Hướng dẫn thiết kế hồ chứa

MỤC LỤC Danh mục quy chuẩn, tiêu chuẩn sử dụng 3 Sách tham khảo: Tài liệu đầu vào: 4.1 Tài liệu địa hình: .4 4.2 Tài liệu địa chất: .4 4.3.tài liệu khí tượng thủy văn: 4.4 Các Tài liệu khác: điều kiện tự nhiên, dân sinh kinh tế, … để tính toán nhu cầu dùng nước Trình tự thực hiện: .4 5.1 Tính toán nhu cầu dùng nước: 5.2 Tính toán đặc trưng khí tượng thủy văn thiết kế: .4 5.2.1 Tính toán dòng chảy năm thiết kế: .4 5.2.2 Tính toán dòng chảy lũ thiết kế: 5.2.3 Tính toán dòng chảy bùn cát: .8 5.3 Tính toán điều tiết cho hồ chứa nước: 5.3.1 Tính toán điều tiết dòng chảy năm: 5.3.2 Tính toán điều tiết dòng chảy lũ: 5.4 Tính toán thiết kế đập: 11 5.4.1 Chọn tuyến đập hình thức đập: .11 5.4.2 Chọn vật liệu dùng đắp đập: .11 5.4.3 Tính toán các thông số đập: 12 5.5 Tính toán thiết kế tràn xả lũ: 22 5.5.1 Chọn tuyến tràn hình thức tràn: .22 5.5.2 Đập tràn mặt cắt thực dụng: .23 5.5.3 Đập tràn đỉnh rộng: .48 5.6 Tính toán thiết kế cống: 52 6.Tổ chức thi công 63 6.1.Dẫn dòng thi công: 63 6.1.1 Nhiệm vụ ý nghĩa dẫn dòng thi công: .63 6.1.2 Tiêu chuẩn thiết kế dẫn dòng: .63 6.1.3.Đề xuất lựa chọn phương án dẫn dòng: 65 6.1.4 Tính toán thủy lực dẫn dòng: .65 6.1.5 Thiết kế ngăn dòng: 71 6.2 Thi công đập chính: 74 6.2.1 Tiêu nước hố móng: 74 6.2.2 Tính toán khối lượng đào móng: 80 6.2.3 Phân đợt đào móng: 81 6.2.4 Chọn phương án đào móng: .81 6.2.5 Tính toán xe, máy cho phương án đào: 81 6.2.6 Kiểm tra sự phối hợp xe máy: .82 6.3 Thiết kế tổ chức đắp đập: .83 6.3.1 Phân đợt đắp đập: .83 6.3.2 Tính toán khối lượng cho đợt đắp đập: 83 6.3.3 Tính toán cường độ đào đắp đập cho giai đoạn: 84 6.3.4 Quy hoạch sử dụng bãi vật liệu: 84 6.3.5 Đề xuất chọn phương án đào vận chuyển đất đắp đập: 86 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ Hướng dẫn thiết kế hồ chứa TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG Số hiệu: HD – 04 – 01 r fu Danh mục quy chuẩn, tiêu chuẩn sử dụng - QCVN 04-05: 2012/BNNPTNT: Công trình thủy lợi - Các quy định chủ yếu về thiết kế - QCVN 04-02: 2012/BNNPTNT về thành phần, nội dung - QPTC C8 - 76: Quy phạm tính toán thủy lực đập tràn - TCVN 4253 - 2012: Nền các công trình thủy công - Tiêu chuẩn thiết kế - TCVN 8216: 2009: Thiết kế đập đất đầm nén - QPTL C1 - 75: Quy phạm tính toán thủy lực cống dưới sâu - QPTL C1-78: Quy phạm tải trọng lực tác dụng lên công trình thủy lợi - QPTL C6 - 77: Quy phạm tính toán các đặc trưng thủy văn thiết kế - TCVN - 4118 - 2012: Hệ thống tưới -Yêu cầu thiết kế - TCVN 4088 – 1997: Số liệu khí hậu dùng thiết kế xây dựng - 14TCN-100-2001: Thiết bị quan trắc cụm đầu mối công trình thuỷ lợi – Các quy định chủ yếu về thiết kế bố trí -14 TCN 121-2002: Về vận hành hồ chứa - TCVN 8422:2010: Thiết kế tầng lọc ngược công trình thủy công Các chương trình phần mềm sử dụng: - Tính toán thủy văn: mô hình RRMOD, TANK - Tính toán thủy nông: CROWAT - Tính toán thấm, ổn định đập đất: Seep/W, Slope/W, Sigma/W - Tính toán kết cấu: Sap2000 Sách tham khảo: - Sổ tay tính toán thủy lực – P.G.Ki xê lep - Sổ tay kỹ thuật Thủy lợi - Thiết kế đập đất – Nguyễn Xuân Trường - Công trình tháo lũ đầu mối hệ thống Thủy lợi – Nguyễn Văn Cung, Nguyễn Văn Đặng, Ngô Trí Viềng - Thiết kế cống – Trịnh Bốn, Lê Hoà Xướng - Cơ học đất – Châu Ngọc Ẩn - Cơ học đất không bão hòa – D.G Fredlund, H Rahardjo - Giáo trình Thủy công tập 1, - Giáo trình Thủy lực tập 1,2,3 Trang QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG Số hiệu: HD – 04 – 01 Hướng dẫn thiết kế hồ chứa r fu - Giáo trình Thủy văn công trình Tài liệu đầu vào: 4.1 Tài liệu địa hình: - Bình đồ lưu vực - Bình đồ lòng hồ - Bình đồ khu bố trí công trình đầu mối - Trắc dọc các tuyến công trình đầu mối: đập, tràn xả lũ, cống lấy nước - Trắc ngang các tuyến công trình đầu mối: đập đất, tràn xả lũ, cống lấy nước 4.2 Tài liệu địa chất: - Địa tầng khu vực lòng hồ - Địa tầng khu vực bố trí công trình đấu mối: đập, tràn xả lũ, cống lấy nước - Bảng số liệu 17 tiêu các lớp đất - Bảng số liệu tiêu mẫu đầm nện chế bị đất đắp (xác định phương pháp thí nghiệm tiêu kháng cắt đất đắp theo bảng 3-1 TCVN 8216:2009) 4.3.tài liệu khí tượng thủy văn: - Liệt số liệu đầy đủ liên tục 25 năm (kể từ thời điểm tính trở về trước) 4.4 Các Tài liệu khác: điều kiện tự nhiên, dân sinh kinh tế, … để tính toán nhu cầu dùng nước Trình tự thực hiện: 5.1 Tính toán nhu cầu dùng nước: Căn cứ vào nhiệm vụ hồ chứa (cấp nước để tưới, cấp nước khu công nghiệp, cấp nước sinh hoạt, cấp nước phát điện, hồ chứa nước để chống lũ) dựa vào các tài liệu có để tính nhu cầu dùng nước 5.2 Tính toán đặc trưng khí tượng thủy văn thiết kế: 5.2.1 Tính toán dòng chảy năm thiết kế: Dòng chảy năm lượng dòng chảy sinh lưu vực chảy qua mặt cắt cửa lưu vực khoảng thời gian năm cùng với sự thay đổi khoảng thời gian -Lưu lượng bình quân năm Qn (m3/s) + Là trị số lưu lượng tính bình quân cho thời đoạn năm 365 12 Qn = ∑ Qi i =1 12 Qn = ∑Q j =1 j 365 Trang QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG Số hiệu: HD – 04 – 01 Hướng dẫn thiết kế hồ chứa r fu + Qi: lưu lượng bình quân tháng thứ i + Qj lưu lượng bình quân ngày thứ j -Tổng lượng dòng chảy năm Wn (m3): + Là lượng dòng chảy qua mặt cắt cửa lưu vực khoảng thời gian năm Wn= Qn 31,5.106 -Mô đun dòng chảy năm Mn (l/s.km2) + Là môđun dòng chảy tính cho thời đoạn năm Mn=(Qn/F).103 -Lớp dòng chảy năm Yn (mm) + Là lớp dòng chảy tính cho thời đoạn năm Yn=(Wn/F).10-3 -Hệ số dòng chảy năm an: + Là tỉ số lớp dòng chảy năm lượng mưa năm tương ứng α n=Yn/Xn -Dòng chảy chuẩn trị số trung bình đặc trưng dòng chảy năm thời kỳ nhiều năm tiến tới ổn định, với điều kiện cảnh quan địa lý điều kiện địa chất không thay đổi -Các đặc trưng biểu thị: + Lưu lượng dòng chảy chuẩn Q0 (m3/s): Trong Qi lưu lượng bình quân năm thứ i; n số năm quan trắc + Lượng dòng chảy chuẩn W0 (m3): W0= Q0 31,5.106 + Mô đun dòng chảy chuẩn M0(l/s.km2): M0=(Q0/F).103 + Lớp dòng chảy chuẩn Y0 (mm): Y0=(W0/F).10-3 + Hệ số dòng chảy chuẩn α 0: α =Y0/X0 Dòng chảy năm thiết kế dòng chảy năm tính ứng với tần suất thiết kế Trị số dòng chảy năm thiết kế sở để xác định mức độ cấp nước sông Tần suất thiết kế hay mức bảo đảm cấp nước P(%) phụ thuộc vào yêu cầu về cung cấp nước -Các đặc trưng biểu thị dòng chảy năm thiết kế: Trang QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG Số hiệu: HD – 04 – 01 Hướng dẫn thiết kế hồ chứa r fu + Lưu lượng dòng chảy năm thiết kế Qnp (m3/s) + Tổng lượng dòng chảy năm thiết kế Wnp (m3) + Mô đun dòng chảy năm thiết kế Mnp (l/s.km2) + Lớp dòng chảy năm thiết kế Ynp (mm) 5.2.1.1 Đối với lưu vực có đủ tài liệu quan trắc: a Chọn mẫu tính toán: đảm bảo đủ tiêu chuẩn đồng nhất, độc lập, đại biểu - Đánh giá tính đại biểu chuỗi + Theo sai số quân phương σQ = σCv = Cv n 100% +C v2 2n 100% + Theo đường luỹ tích sai chuẩn b Vẽ đường tần suất lý luận: theo các phương pháp: phương pháp thích hợp dần, phương pháp điểm Alechxayep c Xác định đặc trưng thuỷ văn thiết kế: Qnp = Q0 Kp d Phương trình: S m (K i − 1) ∑ m= i= Trong đó: + Ki=Qi/Q0 + Qi: lưu lượng bình quân năm thứ i +Sm giá trị độ lệch lũy tích đường lũy tích sai chuẩn tính đến năm thứ m e Tính đại biểu liệt quan trắc biểu thị bởi Kcp: + Kcp=1+dcp + dcp: gia số độ lệch tính theo công thức S −S d dcp = c n f Sđ Sc giá trị độ lệch lũy tích tính đến năm đầu năm cuối thời kỳ đo đạc + Kcp=1: thời kỳ đo đạc đủ tính đại biểu + Kcp>1: thời kỳ đo đạc dòng chảy thiên lớn Trang QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG Số hiệu: HD – 04 – 01 Hướng dẫn thiết kế hồ chứa r fu + Kcp[...]... TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ Hướng dẫn thiết kế hồ chứa TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG Số hiệu: HD – 04 – 01 r fu - Công thức bán kinh nghiệm: là loại công thức trung gian của 2 loại trên, nghĩa là vừa dựa vào phân tích căn nguyên của sự hình thành dòng chảy lũ vừa tổng hợp theo tài liệu thực đo để tham số hóa các công thức tính toán Điển hình: công thức Xôkôlôpxki 5.4 Tính toán thiết kế. .. đập sau khi thi công xong là cao trình trong bản vẽ thiết kế sau khi đã đắp bù 5.4.4 Thiết kế hệ thống quan trắc: * Thành phần, khối lượng quan trắc đập đất và đập đất đá hỗn hợp: STT Nội dung quan trắc Cấp công trình Trang 21 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ Hướng dẫn thiết kế hồ chứa TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG Số hiệu: HD – 04 – 01 r fu I II III IV V 1 Quan trắc chuyển vị + + + + +... dốc Trang 35 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG Số hiệu: HD – 04 – 01 Hướng dẫn thiết kế hồ chứa r fu Chiều sâu dòng đều trên dốc được xác định dựa vào mặt cắt lợi nhất về mặt thủy lực : f ( Rln ) = Q 4.m0 i Trong đó : i là độ dốc tràn ứng với dòng chảy trong dốc là dòng đều Tra bảng thủy lực xác định được Rln , b h0 , Rln Rln e Kết luận về đường mực... QPTL-C1-78 Mức đảm bảo tính toán TÊN CÔNG TRÌNH THỦY LỢI của chiều cao sóng trong hệ thống % Công trình có biên dạng thẳng đứng 1 Trang 13 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG Số hiệu: HD – 04 – 01 Hướng dẫn thiết kế hồ chứa r fu Công trình thường xuyên thông và vật chắn nước bị chảy bao cấp: I 1 II 1 III,IV 5 Công trình gia cố bờ cấp: II 1 III,IV 5 Công trình có... Trường hợp tính gD/w2 gt/w ghs/w2 hs gτ/w τ λs MNDBT MNDGC Kiểm tra điều kiện sóng vùng nước sâu đúng với giả thiết tính toán: Trang 14 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG Số hiệu: HD – 04 – 01 Hướng dẫn thiết kế hồ chứa r fu MNDBT: H > 0,5 λs H > 0,5 λs MNLTK: Tính hs 1%: Ki lấy theo đồ thị 36 (QPTL-C1-78) Trường hợp tính gD/w2 hs Ki hs 1% MNDBT MNLTK Chiều cao... mα 0,4 0,4÷2 3÷5 Lớn hơn 5 1,3 1,4 1,5 1,6 1,1 1,1 1,1 1,2 Đối với vận tốc gió ≥20m/s Hệ số K3 Đối với vận tốc gió ≤10m/s Trang 15 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG Số hiệu: HD – 04 – 01 Hướng dẫn thiết kế hồ chứa r fu K4: Hệ số phụ thuộc vào λ/hs 1% và m, lấy theo đồ thị hình 10 QPTL-C1-78 Trường hợp tính hs 1% K1 K2 K3 K4 hse1% MNDBT MNLTK a.2 Xác định... đập là đoạn nằm ngang có bề rộng bc được sử dụng như đường thi công hoặc sửa chữa gia cố đập d Tính toán gia cố mái thượng lưu: Trang 16 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG Số hiệu: HD – 04 – 01 Hướng dẫn thiết kế hồ chứa r fu Phạm vi bảo vệ mái gia cố thượng lưu bắt đầu từ đỉnh đập xuống dưới mực nước khai thác thấp nhất (thường là MNC) 2,5m đối với đập... trong 2 trị số tra được ở trên để tính h tb và ttb như sau: gh ' ⇒ h ' (m) V '2 gτ ' ⇒ τ ' (s) V' - Trị sốλ xác định như sau: Trang 17 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG Số hiệu: HD – 04 – 01 Hướng dẫn thiết kế hồ chứa r fu λ= gτ 2 (m) 2π d.2.Theo công thức Sankin P.A: (sách Sổ tay kỹ thuật thủy lợi – tập III, trang 311) hb = k h γn λ γ d − γ n mB Trong đó: h:... trên đất màu Đập đá đổ hoặc đập đất có mái dốc bằng vật liệu hạt thô như cát sỏi, đá dăm, thì không cần lớp bảo hộ bên trên Trang 18 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG Số hiệu: HD – 04 – 01 Hướng dẫn thiết kế hồ chứa r fu Đập có mái dốc bằng đất hạt sét đât hạt lớn (hạt cát), trước khi trồng cỏ cần rải một lớp đất màu f Tính toán vật chống thấm bằng... gradient cho phép [ J k ] cp ở khối đắp thân đập Cấp công trình Loại đất I II III IV-V Sét 1,00 1,10 1,20 1,30 Á sét 0,70 0,75 0,85 0,90 Trang 19 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CÔNG Số hiệu: HD – 04 – 01 Hướng dẫn thiết kế hồ chứa r fu Cát trung bình 0,50 0,55 0,60 0,65 Á cát 0,40 0,45 0,50 0,55 Cát mịn 0,35 0,40 0,45 0,50 Nếu Jk lớn hơn các trị số trên thì phải thiết ... phun:L( m) Trang 38 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CƠNG Số hiệu: HD – 04 – 01 Hướng dẫn thiết kế hồ chứa r fu MNHL Max m = β Đáy kênh dẫn d h1 dh2 L r1 d h3 m = L... Qi i =1 12 Qn = ∑Q j =1 j 365 Trang QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CƠNG Số hiệu: HD – 04 – 01 Hướng dẫn thiết kế hồ chứa r fu + Qi: lưu lượng bình qn tháng thứ... thị dòng chảy năm thiết kế: Trang QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 4: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THỦY CƠNG Số hiệu: HD – 04 – 01 Hướng dẫn thiết kế hồ chứa r fu + Lưu lượng dòng chảy năm thiết kế