Công trình đầu mối hồ chứa nước nậm noong được xây dựng trên hợp lưu của suối nâm mu và suối nậm đích thuộc phía nam xã bản hon, phía tây xã bình lư, huyện tam đường, tỉnh lai châu

Hai suối Nậm Mu, Nậm Đích có diệntích lưu vực 247,4km2 tại tuyến công trình có lưu lượng nước đến dồi dào nhưngchưa được khai thác - khu tưới thường ở cao nên chỉ nhờ trời mưa để tưới..

CHƯƠNG I: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

1.1: Vị trí địa lý và địa hình khu vực dự án

Phía hạ lưu công trình đầu mối địa hình mở rộng, khu vực cao độ 610-700m

là thung lũng phì nhiêu, dân cư sinh sống và sản xuất nông nghiệp

1.1.2: Đặc điểm địa hình địa mạo dự án.

1.1.2.1: Địa hình địa mạo

Huyện Tam Đường tỉnh Lai Châu nằm ở thung lũng có địa hình tương đốibằng phẳng nằm kẹp giữa các dãy núi cao, chạy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam

Lưu vực hồ chứa nước phát triển trên địa hình đồi núi có cao độ 605m đến1600m, diện tích lưu vực 247km2 Diện tích mặt nước hồ chứa khoảng 1km2, chiềudài hồ khoảng 3.5km Khu vực lòng hồ không có các bản dân cư sinh sống nên ảnhhưởng ngập lụt không lớn Độ dốc địa hình lớn, lượng nước thường xuyên dồi dào,phương pháp tạo hồ chứa nâng cao đầu nước rất thuận lợi cho tưới tự chảy (Cao độkhu tưới 640 – 610) và phát điện Lưu vực hồ chứa trên nền đá phiến sét, sét kết, đágranit và các hỗn hợp đá lăn, đá tảng và cát cuội sỏi Địa hình phân cắt mạnh và vừa,sườn dốc các núi lớn Tại khu vực xây dựng công trình độ dốc sườn núi 30o – 45o

1.1.2.2: Tài liệu địa hình:

- Trong giai đoạn lập dự án khả thi: Đã sử dụng các tài liệu đo vẽ địa hình:+ Bản đồ địa hình của toàn khu vực tỷ lệ 1\25.00

+ Bản đồ khu tưới tỷ lệ 1\2000 & 1\5000 đo vẽ năm 1994

+ Bản đồ lòng hồ tỷ lệ 1\2000 đo vẽ năm 1994

+ Bản đồ địa hình khu đầu mối tỷ lệ 1\500 Đo vẽ năm 1994

+ Trắc dọc các tuyến đập tuyến tràn kênh

- Trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật đã khảo sát đo vẽ thêm địa hình:

+ Bình đồ khu vực xây dựng công trình tỷ lệ 1\500

+ Bình đồ bãi vật liệu tỷ lệ 1\1000

+ Bình đồ lộ tuyến đường thi công tỷ lệ 1\1000

+ Trắc dọc, trắc ngang các tuyến đập, cống, tràn

+ Kênh mương, đường thi công, bãi vật liệu

Các tài liệu địa hình đảm bảo đáp ứng được yêu cầu của giai đoạn thiết kế kỹ thuật

1.2:Dân sinh kinh tế và nhu cầu dùng nước

1.2.1:Tình hình dân sinh kinh tế

- Huyện Tam Đường là một trong những huyện nghèo nhất của tỉnh LaiChâu với tổng diện tích tự nhiên là 828.440km2, dân số hơn 54 ngàn người baogồm 14 xã và 1 thị trấn trong đó có 12 trong tổng số 14 xã thuộc diện nghèo đói Sốdân nông thôn chiếm khoảng 85%, diện tích canh tác nông nghiệp khoảng 8973 ha

Khu vực công trình thuộc xã Bình Lư, huyện Tam Đường có diện tích tựnhiên là: 17.139ha, đất nông nghiệp 1600ha Trong đó hiện đang trồng lúa chiêmxuân 340ha, hè thu 727ha - Đất chưa sử dụng 9.657ha, có thể tăng diện tích trồnglúa hai vụ Đất đai canh tác bằng phẳng phù hợp trồng lúa nước, sườn đồi thích hợptrồng màu và cây công nghiệp như khoai, sắn, ngô, chè, cà phê, đậu các loại

Ngoài diện tích đất nông nghiệp còn có 5522ha đất lâm nghiệp, tuy nhiên tàinguyên rừng đã khai thác cạn kiệt, đến nay chưa có quy hoạch trồng rừng

- Tài nguyên nước khu vực rất dồi dào Hai suối Nậm Mu, Nậm Đích có diệntích lưu vực 247,4km2 (tại tuyến công trình) có lưu lượng nước đến dồi dào nhưngchưa được khai thác - khu tưới thường ở cao nên chỉ nhờ trời mưa để tưới Mùa kiệtchỉ tưới được khu ruộng thấp ven suối - Nhân dân chủ yếu dùng nước sinh hoạtbằng giếng đào

1.2.2:Nhu cầu dung nước.

Theo yêu cầu phát triển của tỉnh Sơn La và những căn cứ về quy hoạch, về

chiến lược phát triển kinh tế trong vùng cần đầu tư xây dựng hồ Nậm Noong, tậndụng nguồn nước dồi dào với diện tích lưu vực 247km2 để:

- Đảm bảo tưới tự chảy ổn định để thâm canh tăng vụ, giải quyết nhu cầulương thực trong vùng, từng bước xoá bỏ các hộ nghè, tăng các hộ giàu.

- Phát triển trồng cây công nghiệp và các dịch vụ di theo nhu chế biến sảnphẩm, xuất khẩu sản phẩm

- Hồ Nậm Noong cung cấp sản lượng điện hàng năm trên 20 triệu kwh màdiện tích ngập lòng hồ chỉ 1km2 vì dòng chảy thường xuyên lớn, cột nước phát điệnlớn, đưa đến hiệu ích cho dự án, tạo điều kiện phát triển thủ công, chế biến nông sản

- Cơ sở giao thông, y tế còn nghèo nàn, Hồ chứa Nậm Noong tạo điều kiệncải tạo môi sinh, cấp nước sinh hoạt, kết hợp nuôi trồng thuỷ sản và tạo cảnh quan

du lịch vì hồ chứa cách đường liên tỉnh Lào Cai - Sapa - Lai Châu 3km

Thuận lợi cơ bản là lượng nước đến lớn vì lưu vực lớn (247km2) xây hồ vớidung tích khoảng 20 triệu m3, cột nước phát điện khoảng 30m vừa có sản lượngđiện cao vừa khống chế được hầu hết diện tích khu tưới - khu ngập lụt chỉ 1km2 dọctheo hai suối- Phần lớn khu ngập lụt ở ngã ba giao lưu hai suối, chưa có hồ thì khunày khi có lũ nước ngập, mùa khô đi lại qua ngầm

Lòng hồ (2 bên suối) không có dân cư sinh sống, không có mỏ quý hiếm hay các di tích thắng cảnh, hiện chỉ mọc cây leo nhỏ vì vậy không phải đền bù giải phóng mặt bằng Lòng suối có lớp cuội sỏi thấm nước mạnh cần xử lý chống thấm qua đập bằng biện pháp công trình hợp lý

1.3: Các điều kiện tự nhiên.

1.3.1:Địa chất long hồ.

Lòng hồ là hai nhánh suối hẹp, địa hình dốc bờ rắn chắc, lòng hồ gồm hailoại đá chủ yếu là phiến sét và granít, khu lòng hồ không có hiện tượng Kast, cácnhánh suối cung cấp cho hai suối lớn (là bụng hồ) đều có cao độ lớn hơn mực nước

hồ Vì vậy không có khả năng mất nước quanh bờ hồ Dọc theo lòng hồ các hiệntượng sạt mái không xảy ra, bờ dốc ổn định tốt

Vấn đề ngập và bán ngập: MNDBT của hồ chứa ở cao trình 643m.dọc theohai suối Nậm Mu và Nậm Đích, bờ hồ hẹp không có dân cư vì vậy diện tích ngập vàbán ngập bé (khoảng 1km2) không ảnh hưởng gì đến hoạt động của dân cư, khôngngập lụt diện tích canh tác, nhà cửa công trình hiện có

1.3.2:Điều kiện địa chất khu vực công trình đầu mố.

Công tác khảo sát địa chất vùng tuyến đến phạm vi cánh ngã ba hai suối giaonhau về hạ lưu khoảng 500m Tại lòng suối có các sản phẩm hồi tích (Aluvi) và lũtích (Proluvi) bề dày lớp này khoảng 2,5 - 5m Khi thiết kế công trình cần có biệnpháp chống thấm thích hợp Hai bên vai đập là sản phẩm tàn tích và sườn tíchnhưng bề dày mỏng Dưới các lớp trên là đá phiến sét xám đen xám tro phong hóamạnh, vừa đến nhẹ Địa chất thích hợp xây đập vật liệu địa phương

Tuyến kênh ổn định, khoảng 1,5 km đầu đào qua lớp đá dốc, tăng kinh phíxây dựng Qua bản Pape lớp đất dày 1-3m, rắn chắc ổn định để xây dựng kênh bêtông và các công trình trên kênh khác như cầu máng, cống, bậc nước

Tại khu vực đầu mối đã tiến hành khoan đến độ sâu 30m, theo số liệu khảosát ngoài hiện trường, kết hợp với các mẫu thí nghiệm trong phòng thì từ mặt đất tới

độ sâu khảo sát có các lớp đất đá sau:

a- Lớp 1a: Sét pha màu vàng, nâu vàng, xám trắng, trạng thái dẻo cứng

Lớp này nằm trên lớp cuội tảng, phân bố trên các bãi bồi, thềm suối, chiềudày lớp từ 2-3 m, đất có nguồn gốc bồi tích lòng suối (aQ) Thành phần chủ yếu củalớp là sét pha màu vàn, nâu vàng, xám trắng, xám đen, có lẫn dăm sạn, trạng tháidẻo cứng Các chỉ tiêu cơ lý trung bình của lớp như sau:

Bảng 1-1: Chỉ tiêu cơ lý của lớp đất 1a

b- Lớp 1b: Cuội tảng lẫn cát sỏi kết cấu chặt vừa:

Lớp này nằm dưới lớp sét pha (1a), nằm trên mặt đá gốc; phân bố dọc theothung lũng suối, lộ ra ở lòng suối, chiều dày lớp này thay đổi từ 3,0m đến 4,9m.Nguồn gốc bồi tích, lũ tích (apQ) Đây là hỗn hợp cuội tảng lẫn cát, sỏi màu nâuxám, xám vàng, xám trắng kết cấu không chặt đến chặt vừa Cuội tảng chủ yếu là đágranit, ngoài ra còn có đá phiến sét phong hóa vừa đến yếu, cứng chắc Cuội có kíchthước từ 5-20 cm, đá tảng 30-50 cm, độ mài mòn tốt, tương đối tròn cạnh

Lớp này có nguồn gốc tàn tích, sườn tích (edQ), phân bố trên sườn dốc haibên vai đập và tại các vị trí tuyến tràn, tuyến cống Bề mặt lớp là lớp phủ sét pha lẫnhữu cơ, thành phần chủ yếu của lớp là sét pha màu vàng, nâu vàng, nâu đỏ, đôi chỗ

có lẫn dăm sạn, trạng thái dẻo cứng Khu vực vai trái đập, tuyến cống, do địa hìnhdốc (30o – 40o), quá trình rửa xói manh nên hàm lượng dăm sạn cao hơn, khả năngthấm nước mạnh hơn vai phải Các chỉ tiêu cơ lý trung bình của lớp 2a nêu trongbảng 1-2

Bảng 1-2: Chỉ tiêu cơ lý của lớp đất 2a

Lớp này nằm dưới lớp sét pha 2a, phân bố ở chân sườn dốc vai phải đập, gặptrong mặt cắt tuyến tràn Chiều dày lớp thay đổi mạnh, trung bình 1,4 – 3,5m, khuvực gần chân tràn (HK12) chiều dày lớp đạt tới 6m Lớp này có nguồn gốc tàn tích,sườn tích (edQ) Thành phần chủ yếu là dăm mảnh lẫn sét pha màu nâu vàng, cóchỗ là sét pha lẫn nhiều dăm mảnh Dăm mảnh có thành phần là thạch anh màu xámtrắng, xám vàng và đá phiến sét phong hóa màu xám, xám vàng, xám đen có kíchthước 3-40cm, cứng chắc.

e- Lớp IA1-IA2: Đá phiến sét phong hóa mạnh đến rất mạnh.

Diện phân bố rộng ở vai phải đập, gặp hầu hết ở các hố khoan tuyến tràn.Chiều dày lớp chưa xác định được do hầu các hố khoan đều kết thúc trong lớp này,

hố khoan sâu nhất vào lớp này là 8,3m chưa gặp đáy lớp Lớp này có thành phần là

đá phiến sét thuộc hệ Trias, thống trên (T3k); đá bị phong hóa mạnh đến rất mạnh,

có chỗ thành đất, màu nâu xám vàng, nõn đá mền bở, có thể bẻ được bằng tay

f- lớp 1B: Đá phiến sét màu xám đen phong hóa vừa.

Lớp IB phân bố dưới lớp 1b và lớp 2a, lộ ra ở chân sườn dốc, bở suối vai tráiđập Mặt và đáy lớp uốn lượn theo bề mặt địa hình (tham khảo mặt cắt địa chất côngtrình) Bề dày của lớp không lớn, chỗ dày nhất là 4,5m, chỗ mỏng nhất là 2,2m.Thành phần của lớp là đá phiến sét màu xám, xám đen phong hóa vừa có chỗ phonghóa mạnh Đá bị phân phiến mỏng 3-5mm, dễ bị tách phiến Thí nghiệm ép nước hốkhoan vùng tuyến đập cho ta thấy đá thấm nước yếu q = 0,06 – 0,08 lphút/m

Bảng 1-3: Chỉ tiêu cơ lý của lớp đá 1B

Cường độ kháng nén một trục bão hòa CH 103,2 kG/cm2

g- Lớp IB-IIA: Đá phiến sét màu xám đen phong hóa nhẹ.

Lớp IB-IIA nằm dưới lớp IB, phân bố rộng dưới nền và vai trái đập, gặp ởhầu hết các hố khoan vùng tuyến đập và tuyến cống Bề dày lớp chưa xác địnhnhưng đã khoan sâu vào lớp này 23,0m Thành phần của lớp là phiến sét màu xám,xám tro, xám đen phong hóa vừa đến yếu Đá phiến mỏng, dễ bị tách phiến, bị

xuyên cắt bởi các mạch thạch anh mỏng dạng vân Kết quả thí nghiệm ép nướctrong các hố khoan cho thấy đá thấm nước yếu q = 0,05-0,07 lphút/m

Bảng 1-4: Chỉ tiêu cơ lý của lớp đá 1B-IIA

Cường độ kháng nén một trục bão hòa CH 310,6 kG/cm2

1.3.3 Điều kiện địa chất tuyến kênh:

Kênh chính: Cao độ đầu kênh 639m, đoạn 1,5km đầu (sau cống) kênh đượcđặt trên sườn dốc, địa chất nền kênh gồm đá gốc, đá sét kết, bột kết; lớp phủ tàntích, sườn tích nhỏ (chiều dày 1,0 – 3,0m), thành phần chủ yếu là đất sét pha nặnglẫn dăm sạn, trạng thái dẻo cứng

Sau khi vượt đường giao thông kênh đặt ở sườn núi lớp phủ đất sét pha vừa,pha nặng lẫn dăm sạn, chiều dày 0,6-1,7m hoặc lớp sét pha lẫn dăm sạn màu xámnâu, xám vàng trạng thái dẻo cứng, chiều dày 1,0-3,0m – lớp đá gốc dưới các đoạnkênh này là đá phiến sét phân lớp mỏng phần trên bị phong hóa mạnh

Các đoạn kênh nhánh thường nằm trên đất sét pha vừa, chiều dày từ 0,5-3m.Nhìn chung nền kênh có kết cấu chặt vừa đến chặt, trạng thái dẻo cứng đếnnửa cứng, đảm bảo an toàn cho kênh bê tông

Đoạn kênh chính có thể đào qua đá với khối lượng lớn có thể làm tăng giáthành công trình

1.3.4: Điều kiện địa chất thủy văn:

- Nước mặt: Nước mặt trong khu vực khá phong phú, có trong hệ thống sôngsuối, nguồn cung cấp chủ yếu là nước mưa

- Nước ngầm: được tàng trữ trong các lớp cuội sỏi hoặc đá phong hoặc nứt

nẻ, nguồn cung cấp là nước mặt Nước ngầm hiện đang được nhân dân trong khuvực khai thác sử dụng đáp ứng cho nhu cầu sinh hoạt

Qua phân tích nước mặt, nước ngầm, nước có thành phần hóa học nằm trongphạm vi tiêu chuẩn, có thể dùng làm nước sinh hoạt Nguồn nước cũng có chấtlượng phù hợp tiêu chuẩn nước tưới cho hầu hết các loại cây trồng

Thành phần hóa học của nước là Bicacbonat Clorua Natri Canxi, không cótính ăn mòn xi măng.

1.4: Vật liệu xây dựng

- Cát sỏi xây dựng: Mỏ cát trên suối Nậm Dê cách công trình 1,0 đến 1,5km.Cát sỏi lòng suối hạt trong đến thô, thành phần chủ yếu là thạch anh, cuội sỏi là sảnphẩm của granit, nguồn gốc bồi tích lòng sông Chất lượng đảm bảo làm vật liệuxây dựng bê tông cốt thép Theo nghiên cứu: Hàm lượng cát :30%; Hàm lượng sỏi,cuội : 70%; góc ma sát nghỉ trạng thái khô: 32o-34o, ướt 26o-30o

- Đá xây dựng: Tại vị xây dựng công trình là đá tảng, đá lăn có nguồn gốc đá

mẹ là granit nên cường độ chịu lực rất lớn, tỷ trọng: 2,7T/m3

Cường độ kháng ép: 600 kg/cm2 Cường độ kháng kéo: 50 kg/cm2

Tại động Tiên Sơn cách công trình 11km có đá vôi cấu tạo khối đồng nhất,chứa calcit hạt nhỏ, rất ít vật hữu cơ (Calcit: 99%, hữu cơ: 1%) dùng rất tốt trongxây dựng:

- Bãi vật liệu ở bản PaPe (bãi B), cự ly vận chuyển 2-3km, diện tích bãi 25

ha, chiều dày khai thác 2,8m, trữ lượng 700000m3

- Đất đá đào móng tràn, móng đập, đường thi công (1,4km) tận dụng được(khoảng 200000m3) để đắp đập

+ Đặc điểm cơ lý đất đắp đập bãi PaPe (Bãi B)

1.5.1.1:Nhiệt độ không khí.

Các tháng nóng nhất từ tháng VI đến tháng VIII, nhiệt độ cao nhất lên tới 34,20oC.Các tháng lạnh nhất là tháng XII và tháng I có năm nhiệt độ xuống dưới 0oC Đặctrưng nhiệt độ không khí nhiều năm tại các trạm khí tượng Tam Đường :

Bảng 1-5: Nhiệt độ không khí các tháng tại Tam Đường (Đơn vị o C)

Đtrưn

NămTbình 13,5 15,2 18,5 21,2 22,4 23,0 23,0 22,9 22,0 19,9 16,6 13,6 19,3Max 27,7 31,2 33,1 33,5 34,2 32,3 32,2 32,9 32,2 30,3 29,2 28 34,2Năm 199

9

1999

1998

1983

1987

1988

2004

1978

1995

1995

1974

1998

1987Min 1,6 3,2 2,9 7,9 11,9 15,2 16,9 17 12,7 7,2 0,9 -0,4 -0,4Năm 197

6

1996

1986

1991

1976

2000

1992

2002

1977

1978

1989

1982

1982

1.5.1.2:Gió

Do ảnh hưởng của địa hình ,hướng gió thịnh hành chung cho toàn khu vực làhướng Tây, Tây Bắc và Tây Nam Trong năm có hai mùa gió phân biệt: Gió mùaĐông từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau với gió thịnh hành là gió mùa Đông Bắc

mang không khí lạnh và khô Gió mùa hè hướng gió thịnh hành Tây Nam xuất hiện

từ tháng 5 đến tháng 10 Tốc độ gió lớn nhất lên tới 45m/s Tốc độ gió lớn nhấttrung bình là 13,1m/s

Bảng 1-6: Hướng gió và tốc độ gió lớn nhất tại Tam Đường (m/s)

Đtrưn

NămTBình 11,1 13,9 16,0 19,9 15,9 11,5 11,2 11,1 10,1 9,9 10,4 15,9 13,1

1996

1977

1998

1998

199

1975

1975

2003

1977

1996

1.5.1.3 Độ ẩm không khí:

Độ ẩm tương đối trung bình năm thay đổi không nhiều giữa các năm khoảng từ80%-85% Độ ẩm tương đối nhỏ nhất ở Tam Đường là 9% xuất hiện và tháng 4năm 1993 Kết quả thống kê độ ẩm tương đối từ chuỗi số liệu 19742004 của trạmTam Đường được tóm tắt trong bảng

Lượng bốc hơi lớn nhất ở Tam Đường là các tháng đầu hè với các hiệu ứngphơn khô nóng lượng bốc hơi bình quân tháng 2 và tháng 3 là 121,9 mm và 136,3

mm Lượng tổn thất bốc hơi mặt nước xác định bằng phương trình:

Z = Zmn - Zo Zo = Xo - YoTrong đó:

Z: Lượng tổn thất bốc hơi mặt nước (mm)

Zmn: Lượng bốc hơi mặt nước (mm)

Zo : Lượng bốc hơi bình quân lưu vực (mm)

Xo : Lượng mưa bình quân lưu vực (mm)

Yo : Lớp dòng chảy năm (mm)

Zo = Xo - Yo = 2354,7 - 1375,1 = 979,6 mm

Zmn = KC = 1,454 * 912,4 = 1326,6 mm

: Lượng bốc hơi đo bằng ống nghe trung bình nhiều năm

KC : Hệ số chênh lệch giữa lượng bốc hơi đo bằng chậu đặt trên bè và lượng bốchơi đo bằng ống piche đặt trên vườn

Kết lượng tổn thất bốc hơi của hồ Nậm Noong:

Z = Zmn - Zo = 347mmPhân phối theo mô hình trung bình nhiều năm của bốc hơi Tam Đường:

Bảng 1-8: Phân phối tổn thất bốc hơi tháng trạm Tam Đường (mm)

27,4 34,3 51,9 46,4 33,1 20,7 17,6 21,2 23,2 22,9 23,2 25,2 347

1.5.1.4 Mưa

Là một trong những vùng mưa lớn nhất ở Tây Bắc, sự phân bố mưa chịu tácđộng mạnh của địa hình Lượng mưa trung bình năm dao động từ 2200 đến2500mm Sự phân bố mưa trong năm và các đặc trưng mưa tháng, năm trung bìnhnhiều năm, năm lớn nhất và nhỏ nhất của trạm Bình Lư và Tam Đường như trongbảng: Đặc trưng mưa trong nhiều năm của trạm khí tượng Bình Lư và Tam Đường:

Bảng 1-9: Phân phối mưa Bình Lư và Tam Đường (mm)

Bình Lư 37,5 47,4 65,3 151,

7

285,0

501,5

559,4

348,4

120,

0 96,8 44,7 31,6 2287,8Tam

Đường

38,9

3

42,99

78,86

172,

8 354

466,7

549,6

345,3

190,3

143,1

75,57

Bảng 1-10: Phân phối dòng chảy theo các tần suất Tuyến Nậm Noong (m 3 /s)

Biểu đồ đường quá trình lũ ứng với tần suất lũ thiết kế P=0.5%

0 5 10 15 20 25 30 35 40

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Biểu đồ đường quá trình lũ vượt TK(P=0.05%)

22535968

22503651

Biểu đồ quan hệ Z-V

600 610 620 630 640 650 660 0

5000000 10000000

Biểu đồ quan hệ Z-F

600 605 610 615 620 625 630 635 640 645 650 0

1.5.4 Yêu cầu nước dùng:

Kết quả tính toán xác định yêu cầu dùng nước cần thiết kế như sau:

- Lưu lượng nước thiết kế cần cấp cho sinh hoạt và tưới ruộng là: Q TK = 1,8

m3/s

- Lưu lượng nước thiết kế cần cấp cho phát điện là: Q TK = 4,75 – 20,37 m3/sCông trình hồ chứa nước Nậm Noong được xây dựng nhằm đáp ứng về yêucầu nước tưới cho 17.139 ha và kết hợp cung cấp nước sinh hoạt cho 55 ngànngười dân

1.6: Chọn tuyến công trình

- Tuyến đập: Căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất, thủy văn, chọn tuyến

đập chính đặt cắt ngang qua suối Khuổi Ngần nằm dưới chân núi Mẫu Sơn Bờ tráinằm trên đường đồng mức +80 có địa hình thoải, bờ phải nằm trên đường đồng mức+95 có địa hình tương đối dốc

- Tuyến tràn: Trên cơ sở địa hình, địa chất cũng như điều kiện thi công vàđược sự phân công nên em chọn tuyến tràn bên vai phải của đập

- Tuyến cống: Cống lấy nước bố trí dưới đập chính tại bờ trái của đập

CHƯƠNG II: QUY MÔ CÔNG TRÌNH

Theo quy chuẩn QCVN 04-05 2012 xác định được cấp công trình là cấp II

3.2.1.2: Theo điều kiện nền và chiều cao của công trình

Để xác định chiều cao đập sơ bộ xác định cao trình đỉnh đập theo công thức

Zđđ= MNLTK + d (5 – 1)Trong đó:

d: chiều cao an toàn có thể lấy d= 1,5 ÷ 3 (m) chọn d =2 m

MNLTK: Mực nước lũ thiết kế

Vì mực nước lũ thiết kế chưa biết nên có thể chọn sơ bộ:

MNLTK = MNDBT + 3 m = 643 + 3 = 646 (m)

=> Zđđ = MNLTK + d = 646 + 2 = 648 (m)Vậy chiều cao đập: Hđ = Zđđ – Zđáy

2.2.2: Tần suất thiết kế

Xác định theo QCVN 04-05-2012:

- Tần xuất lũ kiểm tra và thiết kế: PTK = 0.5%, PKT = 0,1%

- Tần suất gió lớn nhất và bình quân lớn nhất: PMNDBT= 2%, PMNDGC= 25%(TCVN 8216-2009)

- Tần suất tưới đảm bảo: P = 85%

- Hệ số tin cậy và hệ số điều kiện làm việc: Kn = 1,15; m = 1,0

- Hệ số an toàn ổn định cho phép của đập đất (TCVN 8216-2009)

+ Tổ hợp tải trọng cơ bản: K = 1,3+ Tổ hợp tải trọng đặc biệt: K = 1,1

- Độ vượt tải an toàn (TCVN 8216-2009)

+ Với MNDBT: a = 1.2m+ Với MNDGC: a” = 1.0m+ Với MNLKT : a” = 0,5 m

- Mức đảm bảo khi xác định sóng leo: P = 1%

- Tuổi thọ của công trình: T =75 năm

CHƯƠNG III : TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ

3.1.Mục Đích Và Nguyên Lý Tính Toán Điều Tiết Lũ,

+ Mục Đích :Tính toán điều tiết lũ là nội dung quan trọng khi thiết kế hồchứa để xác địch quy mô kích thước của công trình xả lũ,dung tích điểu tiết lũ,mựcnước lớn nhất trong hồ chứa,với mục đích chống lũ cho bản thân công trình và thỏamãn yêu cầu phòng lũ cho hạ du,

-Đối với hồ chứa nhiệm vụ phòng lũ hạ du điều tiết lũ qua hồ chưá nhằm hạthấp lưu lượng lũ xả xuống hạ lưu,nhờ đó hạ thấp mực nước trong sông ở hạdu,đảm bảo an toàn các công trình ven sông và các vùng dân cư,Thông qua tínhtoán điều tiết lũ tìm ra các thông số cơ bản của công trình hồ chứa, bao gồm việcxác định dung tích phòng lũ cần thiết của hồ chứa,phương thức vận hành công trình

xả lũ ,quy mô công trình xả lũ,

+ Nguyên Lý Tính Toán Điều Tiết Lũ :Dòng chảy trong sông thời kỳ có lũ là

dòng không ổn định,Diễn toán dòng chảy lũ trên hệ thống sông trong đó có hồ chứa

được tiến hành trên cơ sở giải hệ phương trình không ổn định Saint-Venant viết cho

đoạn sông dx trong thời đoạn dt,

-Phương trình cân bằng nước :

: sự thay đổi dung tích hồ chứa theo thời gian t

-Ta có Dv=Fdh, với dh là sự thay đổi độ sâu của nước trong hồ, khi đóphương trình cân bằng nước sẽ có dạng

(1)Nếu thay dt bằng khoảng thời gian đủ lớn , ở đây t1 là thời điểmđầu và t2 là thời điểm cuối của khoảng thời gian tính toán thì chúng ta có phươngtrình nước dạng sai phân sau đây:

(2)

Ở đây: Q1, Q2 là lưu lượng đến ở đầu thời đoạn và cuối thời đoạn tính toán,

q1, q2 là lưu lượng xả tương ứngV1, V2 là lượng nước có trong kho ở đầu và cuối thời đoạn t,Với mục đích là tìm quá trình xảlũ ~ t thì phương trình cân bằng nướcchưa thể giải trực tiếp được vì có hai số hạng chưa biết là q2 và V2, Vậy chúng tacần có một phương trình nữa, đó chính là phương trình thủy lực của công trình xả lũvới dạng tổng quát:

q = f(Zt, Zh, A)Trong đó: Zt là mực nước thượng lưu công trình xả lũ

là mực nước hạ lưu

A là thông số hình thức biểu thị thông số công tác của công trình xả lũ,

-Phương trình động lực sẽ được cụ thể tùy theo hình thức công trình cânbằng và chế độ chảy,

Như vậy nguyên lý cơ bản của điều tiết lũ là việc giải phương trìnhcân bằng nước dạng (1) và phương trình động lực (2),

-Phương trình động lực cụ thể tùy theo hình thức công trình xả lũ,

Đối với đập tràn chảy tự do : q=mB

3.1.1 Nguyên lý tính toán điều tiết lũ theo phương pháp thử dần

Từ các phương trình từ (5-7) đến (5-8) có thể viết lại phương trình cân bằngdưới dạng khác và khi đó có hệ phương trình:

q q t Q

Q     

22

2 1 2

1

(5-9)

Đường quan hệ mực nước và lưu lượng hạ lưu: H ~Q (5-12)

Trong hệ phương trình (5-9) và (5-10) có 2 giá trị cần phải xác định, đó là q2

và V2, do vậy, tại thời đoạn bất kỳ các giá trị này được xác định bằng cách tính đúngdần, Trước tiên cần giả định một trong hai giá trị trên (thường chọn đặc trưng q2), sau

đó dựa vào hệ phương trình trên tính lại giá trị q2, nếu giá trị tính lại sai lệch ít với giá

trị giả định thì đó chính là giá trị cần tính toán, trong trường ngược lại thì cần phải giảđịnh lại giá trị đó, Phương pháp này được gọi là phương pháp lặp trực tiếp,

Tại thời đoạn đầu tiên, mực nước hoặc dung tích ban đầu của hồ chứa đã xácđịnh, Các thời đoạn tiếp theo dung tích ban đầu hoặc mực nước ban đầu là giá trịtương ứng của nó tại cuối thời đoạn trước,

Quá trình tính toán thử dần cho mỗi thời đoạn được xác định theo các bướcđược sau đây:

Bước 1: Giả định giá trị q2 ở cuối mỗi thời đoạn tính toán, tính giá trị V2 theo

phương trình (5-9),

Bước 2: Xác định giá trị mực nước thượng lưu Zt và mực nước hạ lưu Zh tạicuối thời đoạn tính toán bằng cách sử dụng đường cong Z~V của hồ chứa và đườngquan hệ H~Q hạ lưu, tức là:

- Nếu biểu thức (5-16) không thoả mãn cần thay đổi giá trị giả định q2 và quaylại từ bước 1, Giá trị lưu lượng xả được giả định lại theo biểu thức sau:

q

(5-17)

Trong đó: q 2n1

là giá trị giả định của lưu lượng xả q2 ở bước lặp thứ (n+1); q2n

và q2n tgiá trị giả định và tính toán của đại lượng q2 ở bước lặp thứ n,

Tiến hành tính toán cho tất cả các thời đoạn sẽ xác định được quá trình xả lũ,các đặc trưng dung tích phòng chống lũ và các mực nước đặc trưng,

Nếu ký hiệu I là chỉ số thời đoạn, giả sử ta chia làm n thời đoạn, khi đó mựcnước cuối mỗi thời đoạn V2 = V(I), mực nước đầu thời đoạn là mực nước cuối thờiđoạn trước V1 =V(I-1); tương tự Q(I-1), q(I-1) là lưu lượng đến và xả ở đầu thờiđoạn còn Q(I) và q(I) là lưu lượng đến và xả ỏ cuối mỗi thời đoạn, Khi đó các bướctính toán điều tiết được thể hiện trên hình (5-13)

Phương pháp tính thử dần được xác định với hình thức và quy mô công trình xả

lũ đã xác định, Phương pháp tính toán có thể thực hiện với thời đoạn tính toán t cốđịnh, cũng có thể chọn t thay đổi theo từng thời đoạn,

3.1.2:Đặc điểm quá trình xả lũ khi tràn có cửa van

Quá trình điều tiết lũ có thể chia thành các thời đoạn sau :

+ Từ t0 – t1: lưu lượng lũ đến chưa lớn ta điều khiển độ mở cửa van để lưulượng xả bằng lưu lượng đến (q = Q) dung tích hồ chứa không thay đổi Khi đóđường quá trình xả lũ (q ~ t) trùng vớí đường quá trình lũ đến (Q ~ t)

+ Từ t1 – t2: tại thời điểm t1 khi Q = Q0 ta mở hết cửa van để xả lũ, với Q0 làkhả năng tháo khi mở hết cửa van ứng với MNDBT

Trong khoảng thời gian này Qđến> Qxả và dq  dt 0

lưu lượng xả tăng lên và nướcđược trữ lại trong hồ

+ Tại t2 lưu lượng xả đạt lưu lượng lớn nhất

+ Từ t2 - t3 : lưu lượng xả giảm dần nhưng vẫn lớn hơn lưu lượng đến nên giaiđoạn này lượng nước tích lại trong kho được xả ra Tại thời điểm t3 khi qxả = Q0 tađóng cửa van lại để qxả = Qđến

+ Sau t3 : điều chỉnh cửa van để duy trì q = Q

Hình 3-1 : Quá trình xả lũ khi có cửa van.

3.2 Tính toán điều tiết lũ

3.2.1:Tính toán điều tiết lũ theo phương pháp thử dần

- Giảithích :

-Mực nước dâng bình thường:Z=643m

-cao trình ngưỡng tràn:Zng.t=MNDBT-5(m)=638m

-Loại tràn có cữa van ,ngưỡng đỉnh rộng

-Số khoang tràn :với Bt=45m chia làm 3 khoang tràn

-Hệ số co hẹp : ε=Bt/(Bt+∑d)=45/(45+3.1,6)=0,9454

- Hệ số lưu lượng m0

Trị số chính xác của hệ số lưu lượng phải xác định chính xác theo phươngpháp Đ.I.Cu-min Trường hợp đập tràn không ngưỡng (P1 = 0).Dùng cho trường hợpmặt thượng lưu của cacscuar các mố bên bố trí xiên so vơi hướng nước chảy mặtthẳng đứng

- Bề rộng tương đối của ngưỡng tràn ở phía thượng lưu:

Trong đó: : Tổng bề rộng qua nước của tràn, =45 m

Vậy ta có:∑b

B T =15/45=0.3333.tra bảng 7.trang 24 TCQG 9147-2012m=0,328

-Cột (1) : Thời gian tính toán

-Cột (2) : ∆t – thời đoạn tính toán ∆t=1h

Tràn có van : t1 = f(Q1),

-Cột (3) : Q1 – Lưu lượng đến đầu thời đoạn,

-Ở thời đoạn1 : Q=ε*m*Bt* , trong đó H= MNDBT=Zngưỡng

-Cột 4:Q2 lưu lương đến cuối thời đoạn tra quan hệ Q-t với t2=t1+t

-Cột 5: qx1 lưu lượng xả đầu thời đoạn qx1=Q1

-Cột 6 qx2 lưu lượng xả cuối thời đoạn ,giả thiết qx2

-Cột 7:V1-dung tích đầu thời đoạn ở thời đoạn 1 :V1=V(MNDBT)

-Cột 8:V2 lưu lượng cuối thời đoạn V2=V1+V=V1+

-Cột 9:Ztl cao trình mực nước tràn tra quan hệ Z-V (ứng với V2)

-Cột 10: Ho-Cột nước trước tràn Ho=Ztl-Zng

-Cột 12: Sai số tính toán

Bảng điều tiết lũ với tần suất P=0.5%

Biểu đồ quan hệ lũ đến và lũ xả P=0.5%

Bảng tính toán điều tiết lũ P=0.1%

Bảng điều tiết lũ ứng với tần suất lũ VTKP=0.05%

Biểu đồ quan hệ lũ đến và lũ xả P=0.05%

0 5 10 15 20 25 30 35 40 0

200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

Q-t(P=0.05%) q-t(P=0.05%)

Kết quả tính toán điều tiết lũ

CHƯƠNG IV:TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT

4.1 CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA ĐẬP

4.1.1:Chọn loại đập

4.1.2:Tài liệu cho trước

Cấp thiết kế của công trình là: Cấp I

Mực nước dâng bình thường: +643 m

Mực nước lũ thiết kế và lũ kiểm tra ứng với Btràn=45m:MNLTK=646.28m,MNLKT=646.87m

đáy : Cao trình đáy công trình đã trừ lớp bóc bỏ, ở đây bóc 1m; khi đó đáy

- Vận tốc gió: V = 32 m/s

- Đà sóng: D = 500m Theo TCVN 8216-2009 đối với công trình cấp II ứng với MNLTK ởthượng lưu thì chiều cao sóng leo và nước dềnh do gió được tính với gió lớn nhấtnhiều năm không kể hướng ứng với P = 50%:

- Vận tốc gió: V = 17 m/s

- Đà sóng: D = 550 m

- Thời gian gió thổi liên tục: t = 6h

4.2 Xác định kích thước cơ bản của đập

4.2.1:Xác định cao trình đỉnh đập

Cao trình đỉnh đập là cao trình lớn nhất xác định trên cơ sở tính toán độ vượt cao Cao trình đỉnh đập xác định từ MNDBT và MNLKT

Z1 = MNDBT +Δh + hsl + a (3-1)

Z2 = MNLTK + Δh’ + hsl’ + a’ (3-2)Z3 = MNLKT + a’’ (3-3) Trong đó:

+ Δh và Δh’: là độ dềnh do gió ứng với gió tính toán lớn nhất và gió bình quân lớnnhất

+ hsl và hsl’: là chiều cao sóng leo (có mức bảo đảm 1%) ứng với gió tính toán lớnnhất và gió bình quân lớn nhất

+ a, a’ và a’’: là độ vượt cao an toàn, phụ thuộc vào cấp công trình và điều kiệnlàm việc của hồ chứa, theo TCVN 8216-2009 với công trình cấp I:

H = MNDBT – Zđáy = 643-602.2 = 40.8 m

αs: góc kẹp giửa trục dọc của hồ và hướng gió, αs = 0 ⇒cosαs = 1

- Giả thiết trường hợp đang xét là sóng nước sâu: H > 0,5λ (Với λ là chiều

dài trung bình của sóng)

- Tính các đại lượng không thứ nguyên

- K1, K2: các hệ số phụ thuộc vào độ nhám tương đối Δ/h1% và đặc trưng vật liệu gia

cố mặt đập Sơ bộ chọn lớp bảo vệ đá lát khan có độ nhám Δ = 0,03 Khi đó:

Tra bảng TCVN 8216-2009 ta có: K1 = 0,88 ; K2 = 0,78

- K3: hệ số phụ thuộc tốc độ gió và hệ số mái nghiêng m

- K4: hệ số phụ thuộc vào tỉ số λ/h và hệ số mái nghiêng của công trình

Sơ bộ xác định hệ số mái: Để tính được hệ số K3; K4 ta phải sơ bộ xác định hệ

số mái đập theo công thức kinh nghiệm:

K3 là hệ số tra ở bảng P2-4, phụ thuộc vào vận tốc gió và hệ số mái m.ta chọn sơ bộ

H = MNDTK– Zđáy = (643+3.277)-602.2 = 44.077mαs: góc kẹp giửa trục dọc của hồ và hướng gió, αs = 0 ⇒cosαs = 1

- Giả thiết trường hợp đang xét là sóng nước sâu: H > 0,5λ (Với λ là chiều

dài trung bình của sóng)

- Tính các đại lượng không thứ nguyên