Thiết kế hồ chứa ninh sơn

liên hệ với mình qua sdt 0986012484 để mình tặng bạn bản cad nha..................................................................................................................................................................................................................................................................

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 1

1.1 Vị trí và nhiệm vụ công trình 1

1.1.1 Vị trí 1

1.1.2 Nhiệm vụ 1

1.2 Các điều kiện tự nhiên 1

1.2.1 Địa hình 1

1.2.2 Địa chất công trình 3

1.2.3 Địa chất thủy văn 5

1.2.4 Vật liệu xây dựng 5

1.2.5 Tài liệu khí tượng thủy văn 7

1.3 Điều kiện về dân sinh kinh tế và nhu cầu dùng nước 10

CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN THỦY LỢI 10

2.1 Giải pháp công trình và thành phần công trình 10

2.1.1 Giải pháp công trình 10

2.1.2 Thành phần công trình 10

2.2 Cấp bậc công trình và các chỉ tiêu thiết kế 11

2.2.1 Cấp công trình 11

2.2.2 Các chỉ tiêu thiết kế 11

2.3 Vị trí tuyến công trình đầu mối 12

2.3.1 Đập đất 12

2.3.2 Tràn 12

2.3.3 Cống 12

2.4 Tính toán mực nước chết của hồ 12

2.4.1 Khái niệm 12

2.4.2 Ý nghĩa và các yêu cầu 12

2.4.3 Tính toán 13

2.5 Xác định MNDBT 14

2.5.1 Khái niệm 14

2.5.2 Xác định hình thức điều tiết hồ 14

2.5.3 Tính toán điều tiết theo phương pháp lập bảng 14

2.6 TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ 17

2.6.1 Mục đích tính toán 17

2.6.2 Nội dung tính toán: 18

Chương III : THIẾT KẾ SƠ BỘ CÁC CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI 19

3.1 Thiết kế sơ bộ đập dâng 19

3.1.1 Tài liệu thiết kế 19

3.1.2 Xác định cao trình đỉnh đập 20

3.2 Thiết kế sơ bộ đường tràn xả lũ: 26

3.2.1.Vị trí, nhiệm vụ của công trình 26

3.2.2 Hình thức và Quy mô công trình 26

3.2.3 Thiết kế ngưỡng tràn: 27

3.2.4 Tính toán thuỷ lực dốc nước: 27

3.2.5 Tính toán kênh xả sau tràn 37

3.2.6.Thiết kế tiêu năng 38

3.3 Tính toán khối lượng và chọn phương án 41

3.3.1 Tính khối lượng đập dâng 42

3.3.2 Tính toán khối lượng tràn xả lũ 42

Chương IV: THIẾT KẾ KỸ THUẬT PHƯƠNG ÁN CHỌN 44

CHƯƠNG IV 44

KIỂM TRA KHẢ NĂNG THÁO CỦA TRÀN 44

7.1 Xét hệ số co hẹp bên 45

7.2 Xét lưu tốc tới gần V o 45

7.3 Hệ số lưu lượng m 46

7.4 Điều tiết lại lũ 46

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT 50

4.1 Kích thước cơ bản của đập 50

4.1.1 Chọn loại đập 50

4.2 Xác định cao trình đỉnh đập 51

4.2.1 Xác định cao trình đỉnh đập theo MNDBT 51

4.2.2 Xác định cao trình đỉnh đập theo MNLTK: 53

4.2.3 Xác định cao trình đỉnh đập theo MNLKT: 54

4.3 Bề rộng đỉnh đập 55

4.4 Cơ đập 55

4.5.2 Bảo vệ mái hạ lưu: 56

4.6 Thiết bị chống thấm 57

4.7 Thiết bị thoát nước 57

4.8 Tính thấm cho đập đất: 58

4.8.1 Mục đích: 58

4.8.2 Các trường hợp tính toán: 58

4.8.3 Các mặt cắt tính toán: 58

4.8.4 Tính thấm cho mặt cắt lòng sông 59

4.8.5 Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi phải (1-1) 63

Sơ đồ của mặt cắt sườn đồi đập là đập trên nền không thấm nước, hạ lưu không có nước, thoát nước kiểu áp mái 63

4.8.6 Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi trái (3-3) 64

4.8.7 Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi trái (4-4) 65

4.8.8 Tính tổng lượng nước thấm qua đập: 67

4.9 Tính toán ổn định đập đất 68

4.9.1 Mục đích 69

4.9.2 Các trường hợp tính toán 69

4.9.3 Tính toán ổn định mái đập 69

CHƯƠNG V : THIẾT KẾ ĐƯỜNG TRÀN XẢ LŨ 72

5.1 Bố trí chung : 72

5.2 Thiết kế đường tràn xả lũ: 72

5.2.1 Thông số ngưỡng tràn 72

5.2.2 Thiết kế ngưỡng tràn: 72

5.2.3 Tính toán thuỷ lực dốc nước 72

5.2.4 Tính toán thủy lực kênh hạ lưu: 80

5.4.6.Thiết kế tiêu năng 82

5.2.6 Cấu tạo chi tiết các bộ phận tràn xả lũ: 86

5.2.7 Tính toán ổn định: 88

CHƯƠNG VI : THIẾT KẾ CỐNG NGẦM 97

6.1 Bố trí cống: 97

6.1.1 Nhiệm vụ và cấp công trình: 97

6.1.2 Hình thức cống: 98

6.1.3 Sơ bộ bố trí cống: 98

6.1.4 Các tài liệu dùng trong tính toán: 98

6.2 Thiết kế kênh hạ lưu cống: 99

6.2.1 Thiết kế mặt cắt kênh: 99

6.2.2 Kiểm tra lưu tốc trong kênh: 100

6.3 Tính khẩu diện cống: 101

6.3.1 Trường hợp tính toán : 101

6.3.2 Tính bề rộng cống b c : 102

6.3.3 Xác định chiều cao cống và cao trình đặt cống: 106

6.4 Kiểm tra trạng thái chảy trong cống và tính toán tiêu năng: 106

6.4.1 Trường hợp tính toán: 107

6.4.2 Xác định độ mở cống: 108

6.4.3 Kiểm tra trạng thái chảy trong cống: 109

6.4.4 Tiêu năng sau cống: 111

6.5 Chọn cấu tạo cống: 114

6.5.1 Cấu tạo cửa vào, cửa ra : 114

6.5.2 Thân cống : 114

6.5.3 Tháp van: 116

PHẦN IV: CHUYÊN ĐỀ KĨ THUẬT 116

CHƯƠNG VII : TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỐNG NGẦM 116

7.1 Mục đích và trường hợp tính toán 116

7.1.1 Mục đích 116

7.1.2 Các trường hợp tính toán 116

7.2 Xác định ngoại lực tác dụng lên mặt cống 117

7.2.1 Xác định vị trí của đường bão hoà tại mặt cắt đập đất đặt cống 117

7.2.2 Tài liệu tính toán 118

7.2.3 Xác định các thành phần ngoại lực tác dụng lên mặt cắt ngang cống 119

7.3 Tính toán nội lực cống hộp bằng phần mềm sap 2000 123

7.3.1 Phân tính nội lực cống theo mô hình khung phẳng 123

7.4 Tính toán cốt thép trên mặt cắt ngang cống 129

7.4.1 Số liệu tính toán 129

7.4.2 Tính toán cốt thép cho trần cống 130

7.4.5.Tính toán bố trí cốt thép cho thành cống 136

7.4.6 Tính toán bố trí cốt thép cho đáy cống 137

7.5 Kiểm tra nứt 138

7.5.1 Mục đích tính toán 138

7.5.2 Mặt cắt tính toán 138

7.5.3 Tính toán và kiểm tra nứt 138

7.6 Bảng tổng kết cốt thép bố trí cho thép 140

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH

1.1.1.2 Vị trí khu hưởng lợi

Khu hưởng lợi nắm ở phía bờ trái của suối Ninh Sơn,, thuộc phạm vi của xã Ia Hdreh và

Ia Rmook, có tọa độ địa lý:

13ᵒ05’50” đến 13ᵒ07’45” Vĩ độ Bắc

108ᵒ38’35” đến 108ᵒ41’20” Kinh độ Đông

1.1.2 Nhiệm vụ.

- Cung cấp nước tưới cho 600ha lúa và màu

- Hệ thống kênh được kết hợp làm các tuyến đường giao thông nông thôn và giao thông nội đồng

- Kết hợp nuôi thả cá và cải tạo điều kiện cảnh quan môi trường sinh thái

1.2 Các điều kiện tự nhiên

1.2.1 Địa hình.

1.2.1.1 Đặc điểm địa hình – địa mạo

- Khu vực công trìnhđầu mối : hai bên thềm suối mở rộng thành một thung lung và được bao bọc xung quanh bởi các dãy đồi núi caco tạo điều kiện tự thuận lợi cho việc xây dựng hồ chứa

- Khu hưởng lợi : khu hưởng lợi nằm dọc theo phía bờ trái của suối Ninh Sơn Địa hình khu tưới bị chia cắt mạnh bởi các suối và khe tụ thủy hướng dốc chính của khu tưới theo hướng Tây Bắc – Đông Nam về suối Ninh Sơn với độ dốc từ 30 –

100 Hiện nay tại khu tưới chủ yếu là gieo trồng một vụ vào mùa mưa Đặc điểm địa hình của khu tưới tương đối khó khan cho việc bố trí tuyến kênh : công trình trên nhiều nhất là các công trình tiêu nước

- Từ bình đồ lòng hồ ta xác định quan hệ W=F(Z) và Z = F(Z) của lòng hồ Ninh Sơn (như bảng)

170 175 180 185 190 195 200 205 0

50 100 150 200 250

- Lớp trên cùng là cát bồi tích lòng suối, có nguồn gốc bồi tích, khối lượng không đáng kể , chúng chỉ ở lòng suối Ninh Sơn thành phần chủ yếu là cát hạt mịn bề dày mỏng 10 : 20cm khi thi công bóc bỏ lớp này.

- Tiếp đến là lớp cát pha (lớp II) : có thành phần hạt mịn và hạt thô tương đối nhỏ, phần dưới gặp ít sạn sỏi có độ chọn lọc kém, nguồn gốc chủ yếu là sườn tích và bồi tích, chúng có trên toàn tuyến có màu xám, xám nâu,xám vàng bề dày thay đổi

- Dưới cùng là đá gốc ( lớp IV) : đá có màu xám xanh,xám đen ít nứt nẻ đây là

phần đất móng đá gốc của tầng trầm tích phun trào hệ tang Mang Gang tuổi Trias,

1.2.3 Địa chất thủy văn.

Theo tài liệu điều tra địa chất thủy văn của liên đoàn ĐCTV-ĐCCT miền trung khihành tìm kiếm nước ngầm vùng Krông Pa,khu vực nghiên cứu có các đơn vị địa chất thủy văn như sau:

- Tầng chứa nước các thành phần tạo hỗn hợp trầm tích đệ tứ : thành tạo khá phổ biến trong vùng,chúng phân bố ở sườn và dọc thung lũng các suối thành phần đất

đá chứa nước chủ yếu các hạt mịn,bột,sét lẫn nhiều dăm sạn do trầm tích có

nguồn gốc hỗn tạp,mức độ chọn lọc kém,khả năng chứa nước không đáng kể.kết quả hút nước thử các hố khoan khảo sát cho lưu lượng rất nhỏ ( < 0.1 lít ) Đây là tầng nghèo nước.về chất lượng nước kết quả thí nghiệm mẫu cho thấy : nước có loại hình hóa học là : Clorua- Bicacbonat-Natri

Kết quả nghiên cứu trong vùng cho thấy : độ cứng tạn thời > 2mg đương lượng/lít nên có khả năng ăn mòn rửa lũ với các loại xi măng Độ pH > 7 nên không ăn mònacid Các hàm lượng Cl- và SO4- đều < 200mg/l nên nước có khả năng ăn mòn cacbonat và sunphat đối với xi măng Vấn đề này cần được lưu ý trong quá trình xây dựng, duy tu, bảo dưỡng và khai thác công trình có lien quan đến xi măng

- Tầng chứa nước trầm tích phun trào hệ tầng Măng Gang : thành tạo này phân bố trung tâm vùng thuộc các đồi núi có đỉnh tròn nhọn,sườn dốc bề mặt bị bốc mòn mạnh Thành phần thạch học gồm cát kết, bột kết sạn kết và các đá phun trào riolit,đacit Đá rắn chắc ít nứt nẻ.khẳ năng chứa nước kém Về thành phần hóa họcnước có loại hình bicacbonat hoặc bicacbonatclorua, độ pH = 6.8-7.5 nước sử dụng tốt cho ăn uống và sinh hoạt

- Thành tạo rất nghèo nước và cách nước : thuộc về thành tạo này là các đá xâm nhập granite phức hệ Vân Canh phân bố thượng nguồn Ninh Sơn.

1.2.4 Vật liệu xây dựng.

Quá trình khảo sát đã xách định hai mỏ vật liệu đắp đập,nằm thượng nguồn suối Ninh Sơn Qua thi công đã đào hố khảo sát , đo đạc và lấy thí nghiệm cả hai mỏ kết quả tính toán trữ liệu như sau :

Mỏ số I : cách tuyến đập khả thi khoảng 400m ,có trữ liệu là 279.680 m3 lấy tròn là 280.000 m3 Hệ số đất bóc là 0,134

Mỏ số II nằm ở phái đông Buôn Drun cách tuyến đập khả khoảng 1100m , có trữ liệu

là 146.450 m3 lấy tròn là 146.000 m3 Hệ số đất bóc là 0,106

Địa tầng hai lớp này tương tự nhau gồm có 04 lớp như sau :

Lớp thổ nhưỡng trên cùng là cát pha lẫn mùn thực vật, màu xám trắng, cát 48%, sét 30%, đất có độ ẩm vừa, bở rời trạng thái cứng lớp này sẽ bóc bỏ khi khai thác

Lớp I : cát pha, sét pha có màu xám nâu, xám đen, vàng,độ ẩm trung bình kết cấu chặt, trạng thái cứng đến nữa cứng

Lớp II : Sét pha lẫn sạn sỏi ,sét 46%, sạn chiếm 8-10% màu xám nâu, nâu nhạt, độ ẩmtrung bình, kết cấu chặt, trạng thái cứng

Lớp III : Sét pha lẫn nhiều dăm sạn sét 45%, cát 35% dăm sạn 20% Màu vàng nhạt, kết cấu chặt, trạng thái cứng

Như vậy về trữ lượng và điều kiện khai thác cả hai mỏ đều đảm bảo yêu cầu các chỉ tiêu kỹ thuật và kinh tế.và khối lượng và chất lượng vật liệu đắp đập đã xác định đượchoàn toàn đảm bảo đủ số lượng nhu cầu thi công công trình

Bảng 1.3 : Các chỉ tiêu thí nghiệm và đề nghị dung cho tính toán các lớp đất đắp đập

Các chỉ tiêu thínghiệm

Các chỉ tiêudùng trong tínhtoán

Các chỉ tiêu thínghiệm

Các chỉ tiêudùng trongtính toánLớp 1

- Hạt dăm,sạn,sỏi 7.88 8.37 7.88 8.37 7.73 8.11 7.73 8.11

Tỷ trọng Δ (T/m3) 2.670 2.670 2.670 2.670 2.670 2.675 2.670 2.675

Độ ẩm tự nhiên We (%) 12.90 12.78 12.90 12.78 12.77 13.36 12.77 13.36-Dung trọng ướt W

-5.9x10

-7 1x10-5 1x10-5 6.5x10-7 6.5x10

1.2.5 Tài liệu khí tượng thủy văn.

1.2.5.1 Các đặc trưng khí tượng thủy văn của lưu vực

Bảng 1.4 : Các đặc trưng khí tượng thủy văn của lưu vực

13 Mô đuyn dòng chảy trung bình nhiều

Bảng1.5: Phân phối dòng chảy năm ứng với tần suất thiết kế của công trình.

Các đặc trưng khí hậu quan trắc ở Cheo Reo thời kỳ 1961 :1995 được dùng như đặc trưngkhí hậu của lưu vực Ea măng.

từ tháng XII đến tháng IV năm sau, lượng chỉ chiếm 15% tổng lượng mưa năm : phânphối mưa năm trung bình và mưa năm thiết kế được tổng hợp trong bảng

Bảng 1.8 : Lượng mưa trung bình và mưa năm thiết kế (mm)

Mưa năm 75% phân phối theo mô hình năm 1994 đo tại Krông Pa

Bảng1.9 : Số ngày mưa hàng tháng trong năm (mm)

Bốc hơi

- lượng bốc hơi bình quân năm được tổng hợp trong bảng sau :

Bảng 1.10 : phân phối tổn thất bốc hơi (mm)

1.3 Điều kiện về dân sinh kinh tế và nhu cầu dùng nước.

Bảng 1.13 : Nhu cầu dùng nước :

ĐVT : 103m3

I X I

W(lúa)

595

Vùng dự án công trình Ninh Sơn gồm 2 xã Ia HDreh và Ia RMook

CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN THỦY LỢI

2.1 Giải pháp công trình và thành phần công trình.

2.2.1.1 Theo nhiệm vụ công trình

Hồ chứa sông Ninh Sơn có nhiệm vụ tưới cho 600 ha < 2000 ha.Tra bảng 1 QCVN 05-2012 ta được cấp công trình là cấp IV

2.2.1.2 Theo chiều cao của công trình và loại nền.

Theo kết quả nghiên cứu của giai đoạn lập dự án , chiều cao đập là 25m, đất nền thuộc nhóm B tra bảng 1 QCVN 04-05-2012 ta được cấp công trình là cấp II

Tổng hợp 2 kết quả trên ta có : cấp công trình là cấp II

-Tần suất lũ kiểm tra: P=0,2%

Tra bảng 3 TCVN 8216 – 2009 :Tần suất gió thiết kế, với công trình cấp II ta có :

-Tần suất gió thiết kế ứng với MNDBT :P = 4%

-Tần suất gió thiết kế ứng với MNLTK :P = 50%

Tra bảng 3 TCVN 04-05-2012:Mức đảm bảo phục vụ của công trình thủy lợi

-Tần suất tưới bảo đảm: P=75%

2.2.2.2 Hệ số tính toán.

-Hệ số tin cậy khi tính ổn định, độ bền: Kn=1,15

-Hệ số điều kiện làm việc: m=1,0

Tra bảng 11 TCVN 04-05-2012 :Thời gian cho phép dung tích bồi lắng của hồ chứa bị lắp đầy ta có : thời gian tính toán dung tích bồi lắng hồ: T=75 năm

-Độ vượt cao an toàn:

+Với MNDBT: a=0,7m

+Với MNLTK: a=0,5m

+Với MNLKT: a=0,2m

- Đối với hệ số tổ hợp tải trọng cơ bản : nc= 1,0

- Đối với hệ số tổ hợp tải trọng đặc biệt : nc= 0,9

- Đối với hệ số tổ hợp tải trọng trong thời kỳ thi công và sữa chữa : nc= 0,95

2.3 Vị trí tuyến công trình đầu mối.

Công trình đầu mối gồm các hạng mục : Đập đất gồm một đậpchính ngăng suối và một đập phụ ở vai phải đập chính, tràn xả lũ nằm ở giữa đập chính và đập phụ, cống lấy nước dưới đập chính ở vai trái

2.3.1 Đập đất.

Vị trí tuyến đập được nghiên cứu cùng với tuyến tràn và đập phụ, nếu dịch chuyển tuyếnđập về thượng lưu thì địa hình 2 vai mở rộng đột ngột lúc đó sẽ không còn đập phụ, tuyếnđập sẽ dài, còn nếu dịch chuyển về hạ lưu thì tuyến đập sẽ dài và cao, tràn phải bố trí ởvai đập

2.3.2 Tràn.

Vị trí tuyến tràn tại vai phải của đập chính và vai trái của đập phụ ngay tại đỉnh đồi năm giữa đập chính và đập phụ đi theo sườn dốc đổ ra suối bằng đoạn kênh dẫn thuận lợi cho việc bố trí tràn Về địa chất phần tràn và dốc nằm trên lớp đa phong hóa

2.3.3 Cống.

Cống lấy nước đặt dưới vai trái của đập đất

2.4 Tính toán mực nước chết của hồ.

2.4.2.2 Các yêu cầu khác.

Cao trình MNC phải đảm bảo tạo ra dung tích chứa được lượng bùn cát bồi lắng trong

hồ trong thời gian công trình đang hoạt động

MNC phải đủ cao để yêu cầu tưới tự chảy

Đảm bảo vệ sinh lòng hồ trong mùa kiệt

Đối với giao thông thủy MNC phải là mực nước tối thiểu cho phép tàu bè đi lại bình thường theo nhiệm vụ giao thông thủy

Đối với thủy sản MNC phải đảm bảo có quy mô cần thiết cho nuôi cá và các loại thủy sản

Đối với yêu cầu về du lịch và bảo vệ môi trường, MNC phải đảm bảo yêu cầu tối thiểu cho du lịch và vệ sinh thượng hạ lưu hồ

2.4.3 Tính toán.

Nhiệm vụ chủ yếu của hồ chứa Ninh Sơn là cấp nước tưới nên MNC trong hồ được xácđịnh theo 2 điều kiện :

- đảm bảo yêu cầu tưới tự chảy

2.4.3.1 Xác định MNC theo điều kiện lắng đọng bùn cát.

MNC= bc h d h

Trong đó:

bc

 : Cao trình bùn cát lắng đọng trong suốt quá trình làm việc của hồ,

Theo tài liệu thủy văn tổng lượng bùn cát lắng đọng trong 1 năm là

h : Chiều dày lớp nước đệm từ cao trình bùn cát đến đáy cống

Theo kinh nghiệm h d=(0, 4 0,7)m , chọn h d =0,5m

h: Độ sâu cột nước trước cống để lấy đủ lượng nước thiết kế

sơ bộ chọn h=1,2 m

MNC=181,35+0,5+1,2=183.05 m

2.4.3.2 Xác định MNC theo yếu cầu khống chế tưới tự chảy.

MNC theo điều kiện khống chế tưới tự chảy phải thoả mãn điều kiện sau:

2.5 Xác định MNDBT

2.5.1 Khái niệm.

MNDBT là thông số chủ chốt của công trình Đây là mực nước trữ cao nhất trong

hồ ứng với các điều kiện thủy văn và chế độ làm việc bình thường

Dung tích hiệu dụng (Vh) là phần dung tích được giới hạn bởi MNDBT và MNC Đây làphần dung tích cơ bản làm nhiệm vụ điều tiết dòng chảy

cho đến khi nước được tích đầy hồ mới xả Tức là đầu năm mực nước trong hồ là MNC,đến cuối mùa lũ mực nước trong hồ là MNDBT và cuối năm nước trong hồ trở về MNC.

2.5.3 Tính toán điều tiết theo phương pháp lập bảng.

Việc xác định MNDBT thực chất là việc xác định dung tích hiệu dụng của kho nước Ởđây xác định dung tích hiệu dụng một cách đúng dần thông qua 2 bước tính là chưa kểtổn thất và có kể đến tổn thất kho nước

2.5.3.1.Xác định dung tích hiệu dụng của hồ chứa chưa kể đến tổn thất hồ chứa

Phương pháp và cách tính được thể hiện cụ thể qua bảng tính sau

Bảng 2.1 Tính dung tích hiệu dụng của hồ chứa chưa kể đến tổn thất hồ chứa

Cột 2: Ghi lượng nước đến theo tần suất thiết kế của tháng tương ứng với cột 2

Cột 3: Ghi lượng nước đến theo tần suất thiết kế của tháng tương ứng với cột 2 (với hệ

số Kđến = 1.1)

Cột 4: Ghi tổng lượng nước dùng của tháng tương ứng với cột 2

Cột 5: Ghi tổng lượng nước dùng của tháng tương ứng với cột 2 (với hệ số Kdùng = 1.08)

Cột 6: Ghi tổng lượng nước thừa.

Cột 7: Ghi tổng lượng nước thiếu

ΔV= WQ- Wq

Tổng cột 7 chính là lượng nước còn thiếu và chính là dung tích hiệu dụng của hồ chứa.Cột 8: Ghi lượng nước tích trong hồ chứa kể cả dung tích chết

Cột 9: Ghi tổng lượng nước xả thừa

2.5.3.2 Xác định dung tích hiệu dụng hồ chứa có kể đến tổn thất

* Tính tổn thất hồ chứa thể hiện trong bảng

Cột 1: Ghi tên tháng

Cột 2: Ghi lượng nước đến theo tần suất thiết kế của tháng tương ứng với cột 2

Cột 3: Ghi lượng nước đến theo tần suất thiết kế của tháng tương ứng với cột 2 (với hệ

số Kđến = 1.1)

Cột 4: Ghi tổng lượng nước dùng của tháng tương ứng với cột 2

Cột 5: Ghi tổng lượng nước dùng của tháng tương ứng với cột 2 (với hệ số Kdùng = 1.08)Cột 6: Ghi tổng lượng nước thừa

Cột 7: Ghi tổng lượng nước thiếu

ΔV= WQ- Wq

Tổng cột 7 chính là lượng nước còn thiếu và chính là dung tích hiệu dụng của hồ chứa.Cột 8: Ghi lượng nước tích trong hồ chứa kể cả dung tích chết

Cột 9: Ghi tổng lượng nước xả thừa

2.5.3.2 Xác định dung tích hiệu dụng hồ chứa có kể đến tổn thất

* Tính tổn thất hồ chứa thể hiện trong bảng phụ lục

Cột 1: Ghi thứ tự các tháng sắp xếp theo năm thủy lợi

Cột 2: Ghi lượng nước đến theo tần suất thiết kế của tháng tương ứng

Cột 3: Ghi tổng lượng nước dùng của tháng tương ứng

Cột 4: ghi dung tích của hồ khi chưa tính đến tổn thất

Cột 5: Ghi dung tích bình quân của hồ chứa (103 m3).:

Cột 7: Là lượng tổn thất Zphân phối trong năm.

Cột 8: Là tổn thất bốc hơi tương ứng với các tháng ở cột 1 (103 m3)

Cột 11: Lượng nước còn thừa trong kho trong từng tháng khi WQ>Wq’

Cột 12: Lượng nước còn thiếu trong kho trong từng tháng khi WQ<Wq’

Cột 13: Dung tích kho chứa V t V t1V

Dấu (+) khi tháng thừa nước

Dấu (-) khi tháng thiếu nước.V cV t V cV h

Cột 14: Lượng nước xả thừa

Từ bảng trên ta thấyđểđảm bảo yêu cầuđiều tiết thì hồ chứa phải thảo mãn:

+ Dung tích hiệudụng :Vhd=4558,646.103 m3

+ Dung tích kho chứa:Vkho=5367,314.103m3

.

+ Cao trình MNDBT = 189,569m (Tra quan hệ V~Z)

2.6 TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ.

2.6.1 Mục đích tính toán

2.6.1.1 Mục đích:

Thông qua tính toán tìm ra biện pháp phòng lũ thích hợp và hiệu quả, phải xác địnhlưu lượng xả lớn nhất, cột nước siêu cao, dung tích phòng lũ Tìm ra phương án hạ thấpđỉnh lũ, phòng lũ cho các công trình ven sông Xác định phương thức vận hành, qui mô,kích thước công trình xã lũ

2.6.1.2 Ý nghĩa:

Trong hệ thống công trình đầu mối của công trình thuỷ lợi, công trình tràn giữ vaitrò quan trọng Hình thức và kích thước tràn ảnh hưởng đến qui mô kích thước côngtrình

Xác định được chiều cao đập, diện tích vùng bị ngập lụt Những yếu tố này ảnhhưởng rất lớn đến giá thành công trình và làm cơ sở để đánh giá tính an toàn của côngtrình Để đảm bảo điều kiện kinh tế, kỹ thuật toàn bộ công trình ta phải tính toán điều tiết

lũ sao cho công trình đảm bảo an toàn và kinh tế

2.6.2 Nội dung tính toán:

2.6.2.1 Chọn tuyến và kiểu ngưỡng tràn:

Căn cứ vào bản đồ địa hình, địa chất xây dựng công trình, đặc trưng về hồ chứa,chọn tuyến tràn như sau:

- Đặt tràn bên bờ trái đập chính

- Ngưỡng tràn: Chọn đập tràn đỉnh rộng, tràn có cửa van

Tính toán với các phương án chiều rộng tràn: BTr= 22 (m); 26(m); 30(m)

- Thời gian lũ lên : Tl = 7,59:3 = 2,53 (giờ)

- Thời gian lũ xuống :Tx = 2x2,53 = 5,06 (giờ)

Trong đó: B – bề rộng tràn

m- hệ số lưu lượng Lấy m = 0,35  = 1

H0 – cột nước trên ngưỡng tràn

Cột 1: Thời đoạn

Cột 2: Thời gian

Cột 3: Thời gian trong thời đoạn tính toán

Cột 4: Lưu lượng lũ đầu thời đoạn tính toán

Cột 5: Lưu lượng lũ cuối thời đoạn tính toán

Cột 6: Lưu lượng xả nước đầu thời đoạn

Cột 7: Lưu lượng xả nước cuối thời đoạn ( giả thiết )

Cột 8: Dung tích đầu thời đoạn tính toán

Cột 9: Dung tích cuối thời đoạn tính toán

Bảng 2.2 Kết quả điều tiết lũ cho trường hợp lũ kiểm tra P = 0,2%

Chương III : THIẾT KẾ SƠ BỘ CÁC CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI

3.1 Thiết kế sơ bộ đập dâng.

Tính với 3 phương án Btràn :

- Xác định kích thước cơ bản của đập

- Chọn thiết bị chống thấm, thoát nước , xử lí nền

3.1.1 Tài liệu thiết kế.

a, a’, a’’ - Độ vượt cao an toàn,với công trình cấp III tra bảng 4.1 tiêu chuẩn thiết kế đậpđất đầm nén (TCVN 8216 - 2009) ta được a=0,7 m và a’=0,5 m; a’’=0,2m.

Vận tốc gió tính toán lớn nhất V4%= 27,9 m/s

Vận tốc gió bình quân lớn nhất V50%=23,9 m/s

Chiều dài truyền sóng ứng với MNDBT: D = 2000 m;

Chiều dài truyền sóng ứng với MNLTK: D`= 2200 m

Cao trình đỉnh đập được lựa chọn là cao trình có trị số lớn nhất trong 3 kết quả trên.3.1.2.1 Xác định cao trình đỉnh đập ứng với mực MNDBT Z1

- Xác định hsl1% ,

Theo TCVN 8421-2012, chiều cao sóng leo có mức đảm bảo 1% được xác định theo công thức:

Hsl1% = K1.K2.K3.K4.Kα.hs1%

+ hs1%: Chiều cao sóng với mức bảo đảm 1%

+ Kα: hệ số phụ thuộc góc αs giữa hướng gió và pháp tuyến với trục đập

+ K1, K2, K3, K4: Là các hệ số.

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

K1,K2: các hệ số phụ thuộc vào độ nhám tương đối Δ/h1% và đặc trưng vậtliệu gia cố mặt đập

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

K1, K2, K3, K4, Kα tra theo TCVN 8421-2012

- Xác định hs1%

hs1% được xác định theo TCVN 8421-2012 như sau:

+ Giả thiết rằng trường hợp đang xét là sóng nước sâu (H > 0,5

v v (Có 2 cặp giá trị ứng với giá trị các đại lượng không thứ nguyên đã tính

được ở trên) Chọn cặp giá trị nhỏ hơn để tính τ,h, 

Bước sóng bình quân λ

−

được tính theo công thức: λ= g τ2

2 π

Kiểm tra lại điều kiện sóng nước sâu : H > 0,5 λ

Thoả mãn sóng nước sâu thì chiều cao sóng 1% được xác định theo công thức:

hs1% = K1% h

Trong đó: Tra đồ thị hình 36_ TCVN 8421-2012 ứng với

gD

V2 ta có K1%.+ K1, K2 Hệ số phụ thuộc đặc trưng lớp gia cố mái và độ nhám Δ/h1% chọn là

3.3.2.2 Xác định cao trình đỉnh đập theo công thức tính với MNLKT (Z3).

 Mặt đập :

Do tuyến đập không nằm trên tuyến giao thông nên chọn bề rộng đỉnh đập là 6m,

bề mặt đỉnh đập làm bằng BTCT dốc nghiêng về 2 phía với độ dốc 3%

3.1.2.3 Bề rộng đáy, mái đập, cơ đập.

Mái đập phải đảm bảo ổn định theo tiêu chuẩn quy định trong mọi điều kiện làm việc củađập.độ đôc mái phụ thuộc hình thức, chiều cao đập, loại đất đắp, tính chất nền, các lực tác dụng và điều kiện thi công khai thác công trình

Mái đập xác định sơ bộ theo công thức kinh nghiệm:

+ mái thượng lưu : m1 = 0,05.H + 2,0

+ Mái hạ lưu : m2 = 0,05.H +1,5

Trong đó H là chiều cao đập (m)

ứng với các trường hợp Btràn khác nhau ta có được hệ số mái như sau :

BẢNG 3.4 : hệ số mái thượng – hạ lưu đập tương ứng với các phương án.

Vậy ta chọn chung cho cả 3 phương án :

- Mái thượng lưu : m1 =3,5

- Mái hạ lưu : m2 = 2,5 dưới cơ, và m2 = 3,0 trên cơ

 Cơ đập:

Đập cao trên 10m cần phải bố trí cơ để đảm bảo ổn định cho mái đập

- Mái hạ lưu bố trí 1 cơ ở cao trình +185m, bề rộng cơ là 3m

 Bề rộng đáy đập:

Từ hệ số mái ,bề rộng đỉnh đập, cơ đập và các cao trình tương ứng của đập ta tính được chiều rộng đáy đập tại mắt cắt giữa lòng song ( mặt cắt ngang điển hình) của đập

Bảng 3.5 : Bề rộng đáy đập tương ứng với các phương án.

 Bảo vệ mái đập

- Mái thượng lưu:

Mái thượng lưu trực tiếp chịu tác dụng của áp lực sóng nên cần được gia cố cẩn thận phạm vi gia cố bắt đầu từ đỉnh xuống dưới mực nước chết là 2,5m

Cao trình thấp nhất bảo vệ mái thượng lưu Z = 183,05-2,5 = 180,55 (m)

Bảo vệ mái thượng lưu bằng tấm bê tông, dưới lớp bê tông có 1 tầng đệm theo hình thức lọc ngược, sơ bộ chọn bảo vệ mái thượng lưu gồm 3 lớp :

+ lớp ngoài bảo vệ bằng tấm bê tông dày 20 cm

+ lớp sỏi kế tiếp dày 20 cm

+ lớp cát dưới cùng dày 10cm

- Mái hạ lưu :

Bảo vệ mái hạ lưu bằng biện pháp trồng cỏ, trước khi trồng cỏ phủ một lớp đất màu dày 10cm, kích thước các ô cỏ là (2x2)m trên toàn bộ mái dốc ta đào 1 hệ thống rãnh thoát nước đan chéo nhau có kích thước (20x20) cm và nghiêng với

mặt đập 1 góc 45o , các rãnh này được ra cố bằng dăm, cuội,sỏi để tập trung nướcmưa.

Ngoài ra còn bố trí các rãnh ngang trên cơ đập và các rãnh dọc từ cơ xuống chân đập, mặt cắt rãnh hình chữ nhật, rãnh này được ra cố bằng đã xây

 Thiết bị thoát nước :

- Đoạn lòng sông : hạ lưu có nước, chiều sâu nước ở hạ lưu không lớn nên ta chọnthiết bị thoát nước kiểu lăng trụ Cao trình đỉnh lăng trụ cao hơn mức nước hạ lưu lớn nhất, đảm bảo trong mọi trường hợpđường bảo hòa không chọc ra mái hại lưu,( độ vượt cao của đỉnh lăng trụ so với mực nước hạ lưu max thường bằng

3.2 Thiết kế sơ bộ đường tràn xả lũ:

3.2.1.Vị trí, nhiệm vụ của công trình

3.2.2 Hình thức và Quy mô công trình

3.2.2.1 Hình thức công trình

Do địa chất nền tuyến tràn là nền đá , tương đối thoải về phía hạ lưu nên ta chọnhình thức tràn ỏ đây là tràn đỉnh rộng tiết diện chữ nhật nối tiếp sau tràn là dốc nước

3.2.2.2 Quy mô công trình

a Bộ phận cửa vào

Căn cứ vào bình đồ địa hình và vị trí tuyến tràn ta nhận thấy: bố trí tường cánh và kênh dẫn thượng lưu

b.Tường hướng dòng

Dùng để nối tiếp với ngưỡng tràn, hướng nước chảy vào ngưỡng được thuận dòng, bảo

vệ mái đất ở hai bên Tường cánh có các thông số sau:

-Cao trình đỉnh tường bằng cao trình đỉnh đập sau đó giảm dần theo mái dốc thượnglưu

- Chiều dài ngưỡng tràn chọn theo điều kiện tràn đỉnh rộng

Theo điều 3-1 TCVN 9147 - 2010 thì chiều dài ngưỡng tràn δ được xác định:

( 2÷3 ) H≤δ≤( 8÷10 ) H

Trong đó: H: Cột nước trên ngưỡng tràn

δ : Chiều dài ngưỡng tràn, ta chọn δ = 10 m cho cả ba trường hợp Btr

3.2.4 Tính toán thuỷ lực dốc nước:

3.2.4.1 Mục đích, trường hợp, phương pháp tính toán:

- Mục đích của tính thuỷ lực dốc nước là xác định đường mặt nước trên dốc nước,

từ đó xác định chiều cao thành bên của dốc đảm bảo tháo lũ an toàn, kiểm tra khả năngxâm thực của dòng chảy đối với các vật liệu để có biện pháp tiêu năng thích đáng

- Nhằm đảm bảo cho tháo lũ an toàn trong quá trình làm việc ta chọn tính toán vớilưu lượng qua tràn là qmax với từng phương án

- Có nhiều phương pháp tính toán để xác định dạng đường mặt nước và vận tốcdòng chảy trên dốc nước Trong đồ án này ta chọn theo phương pháp cộng trực tiếp.3.2.4.2 Nội dung tính toán:

Tràn: - Là tràn đỉnh rộng, không có cửa van, nối tiếp hạ lưu là dốc nước

Nhằm đảm bảo điều kiện ổn định của dốc nước (do lúc không đều) nên ta chia dốc

nước thành các mảng có chiều dài 5:10 m, cách nhau bởi các khe lún, trong khe lúc bố tríthiết bị chống thấm

- Do điều kiện địa hình tại tuyến tràn có độ dốc tự nhiên nhỏ nên ta chọn đoạn thu hẹp vàdốc nước đều có độ dốc i =10%

- Tường dốc nước làm bằng hình thức tường sườn, BTCT M250 Chiều cao tường đượctính toán dựa vào tính toán thủy lực dốc nước

Bcuối i

B đầu Đoạn thu hẹp Đoạn khơng đổiï Ngưỡng tràn

c Thiết kế dốc nước:

-Để tính tốn thuỷ lực dốc nước, ta chia dốc nước ra làm 2 đoạn để tính tốn :

 + Đoạn 1: Đoạn thu hẹp đầu dốc nước

 + Đoạn 2: Đoạn dốc nước lăng trụ

-Chiều dài dốc nước L=100 m

d Tính và vẽ đường mặt nước trong dốc nước đoạn thu hẹp:

 Xác định kích thước đoạn thu hẹp:

+ Chiều rộng đầu đoạn thu hẹp bằng Bđ = Btr= 22, 26, 30 m

+ Bề rộng ở cuối đoạn thu hẹp theo kinh nghiệm thường được chọn

c th

Ứng với mỗi phương án tràn khác nhau ta cĩ các Bđ, Bc, chiều dài đoạn thu hẹp Lth

khác nhau Qua tính tốn ta cĩ bảng tổng hợp kết quả như bảng 3.7:

Bảng 3.7:Bảng tổng hợp các B dốc và chiều dài đoạn thu hẹp

e.Tính toán thuỷ lực dốc nước đoạn thu hẹp:

- Xác định độ sâu đầu dốc nước:

Nối tiếp sau ngưỡng là dốc nước, dòng chảy từ trạng thái chảy êm chuyển sang trạngthái chảy xiết trên dốc phải qua trạng thái phân giới nên độ sâu dòng chảy tại đầu dốc là

hd = hk

Độ sâu phân giới hk xác định theo công thức: hk =

3

√ α q2g

Trong đó:

q: Lưu lượng đơn vị, q=

QmaxB

α:là hệ số sửa chữa động năng (chọn α=1)

Bảng 3.8: Tính toán độ sâu phân giới h k đầu dốc nước

 = 2 - 1

1: Năng lượng đơn vị tại mặt cắt đầu khoảng tính toán(m)

2: Năng lượng đơn vị tại mặt cắt cuối khoảng tính toán(m)

i = bi + 2.hi : Chu vi ướt tại mặt cắt thứ i

Ci = n

1.Ri1/6 : Hệ số Sêdi ; n = 0.014

Việc tính toán chỉ dừng lại khi L = 20 m

+ Q : Lưu lượng chảy qua dốc nước bằng lưu lượng lớn nhất xả

qua tràn ứng với các giá trị Btr

+ i : Độ dốc của dốc nước i = 0.1

+ m : Hệ số mái của dốc nước, với mặt cắt hình chữ nhật m=0

Tra phụ lục 8-1 (Các bảng tính thuỷ lực), với hệ số nhám của dốc nước (bằng bê tông) n

Bđ

(m)

Bc(m)

Qmax(m3/s) f(Rln) Rln Bd/Rln h/Rln

g ,  : Hệ số sửa chữa động năng (chọn  = 1).

q : lưu lượg, g : Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2

Bảng 3.11: Bảng tính độ sâu phân giới h k trên dốc nước

- Xác định độ dốc phân giới i k trong dốc nước:

Độ dốc phân giới được xác định theo công thức:

ik =

2 2

+ Qk : Lưu lượng chảy trong dốc

+ Ck : Hệ số Sedi ứng với độ sâu phân giới

1/ 6

1

n

 + k = bk.hk: Diện tích mặt cắt ướt ứng với độ sâu phân giới

+ R k : Bán kính thuỷ lực ứng với độ sâu phân giới

k k k

-Tính toán độ sâu đầu dốc đoạn không đổi

Độ sâu cuối đoạn dốc nước thu hẹp cũng chính là độ sâu đầu đoạn dốc nước có bề rộng không đổi

Bảng 3-13: Bảng độ sâu đầu dốc đoạn không đổi

(Thu hẹp)

h đ (m) (Không đổi)

Để xác định dạng đường mặt nước trên dốc nước,ta so sánh các độ sâu dòng chảytrên dốc: h0; hk để kết luận dạng đường mặt nước.

g Định lượng đường mặt nước trên dốc nước đoạn không biến đổi

Khi không xét đến hàm khí ta dùng phương pháp cộng trực tiếp để vẽ đường mặtnước trong dốc nước Chia dốc nước thành từng đoạn ngắn, đối với mỗi đoạn áp dụngphương trình sai phân :

Hình 3-2: Sơ đồ tính toán theo phương pháp cộng trực tiếp

Lấy chiều sâu đầu đoạn tính toán là hc,giả thiết các giá trị hcuối đoạn tính toán để tính Lcủa đoạn đó.Lấy hcuối của đoạn này làm hđầu của đoạn tính toán tiếp theo và tính cho đếnkhi L =Lkhông đổi= 80(m)

Ta có các bảng kết quả tính toán:trong phụ lục

Bảng 3-15: Kết quả tính toán đường mặt nước của đoạn không đổi

- Kiểm tra điều kiện không xói, không lắng:

Để đảm bảo dốc nước không bị xói thì:

Vmax< [Vmax]

Trong đó: - Vmax : Vận tốc lớn nhất trên dốc (m2/s)

- [Vmax] : Vận tốc cho phép không xói của bê tông (m2/s)

Theo bảng (11 – 9 )/203 sổ tay tính toán thủy lực, với bê tông M200 ta có [Vmax]

=18(m/s).

Ta thấy Vmax< [Vmax] Vậy dốc nước làm việc đảm bảo an toàn, không bị xói lở.

h.Tường bên dốc nước khi xét đến hàm khí

Chiều cao tường bên dốc nước được xác định theo công thức :

ht = hhk + aTrong đó :

+ hhk : chiều cao nước trong dốc nước có kể đến hàm khí

- h, v: chiều sâu và vận tốc dòng chảy tại mặt cắt tính toán

+ a : độ vượt cao an toàn, chọn a = 0.5 (m)

(m) ht (m) h (m)

V( m/s) hhk (m)

ht

(m)1.48

Xác định chiều dày của bản đáy.

Chiều dày của bản đáy t phụ thuộc vào chiều sâu dòng chảy và vận tốc tại mặt cắt tính toán

Công thức tính chiều dày bản dốc nước :

: hệ số phụ thuộc vào dạng đất nền sơ bộ chọn =1

Bảng 3.18: Tính chiều dày bản đáy dốc nước:

Để dễ dàng thi công chọn chiều dày bản đáy dốc nước là 0.5m

3.2.5 Tính toán kênh xả sau tràn

Kênh xả được thiết kế sao cho chuyển được lưu lượng lớn nhất mà không bị xói

lở vì vậy ta thiết kế kênh với QmaxTK

- Hệ số mái: m = 1.5

- Hệ số nhám: n = 0.025

- Độ dốc kênh: i k = 0.0025