Hướng dẫn thiết kế kênh tưới

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ KÊNH TƯỚI  Mục đích, ý nghĩa thiết kế kênh: Mục đích việc thiết kế mặt cắt dọc, cắt ngang kênh xác định kích thước kênh bao gồm: chiều rộng đáy kênh b, mái dốc bờ kênh m, độ dốc đáy kênh i, cao trình đáy kênh, cao trình bờ kênh, chiều rộng mặt bờ kênh… Nhằm đảm bảo kênh đủ khả dẫn nước tưới mặt ruộng, kênh làm việc tốt lâu dài Từ tính khối lượng xây dựng công trình Đồng thời qua việc thiết kế kênh xác định vị trí hình thức công trình, tài liệu để thiết kế công trình hệ thống Thiết kế mặt cắt kênh bước quan trọng Nó có tính chất định khả phục vụ hệ thống, đến điều kiện thi công quản lý hệ thống, có tính chất định đến hiệu ích hệ thống tưới Để hệ thống kênh đạt yêu cầu đề ra, thiết kế mặt cắt kênh cần thỏa mãn điều kiện định 6.1 Các điều kiện cần thỏa mãn thiết kế kênh tưới 6.1.1 Điều kiện khống chế tưới tự chảy vào cánh đồng khu tưới Mực nước kênh tưới phải đạt cao trình định gọi mực nước yêu cầu khống chế tưới tự chảy kênh Cao trình yêu cầu khống chế tưới tự chảy phụ thuộc vào cao trình mặt ruộng tưới tổn thất đầu nước kênh n yc = A0 + h + ∑ i i L i + i =1 m ∑ψ j=1 j (6.1) Trong đó: A0: Cao trình mặt ruộng yêu cầu khống chế tưới tự chảy (m) h: Chiều sâu lớp nước mặt ruộng (m) n ∑ i L i =1 i i : Tổn thất cột nước dọc đường cấp kênh dẫn nước đến mặt ruộng yêu cầu tưới tự chảy độ dốc kênh gây (m) Li: Chiều dài đoạn kênh thứ i (m) ii: Độ dốc đoạn kênh thứ i (%) m ∑ψ j =1 j : Tổn thất cục bộ, gồm có: Tổn thất đầu nước qua cống lấy nước tổn thất đầu nước qua công trình kênh 6.1.2 Điều kiện không bồi lắng xói lở Để kênh làm việc bình thường không bị bồi lắng xói lở tốc độ kênh phải thoả mãn: Sinh viên: Nguyễn Thị Thạch Thảo 49N Lớp: S10 – Đồ án tốt nghiệp kỹ sư - Trang Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước Không lớn trị số giới hạn gọi tốc độ không xói Không nhỏ trị số giới hạn gọi tốc độ không lắng Ngoài tốc độ kênh phải bảo đảm không cho mọc cỏ kênh Vì vậy, phải thiết kế kích thước mặt cắt kênh cho tốc độ nước chảy kênh thay đổi phạm vị định giới hạn [v]kl [v]kx [v]kx ≤ v ≤ [v]kl (6.2) Trong đó: [v]kl: Tốc độ không lắng tới hạn (m/s) [v]kx: Tốc độ không xói tới hạn (m/s) 6.1.3 Điều kiện khả dẫn nước lớn nhầt Kênh có khả chuyển nước lớn có mặt cắt thuỷ lực lớn hay b ( ) k nói cách khác Rmax, hay β = h = + m − m k 6.1.4 Điều kiện tổn thất ( ) Kênh tổn thất β = γ + m − m 6.1.5 Kênh phải ổn định không bị đổi dòng Để kênh ổn định không bị đổi dòng, ta tính tỷ số β theo công thức kinh nghiệm: β= b = 3.Q 0,25 − m h (6.3) 6.1.6 Đáp ứng yêu cầu tổng hợp lợi dụng Kênh tưới thường kết hợp làm số nhiệm vụ khác hợp 6.2 Xác định số tiêu kênh 6.2.1 Độ dốc đáy kênh Độ dốc đáy kênh i tiêu quan trọng Độ dốc hợp lý độ dốc bảo đảm tưới tự chảy hợp lý nhất, bảo đảm điều kiện ổn định lòng kênh, không gây bồi lắng xói lở với tốc độ khối lượng đào đắp kênh mương nhỏ Trong thiết kế, bước đầu thường dựa vào điều kiện địa hình tuyến kênh, dựa vào kinh nghiệm để sơ chọn độ dốc, sau dùng độ dốc đáy kênh i sơ để Sinh viên: Nguyễn Thị Thạch Thảo 49N Lớp: S10 – Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước thiết kế mặt cắt dọc, mặt cắt ngang kênh tiến hành kiểm tra điều kiện bồi lắng, xói lở kênh, thỏa mãn cho phép dùng độ dốc sơ chọn Địa hình khu tưới khu vực hồ Quảng Thắng địa hình miền núi trung du nên sơ chọn độ dốc kênh kênh i = 0.001 6.2.2 Xác định mái dốc bờ kênh Với kênh đất việc xác định m quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ ổn định bờ kênh kích thước mặt cắt Hệ số mái m phụ thuộc vào chất đất chiều sâu nước kênh, tra bảng 9.7 trang 315 giáo trình Quy Hoạch Và Thiết Kế Hệ Thống Công Trình Thủy Lợi Vùng quy hoạch, đất nơi tuyến kênh qua đất thịt pha sét nhẹ lưu lượng chuyển kênh nhỏ m 3/s nên ta chọn hệ số mái mtr = 1,0 hệ số mái mng = 1,0 6.2.3 Hệ số nhám lòng kênh Hệ số nhám n phụ thuộc vào chất đất lòng kênh điều kiện khác lòng kênh cỏ mọc…Với đặc điểm kênh mương khu hưởng lợi lưu lượng thiết kế Qtk < (m3/s) nên vào bảng 9.8 trang 315 giáo trình Quy Hoạch Và Thiết Kế Hệ Thống Công Trình Thủy Lợi, sơ chọn hệ số nhám: n = 0,025 6.3 Thiết kế mặt cắt dọc, mặt cắt ngang kênh tưới Trong vùng quy hoạch có ba kênh kênh kênh kênh 3, ta thiết kế điển hình kênh, phạm vi đồ án này, em chọn kênh để tính toán thiết kế Do trình chuyển nước phân phối nước cho kênh nhánh nên lưu lượng chuyển kênh thay đổi theo chiều dài chuyển nước, ta chia kênh thành 13 đoạn kênh để thiết kế mặt cắt kênh  Trình tự thiết kế kênh: Dựa vào tài liệu điạ hình, vẽ mặt cắt dọc mặt đất tự nhiên mà tuyến kênh qua, ghi vị trí tất công trình tuyến kênh cống lấy nước kênh cấp dưới, công trình vượt chướng ngại vật… Sinh viên: Nguyễn Thị Thạch Thảo 49N Lớp: S10 – Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước Xác định cao trình yêu cầu tưới tự chảy đầu kênh cấp ghi vào vị trí chúng kênh n yc = A0 + h + ∑ i i L i + i =1 m ∑ψ j=1 j Để xác định cao trình yêu cầu tưới tự chảy vào kênh cấp dưới, phạm vi phụ trách kênh nhánh ta chọn điểm cao trình mặt ruộng (A 0) đại diện yêu cầu tưới tự chảy cho kênh Tổn thất cục qua công trình tuyến dẫn đến A0 lấy sơ qua công trình 0,2m Lớp nước mặt ruộng h = 0,08m Kết tính toán cao trình yêu cầu tưới tự chảy thể bảng 6.1 Bảng 6.1: Bảng tính toán cao trình yêu cầu tưới tự chảy đầu kênh (1) (2) (3) (4) N1 0.08 N2 N3 N4 N5 N6 N7 1554.71 1538.78 1550.13 1538.23 1551.28 1546.73 1551.1 1539.56 1538.9 1553.22 1530 1534.51 1542.15 1553.56 (1) (2) (4) N8 N9 10 N10 11 N11 (3) 1554.28 1521.42 1551.71 1524.82 1524.11 1552.79 1527.98 1546.65 1541.85 0.08 12 N12 Sinh viên: Nguyễn Thị Thạch Thảo 49N (7) (5) 0.2142 0.0996 0.0584 0.0548 0.0482 0.1922 0.0284 0.0564 0.0602 0.0314 0.0636 0.057 0.0594 0.0582 (6) 0.8 0.4 0.2 0.2 0.4 0.6 0.2 0.4 0.2 0.2 0.2 0.2 0.6 0.4 1555.80 1539.36 1550.47 1538.56 1551.81 1547.60 1551.41 1540.10 1539.24 1553.53 1530.34 1534.85 1542.89 1554.10 (5) 0.0462 0.0708 0.0462 0.0596 0.082 0.0332 0.1254 0.037 0.0232 (6) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.4 (7) 1554.61 1521.77 1552.04 1525.16 1524.47 1553.10 1528.39 1546.97 1542.35 (8) (8) 1554.61 1552.04 1553.10 1546.97 1542.35 Lớp: S10 – Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 13 N13 Trang 1526.52 1542.76 1537.02 0.1238 0.2596 0.0606 Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước 0.4 0.6 0.8 1527.12 1543.70 1537.96 1543.70 Dựa vào chất đất, lưu lượng chảy kênh xác định phạm vi dao động độ dốc kênh imax, imin Vẽ đường mặt nước thiết kế kênh: Dựa vào đường mặt đất tự nhiên, dựa vào yêu cầu tưới tự chảy kênh cấp sơ vẽ đường mực nước yêu cầu kênh thỏa mãn: - Cố gắng trùm lên tất cao trình yêu cầu tưới tự chảy Tương đối phù hợp với mặt đất tự nhiên để khối lượng đào đắp Có độ dốc mực nước nằm phạm vi imax imin ( imin ≤ i ≤ imax ) Từ cao trình khống chế tưới tự chảy đầu kênh nhánh cấp I, ta đưa lên mặt cắt dọc Chọn độ dốc thiết kế kênh 1.10 -3, vẽ đường mực nước thiết kế tuyến kênh thỏa mãn điều kiện Xác định mặt cắt ngang thiết kế: Dựa vào Qtk, m, n, i tiến hành tính toán thủy lực xác định kích thước mặt cắt ngang kênh: bk, hk Ở sử dụng phương pháp đối chiếu với mặt cắt lợi thủy lực để xác định kích thước mặt cắt ngang kênh: - -  n×Q Tính theo công thức Manning Rln =   4m0 × Tính hK theo công thức: hK = A Q   i  3/8 với m0 = (1 + m ) − m (Với A = 0.7 ÷ 1, chọn A = 0.7) - hk Có hK, ta lập tỷ số R , tra phụ lục 8.3 bảng tra thủy lực với m = ta LN bk tỷ số h k - Ta xác định bK theo công thức b k = - Sau đó, ta chọn bK chẵn - Từ giá trị vừa chọn, ta tính Sinh viên: Nguyễn Thị Thạch Thảo 49N bk R ln R ln bK R ln Lớp: S10 – Đồ án tốt nghiệp kỹ sư - Trang Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước bk hk Tra bảng 8.3 bảng tra thủy lực dựa vào giá trị (m R ) ta tính R ln ln h - k → h k = R R ln ln Tính ω = (bK + m × hK) × hK - v = Q TK ω Kết tính toán mặt cắt ngang kênh thể bảng 6.2 Bảng 6.2: Kết tính toán mặt cắt ngang T T Đoạn kênh QTK (m3/s) RLN (m) hK (m) hK/RLN (1) (2) (3) (4) (5) (6) 12-13 0.0278 0.1133 0.21 11=12 0.0370 0.1262 10-11 0.1377 9-10 0.0467 0.055 0.1467 8-9 0.0636 8-7 0.0738 0.154 0.1634 7-6 0.0804 0.1688 6-5 0.0865 5-4 10 11 12 bK/RLN bK(m) Tính Chọn (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) 1.8715 2.1272 0.24 0.3 2.6470 1.6961 0.19 0.095 0.294 0.23 1.8494 2.1752 0.27 0.3 2.3775 1.7684 0.22 0.117 0.317 0.25 1.8315 2.2141 0.30 0.3 2.1793 1.8475 0.25 0.141 0.331 0.27 1.8186 2.2422 0.33 0.4 2.7260 1.6759 0.25 0.159 0.349 0.28 1.8082 2.2648 0.35 0.4 2.5890 1.7115 0.26 0.176 0.362 0.29 1.7970 2.2891 0.37 0.4 2.4486 1.7527 0.29 0.197 0.375 0.30 1.7906 2.2841 0.39 0.4 2.3703 1.7699 0.30 0.209 0.385 0.1734 0.31 1.7852 2.3216 0.40 0.4 2.3068 1.7902 0.31 0.221 0.392 0.0986 0.1821 0.32 1.7755 2.3525 0.43 0.5 2.7453 1.6710 0.30 0.245 0.403 4-3 0.1118 0.1909 0.34 1.7662 2.3873 0.46 0.5 2.6191 1.7032 0.33 0.268 0.417 3-2 0.1186 0.1952 0.34 1.7618 2.4073 0.47 0.5 2.5610 1.7192 0.34 0.280 0.423 2-1 0.1343 0.2045 0.36 1.7527 2.4486 0.50 0.5 2.4444 1.7536 0.36 0.308 0.436 Kiểm tra điều kiện bồi lắng, xói lở kênh Sau tính toán bk hk, ta tiến hành kiểm tra lại tốc độ chảy kênh hay yêu cầu khác mà kênh phải thỏa mãn: [v]kl ≤ v ≤ [v]kx Trong đó: [v]kl: Lưu tốc cho phép không lắng (m/s) [v]kx: Lưu tốc cho phép không xói (m/s) v: Lưu tốc dòng chảy kênh ứng với lưu lượng thiết kế (m/s) v = vmin ÷ vmax vmin: Lưu tốc dòng chảy kênh ứng với Qmin (m/s) Sinh viên: Nguyễn Thị Thạch Thảo 49N Lớp: S10 – Đồ án tốt nghiệp kỹ sư vmin = Trang Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước Q Q = ω h × (b k + m.h ) (6.4) vmax: Lưu tốc dòng chảy kênh ứng với Qmax (m/s) vmax = Q max Q max = ω max h max × (b k + m.h max ) (6.5) Kiểm tra bồi lắng, xói lở: để kênh không bị bồi lắng, xói lở phải thỏa mãn điều kiện: vmax ≤ [v]kx vmin ≥ [v]kl Trong [v]kx, [v]kl tính theo công thức Ghiec Kan: [v]kx = K.Q 0,1 (6.6) [v]kl = A.Q0,2 Với : K: Hệ số phụ thuộc vào tính chất làm kênh, với loại đất làm kênh đất thịt pha sét nhẹ nên tra bảng tra 9.5 trang 310 giáo trình Quy Hoạch Và Thiết Kế Hệ Thống Thủy Lợi K = 0,57 A: Hệ số phụ thuộc vào độ thô thủy lực trung bình bùn cát (W) Vùng quy hoạch có độ thô thủy lực W = 1,5(mm/s) nên ta A = 0,44 Để xác định vmax vmin ta phải tính độ sâu mực nước h max hmin tương ứng với Qmax Qmin Việc xác định hmax hmin xác định theo phương pháp đối chiếu với mặt cắt lợi thủy lực h k, khác biết bk Kết tính toán độ sâu mực nước tốc độ dòng chảy lớn nhỏ thể bảng 6.3 6.4 Bảng 6.3: Kết tính toán độ sâu mực nước lớn tốc độ lớn kênh (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) 12-13 0.1214 0.3 2.4721 1.7254 0.21 0.107 0.313 0.4057 11=12 0.0334 0.044 0.1351 0.3 2.2204 1.8286 0.25 0.135 0.329 0.4175 Sinh viên: Nguyễn Thị Thạch Thảo 49N Lớp: S10 – Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 10 11 12 10-11 9-10 8-9 8-7 7-6 6-5 5-4 4-3 3-2 2-1 0.0561 0.0665 0.0763 0.0885 0.0965 0.1038 0.1183 0.1341 0.1424 0.1612 Trang 0.1474 0.1571 0.1654 0.1749 0.1807 0.1857 0.1950 0.2044 0.2091 0.2190 0.3 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.5 0.5 0.5 0.5 2.0352 2.5458 2.4179 2.2868 2.2136 2.1544 2.5638 2.4460 2.3918 2.2829 Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước 1.8900 1.7234 1.7595 1.7981 1.8317 1.8590 1.7185 1.7533 1.7652 1.7999 0.28 0.27 0.29 0.31 0.33 0.35 0.34 0.36 0.37 0.39 0.161 0.182 0.201 0.225 0.242 0.257 0.280 0.308 0.321 0.353 0.348 0.366 0.379 0.394 0.399 0.403 0.423 0.436 0.444 0.457 0.4273 0.4347 0.4407 0.4473 0.4512 0.4544 0.4604 0.4663 0.469 0.4749 Bảng 6.4: Kết tính toán độ sâu mực nước nhỏ tốc độ nhỏ kênh TT Đoạn kênh Qmin (m3/s) RLN (m) bK (m) bK/RLN hK/RLN hmin (m) ω (m2) vmin (m/s) [v]KL (m/s) (1) 10 11 12 (2) 12-13 11-12 10-11 9-10 8-9 8-7 7-6 6-5 5-4 4-3 3-2 2-1 (3) 0.0146 0.0195 0.0245 0.0291 0.0332 0.0386 0.0423 0.0461 0.0529 0.0600 0.0672 0.0759 (4) 0.0889 0.0992 0.1081 0.1153 0.1211 0.1282 0.1326 0.1369 0.1442 0.1512 0.1578 0.1651 (5) 0.3 0.3 0.3 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.5 0.5 0.5 0.5 (6) 3.3744 3.0233 2.7762 3.4702 3.3020 3.1201 3.0172 2.9211 3.4671 3.3077 3.1690 3.0279 (7) 1.52458 1.6020 1.66131 1.50463 1.53967 1.5800 1.60347 1.62654 1.50527 1.53855 1.53656 1.6009 (8) 0.14 0.16 0.18 0.17 0.19 0.20 0.21 0.22 0.22 0.23 0.24 0.26 (9) 0.059 0.073 0.086 0.099 0.109 0.122 0.130 0.139 0.156 0.170 0.180 0.202 (10) 0.247 0.268 0.285 0.293 0.304 0.317 0.325 0.332 0.340 0.352 0.374 0.376 (11) 0.142 0.150 0.157 0.163 0.167 0.172 0.175 0.178 0.183 0.188 0.192 0.197 Với kết tính toán bảng 6.3 6.4 cho thấy: vmin < v < vmax vmax ≤ [v]kx vmin ≥ [v]kl Vậy kết tính toán thiết kế mặt cắt ngang kênh thỏa mãn điều kiện bồi lắng xói lở Tính cao trình đáy kênh Từ đường mực nước thiết kế độ sâu mực nước thiết kế đoạn kênh, ta xác định đường đáy kênh thiết kế theo công thức sau: đk = MNTK - hk Sinh viên: Nguyễn Thị Thạch Thảo 49N (6.7) Lớp: S10 – Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước Đường đáy kênh thể vẽ mặt cắt dọc kênh Kiểm tra điều kiện khống chế tưới tự chảy ứng với Qmin min= đk + hmin So sánh min với yc kênh cấp Tính cao trình bờ kênh: bk = đk + hmax + δ (6.8) (6.9) Với δ: Độ vượt cao an toàn ứng với trường hợp kênh dẫn với lưu lượng Q max Các đoạn kênh có Qmax < (m3/s), tra bảng 9.9 trang 316 giáo trình Quy Hoạch Và Thiết Kế Hệ Thống Thủy Lợi, δ = 0,2m Ta phải tính H = hmax + δ chọn lại H Các giá trị mực nước thiết kế, đk, min, max, bk thể bảng 6.5 Bảng 6.5 Cao trình mực nước bờ kênh mặt cắt Mặt cắt Khoảng cách (m) Khoảng cách cộng dồn(m) (1) 12-12 11-11 10-10 9-9 e'-e' e-e 8-8 7-7 6-6 5'-5' 5-5 4-4 c'-c' (1) (2) (3) 103 132 250 72 98 236 310 246 95 6 (2) 103 235 485 557 566 664 900 1210 1456 1456 1551 1557 1563 (3) c-c 144 1707 3-3 264 1971 b'-b' b-b 2-2 a'-a' a-a 1-1 0-0 10 174 80 140 1977 1987 2161 2170 2250 2390 2390 Sinh viên: Nguyễn Thị Thạch Thảo 49N MNTK (m) đáy kênh (m) min (m) max (m) bờ kênh (m) (4) 1544.17 1547.96 1553.55 1553.62 1553.86 1555.04 1555.21 (5) (6) (7) (8) 1555.41 1534.85 1553.53 1554.04 1554.08 1554.49 (4) 1543.98 1547.74 1553.30 1553.37 1553.61 1554.79 1554.96 1555.16 1534.59 1553.24 1553.75 1553.77 1554.16 (5) 1544.19 1547.99 1553.58 1553.64 1553.88 1555.06 1555.25 1555.47 1534.92 1553.57 1554.10 1554.11 1554.50 (7) 1544.39 1548.19 1553.78 1553.84 1554.08 1555.26 1555.45 1555.67 1535.12 1553.77 1554.30 1554.31 1554.70 (8) 1554.54 1554.21 1554.55 1554.75 1554.74 1554.89 1555.29 1555.35 1555.55 1555.57 1555.77 1555.85 1554.41 1554.55 1554.95 1555.01 1555.19 1555.21 1555.41 1555.49 1544.120 1547.900 1553.480 1553.540 1553.780 1554.960 1555.150 1555.360 1534.800 1553.450 1553.970 1553.990 1554.380 (6) 1554.43 1554.64 1554.780 1555.180 1555.250 1555.430 1555.450 1555.670 1555.750 1554.77 1554.91 1555.31 1555.38 1555.56 1555.58 1555.80 1555.88 1554.97 1555.11 1555.51 1555.58 1555.76 1555.78 1556.00 1556.08 Lớp: S10 – Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 10 Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước 10 Vẽ mặt cắt dọc, mặt cắt ngang kênh mương 11 Tính toán khối lượng kênh mương Khối lượng xây dựng kênh mương bao gồm: khối lượng đào khối lượng đắp Vdào( i ) = Sdào( i ) L i = Vdáp( i ) = Sdáp( i ) L i = Sdào( i ) + Sdào( i+1) Sdáp( i ) + Sdáp( i+1) Li (6.10) Li (6.11) Trong đó: Vđắp(i), Vđào(i): Thể tích đắp, đào đoạn kênh thứ i (m3) Sđắp(i), Sđào(i): Diện tích mặt cắt phần đắp, đào mặt cắt thứ i (m2) S đắp, S đào: diện tích đắp, đào trung bình mặt cắt đầu cuối đoạn thứ i (m2) Li: Chiều dài đoạn kênh thứ i (m) Quá trình tính toán khối lượng đào, đắp thể bảng 6.6 Thứ tự (1) (1) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Mặt cắt (2) 0-0 1-1 a-a a'-a' 2-2 b-b (2) b'-b' 3-3 c-c c'c' 4-4 5-5 5'-5' 6-6 7-7 8-8 e-e e'-e' Chiều dài (m) (3) 140 80 174 10 (3) 264 144 6 95 246 310 236 98 Diện tích mặt cắt Diện tích mặt cắt trung bình Khối lượng Sđào (m2) Sđắp (m2) S đào (m2) S đắp (m ) Vđào (m3) Vđắp (m3) (4) 1.9636 1.549 1.2369 1.6082 4.0622 5.2874 (4) 6.0599 5.0279 6.4136 8.1795 4.2799 6.0631 6.9192 (5) (6) (7) (8) (9) 2.6598 Sinh viên: Nguyễn Thị Thạch Thảo 49N 1.7563 245.882 1.39295 111.436 1.42255 12.80295 2.8352 493.3248 4.6748 46.748 (5) (6) (7) (8) 5.67365 34.0419 5.5439 1463.5896 5.72075 823.788 7.29655 43.7793 6.2297 37.3782 5.1715 491.2925 6.49115 3.4596 851.0616 1.3299 412.269 16.6515 3.87655 2.54665 914.8658 17.7727 11.433 11.58405 1120.434 5.0933 8.88635 5.80495 79.97715 (9) 601.0094 1135.2369 52.24455 Lớp: S10 – Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 16 Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước Vbc = VLL + Vdd = 82,953×103 + 14,8859 ×103 = 97,8389 × 103 (m3) Để đảm bảo nhu cầu tưới, đảm bảo lấy nước an toàn, ta chọn mực nước chết (MNC) mực nước bùn cát (MNBC) cộng thêm 0,5m Tra đặc trưng quan hệ lòng hồ ta được: - Mực nước chết hồ là: 1494,58 m - Dung tích chết hồ là: 115,745×103 m3 7.1.4 Tính toán điều tiết hồ Dựa vào kết tính toán khí tượng thủy văn chương II ta thấy tổng lượng dòng chảy đến năm thiết kế (Wđến = 1,764.106 m3) lớn tổng lượng yêu cầu năm thiêt kế (W yc = 1,596.106 m3) Do chọn phương thức điều tiết năm Trong đồ án em sử dụng phương pháp lập bảng để tính toán điều tiết hồ chứa Nguyên lý tính toán điều tiết dựa vào phương trình cân nước hồ chứa đường đặc trưng địa hình hồ chứa Z ~ V ~ F Vì lượng bốc mặt nước lượng nước tổn thất ngấm chưa xác định nên trước tiên giả thiết lượng nước khỏi hồ với lượng nước dùng q r(t) = q(t) 7.1.4.1 Tính toán điều tiết hồ chứa chưa kể đến tổn thất Kết tính toán thể bảng 7.2 Ghi chú: Cột (1): Thứ tự tháng xếp theo năm thủy lợi Cột (2): Tổng lượng nước đến tháng, lấy bảng 7.1 Cột (3): Tổng lượng nước dùng tháng, lấy bảng 7.1 Cột (4): Tổng lượng nước thừa tháng, (4) = (2) – (3) Cột (5): Tổng lượng nước thiếu tháng, (5) = (3) – (2) Vì lượng nước đến lượng nước dùng có đợt thừa thiếu nước liên tục V+ > V- Tổng cột (5) dung tích nước cần trữ để đảm bảo yêu cầu cấp nước thời kỳ thiếu nước, dung tích hiệu dụng hồ chưa kể tổn thất Vh = V- = 671.103 (m3) = 0,671.106 (m3) Sinh viên: Nguyễn Thị Thạch Thảo 49N Lớp: S10 – Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 17 Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước Cột (6): Lượng nước trữ vào hồ Khi trữ nước lũy tích cột (4) không vượt giá trị Vh, lũy tích cột (4) mà lớn Vh phải tiến hành xả nước giữ lại giá trị Vh hồ Cột (7): Lượng nước xả khỏi hồ, Wtrữ > Vh Wxả = Wtrữ - Vh Bảng 7.2: Tính toán điều tiết hồ chưa kể đến tổn thất Tháng Wđến (103 m3) Wyêu cầu (103 m3) ∆V+ (103 m3) ∆V (103 m3) Wtrữ (103 m3) Wxả (103 m3) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 10 11 12 75 98 299 347 187 116 213 11 45 11 28 72 194 406 64 53 288 319 115 78 193 64 117 405 671 671 593 400 130 285 155 245 108 82 64 45 116 200 80 148 118 16 103 237 119 103 V+=839 Tổng 1764 53 115 V - =671 1596 168 7.1.4.2 Tính toán lượng tổn thất kho nước Tổn thất kho chứa nước bao gồm hai thành phần tổn thất bốc mặt thoáng tổn thất thấm • Tính lượng tổn thất bốc Lượng tổn thất bốc xác định theo công thức: Wb = 1000.F.ΔZ (7.4) Trong đó: - Wb: Là luợng nước tổn thất thời điểm tính toán (m3) 1000: Là hệ số đổi đơn vị F: Diện tích mặt hồ ứng với mực nước tính toán, (km2) ∆Z: Chênh lệch bốc mặt thoáng bốc lưu vực, lấy theo bảng 1.8.b chương • Tính lượng tổn thất thấm Sinh viên: Nguyễn Thị Thạch Thảo 49N Lớp: S10 – Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 18 Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước Tổn thất thấm Vt(t) lượng nước thấm qua công trình đập ngăn, qua đáy hồ vai đập xuống hạ du Do vậy, lượng nước thấm phụ thuộc vào vật liệu đắp đập địa chất lòng hồ Trong tính toán điều tiết, lượng tổn thất nước thấm V t(t) thường lấy tỷ lệ phần trăm dung tích nước trữ hồ thời điểm tính toán t V(t) Công thức xác định: Wt(t) = K% × V(t) (7.5) Trong đó: V(t): Dung tích nước trữ hồ thời điểm t (m3) K: hệ số, phụ thuộc vào địa chất lòng hồ, tra bảng GT Thuỷ Văn ta lấy K = 1% lượng nước bình quân Kết tính toán thể bảng sau: Bảng 7.3: Tính toán xác định lượng tổn thất kho nước Tháng Vi (103 m3) Vbq (103 m3) Fh (ha) ∆ Zi (mm) Wb (103 m3) Wt (103 m3) Wtt (103 m3) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) 10 11 12 115.745 179.745 232.745 520.745 786.745 786.745 708.745 147.745 206.245 376.745 653.745 786.745 747.745 4.3090 19.29 5.4330 7.9980 11.8875 13.2745 12.8689 23.28 13.68 15.76 24.16 33.57 0.8312 1.2648 1.0941 1.8735 3.2071 4.3201 1.4775 2.0625 3.7675 6.5375 7.8675 7.4775 2.3087 3.3273 4.8616 8.4109 11.0746 11.7975 515.745 612.245 6.1225 11.0830 360.745 352.745 234.745 218.745 438.245 356.745 293.745 226.745 43.38 40.45 51.53 35.3 25.74 4.9605 11.4351 7.9980 7.6544 6.7184 5.7865 3.2352 3.9443 2.3716 1.4894 4.3825 3.5675 2.9375 2.2675 7.6176 7.5118 5.3090 3.7569 115.745 167.245 4.7283 19.1 0.9031 1.6725 2.5756 29.4950 50.1394 79.6344 Ghi chú: Cột (1) : Thứ tự xếp tháng năm thủy lợi Cột (2) : Bằng giá trị cột (6) bảng (7.2) cộng với với dung tích chết , V hi dung tích cuối thời đoạn tính toán Khi kho nước bắt đầu tích nước Sinh viên: Nguyễn Thị Thạch Thảo 49N Lớp: S10 – Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 19 Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước thiết kế thường giả thiết trước hồ chứa tháo cạn đến mực nước chết (H C) Như giá trị cột (2) dung tích chết Cột (3) : Dung tích bình quân, xác định theo công thức (7.3) Cột (4) : Diện tích mặt hồ tương ứng với Vitb, tra đường quan hệ Z ~ F ~ V Cột (5) : Lấy theo bảng 1.8.b chương Cột (6) : Tổn thất bốc mặt thoáng, xác định theo : Cột (6) = Cột (4) × Cột (5) Cột (7) : Lượng tổn thất thấm qua thân đập, thấm qua đáy hồ thấm qua vai đập xuống hạ lưu đập Được xác định theo công thức 7.5 Cột (8) : Wtt tổng tổn thất kho nước, Cột (8) = Cột (6) + Cột (7) 7.1.4.3 Toán điều tiết hồ có kể đến tổn thất kho nước Tính toán tương tự điều tiết hồ chưa kể tới tổn thất Chỉ khác cột Wyc lúc gồm có lượng nước dùng lượng nước tổn thất: Wyc = Wd + Wtt (7.6) Kết tính toán đưc thể bảng sau: Bảng 7.4: Tính toán điều tiết hồ có kể đến tổn thất Wđến (103 m3) 75 Wyêu cầu (103 m3) 13.3087 ∆V+ (103 m3) 61.6913 10 11 12 98 299 347 187 116 213 130 48.3273 15.8616 36.4109 83.0746 205.7975 417.0830 292.6176 49.6727 283.1384 310.5891 103.9254 108 82 64 45 Tháng 1764 Wtrữ (103 m3) 61.6913 89.7975 204.0830 162.6176 111.3641 394.5025 705.0916 720.6514 630.8539 426.7709 264.1533 123.5118 15.5118 248.6415 205.3090 83.7569 150.5756 123.3090 19.7569 105.5756 V =720.6514 125.3325 105.5756 V+=776.9081 Tổng ∆V (103 m3) 1676 Wxả (103 m3) 88.3656 88.3656 Ghi chú: cột bảng 7.4 tính tương tự cột bảng 7.2 cột tính công thức 7.6 Sinh viên: Nguyễn Thị Thạch Thảo 49N Lớp: S10 – Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 20 Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước Ta xác định dung tích hiệu dụng hồ có kể đến tổn thất là: Vh = V- = 720,6514.103 (m3) Tính sai số hai lần tính dung tích hiệu dụng (trường hợp kể tổn thất trường hợp chưa kể tổn thất) theo công thức:∆V= Vi - Vi-1 100% Vi Ta có: ∆V = 6,89% Chọn sai số cho phép 5% sai số tính toán không đạt yêu cầu, cần tính toán lại lần Bảng tính toán điều tiết hồ có kể tổn thất (bảng tính lần 3) thể bảng 7.5 Ghi chú: Trình tự cột (1), (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8) tương tự cột bảng 7.3 Từ cột (9) đến cột (14) tính tương tự bảng 7.4 ¯ Tổng lượng nước thiếu cột (12) bảng 7.5 V dung tích h hiệu dụng V kể tổn thất với lần tính thứ h 3 V = 722.680×10 m Sai số hai lần tính dung tích hiệu dụng (lần lần 3) là: ∆V (%) = Vi - Vi -1 720,6514 × 10 − 722,680 × 10 100% = = 0,281% Vi 722,680 × 10 Sinh viên: Nguyễn Thị Thạch Thảo 49N Lớp: S10 – Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Sinh viên: Nguyễn Thị Thạch Thảo 49N Trang 21 Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước Lớp: S10 – Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 22 Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước Wđến (103 m3) Wyêu cầu (103 m3) ∆V+ (103 m3) ∆V - (103 m3) Wtrữ (103 m3) Wxả (103 m3) (14) 2.2923 3.2716 4.7609 8.5488 11.604 3.3182 8.2862 24.2 4.0330 7.9150 11.9480 33.6 43 6.445 5.1133 11.5589 40.5 3.9028 4.6121 8.5149 51.5 4.0783 3.7214 7.7997 35.3 2.4187 3.0273 5.4460 25.7 1.5066 2.3120 3.8186 75 98 299 347 13.2923 48.2716 15.7609 36.5488 61.7077 49.7284 283.2391 310.4512 61.708 111.436 394.675 705.126 187 83.6044 103.3956 722.680 116 205.9480 89.948 213 417.5589 204.559 428.173 130 108 82 64 293.5149 123.7997 205.4460 83.8186 163.515 15.800 123.446 19.819 264.658 248.858 125.412 105.594 19.1 0.9084 1.6853 45 150.5937 105.594 1764 1678.158 Wt (103 m3) (13) Wb (103 m3) (12) ∆ Zi (mm) (11) Fh (ha) (10) Vbq (103 m3) (9) Vi(103 m3) (8) Tháng Wtt (103 m3) Bảng 7.5: Bảng tính toán điều tiết hồ có kể tổn thất (bảng tính lần 3) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 10 115.745 177.436 227.109 510.248 820.837 11 836.396 12 746.599 542.516 379.898 364.387 241.077 221.321 115.745 168.533 146.591 4.2842 202.273 5.3645 368.678 7.8516 665.542 12.0139 13.734 828.617 791.498 12.0139 644.55 11.7873 461.207 9.6485 372.142 7.9145 302.732 6.8519 231.199 5.8531 Tổng Sinh viên: Nguyễn Thị Thạch Thảo 4.7560 19.3 0.8264 23.3 1.2489 13.7 1.0741 15.8 1.8934 1.4659 2.0227 3.6868 6.6554 2.5937 Lớp: S10 – 49N 808.522 722.680 85.842 632.732 85.842 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 23 Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước 7.1.4.4 Tính toán mực nước dâng bình thường Mực nước dâng bình thường mực nước cao mà kho nước giữ lại kho nước thời gian dài Đây mực nước quan trọng định dung tích hữu ích, tức định khả khai thác, sử dụng nguồn nước quy mô kích thước công trình, vốn đầu tư, vấn đề ngập lụt phía thượng lưu Sau xác định dung tích hiệu quả, ta xác định dung tích hồ sau: Vhồ = VC + Vhi = 115,745×103 +722,680.103 = 838,425.103 m3 Tra quan hệ (V ~ Z) ta MNDBT: ZMNDBT = 1503,36 m 7.2 Tính toán điều tiết lũ 7.2.1 Mục đích việc điều tiết lũ Xác định thành phần dung tích điều tiết lũ theo nhiệm vụ chống lũ cho công trình nhiệm vụ phòng lũ cho hạ du Xác định quy mô công trình tháo lũ mực nước đặc trưng theo nhiệm vụ phòng lũ cho hạ du chống lũ cho công trình 7.2.2 Nguyên lý tính toán điều tiết lũ Cơ sở tính toán điều tiết lũ dựa vào phương trình cân lưu lượng lũ đến kho nước lưu lượng xả kho nước Xét khoảng thời gian ∆t đó, phương trình cân nước có dạng:  Q1 + Q   q + q2   .∆t −  .∆t = V2 − V1     (7.7) Trong đó: Q1, Q2 lưu lượng đến đầu cuối thời đoạn tính toán ∆t q1, q2 lưu lượng xả đầu cuối thời đoạn tính toán V1, V2 lượng nước kho đầu cuối thời đoạn tính toán Trong thời đoạn tính toán biết Q1, Q2, q1, V1 Ta phải tìm q2 Ta lại có: Lưu lượng xả lũ tính theo công thức theo công thức lưu lượng chảy qua đỉnh đập thực dụng chảy tự do, cửa van mở hoàn toàn: q = ε.m.B 2g H 3/2 (7.8) Trong đó: Sinh viên: Nguyễn Thị Thạch Thảo 49N Lớp: S10 – Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 24 Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước ε: hệ số co hẹp bên m: hệ số lưu lượng, đỉnh tràn thực dụng, lấy m = 0,49 g: gia tốc trọng trường, g = 9,81m/s2 B: bề rộng tràn H: cột nước ngưỡng tràn Chọn ∇ngưỡng tràn = ∇MNDBT = 1503,36 m 7.2.3 Tính toán điều tiết lũ Hiện có nhiều phương pháp tính toán điều tiết lũ phương pháp Potapop, phương pháp Kotrerin, phương pháp Runge – Kutta bậc ba, phương pháp thử dần Trong đồ án em sử dụng phương pháp thử dần phương pháp đơn giản, kết tính toán tương đối xác Ta tiến hành điều tiết lũ với tần suất thiết kế P = 1,5% tần suất kiểm tra P = 0,5% 7.2.2.1 Tần suất thiết kế P = 1,5% Ta tính với giá trị B tràn = 10; 20; 30 (m) để chọn B tràn hợp lý Kết tính toán thể bảng 7.5; 7.6 7.7 hình 7.1, 7.2 7.3 Bảng 7.5 Kết tính toán điều tiết lũ với Btràn = 10m Tuyến đập MNDBT = +1503,36 m Trường hợp lũ thiết kế VMNDBT = 838,425 Tần suất lũ : P = 1,5 % Ngưỡng tràn = +1503,36 Qđếnmax = 20,40 m3/s B tr = 10 Loại đập tràn chảy tự MNDGC = 1504,073 V sc = 100,358 m 103m3 m V PL = 100,358 103m3 m Htrmax = 0,713 10 m Hệ số lưu lượng: m=0,49 Q t (h) ∆t (s) Qlũ (m3/s) Qtb_lũ (m3/s) Qtràn_gt (m3/s) ∆Q (m3/s) ∆W (103 m3) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 0 0.5 1800 3.98 1.99 0.11 1.89 1.5 2.56 1800 1800 1800 2016 7.97 11.95 15.94 20.40 5.98 9.96 13.95 18.17 0.65 1.94 4.05 7.28 1800 18.65 19.52 3.5 1800 16.65 1800 14.66 xả max m m3/s = 13,06 W (106 m3) Z (m) H (m) Qtràn_tt (m3/s) (10) (11) (8) (9) 838.425 1503.360 3.40 841.822 1503.389 0.029 0.11 5.33 8.02 9.90 10.89 9.59 14.44 17.81 21.95 851.410 865.847 883.659 905.611 1503.457 1503.560 1503.686 1503.843 0.097 0.200 0.326 0.483 0.65 1.94 4.05 7.28 10.16 9.36 16.85 922.465 1503.963 0.603 10.16 17.65 11.98 5.67 10.21 932.672 1504.033 0.673 11.98 15.66 12.87 2.79 5.02 937.692 1504.066 0.706 12.87 Sinh viên: Nguyễn Thị Thạch Thảo 49N Lớp: S10 – Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 25 Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước 4.5 1800 12.67 13.67 13.06 0.61 1.09 938.783 1504.073 0.713 13.06 5.5 6.5 1800 1800 1800 1800 1800 10.68 8.69 6.69 4.70 2.71 11.67 9.68 7.69 5.70 3.71 12.72 11.99 10.96 9.67 8.26 -1.05 -2.31 -3.27 -3.97 -4.55 -1.88 -4.15 -5.89 -7.15 -8.20 936.901 932.747 926.860 919.710 911.512 1504.060 1504.033 1503.994 1503.943 1503.885 0.700 0.673 0.634 0.583 0.525 12.72 11.99 10.96 9.67 8.25 7.68 2448 0.00 1.35 6.30 -4.95 -12.11 899.406 1503.80 0.439 6.30 Hình 7.1 Đường trình lũ đến xả lũ với Btràn =10m Bảng 7.6 Kết tính toán điều tiết lũ với Btràn = 20m Tuyến đập m MNDBT = +1503,36 V sc = 68,479 m 103m3 m V PL = 68,479 103m3 m Htrmax = 0,492 m Qxảmax = 14,98 m3/s Trường hợp lũ thiết kế VMNDBT = 838,425 Tần suất lũ : P = 1,5 % Ngưỡng tràn = +1503,36 Qđếnmax = 20,40 m3/s B tr = 20 Loại đập tràn chảy tự Hệ số lưu lượng: m =0,49 MNDGC = 1503,852 10 m t (h) ∆t (s) Qlũ (m3/s) Qtb_lũ (m3/s) Qtràn_gt (m3/s) ∆Q (m3/s) ∆W (103 m3) W (103 m3) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) 0.00 1800 3.98 1.99 0.20 1.79 3.23 841.651 1800 7.97 5.98 1.16 4.82 8.68 850.330 1800 11.95 9.96 3.20 6.76 12.17 862.499 0.5 1.5 838.425 Sinh viên: Nguyễn Thị Thạch Thảo 49N Z (m) (9) 1503.36 1503.38 1503.44 1503.53 H (m) Qtràn_tt (m3/s) (10) (11) 0.027 0.20 0.089 1.16 0.176 3.20 Lớp: S10 – Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 2.56 3.5 4.5 5.5 6.5 7.68 Trang 26 Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước 1800 15.94 13.95 6.24 7.70 13.86 876.362 2016 20.40 18.17 10.41 7.76 15.64 892.003 1800 18.65 19.52 13.62 5.91 10.64 902.639 1800 16.65 17.65 15.43 2.22 4.00 906.636 1800 14.66 15.66 15.51 0.15 0.27 906.904 1800 12.67 13.67 14.86 -1.19 -2.15 904.755 1800 10.68 11.67 13.76 -2.09 -3.75 901.001 1800 8.69 9.68 12.37 -2.69 -4.84 896.162 1800 6.69 7.69 10.27 -2.58 -4.64 891.518 1800 4.70 5.70 8.74 -3.04 -5.48 886.042 1800 2.71 3.71 7.12 -3.41 -6.15 879.896 2448 0.00 1.35 4.99 -3.64 -8.90 870.996 1503.63 1503.74 0.275 0.38 1503.822 1503.85 0.462 0.49 13.62 1503.852 1503.83 1503.81 1503.77 1503.74 1503.70 1503.66 1503.59 0.492 0.47 0.45 0.41 14.98 0.382 0.34 0.30 10.27 0.236 4.99 6.24 10.41 14.89 14.29 13.10 11.63 8.74 7.12 Hình 7.2 Đường trình lũ đến xả lũ với Btràn =20m Bảng 7.7 Kết tính toán điều tiết lũ với Btràn = 30m Tuyến đập Trường hợp lũ thiết kế Tần suất lũ : P = 1,5 % Qđếnmax = 20,40 m3/s MNDBT = +1503,36 VMNDBT = 838,425 m 10 m MNDGC = 1503,852 m V sc = 55,204 103m3 Ngưỡng tràn = +1503,36 m V PL = 68,479 103m3 B tr = 30 m Htrmax = 0,397 m Sinh viên: Nguyễn Thị Thạch Thảo 49N Lớp: S10 – Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Loại đập tràn chảy tự Trang 27 Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước m3/s Qxảmax = 16,32 Hệ số lưu lượng: m =0,49 t (h) ∆t (s) Qlũ (m3/s) Qtb_lũ (m3/s) Qtràn_gt (m3/s) ∆Q (m3/s ) ∆W (103 m3) W (103 m3) Z (m) H (m) Qtràn_tt (m3/s) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) 0.00 838.425 1503.360 0.5 1800 3.98 1.99 0.28 1.71 3.08 841.507 1503.386 0.026 0.28 1.5 2.56 1800 1800 1800 2016 7.97 11.95 15.94 20.40 5.98 9.96 13.95 18.17 1.56 4.10 7.62 12.12 4.42 5.87 6.33 6.05 7.95 10.56 11.39 12.19 849.457 860.015 871.401 883.595 1503.443 1503.518 1503.599 1503.686 0.083 0.158 0.239 0.326 1.56 4.10 7.62 12.12 1800 18.65 19.52 15.28 4.24 7.64 891.233 1503.740 0.380 15.28 3.5 1800 16.65 17.65 16.32 1.33 2.40 893.629 1503.757 0.397 16.32 1800 14.66 15.66 16.03 -0.37 -0.67 892.960 1503.753 0.393 16.03 4.5 1800 12.67 13.67 14.99 -1.33 -2.39 890.570 1503.736 0.376 14.99 5.5 6.5 1800 1800 1800 1800 1800 10.68 8.69 6.69 4.70 2.71 11.67 9.68 7.69 5.70 3.71 13.57 11.93 10.20 8.42 6.64 -1.89 -2.25 -2.51 -2.72 -2.93 -3.40 -4.05 -4.51 -4.90 -5.27 887.166 883.120 878.611 873.711 868.437 1503.711 1503.683 1503.651 1503.616 1503.578 0.351 0.323 0.291 0.256 0.218 13.57 11.93 10.20 8.42 6.63 7.68 2448 0.00 1.35 4.38 -3.03 -7.41 861.031 1503.525 0.165 4.38 Hình 7.3 Đường trình lũ đến xả lũ với Btràn =30m Từ kết tính toán ta có bảng thống kê kết tính toán điều tiết hồ cho phương án chiều rộng tràn sau: Sinh viên: Nguyễn Thị Thạch Thảo 49N Lớp: S10 – Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 28 Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước Btr (m) 10 Htr (m) 0.713 Qxả (m3/s) 13,06 ZSC (m) 1504.073 20 0.492 14.98 1503.852 30 0.397 16.32 1503.757 F ngập (ha) 14.88315 14.5948 14.4489 Vhồ (103 m3) 938.783 906.904 893.629 Hình 7.4 Đường quan hệ Btràn Htràn  Xác định kích thước tràn So sánh phương án ta thấy: + Phương án Btràn = 10m có: Phương án có kích thước tràn nhỏ nên kinh phí xây dựng nhất, ứng với kích thước tràn này, lưu lượng xả nhỏ (13,06 m 3/s) tràn đảm bảo xả lưu lượng nước yêu cầu Mặc dù cột nước trường hợp lớn không đáng kể (Htràn = 0,713m), nhiên diện tích ngập lụt phương án lại lớn hai phương án lại Khi xét tổng hợp tính kinh tế phương án ta thấy phương án Btràn =10m kinh tế Kết luận: chọn kích thước tràn sau: Btràn = 10m Htràn = 0,713m 7.2.2.2 Tần suất kiểm tra P = 0,5% Bảng 7.7 Kết tính toán điều tiết lũ với Btràn = 10m (Ứng với tần suất kiểm tra P =0,5%) Tuyến đập MNDBT = +1503,36 Trường hợp lũ kiểm tra VMNDBT = 838,425 Tần suất lũ : P = 0,5 % Ngưỡng tràn = +1503,36 Qđếnmax = 20,40 m3/s B tr = 10 Sinh viên: Nguyễn Thị Thạch Thảo 49N m MNDGC = 1504,105 m V sc =105,203 103m3 m V PL = 105,203 103m3 m Htrmax = 0,746 10 m m Lớp: S10 – Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Loại đập tràn chảy tự Trang 29 Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước Qxảmax = 13,95 Hệ số lưu lượng: m = 0,49 m3/s t (h) ∆t (s) Qlũ (m3/s) Qtb_lũ (m3/s ) Qtràn_gt (m3/s) ∆Q (m3/s) ∆W (103 m3) W (106 m3) Z (m) H (m) Qtràn_tt (m3/s) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) 0 838.425 1503.360 0.5 1800 4.28 2.14 0.11 2.02 3.64 842.067 1503.390 0.030 0.11 1800 8.55 6.41 0.72 5.69 10.25 852.314 1503.463 0.103 0.72 1.5 1800 12.83 10.69 2.13 8.56 15.40 867.718 1503.573 0.213 2.13 2.54 1800 17.10 14.96 4.45 10.51 18.92 886.641 1503.708 0.348 4.45 1962 21.76 19.43 7.88 11.55 22.66 909.302 1503.869 0.509 7.88 1800 19.81 20.79 10.98 9.81 17.65 926.955 1503.995 0.635 10.98 3.5 1800 17.68 18.75 12.85 5.90 10.62 937.576 1504.065 0.705 12.85 1800 15.54 16.61 13.77 2.84 5.11 942.683 1504.098 0.738 13.77 4.5 1800 13.40 14.47 13.95 0.52 0.94 943.628 1504.105 0.745 13.95 1800 11.26 12.33 13.55 -1.21 -2.18 941.444 1504.090 0.730 13.55 5.5 1800 9.12 10.19 12.72 -2.53 -4.55 936.896 1504.060 0.700 12.72 1800 6.99 8.06 11.63 -3.57 -6.43 930.463 1504.020 0.660 11.63 6.5 1800 4.85 5.92 10.26 -4.34 -7.82 922.647 1503.967 0.607 10.26 1800 2.71 3.78 8.65 -4.87 -8.77 913.881 1503.902 0.542 8.65 7.680 2448 1.36 6.57 -5.21 -12.77 901.115 1503.81 0.451 6.57 Hình 7.5 Đường trình lũ đến xả lũ với Btràn =10m (Ứng với tần suất kiểm tra P =0,5%) Sinh viên: Nguyễn Thị Thạch Thảo 49N Lớp: S10 – Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 30 Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước  Xác định dung tích phòng lũ mực nước siêu cao Với H tràn =0,713 →Zsc= H tràn +∇ ngưỡng tràn = 1503,36+0,713=1504,073 m Từ Zsc tra quan hệ Z~V→VMNSC=100,358.103 m3 →Vpl = 100,358.103 m3 Sinh viên: Nguyễn Thị Thạch Thảo 49N Lớp: S10 – [...]... dần vì phương pháp đơn giản, kết quả tính toán tương đối chính xác Ta tiến hành điều tiết lũ với tần suất thiết kế P = 1,5% và tần suất kiểm tra P = 0,5% 7.2.2.1 Tần suất thiết kế P = 1,5% Ta sẽ lần lượt tính với 3 giá trị B tràn = 10; 20; 30 (m) để chọn được B tràn hợp lý nhất Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng 7.5; 7.6 và 7.7 và các hình 7.1, 7.2 và 7.3 Bảng 7.5 Kết quả tính toán điều tiết... Để đảm bảo nhu cầu tưới, đảm bảo lấy nước an toàn, ta chọn mực nước chết (MNC) bằng mực nước bùn cát (MNBC) cộng thêm 0,5m Tra đặc trưng quan hệ lòng hồ ta được: - Mực nước chết của hồ là: 1494,58 m - Dung tích chết của hồ là: 115,745×103 m3 7.1.4 Tính toán điều tiết hồ Dựa vào kết quả tính toán khí tượng thủy văn trong chương II ta thấy tổng lượng dòng chảy đến trong năm thiết kế (Wđến = 1,764.106... dung tích ở cuối mỗi thời đoạn tính toán Khi kho nước bắt đầu tích nước thì trong Sinh viên: Nguyễn Thị Thạch Thảo 49N Lớp: S10 – Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 19 Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước thiết kế thường giả thiết trước đó hồ chứa đã tháo cạn đến mực nước chết (H C) Như vậy giá trị đầu tiên trong cột (2) chính là dung tích chết Cột (3) : Dung tích bình quân, xác định theo công thức (7.3) Cột (4)... nhiệm vụ chủ yếu là cấp nước tưới cho nông nghiệp và sinh hoạt nên: Dung tích chết cũng như mực nước chết được xác định theo hai điều kiện sau:  Thể tích bùn cát lắng đọng trong hồ chứa ứng với tuổi thọ của công trình  Cao trình yêu cầu tưới tự chảy tại đầu mối công trình Hồ Quảng Thắng có điểm khác biệt so với các hồ khác là việc đắp đập không nhằm mục đích dâng nước để tưới tự chảy cho vùng hạ lưu... 6.30 -4.95 -12.11 899.406 1503.80 0.439 6.30 Hình 7.1 Đường quá trình lũ đến và xả lũ với Btràn =10m Bảng 7.6 Kết quả tính toán điều tiết lũ với Btràn = 20m Tuyến đập chính m MNDBT = +1503,36 V sc = 68,479 m 103m3 m V PL = 68,479 103m3 m Htrmax = 0,492 m Qxảmax = 14,98 m3/s 3 Trường hợp lũ thiết kế VMNDBT = 838,425 Tần suất lũ : P = 1,5 % Ngưỡng tràn = +1503,36 Qđếnmax = 20,40 m3/s B tr = 20 Loại đập... 0.41 6 14.98 0.382 0.34 3 0.30 0 10.27 0.236 4.99 6.24 10.41 14.89 14.29 13.10 11.63 8.74 7.12 Hình 7.2 Đường quá trình lũ đến và xả lũ với Btràn =20m Bảng 7.7 Kết quả tính toán điều tiết lũ với Btràn = 30m Tuyến đập chính Trường hợp lũ thiết kế Tần suất lũ : P = 1,5 % Qđếnmax = 20,40 m3/s MNDBT = +1503,36 VMNDBT = 838,425 m 3 10 m MNDGC = 1503,852 3 m V sc = 55,204 103m3 Ngưỡng tràn = +1503,36 m V... hằng năm của bùn cát T : Là thời gian hoạt động của công trình (năm) Hồ Quảng Thắng là công trình cấp IV nên T = 50 năm - Đối với hồ chứa có nhiệm vụ tưới tự chảy, thì cao trình mực nước chết không được nhỏ hơn cao trình mực nước tối thiểu để có thể đảm bảo tưới tự chảy, tức là : HMNC ≥ ZCống Với : ZCống là cao trình ngưỡng cống tại đầu mối Sinh viên: Nguyễn Thị Thạch Thảo 49N Lớp: S10 – Đồ án tốt nghiệp... nhất Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng 7.5; 7.6 và 7.7 và các hình 7.1, 7.2 và 7.3 Bảng 7.5 Kết quả tính toán điều tiết lũ với Btràn = 10m Tuyến đập chính MNDBT = +1503,36 m Trường hợp lũ thiết kế VMNDBT = 838,425 Tần suất lũ : P = 1,5 % Ngưỡng tràn = +1503,36 Qđếnmax = 20,40 m3/s B tr = 10 Loại đập tràn chảy tự do MNDGC = 1504,073 V sc = 100,358 m 103m3 m V PL = 100,358 103m3 m Htrmax = 0,713... cầu trong năm thiêt kế (W yc = 1,596.106 m3) Do đó chọn phương thức điều tiết năm Trong đồ án này em sử dụng phương pháp lập bảng để tính toán điều tiết hồ chứa Nguyên lý tính toán điều tiết là dựa vào phương trình cân bằng nước của hồ chứa và đường đặc trưng địa hình hồ chứa Z ~ V ~ F Vì lượng bốc hơi mặt nước và lượng nước tổn thất do ngấm chưa xác định được nên trước tiên giả thiết lượng nước ra... Vì đây là dung tích đầu thời đoạn tính toán nên Vi-1 đã xác định Vi: dung tích ở thời điểm tính toán thứ i, đây là dung tích cần tính 7.1.2 Các tài liệu cơ bản cần thiết cho tính toán 7.1.2.1 Tài liệu nguồn nước đến và nhu cầu dùng nước Kết quả được thể hiện ở bảng sau: Bảng 7.1: Bảng quan hệ giữa lượng nước đến và nhu cầu dùng nước Tháng Wđến (106 m3) Wyêu cầu (106 m3) Tháng Wđến (106 m3) Wyêu cầu ... Hoạch Và Thiết Kế Hệ Thống Công Trình Thủy Lợi, sơ chọn hệ số nhám: n = 0,025 6.3 Thiết kế mặt cắt dọc, mặt cắt ngang kênh tưới Trong vùng quy hoạch có ba kênh kênh kênh kênh 3, ta thiết kế điển... đoạn kênh để thiết kế mặt cắt kênh  Trình tự thiết kế kênh: Dựa vào tài liệu điạ hình, vẽ mặt cắt dọc mặt đất tự nhiên mà tuyến kênh qua, ghi vị trí tất công trình tuyến kênh cống lấy nước kênh. .. chảy kênh xác định phạm vi dao động độ dốc kênh imax, imin Vẽ đường mặt nước thiết kế kênh: Dựa vào đường mặt đất tự nhiên, dựa vào yêu cầu tưới tự chảy kênh cấp sơ vẽ đường mực nước yêu cầu kênh