NƯỚC 87

1 Cấu tạo: 88

2 Phương pháp tính: 88

3 Tính toán thuỷ lực đoạn thu hẹp đầu dốc nước: 89

4 Tính toán thuỷ lực đoạn thân dốc nước: 97

5 Kiểm tra xói tại mặt cắt cuối dốc nước: 105

6 Tính toán đoạn cong trong dốc nước: 105

7 Tính toán hàm khí trong dốc nước: 107

8 Xác định cao trình đỉnh tường bên dốc nước: 108

V TÍNH TIÊU NĂNG CUỐI DỐC NƯỚC 108

1 Mục đích tính toán: 108

2 Hình thức tiêu năng: 108

3.Tính toán kênh dẫn hạ lưu: 108

4 Xác định hình thức nối tiếp chảy đáy và lưu lượng tiêu năng: 110

5 Tính toán bể tiêu năng: 111

VI TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TƯỜNG BÊN TRÀN 114

2 Kiểm tra điều kiện không xói: 124

3 Tính độ sâu nước trong kênh ứng với cấp lưu lượng thiết kế: 126

IV TÍNH KHẨU DIỆN CỐNG 126

1 Trường hợp tính toán: 126

2 Tính toán bề rộng cống: 127

3 Xác định chiều cao cống và cao trình đặt cống 132

V KIỂM TRA TRẠNG THÁI CHẢY VÀ TÍNH TOÁN TIÊU NĂNG 134

1 Trường hợp tính toán: 134

3 Kiểm tra trạng thái chảy trong cống: 136

4 Tính toán tiêu năng theo cấu tạo: 145

VI CHỌN CẤU TẠO CỐNG 145

1 Cửa vào, cửa ra: 145

2 Thân cống: 146

3 Tháp van 147

VII TÍNH NGOẠI LỰC TÁC DỤNG LÊN CỐNG 148

1.Các trường hợp tính toán 148

2 Các tài liệu tính toán 148

PHẦN IV CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬT 155

CHƯƠNG X TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỐNG 155

3 Nội dung của phương pháp: 155

4 Xác định biểu đồ Mômen uốn cho mặt cắt tính toán 156

5 Xác định biểu đồ lực cắt cho mặt cắt tính toán: 160

PHẦN I TÌNH HÌNH CHUNG,TÀI LIỆU THIẾT KẾ

CHƯƠNG I : ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1.Vị trí địa lý:

Hồ chứa Cầ Sâm thuộc xã Đak La, huyện Đak Hà, tỉnh Kon Tum Công trình đầu mối cách trung tâm huyện lỵ Đak Hà khoảng 11 km, theo đường QL14 Trong

đó có đường liên thôn là 4 km Dựa vào cơ sở nghiên cứu bản đồ tỉ lệ 1/50.000 và thực địa, vị trí xây dựng hồ chứa có toạ độ :

14026’ đến 14028’ Vĩ độ Bắc

107056’ đến 107057’ Kinh độ Đông

2 Đặc điểm địa hình, địa mạo:

Vùng dự án công trình thủy lợi Cầ Sâm nằm dọc theo thung lũng của suối Cầ Sâm thuộc xã Đak La, huyện Đak Hà Khu vực mặt đất có độ dốc <5% nằm dọc hai bên khe suối rộng trung bình 200m dài 2500m Khu vực có độ dốc 5-10% phần lớn tập trung ở hạ lưu khu dự án, chiều rộng trung bình 400-800m, dài 1200-1300m và dọc bờ hữu của suối Cầ Sâm với chiều rộng 200- 400m dài 2500m

Vùng dự án bị chia cắt bởi những khe suối cạn ngắn và độ dốc lớn

Địa hình lưu vực có độ dốc khoảng 5-10%, đầu lưu vực 20-25%, chiều rộng lưu vực 1-1,5km, chiều dài lưu vực 4km, chiều dài suối chính 2km, độ dốc lòng suối 0,8%

Độ che phủ trên bề mặt lưu vực kém, lưu vực được khai phá nhiều trồng cao

su, cà phê Rừng ở lưu vực chủ yếu là rừng le, rừng tái sinh Diện tích rừng hiện nay khoảng 40-45%

Trên diện tích vùng dự án công trình hiện tại được canh tác cây nông nghiệp ngắn ngày như mì, bắp, cây công nghiệp dài ngày như Cà phê, các khu dân cư ở xen

kẽ nhau trong lưu vực

Địa mạo khu vực này gồm 2 dạng chính:

-Địa mạo dạng bào trụi: Bao gồm các sườn từ đường phân thủy kéo dài

xuống tận chân đồi Nham thạch ở đây chủ yếu là các lớp á sét màu sám vàng, nâu

đỏ, loang lỗ xám trắng, bên dưới là sét màu sám nâu, xám đen, bề dày > 15m

-Địa mạo tích tụ: Phân bố chủ yếu tại phạm vi lòng và thềm suối, khu vực các

chân đồi thấp Nham thạch là đất á sét, á cát, bùn á sét lẫn nhiều tạp chất hữu cơ chưa

bị phân hủy hết có màu sám đen, xám xanh, bề dày chung khoảng 6÷10m

3 Điều kiện địa chất vùng lòng hồ Cầ Sâm:

3.1 Địa tầng :

Phạm vi sườn và mái đồi bao bọc xung quanh phạm vi lòng hồ chứa Cầ Sâm

là phạm vi phân bố của các lớp đất á sét nặng, đất sét màu sám vàng, nâu đỏ, xám trắng đến xám xanh, xám đen bề dày từ 5÷15m Khu vực lòng hồ và thềm suối gồm các lớp bùn sét, đất sét, á sét nhẹ, á cát lẫn tạp chất hữu cơ màu xám nâu, xám đen,

có bề dày từ 5÷10m Bên dưới là các lớp đá cát bột sét kết có mức độ phong hóa khác nhau thuộc hệ tầng Kontum Trong khu vực lòng hồ không có các mỏ khoáng sản quý, các cơ sở công nghiệp cũng như các tuyến đường giao thông quan trọng

3.2 Địa chất thủy văn:

Nguồn cung cấp nước cho lòng hồ chủ yếu là nước mưa và nước lũ Về mùa mưa, nước lũ có đặc điểm là lên nhanh và cũng rút nhanh do bề mặt địa hình tương đối dốc Về mùa khô nguồn cung cấp nước chủ yếu là suối Cầ Sâm , dòng chảy tuy

bị thu hẹp lại nhiều so với mùa mưa nhưng lưu lượng nước vẫn khá lớn và duy trì dòng chảy thường xuyên quanh năm Nước ngầm chỉ tồn tại trong các lớp đất tại phạm vi lòng và thềm suối và khu chân đồi Hướng nước ngầm chủ yếu là bổ sung cho nước suối

4 Điều kiện địa chất công trình đầu mối:

4.1.Tuyến đập:

4.1.1.Địa tầng:

+ Lớp 1a: Đất thổ nhưỡng: Bùn sét lẫn nhiều tạp chất hữu cơ chưa phân hủy hết và dễ cỏ cây màu sám nâu sẫm, xám đen Đất bão hòa nước kết cấu rất kém chặt, trạng thái dẻo mềm đến dẻo chảy Lớp này phân bố tại phạm vi lòng suối, bề dày từ 0,3÷0.5m

+Lớp 1b: Đất thổ nhưỡng: Á sét nhẹ lẫn rễ cỏ cây và tạp chất hữu cơ màu sám đen Đất hơi ẩm, kém chặt, lớp này phân bố tại các sườn đồi hai bên vai đập, bề dày

từ 0.2÷0.3m

+Lớp 2: Đất sét nhẹ hạt cát lẫn tạp chất hữu cơ màu sám nâu, xám đen Đất bão hòa nước, kết cấu kém chặt, trạng thái dẻo mềm ÷ dẻo chảy Lớp này nằm dưới lớp 1a, phân bố tại phạm vi lòng hồ và thềm suối, bề dày lớp từ 2,8÷5,7m Nguồn gốc bồi tích aQ

+Lớp 3: Á sét nhẹ hạt cát lẫn ít sỏi nhỏ và tạp chất hữu cơ màu sám đen Đất bão hòa nước, kết cấu kém chặt, trạng thái dẻo mềm ÷ dẻo chảy Lớp này phân bố tại phạm vi lòng suối, bề dày lớp từ 2.5÷7 m.Nguồn gốc bồi tích aQ.

+Lớp 4:Á sét nặng lẫn sạm dăm màu nâu vàng, nâu nhạt Đất ẩm, kết cấu chặt vừa, trạng thái dẻo cứng Dăm sạn còn cứng, d = 0.2÷2.0 cm, chiếm 15 ÷ 20 % phân

bố không đều Lớp này nằm dưới lớp 1b, phân bố tại các sườn đỉnh đồi, chiều dày lớp từ 2.1 ÷ 4.5m Nguồn gốc sườn tích dQ

+Lớp 5: Á sét nặng lẫn ít sạn màu xám vàng, xám trắng nâu đỏ loang lổ Đất

ẩm, kết cấu chặt vừa Lớp này nằm dưới lớp 4, bề dày lớp từ 3.0 ÷ 4.9 m Nguồn gốc tàn tích eQ

+Lớp 6: Đất sét lẫn bụi màu xám xanh, xám đen, nâu sẫm Đất ẩm, kết cấu rất kém chặt, trạng thái dẻo mềm ÷ dẻo chảy Lớp này nằm dưới lớp 5, bề dày chưa xác định Nguồn gốc tàn tích eQ

4.1.2.Địa chất thủy văn:

Quan trắc mực nước suất hiện và ổn định tại các hố khoan trong phạm vi tuyến đập cho thấy nước ngầm chỉ tồn tại một phần nhỏ trong các lớp phủ Tại phạm

vi lòng suối mực nước nằm cách mặt đất từ 0.3 ÷ 0.4m Tại hai bên vai đập, mực nước cách mặt đất từ 1.2 ÷ 1.8m Hướng nước ngầm chủ yếu bổ sung cho nước suối

4.2.Tuyến tràn: Địa tầng gồm các lớp sau:

+ Lớp 1a: Đất thổ nhưỡng: Bùn sét lẫn nhiều tạp chất hữu cơ chưa phân hủy hết và dễ cỏ cây màu sám nâu sẫm, xám đen Đất bão hòa nước kết cấu rất kém chặt, trạng thái dẻo mềm đến dẻo chảy Lớp này phân bố tại đuôi tràn, bề dày 0.5m

+Lớp 1b: Đất thổ nhưỡng: Á sét nhẹ lẫn rễ cỏ cây và tạp chất hữu cơ màu sám đen Đất hơi ẩm, kém chặt, lớp này phân bố dọc sườn đồi, bề dày từ 0.2÷0.3m

+Lớp 2: Đất sét nhẹ hạt cát lẫn tạp chất hữu cơ màu sám nâu, xám đen Đất bão hòa nước, kết cấu kém chặt, trạng thái dẻo mềm ÷ dẻo chảy Lớp này nằm dưới lớp 1a, phân bố tại đuôi tràn, bề dày lớp khoảng 4,5m Nguồn gốc bồi tích aQ

+Lớp 3:Á cát ÷ cát thạch anh hạt mịn lẫn tạp chất hưu cơ màu sám nâu, xám đen Đất bão hòa nước, kết cấu kém chặt, trạng thái chảy.Lớp này nằm dưới lớp 2, phân bố tại phạm vi đuôi tràn, bề dày chưa xác định Nguồn gốc bồi tích aQ

+Lớp 4:Á sét nặng lẫn sạm dăm màu nâu vàng, nâu nhạt Đất ẩm, kết cấu chặt vừa, trạng thái dẻo cứng Dăm sạn còn cứng, d = 0.2÷2.0 cm, chiếm 15 ÷ 20 % phân

bố không đều Lớp này nằm dưới lớp 1b, phân bố tại các sườn đỉnh đồi, chiều dày lớp từ 0.8 ÷2.4m Nguồn gốc sườn tích dQ

+Lớp 5: Á sét nặng lẫn ít sạn màu xám vàng, xám trắng nâu đỏ loang lổ Đất

ẩm, kết cấu chặt vừa Lớp này nằm dưới lớp 4, bề dày lớp từ 3.0 ÷ 4.9 m Nguồn gốc tàn tích eQ

+Lớp 6: Đất sét lẫn bụi màu xám xanh, xám đen, nâu sẫm Đất ẩm, kết cấu rất kém chặt, trạng thái dẻo mềm đến dẻo chảy Lớp này nằm dưới lớp 5, bề dày chưa xác định Nguồn gốc tàn tích eQ

4.3.Tuyến cống: (bố trí bên vai trái đập)

+Lớp 3: Á sét nặng lẫn ít sạn màu xám vàng, xám trắng nâu đỏ loang lổ Đất

ẩm, kết cấu chặt vừa Lớp này nằm dưới lớp 2, bề dày chưa xác định Nguồn gốc tàn tích eQ

+Lớp 4: Đất sét lẫn bụi màu xám xanh, xám đen, nâu sẫm Đất ẩm, kết cấu rất kém chặt, trạng thái dẻo mềm ÷ dẻo chảy Lớp này nằm dưới lớp 3, bề dày chưa xác định Nguồn gốc tàn tích eQ

5.Mỏ vật liệu:

Các mỏ địa chất có trữ lượng phong phú, cự li vận chuyển 100÷500m , trên đồi trọc độ cao lớn hơn 500m, trong giai đoạn nghiên cứu khả thi đã khảo sát mỏ đất 1ha, trữ lượng khoảng 50 nghìn m3 Qua nghiên cứu đã xác định được 2 mỏ vật liệu gồm mỏ I và mỏ II

5.1.Mỏ số I:

Nằm tại sườn đồi phía thượng lưu vai phải của tuyến đập đất, cách tim tuyến đập 200m(khoảng cách gần nhất) Đây là khu vực sườn đồi trồng mì, bắp và cà phê

của nhân dân Cao độ bề măt địa hình từ +560 đến +568 Mỏ I có các thông số kỹ thuật sau:

-Diện tích mỏ: 58 900 m2

-Khối lượng bóc bỏ: 12 500 m3

-Khối lượng khai thác trung bình : 183 000 m3

Đất tại các bãi vật liệu là đất á sét nặng ít sạn màu nâu vàng, nâu nhạt Đất hơi ẩm, nửa cứng, kết cấu chặt vừa

6 Điều kiện giao thông:

Khu đầu mối công trình Cầ Sâm cách QL 14 khoảng 4km về phía Tây, cách trung tâm huyện Đak Hà 14km.Cách thị xã Kon Tum 14km về phía Bắc.Từ QL 14 vào đến công trình có 3 km đường đất, 1 km chưa có đường Quốc lộ 14 hiện tại là đường bê tông nhựa đường nên việc đi lại thuận tiện Nối liền khu tưới là đường liên thôn nối từ đường Quốc lộ qua các thôn 6, 7, 8 vào các thôn 9, 10, 11 của xã Đak Hà Đường liên thôn đã được tu sửa năm 1999, độ dốc nền đường đã hạ thấp nên đi lại thuận tiện

7 Điều kiện khí tượng thủy văn:

7.2 Đặc điểm khí tượng, thuỷ văn :

7.2.1 Khí tượng:

Khí hậu ở đây chia làm 2 mùa rỏ rệt Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau Mùa mưa chiếm 90% lượng mưa hàng năm, mùa khô bị thiếu nước trầm trọng, nhu cầu dùng nước lớn nên phải có biện pháp công trình giữ nước lại để điều tiết giữa 2 mùa

Cách vùng dự án khoảng 10 km có trạm khí tượng Kon Tum đo các yếu tố khí tượng từ năm 1917 đến nay Điều kiện địa hình khu vực dự án giống điều kiện địa hình khu vực trạm khí tượng Kon Tum; độ cao của vùng dự án tương đương độ cao của vùng trạm khí tượng Kon Tum Do vậy ta có thể mượn tài liệu khí tượng của trạm Kon Tum phục vụ cho việc tính toán tài liệu khí tượng cho vùng dự án Cầ sâm Các thông số cơ bản về khí tượng của vùng dự án như sau:

+ Nhiệt độ :- Trung bình năm 22-230C

- Trung bình thấp nhất 130C (tháng 1)

- Trung bình cao nhất 33,40C(tháng 4)

- Tổng nhiệt độ vụ Đông Xuân là 40310C, vụ Hè Thu 44240C

+ Độ ẩm : - Mùa khô độ ẩm giảm dưới 80%

∆Z 71,7 74,1 86,0 69,1 46,7 30,4 27,7 25,3 24,7 36,1 50,2 63,0 604,9

+ Gió : Hướng gió thịnh hành trên khu vực là gió Đông-Nam vào mùa mưa,

gió Tây-Nam vào mùa khô Tốc độ gió trung bình 3÷3,5m/s Tốc độ gió tính toán ứng với các tần suất thiết kế như sau:

Bảng 1-1 : Vận tốc gió tính toán ứng với các tần suất tính toán

Vận tốc gió ứng với tần suất P%(m/s)

Vmax=27m/sKhông kể hướng gió

+ Mưa : Lượng mưa vào tháng 5 và 6 tăng cao rõc rệt có nhiều nơi xảy ra mưa

rào với cường độ lớn Biến trình mưa là biến trình kép, một cực đại mưa vào tháng 5, một cực đại vào tháng 8 Lượng mưa bình quân nhiều năm phổ biến đạt dưới 2.000

mm và phân bố không đồng đều theo thời gian và không gian

7.2.2 Thuỷ văn:

Tại khu vực dự án không có trạm thuỷ văn, cũng như tài liệu khí tượng Tại thị xã Kon Tum có 3 trạm thuỷ văn do các yếu tố dòng chảy; một trạm nằm trên sông Đak Bla đo các yếu tố dòng chảy Đak Bla có lưu vực 2.990 km2; trạm Trung Nghĩa

do các yếu tố dòng chảy Đak Pô Kô có diện tích lưu vực 3.320 km2; trạm Đak Cấm

do các yếu tố dòng chảy của suối Đak Cấm có diện tích lưu vực nhỏ 154 km2 Lưu vực của suối Đak Cấm gần sát với lưu vực của suối Cầ Sâm, trong khi đó lưu vực của suối này rất nhỏ Tài liệu của trạm thuỷ văn Đak Cấm đo được từ năm 1977 đến năm 1983, chất lượng tài liệu tốt đáng tin cậy, nên chọn tài liệu của trạm này, kéo dài

từ tài liệu mưa của trạm Kon Tum để tính toán cho lưu vực suối Cầ Sâm Các thông

số cơ bản về thủy văn được xác định như sau:

+ Các thông số cơ bản thuỷ văn :

- Lượng mưa bình quân nhiều năm : X0 = 1.800 mm

- Độ sâu dòng chảy bình quân nhiều năm : Yo = 741 mm

- Lượng mưa ngày max(Xp) : X1% = 245,3 mm

- Lượng mưa ngày ứng với P=10%: X10% = 149 mm

+ Các đặc trưng dòng chảy : Căn cứ vào tài liệu tính toán đặc trưng dòng

chảy và tính toán cân bằng nước trong giai đoạn báo cáo nghiên cứu khả thi Hồ chứa

Cầ Sâm ta có:

-Dòng chảy bình quân nhiều năm:

+Lưu lượng dòng chảy bình quân nhiều năm: Qo = 0,101m3/s

+Mô đuyn dòng chảy bq nhiều năm:Mo = 24,0 l/s-km2

+Tổng lượng dòng chảy bq nhiều năm : Wo = 3,1.106 m3

-Dòng chảy bùn cát : Điều kiện địa hình không dốc phủ thực vật tương đối

tốt, cường độ mưa không lớn nên độ đục của nước không lớn, giá trị bình quân năm nhỏ hơn 100g/m3 Tại lưu vực nghiên cứu lấy độ đục bình quân nhiều năm là 100g/m3.

+Tổng lượng bùn cát trong 1 năm (bùn cát lơ lửng và bùn cát đáy) :

Vbc = 493 m3

8 Các tài liệu cơ bản:

-Dòng chảy lũ thiết kế: (Đường quá trình lũ là đường dạng tam giác).

+ Lưu lượng đỉnh lũ: QMax1% = 96,69 m3/s+ Tổng lượng lũ đến: Wmax1% = 1148,68.103m3

+ Thời gian lũ lên : Tlên = 2,2 giờ+ Thời gian lũ xuống Txuống = 4,4 giờ

-Dòng chảy lũ kiểm tra: (Đường quá trình lũ là đường dạng tam giác)(P

=0,2%)

+ Lưu lượng đỉnh lũ: QMax0,2% = 115,968 m3/s+ Tổng lượng lũ đến: Wmax0,2% = 1715,86.103m3

+ Thời gian lũ lên : Tlên = 2,64 giờ

+ Thời gian lũ xuống Txuống = 5,58 giờ

V(m 3 ) 0 22.276 57.709 120.107 26.345 386.460 597.215 853.439 1.155.860 1.501.430 1.885.898 2.773.562

0 500000 1000000 1500000 2000000 2500000 3000000

Bảng 1-5 : Bảng chỉ tiêu cơ lý đất đắp đập và các lớp đất nền

Tên Thành phần hạt (%) Giới hạn Atterberg Độ ẩm Dung trọng

Tỷ trọng Độ lỗ Độ Lực Góc Hệ số Hệ số lớp Sét Bụi Cát Sỏi Wt Wp Wn We Ướt Khô ∆ rỗng

bão hòa dính ma sát ép lún thấm

CHƯƠNG II:TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH TẾ

994 hộ ( 3 thôn nằm gần vùng hưởng lợi của dự án có 1.637 khẩu, với 333 hộ Trong

đó, người kinh 647 người với 144 hộ, dân tộc 990 người với 192 hộ)

b- Tình hình kinh tế trong vùng:

Đời sống nhân dân trong xã cũng như 3 thôn này đều sống bằng nghề nông nghiệp, cây trồng chính là cây lúa (cả lúa ruộng và lúa rẫy) ngoài ra còn có các cây lương thực truyền thống: sắn, ngô được trồng hàng năm, thu nhập chủ yếu dựa vào cây lương thực và chăn nuôi nhỏ tại gia đình (lợn, gà) nên đời sống còn nhiều khó khăn, đối với đồng bào dân tộc đời sống còn khó khăn hơn

c- Hiện trạng thuỷ lợi:

Đầu mối công trình thủy lợi Cầ Sâm chỉ có một đập bổi tạm do nhân dân làm năm 1979 đập đắp bằng đất, khu vực lòng suối được gia cố bằng cọc tre Đập cao 3m, dài 15m Hệ thống công trình đầu mối không có cống lấy nước, không có tràn xã

lũ Lấy nước để tưới bằng hình thức kênh đào thông với đập để lấy nước đồng thời

xã lũ khi có lũ về

Do vậy khi lũ nhỏ lượng lũ được tháo qua kênh, lũ lớn thường xuyên chảy qua đỉnh đập đất nên thường xuyên thay sửa lại đập Nếu không nâng cấp công trình đầu mối làm việc không an toàn, không lâu dài, không phát huy hết khả năng của nguồn nước

Mặt khác vì đập bổi thấp , khả năng điều tiết không có nên không phát huy được khả năng nguồn nước Hiện tại công trình phục vụ tưới cho diện tích 30 ha của các thôn 5, 6, 7 xã Đak La, huyện Đak Hà Chủ yếu tưới cho vụ mùa vì vụ này thời

vụ năm trong mùa mưa, lượng nước dùng cho cây trồng ít, mặt khác khu tưới nằm ở cao độ thấp ở thung lũng nên không cần điều nước cao

Về mùa khô, khu tưới không chịu ảnh hưởng lũ lụt nhưng không chủ động được việc tưới, đầu mùa khô sửa chữa lại toàn bộ công trình tạm thời mới phục vụ tưới được diện tích 30 ha

2 Nhiệm vụ công trình:

Trong quy hoạch tổng thể kinh tế xã hội Tỉnh Kon Tum giai đoạn 2010); quy hoạch cụ thể kinh tế xã hội của xã Đak La giai đoạn (1996-2010): Tập trung phát triển sản xuất nông nghiệp nhằm khai thác tiềm năng sẵn có, giải quyết cung cấp lương thực tại chỗ, và từng bước phát triển sản xuất, xoá đói giảm nghèo, nhanh chống thực hiện định canh định cư cho đồng bào dân tộc, ổn định và phát triển kinh tế xã hội nhất là 3 thôn 6,7,8 Để thực hiện những mục tiêu nói trên thì cần phải đầu tư các công trình cơ sở hạ tầng kỹ thuật trong đó có công trình thuỷ lợi Cầ Sâm

(1996 Cấp nước tưới cho 150 ha đất canh tác Trong đó tưới tự chảy cho 50 ha lúa nước 2 vụ, 100 ha cà phê

- Kết hợp nuôi trồng thủy sản

- Cải tạo môi trường sinh thái, cấp nước sinh hoạt, chăn nuôi

PHẦN II THIẾT KẾ CƠ SỞ.

CHƯƠNG III LỰA CHỌN VÙNG TUYẾN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH.

Để phục vụ phát triển kinh tế của vùng, việc cấp nước thủy lợi có các giải pháp như sau:

1 Đắp đập ngăn sông suối tạo thành hồ chứa nước cung cấp cho nhu cầu sử dụng nước

2 Đào, khoan giếng ngầm bơm cấp nước

3 Xây dựng trạm bơm nước từ sông và suối vào cấp nước cho cây trồng và sinh hoạt

4 Đưa nước từ nơi khác về bằng các phương tiện vận chuyển khác, như lắp đường ống dẫn nước

1 Đề xuất phương án công trình:

Qua nghiên cứu các tài liệu về điều kiện tự nhiên, nhu cầu dùng nước để sản xuất nông nghiệp trong vùng ta thấy :

+ Wđến85% = 1866,82 103 (m3)> Wyc85% = 1504,808.103 (m3)

+ Địa hình là vùng đồi núi khó bố trí công trình trạm bơm lấy nước tưới…

Sau khi phân tích xem xét các giải pháp ta thấy: Để cung cấp đủ nước tưới cho khu hưởng lợi có tính khả thi mang đến hiệu quả kinh tế, chủ động trong việc tạo nguồn nước phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt, giải pháp kỹ thuật duy nhất là xây dựng hồ chứa nước Cầ Sâm điều tiết năm, trên suối Cầ Sâm, với phương án trữ nước sớm

2.Chọn tuyến công trình đầu mối:

Xét đến các điều kiện xây dựng, đồng thời với các điều kiện của khu vực, nhu cầu cấp nước để phát triển sản xuất nông nghiệp cũng như sinh hoạt, phương án tuyến được chọn thể hiện trên bình đồ

+Tuyến đập chính:

Tuyến đập chính cách tuyến đập bổi cũ 980 m về phía thượng lưu với địa hình thu hẹp có thể nâng cao chiều cao đập Chọn tuyến đập chính ở đây, lòng hồ sẽ có dung tích chứa lớn nhất (trên 1 triệu m3), diện tích hứng nước tương đối rộng Xây dựng

hồ theo tuyến đập đã chọn gần khu tưới nhất nên giảm chiều dài kênh dẫn nước, giảm được tổn thất cột nước Nhìn chung điều kiện địa hình, địa chất tại nơi tuyến

đập đi qua thích hợp cho ta xây dựng một đập dâng bằng vật liệu địa phương Đập chính gối lên sườn núi, tăng khả năng ổn định cho đập, chiều dài đập ngắn, giảm khối lượng đào đắp, địa hình thu hẹp hai bên dốc thoải thuận tiện cho việc bố trí các công trình đầu mối khác Thuận tiện trong quá trình dẫn dòng thi công , do địa hình hai bên suối tương đối bằng phẳng , rộng khoảng 120m , chiều rộng lòng suối nhỏ khoảng 30 m , về mùa kiệt lưu lượng tương đối nhỏ nên dẫn dòng qua lòng suối tự nhiên, thi công đập chính từ 2 bên vào đồng thời thi công các công trình đầu mối như tràn và cống ngầm Bãi vật liệu chính cách 100 đến 500 m, các bãi vật liệu khác như

đá, cát cuội sỏi cự ly vận chuyển nhỏ hơn 1,5 km Nếu chọn tuyến đập dịch xuống hạ lưu thì chiêù cao đập đất phải lớn hơn, do vậy qui mô công trình sẽ tăng Như vậy chọn tuyến như trong bình đồ là hợp lý hơn cả

+Tuyến tràn:

Khi xây dựng công trình hồ chứa nước ngoài các công trình chuyên môn khác cần phải xây dựng công trình để tháo một phần nước thừa hay tháo cạn hồ để kiểm tra, sửa chữa và để hồ chứa làm việc đảm bảo an toàn Căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất và nối tiếp hạ lưu ta có thể bố trí hình thức tràn dọc hoặc tràn ngang Ta chọn phương án xây dựng đường tràn dọc vì có nhiều ưu điểm: thi công và quản lý đơn giản, yêu cầu về địa chất không cao và an toàn về tháo lũ Dựa vào các điều kiện địa hình, địa chất, tuyến tràn xã lũ có thể xây dựng bên vai phải đập đất tràn đặt ở đây vì sẽ tận dụng được độ dốc của mặt đất tự nhiên do đó khối lượng đào đắp sẽ nhỏ Dòng chảy sau khi qua tràn xả lũ phải quay lại suối Cà Sâm nên ta chọn tuyến tràn cong

+ Tuyến cống lấy nước:

Vị trí của tuyến cống phải đảm bảo các yêu cầu sau:

+ Đảm bảo móng công trình nằm trên nền đất tự nhiên

+ Đảm bảo được mực nước yêu cầu của khu tưới

+ Đảm bảo an toàn cho công trình khi công trình vận hành

+ Đảm bảo điều kiện kinh tế và thi công thuận lợi

Từ điều kiện địa hình, tài liệu địa chất và các yêu cầu trên Chọn tuyến cống lấy nước vuông góc với tuyến đập nằm ở phía vai trái của đập Hạ lưu nối tiếp với kênh chính, cấp nước cho khu tưới Tại vị trí này hướng lấy nước vào cống thuận dòng chảy, đặc biệt phù hợp với tuyến kênh cấp nước ở hạ lưu

CHƯƠNG IV NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH VÀ CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ.

- Kết hợp nuôi trồng thủy sản trong lòng hồ

- Ngoài ra khi công trình xây dựng xong còn ảnh hưởng tích cực đến môi trường sinh thái, cải tạo đất bạc màu

* Tài liệu dùng nước:

Hồ chứa Cầ Sâm phục vụ tưới cho 150 ha đất trồng; trong đó lúa 50ha, cà phê 100ha, theo các kỳ được thông kê ở bảng 3 -1 như sau:

Bảng 3-1: Tài liệu dùng nước của khu tưới:

W yc

(10 3 m 3 ) 366.513 476.165 384.6 17.493 0 0 0 76.503 15.729 0 0 203.805 1504.81

* Tài liệu địa chất: (Xem mục 4 chương I trang 3 và bảng 1-5 trang 9).

II - CẤP CÔNG TRÌNH VÀ CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ.

1- Cấp công trình:

Cấp công trình được xác định từ 2 điều kiện

+ Theo năng lực phục vụ của công trình: Công trình thủy lợi Cầ Sâm có

diện tích tưới lớn nhất là 150ha < 0,2.103ha nên công trình thuộc cấp 4 (QCVN

04-05, các quy định chủ yếu về thiết kế )

+ Theo chiều cao của công trình và loại nền:

- Căn cứ vào cao độ địa hình khu đầu mối, lượng nước yêu cầu trong năm là 1504,808.103 (m3 ), căn cứ vào tài liệu sơ bộ chọn chiều cao đập H =14m, với dạng nền đập thuộc nhóm B, công trình thuộc cấp 3 (QCVN 04-05, Các quy định chủ yếu

về thiết kế )

+ Kết luận :Từ 2 điều kiện trên ta xác định được công trình hồ chứa nước Cà

Sâm là công trình cấp 3

2- Các chỉ tiêu thiết kế công trình:

Dựa vào QCVN 04-05, với công trình cấp 3 và chỉ tiêu khác tra được:

+ Mức bảo đảm tưới: P = 85% (Bảng 3 trang15 QCVN 04-05:2012)

+ Tần suất lưu lượng, mực nước lớn nhất thiết kế và kiểm tra công trình thuỷ: PTK

+ Tuổi thọ công trình,thời gian cho phép dung tích bồi lắng của hồ chứa nước

bị lấp đầy: T = 50 năm ( Bảng 11 trang 25 QCVN 04-05:2012)

+ Mức bảo đảm tần suất gió lớn nhất và gió bình quân lớn nhất :

(Tra TCN 157-2005 bảng 4-2 trang 20)

- Tính với MNDBT ứng với P = 4%

- Tính với MNLTK ứng với P = 50%

+ Hệ số an toàn ổn định nhỏ nhất của mái đập đất :

(Tra TCVN 8216:2009 Bange 7 trang 138)

- Hệ số vượt tải n của một số loại tải trọng như sau: Theo TCXDVN 285 – 2002:

+ Áp lực thẳng do trọng lượng đất gây ra: n = 1,10 (0,90)

+ Áp lực nước thuỷ tĩnh : n = 1,0

- Hệ số tổ hợp tải trọng nc : (Trang 17 TCXDVN 285-2002)

+ Tổ hợp tải trọng trong thời kỳ thi công và sữa chửa : nc = 0,95

- Hệ số điều kiện làm việc m: Phụ lục B trang 40(Loại công

trình,nền )TCXDVN 285:2002: m=1

- Hệ số tin cậy kn: với CT cấp 3: kn = 1,15

CHƯƠNG V XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ HỒ CHỨA.

I TÍNH TOÁN CAO TRÌNH BÙN CÁT (Zbc) VÀ TỔNG LƯỢNG BÙN CÁT

CẢ THỜI GIAN SỬ DỤNG CỦA HỒ CHỨA (Vbc).

Theo giáo trình thủy văn thể tích bồi lắng hàng năm của bùn cát (Vbc năm) là:

P0 lượng ngâm bùn cát trung bình nhiều năm

T tuổi thọ hồ chứa phụ thuộc vào cấp công trình

+ Công trình thủy lợi Cầ Sâm có diện tích tưới là 150 ha nhỏ hơn 0,2 * 103 ha nên công trình thuộc công trình cấp 3 có tuổi thọ công trình T = 50 năm

γ trọng lượng riêng của bùn cát lơ lửng

Mức chuyển bùn cát di đẩy năm (Vdđ năm) lấy theo kinh nghiệm bằng 20% khối lượng bùn cát lơ lửng năm

II TÍNH TOÁN CAO TRÌNH MỰC NƯỚC CHẾT VÀ DUNG TÍCH CHẾT.

1 Tính toán cao trình mực nước chết (MNC).

a Mục đích tính toán cao trình MNC.

MNC là mực nước thấp nhất cho phép trong hồ mà ứng với mực nước đó hồ vẫn làm việc bình thường Vì vậy khi tiến hành tính toán thiết kế hồ chứa thì việc đầu tiên phải xác định mực nước chết (MNC), từ đó xác định được dung tích chết (Vc); là phần dung tích không tham gia vào quá trình điều tiết dòng chảy, phần dung tích nằm ở cuối cùng của kho hồ nước nên còn gọi là dung tích lót đáy

b Ý nghĩa tính toán cao trình.

Khi biết cao trình MNC thì ta mới có thể tiến hành điều tiết cân bằng hồ chứa để xác định được MNDBT, từ MNDBT đi tính toán điều tiết lũ từ đó xác định được mực nước lớn nhất trong hồ khi lũ về (MNLTK), mực nước lũ kiểm tra (MNLKT) Với nhưng cao trình mực nước xác định được ta có thể tính toán thiết kế hệ thống công trình đầu mối

c Nhiệm vụ tính toán cao trình MNC.

+ Cao trình MNC phải đảm bảo đủ cung cấp nước cho cống lấy nước và chứa được lượng bùn cát bồi lắng trong hồ trong suốt thời gian công trình hoạt động

- Cấp nước tưới cho 150 ha đất canh tác Trong đó tưới tự chảy cho 50 ha lúa

* Xác định MNC theo yêu cầu tưới tự chảy:

MNC theo yêu cầu tưới tự chảy phải thỏa mãn điều kiện:

MNC2 ≥ Zđk + ∆Z

Trong đó: Zđk là mực nước khống chế đầu kênh tưới thỏa mãn yêu cầu tưới

tự chảy theo tài liệu tính toán thủy nông Zđk = 553 (m)

∆Z tổng tổn thất tính từ cửa cống lấy nước đến đầu kênh tưới ( bao gồm cả tổn thất cục bộ và tổn thất dọc đường) ∆Z = 0,5 m

=> MNC2 = 553 + 0,5 = 553,5 m

Để thỏa mãn cả hai yêu cầu trên ta lấy

MNC = max (MNC1 ; MNC2)

=> MNC = 553,568 ( m)

2 Tính toán dung tích chêt(Vc):

Với MNC = 553,568 (m) tra biểu đồ quan hệ V~F~Z ta được dung tích chết

Mục đích của việc tính toán điều tiết hồ nhằm xác định được dung tích hiệu dụng của

hồ, từ đó xác định được MNDBT của hồ chứa

2 Ý nghĩa.

Việc tính toán MNDBT là công đoạn quan trọng của việc thiết kế hồ chứa vì nó là yếu tố quyết định khả năng làm việc của hồ (qua dung tích hữu ích) và quy mô kích thước của cả công trình Từ đó ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng khai thác và sử dụng nguồn nước và vốn đầu tư công trình

3 Các tài liệu tính toán:

+ Quá trình nước đến hồ chứa ứng với tần suất thiết kế (Q~t) p = 85% xem bảng 1-3 trang 9 ( Dòng chảy đến thiết kế p = 85%)

+ Quá trình nước dùng ( xem bảng 1-4 trang 9 lượng nước dùng)

+ Tổn thất do bốc hơi xem bảng trang 7

+ Tổn thất do thấm, do điều kiện địa chất lòng hồ ít thấm nên lấy bằng 1% dung tích hồ chứa hàng tháng

+ Các đường quan hệ đặc trung lòng hồ (Z~V) và (Z~F) của hồ chứa Cầ Sâm trang 9

Trong đó: - ∆V lượng nước thay đổi trong thời đoạn ∆t.

- Qđ lượng nước đến trong hồ trong thời đoạn tính toán ∆t

- qx lượng nước sảy ra khỏi hồ do yêu cẩu dùng nước và tổn thất tại thời điểm tính toán

qx = qi + qibh + qith + qi xả thừa

Trong đó: - qi lượng nước yêu cầu trong thời đoạn tính toán theo kế hoạch dùng nước (m3/s)

- qibh lượng nước tổn thất do bốc hơi trong thời đoạn tính toán(m3/s)

- qith lượng nước tổn thất do thẩm trong thời đoạn tính toán (m3/s)

- qi xả thừa lượng nước do xả thừa trong thời đoạn tính toán (m3/s)

lượng nước dùng Wq của từng tháng Từ đó xác định được lượng nước thiếu hay lượng nước thừa của từng tháng Tổng lượng nước thiếu chính là dung tích hiệu dụng của hồ khi chưa kể đến tổn thất Kết quả ghi ở bảng phụ lục (5-1).

Giải thích phụ lục (5-1)

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

Cột 2: Số ngày trong từng tháng

Cột 3: Lưu lượng nước đến trong từng tháng Qi lấy ở bảng (1-3)

Cột 4: Tổng lượng nước đến trong từng tháng Wq = Qi t

Cột 5: Tổng lượng nước yêu cầu trong từng tháng

Cột 6: Lượng nước thừa trong từng tháng (6) = (4)- (5)

Cột 7: Lượng nước thiếu trong từng tháng thiếu nước (7) = (5)- (4)

Cột 8: Quá trình tích nước trong từng tháng của hồ chưa kể đến tổn thất

Cột 9: Lượng nước xả thừa khi hồ đã tích đủ nước

Bảng 5-1.Điều tiết hồ khi chư kể đến tổn thất,phương án trữ sớmTháng Số ngày trên tháng Qđ(m3/s) WQ(103m3) Wq(103m3) V+(103m3) V-(103m3) Vtrữ(103m3) Vxả thừa(103m3)

* Xác định dung tích hồ chứa khi có kể đến tổn thất.

Giải thích bảng (5-2), bảng (5-3)

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

Cột 2: Tổng lượng nước đến (WQ)

Cột 3: Tổng lượng nước dùng (Wq)

Cột 4: Dung tích của hồ khi chưa kể tổn thất (Vtrữ + Vc)

Cột 5: Diện tích của hồ F (m2) khi chưa kể tổn thất, tra quan hệ (V~F)

Cột 6: Dung tích trung bình của hồ khi chưa kể tổn thất V tb = (Vđ + Vc)/2 Cột 7: Diện tích trung bình của hồ khi chưa kể tổn thất Ftb = (Fb + Fc)/2.Cột 8: Cột nước tổn thất do bốc hơi ∆Zbh (mm/tháng) lấy theo tài liệu trang 7.Cột 9: Tổng lượng tổn thất bốc hơi Wbh = ∆Zbh Ftb/ 1000

Cột 10: Chỉ tiêu tổn thất K lấy bằng 1%

Cột 11: Tổng lượng tổn thất do thấm WT = 1% Vtb

Cột 12: Tổng lượng tổn thất do bốc hơi và thấm WTT = Wbh + WT

Cột 13: Tổng lượng nước dùng khi đã kể tới tổn thất lần 1 Wq + WT

Cột 14: Lượng nước thừa khi WQ > Wq + WTT khi xét đến tổn thất lần 1.Cột 15: Lượng nước thiếu khi WQ < Wq + WTT khi xét đến tổn thất lần 1.Cột 16: Dung tích của hồ khi kể tới tổn thất lần1

Cột 17: Dung tích xả thừa khi kể tới tổn thất lần1

Bảng 5-2: Tính điều tiết hồ chứa có kể đến tổn thất, phương án trữ sớm (lần 1).

V Trữ +Vc (10 3 m 3 )

Diện tích F (10 3 m 3 )

Vtb (10 3 m 3 )

Ftb (10 3 m 2 )

∆Zbh (mm/tháng)

Wbh (10 3 m 3 )

Cỉ têu tổn thất K

Wthấm (10 3 m 3 )

Bẳng 5-4: Kết quả tính toán điểu tiết hồ.

I MỤC ĐÍCH - NHIỆM VỤ TÍNH TOÁN:

- Tính toán điều tiết lũ nhằm mục đích xác định dung tích phòng lũ trong hồ chứa, từ đó xác định chiều cao đập, kích thước quy mô công trình xả lũ và biện pháp phòng chống lũ ở hạ lưu

- Công trình xả lũ giữ một vị trí quan trọng trong hệ thống công trình thuỷ lợi, kích thước công trình tràn ảnh hưởng trực tiếp đến quy mô và kích thước của đập ngăn nước, cống lấy nước và mức độ ngập ở hạ lưu công trình

- Nhiệm vụ của điều tiết lũ là tính toán xác định đường quá trình lũ (q~t) theo phương án Btr, xác định MNDGC

II TÀI LIỆU TÍNH TOÁN - PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN.

- Công trình cấp 3 có tần suất lũ thiết kế P = 1,5%, tần suất lũ kiểm tra PKT= 0,5%

Bảng 6-1: Bảng thông số tính toán điều tiết lũ.

Qmax(m3/s) Tlên(phút) Txuống(phút) Wmax(103.m3)

- Dựa vào tài liệu địa hình, địa chất nền công trình là nền đất

- Dựa vào đặc trưng lưu vực thiết kế, quy mô hồ chứa, MNDBT = 559,56m

- Dựa vào phương án đập là đập đất

- Dựa vào phương án tràn được giao là tràn đỉnh rộng, không có cửa van, chảy

tự do, tràn được làm bằng bê tông cốt thép

2 Tuyến tràn:

Như đã phân tích ở trên, nhìn theo chiều dòng chảy tuyến tràn xả lũ được bố trí phía bên phải đập chắn nước

Bảng 6 - 2: Thông kê các chi tiêu tính toán thiết kế.

MNDBT Cao trình ngưỡng tràn (m) Btràn (m)

3 Phương pháp tính điều tiết lũ.

Theo quy phạm tính toán thuỷ văn công trình có nhiều phương pháp tính toán khác nhau như:

Nguyên lý tính toán điều tiết lũ theo phương pháp Kô-trê-rin là sự hợp giải hệ phương trình cân bằng nước được viết dưới dạng:

)Q

q1(WV

m

m m

Và phương trình động lực:

2 / 3

2 Tr m

+ T : Thời gian lũ lấy theo bảng (6-1)

+ Qm : Lưu lượng đỉnh lũ đến lấy theo bảng (6-1)

+ qm : Lưu lượng đỉnh lũ xả

+ BTr : Chiều rộng đập tràn (m)

+ hm : Chiều sâu cột nước trên tràn lớn nhất

(Bỏ qua cột nước tới gần vì mặt nước thoáng rộng 0

Hình 6-1: Sơ đồ tính toán lũ theo Kô-trê-rin

* Quá trình tính toán được thực hiện qua các bước sau đây:

* Giả thiết giá trị chiều cao lớn nhất của mực nước trên tràn hm ta tính được:

* Từ biểu thức ( 6-1a) và (6-2) ta tính được qm và qmT

* Kiểm tra điều kiện sai số theo biểu thức: qTm−qm ≤∆q (6-3)

Với ∆q là số dương, sai số chọn trước

-Nếu điều kiện (6-3) thỏa mãn thì hm giả thiết ở bước 1 là giá trị cần tìm, tương ứng sẽ là Vm cần tìm

-Nếu điều kiện (6-3) không thỏa mãn, thì giả thiết lại hm và bắt đầu tính lại từ bước1

* Để tính toán ta lập bảng tính thử dần

Giải thích các bảng (6-3), bảng (6-4),bảng(6-5),bảng(6-6),bảng(6-7):

Cột 1: Giá trị cột nước trên tràn lớn nhất giả định

Cột 2: Cao trình mực nước hồ theo mực nước trên tràn giả định

Cột 3: Dung tích tổng cộng của hồ ứng với mực nước trên tràn giả định.Cột 4: Dung tích siêu cao.

Cột 5: Giá trị lưu lượng xả lớn nhất

Cột 6: Chiều rộng đập tràn

Cột 7: Giá trị lưu lượng xả lớn nhất tính toán

Cột 8: Lưu lượng đỉnh lũ

Cột 9: Tổng lượng lũ đến

Bảng(6-3):Bảng tính toán điều tiết lũ ứng với tần suất thiết kế(P=1.5%).

Hình 6-1:Sơ đồ tính điều tiết lũ với tần suất thiết kế(P=1,5%)

Bảng(6-4):Bảng tính toán điều tiết lũ ứng với tần suất kiểm tra(P=0.5%)

Kết quả tính toán điều tiết lũ ứng với tần suất lũ thiết kế :

- Lưu lượng xả lớn nhất: qm = 47.018 (m3/s)

- Dung tích siêu cao: Vm = 590,0974.103 (m3)

- Cao trình MNLTK Zsc= 561,12056(m)

- Cột nước lớn nhất trên đỉnh tràn: hm = 1,56056 (m)Kết quả tính toán điều tiết lũ ứng với tần suất lũ kiểm tra:

- Lưu lượng xả lớn nhất: qm = 64,878 (m3/s)

- Dung tích siêu cao: Vm = 755.9308.103 (m3)

- Cao trình MNLKT Zsc= 561.4942 (m)

- Cột nước lớn nhất trên đỉnh tràn: hm = 1.9342 (m)

IV TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ KHI CÓ XÉT ĐẾN CO HẸP BÊN:

Để thuận tiện cho việc quản lý ta bố trí một mố giữa có chiều rộng 1,0 m để

đỡ cầu giao thông Lúc đó lưu lượng xã qua tràn được tính theo công thức:

2 / 3 m Tr

=

8,12

12

d B