giải pháp kỹ thuật nâng cao đập đất do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và như cầu sử dụng nước
i LỜI CẢM ƠN Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Xây dựng công trình thủy với đề tài “Giải pháp kỹ thuật nâng cao đập đất để tăng dung tích hiệu ảnh hưởng biến đổi khí hậu nhu cầu dùng nước” hoàn thành với giúp đỡ tận tình Quý thầy cô giáo Khoa Công trình, Khoa Sau đại học, môn Thủy công, cán trường Đại học Thủy lợi, đồng nghiệp, gia đình bạn bè Xin chân thành cảm ơn Quý quan, Quý thầy cô, đồng nghiệp, gia đình bạn bè động viên khích lệ, tạo nhiều thuận lợi cho học viên suốt trình học tập thực luận văn tốt nghiệp Đặc biệt tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy giáo – PGS.TS Nguyễn Phương Mậu tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, tạo điều kiện để học viên vượt qua trở ngại hoàn thành luận văn Tuy có cố gắng định, thời gian trình độ có hạn, luận văn không tránh khỏi sai sót Kính mong Quý thầy cô, Quý đồng nghiệp bạn bè góp ý xây dựng để học viên hoàn thiện đề tài Xin chân thành cảm ơn ! Hà nội, ngày 28 tháng năm 2015 Tác giả Trương Thế Quang ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các nội dung kết nghiên cứu luận văn trung thực, chưa người công bố công trình khác TÁC GIẢ Trương Thế Quang iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU PHẠM VI NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỒ CHỨA NƯỚC I.1 TỔNG QUAN VỀ HỒ CHỨA NƯỚC I.1.1 Đặc điểm hồ chứa nước I.1.2 Ý nghĩa tài nguyên nước với trình phát triển kinh tế xã hội I.2 BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ NHỮNG TÁC ĐỘNG ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC I.2.1 Khái niệm biến đổi khí hậu I.2.2 Nội dung kịch biến đổi khí hậu I.2.3 Tác động biến đổi khí hậu đến hồ chứa nước 12 I.2.4 Lựa chọn kịch biến đổi khí hậu .14 I.3 THỰC TRẠNG LÀM VIỆC CÁC HỒ CHỨA NƯỚC Ở VIỆT NAM 15 I.3.1 Thay đổi nhiệm vụ hồ chứa dịch chuyển cấu kinh tế 16 I.3.2 Thay đổi nhiệm vụ ảnh hưởng biến đổi khí hậu 16 I.3.3 Thay đổi nhiệm vụ tăng nhu cầu dùng nước 17 I.4 KẾT LUẬN 17 CHƯƠNG II PHÂN TÍCH, TÍNH TOÁN CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỈNH ĐẬP 18 II.1 GIẢI PHÁP NÂNG CAO DUNG TÍCH HỮU ÍCH HỒ CHỨA NƯỚC 18 II.1.1 Nguyên tắc tính toán dung tích hữu ích theo yêu cầu nhiệm vụ 18 II.1.2 Giải pháp nâng cao dung tích hữu ích hồ chứa nước 18 II.2 ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC NÂNG CAO TRÌNH ĐỈNH ĐẬP 28 II.3 TÍNH TOÁN THẤM ĐỐI VỚI ĐẬP ĐẤT 29 II.3.1 Mục đích tính toán thấm .29 iv II.3.2 Các phương pháp tính thấm 29 II.3.3 Phương pháp giải toán phần tử hữu hạn .31 II.4 TÍNH ỔN ĐỊNH MÁI ĐẬP ĐẤT 39 II.4.1 Mục đích tính toán ổn định mái 39 II.4.2 Các phương pháp tính toán ổn định mái .39 II.4.3 Tính toán ổn định mái theo phương pháp cân giới hạn 40 II.5 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM GEO-SLOP 44 II.5.1 Giới thiệu phần mềm Geo - Slope 44 II.5.2 Cơ sở lý thuyết phần mềm SEEP/W 45 II.5.3 Cơ sở lý thuyết phần mềm SLOPE/W 48 II.5.4 Ghép đôi SEEP/W – SLOPE/W 50 II.6 KẾT LUẬN 51 CHƯƠNG III ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀO TÍNH TOÁN NÂNG CẤP HỒ CHỨA NƯỚC SUỐI DẦU .53 III.1 GIỚI THIỆU VỀ HỒ CHỨA NƯỚC SUỐI DẦU 53 III.1.1 Vị trí địa lý 53 III.1.2 Điều kiện địa hình .54 III.1.3 Quy mô nhiệm vụ thông số kỹ thuật chủ yếu 55 III.2 TÍNH TOÁN DUNG TÍCH HỮU ÍCH 56 III.2.1 Tính toán lượng nước yêu cầu 57 III.2.2 Tính toán dòng chảy đến hồ chứa 65 III.2.3 Tính toán dung tích hữu ích hồ chứa 67 III.3 TÍNH CAO TRÌNH ĐỈNH ĐẬP 71 III.3.1 Tính điều tiết lũ 72 III.3.2 Tính cao trình đỉnh đập .78 III.4 THIẾT KẾ NÂNG CAO ĐẬP ĐẤT 84 III.4.1 Đập đất trạng .85 III.4.2 Giải pháp nâng cao đập đất 86 III.5 TÍNH TOÁN THẤM VÀ ỔN ĐỊNH ĐẬP ĐẤT 87 v III.5.1 Tài liệu dùng cho tính toán 87 III.5.2 Kết tính toán .91 III.6 KẾT LUẬN 92 vi DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH HÌNH I-1 BIỂU ĐỒ PHÂN BỐ HỒ CHỨA NƯỚC TRÊN TOÀN QUỐC .4 HÌNH I-2 HIỆN TƯỢNG HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH HÌNH I-3 PHÂN VÙNG NHIỆT ĐỘ TRUNG BÌNH TĂNG TRONG 50 NĂM QUA HÌNH I-4 PHÂN VÙNG THAY ĐỔI LƯỢNG MƯA TRONG 50 NĂM QUA 11 HÌNH I-5 TỔNG HỢP SỰ BIẾN ĐỔI DÒNG CHẢY TRUNG BÌNH NĂM CÁC MÙA TẠI MỘT SỐ TRẠM THỦY VĂN VÀO GIỮA THẾ KỶ 21 [4] .14 HÌNH II-6 NÂNG CAO CAO ĐỘ NGƯỠNG TRÀN ĐỐI VỚI TRÀN TỰ DO 19 HÌNH II-7 GIỮ NGUYÊN NGƯỠNG TRÀN, TĂNG CHIỀU CAO CỬA VAN 19 HÌNH II-8 NÂNG CAO NGƯỠNG TRÀN, GIỮ NGUYÊN CHIỀU CAO CỬA VAN 20 HÌNH II-9 NGƯỠNG TRÀN KIỂU PHÍM PIANO (CÔNG TRÌNH ĐẬP DÂNG VĂN PHONG) 20 HÌNH II-10 NGƯỠNG TRÀN KIỂU ZIC – ZẮC (CÔNG TRÌNH THỦY LỢI PHƯỚC HÒA ) 21 HÌNH II-11 NGƯỠNG TRÀN KIỂU MÁNG BÊN (CÔNG TRÌNH THỦY LỢI ĐA MY ) .21 HÌNH II-12 ĐẮP ÁP TRÚC MÁI THƯỢNG LƯU ĐẬP 23 HÌNH II-13 ĐẮP ÁP TRÚC MÁI CHO CẢ MÁI THƯỢNG VÀ HẠ LƯU ĐẬP 24 HÌNH II-14 ĐẮP ÁP TRÚC MÁI HẠ LƯU ĐẬP 24 HÌNH II-15 XÂY DỰNG TƯỜNG CHẮN SÓNG 25 vii HÌNH II-16 XÂY DỰNG ĐẬP ĐẤT MỚI VỀ PHÍA HẠ LƯU ĐẬP ĐẤT CŨ 25 HÌNH II-17 CHỐNG THẤM BẰNG TƯỜNG HÀO BENTONITE 26 HÌNH II-18 CHỐNG THẤM BẰNG KHOAN PHỤT VỮA XI MĂNG 27 HÌNH II-19 SƠ ĐỒ CHỐNG THẤM BẰNG CỌC XI MĂNG ĐẤT .28 HÌNH II-20 MINH HỌA MẶT HÀM XẤP XỈ H CỦA PHẦN TỬ 32 HÌNH II-21 SƠ ĐỒ THẤM QUA ĐẬP .34 HÌNH II-22 SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC THEO PHƯƠNG PHÁP MẶT TRƯỢT 40 HÌNH III-23 BẢN ĐỒ VỊ TRÍ VÙNG DỰ ÁN HỒ CHỨA NƯỚC SUỐI DẦU 53 HÌNH III-24 BẢN ĐỒ LƯU VỰC HỒ CHỨA NƯỚC SUỐI DẦU 54 HÌNH III-25 HÌNH ẢNH HỒ SUỐI DẦU CHỤP TRÊN GOOGLE EARTH 55 HÌNH III-26 BIỂU ĐỒ SO SÁNH NHU CẦU DÙNG NƯỚC CHO CÁC KỊCH BẢN (TR.M3) 65 HÌNH III-27 BIỂU ĐỒ SO SÁNH DUNG TÍCH CHO CÁC KỊCH BẢN .70 HÌNH III-28 ĐƯỜNG QUÁ TRÌNH LŨ ĐẾN 77 HÌNH III-29 BIỂU ĐỒ SO SÁNH CAO TRÌNH ĐỈNH ĐẬP CHO CÁC KỊCH BẢN 84 HÌNH III-30 MẶT CẮT ĐẬP ĐẤT HIỆN TRẠNG 85 HÌNH III-31 MẶT CẮT ĐẬP ĐẤT THIẾT KẾ NÂNG CAO 87 HÌNH III-32 MẶT CẮT VAI PHẢI ĐẬP (H74) 88 HÌNH III-33 MẶT CẮT LÒNG SÔNG (C78) 89 HÌNH III-34 MẶT CẮT VAI TRÁI ĐẬP (C104) 89 HÌNH III-35 MẶT CẮT VAI PHẢI ĐẬP HIỆN TRẠNG (H74) 89 HÌNH III-36 MẶT CẮT VAI PHẢI ĐẬP THIẾT KẾ NÂNG CAO (H74) 90 viii HÌNH III-37 MẶT CẮT LÒNG SÔNG ĐẬP HIỆN TRẠNG (C78) 90 HÌNH III-38 MẶT CẮT LÒNG SÔNG ĐẬP THIẾT KẾ NÂNG CAO (C78) 90 HÌNH III-39 MẶT CẮT VAI TRÁI ĐẬP HIỆN TRẠNG (C104) 91 HÌNH III-40 MẶT CẮT VAI TRÁI ĐẬP THIẾT KẾ NÂNG CAO (C104) 91 ix DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU BẢNG I-1 THỐNG KÊ MỘT SỐ ĐẬP ĐẤT, ĐẤT VÀ ĐÁ LỚN Ở VIỆT NAM BẢNG III-2 CÁC THÔNG SỐ HỒ CHỨA NƯỚC SUỐI DẦU 56 BẢNG III-3 THAY ĐỔI NHIỆT ĐỘ VÀ LƯỢNG MƯA ĐẾN NĂM 2050 DO ẢNH HƯỞNG BĐKH 57 BẢNG III-4 DIỆN TÍCH, CƠ CẤU, THỜI VỤ CÁC LOẠI CÂY TRỒNG 58 BẢNG III-5 CÁC ĐẶC TRƯNG KHÍ HẬU TRONG KHU TƯỚI 58 BẢNG III-6 CÁC ĐẶC TRƯNG KHÍ HẬU TRONG KHU TƯỚI DO ẢNH HƯỞNG BĐKH 58 BẢNG III-7 PHÂN PHỐI MƯA NĂM THIẾT KẾ 59 BẢNG III-8 TỔNG HỢP LƯỢNG NƯỚC YÊU CẦU TƯỚI (TR.M3) 61 BẢNG III-9 BẢNG TỔNG HỢP LƯỢNG NƯỚC YÊU CẦU CÔNG NGHIỆP (TR.M3) 62 BẢNG III-10 TỔNG HỢP LƯỢNG NƯỚC YÊU CẦU SINH HOẠT (TR.M3) 62 BẢNG III-11 BẢNG TỔNG HỢP NHU CẦU CẤP NƯỚC MÔI TRƯỜNG (TR.M3) 62 BẢNG III-12 BẢNG TỔNG HỢP NHU CẦU DÙNG NƯỚC HIỆN TẠI (TR.M3) 63 BẢNG III-13 BẢNG TỔNG HỢP NHU CẦU DÙNG NƯỚC KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU B2 (TR.M3) .63 BẢNG III-14 LƯỢNG NƯỚC ĐẾN ĐẬP DÂNG HỘI XƯƠNG(TR.M3) .63 BẢNG III-15 BẢNG TỔNG HỢP LƯỢNG NƯỚC YÊU CẦU TẠI ĐẦU MỐI KỊCH BẢN HIỆN TẠI (TR.M3) 64 BẢNG III-16 BẢNG TỔNG HỢP LƯỢNG NƯỚC YÊU CẦU TẠI ĐẦU MỐI KỊCH BẢN BĐKH (TR.M3) .64 x BẢNG III-17 BẢNG TỔNG HỢP NHU CẦU DÙNG NƯỚC CHO CÁC KỊCH BẢN NÂNG CẤP HỒ 64 BẢNG III-18 QUÁ TRÌNH NƯỚC ĐẾN BÌNH QUÂN THÁNG HỒ CHỨA NƯỚC SUỐI DẦU XÉT TỚI ẢNH HƯỞNG CỦA BĐKH .67 BẢNG III-19 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NƯỚC KỊCH BẢN HIỆN TẠI .68 BẢNG III-20 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NƯỚC KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 68 BẢNG III-21 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN DUNG TÍCH HỮU ÍCH HỒ SUỐI DẦU 70 BẢNG III-22 CÁC THÔNG SỐ CÔNG TRÌNH DÙNG TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ .73 BẢNG III-23 LƯỢNG MƯA NGÀY LỚN NHẤT LƯU VỰC SUỐI DẦU .74 BẢNG III-24 LƯU LƯỢNG ĐỈNH LŨ LỚN NHẤT HỒ SUỐI DẦU 75 BẢNG III-25 ĐƯỜNG QUÁ TRÌNH LŨ THEO ĐIỀU KIỆN HIỆN TẠI 75 BẢNG III-26 ĐƯỜNG QUÁ TRÌNH LŨ THIẾT KẾ THEO KỊCH BẢN BĐKH 76 BẢNG III-27 TỔNG HỢP KẾT QUẢ TÍNH ĐIỀU TIẾT LŨ CHO CÁC KỊCH BẢN 77 BẢNG III-28 TÍNH TOÁN CAO TRÌNH ĐỈNH ĐẬP THEO HIỆN TẠI-PA BTR=3X8M 80 BẢNG III-29 TÍNH TOÁN CAO TRÌNH ĐỈNH ĐẬP THEO KỊCH BẢN BĐKH-PA BTR=3X8M .81 BẢNG III-30 TÍNH TOÁN CAO TRÌNH ĐỈNH ĐẬP THEO HIỆN TẠI-PA BTR=4X8M 82 BẢNG III-31 TÍNH TOÁN CAO TRÌNH ĐỈNH ĐẬP THEO KỊCH BẢN BĐKH-PA BTR=4X8M .83 84 45,1 Btr = 3x8 m Btr = 4x8 m Btr = 3x8 m Btr = 4x8 m 47,9 47,2 49,2 48,0 Hình III-29 Biểu đồ so sánh cao trình đỉnh đập cho kịch Nhận xét kết quả: Từ kết tính toán cao trình đỉnh đập ta thấy giữ nguyên chiều rộng tràn nâng cấp hồ chứa với yêu cầu bổ sung nhiệm vụ tăng mức bảo đảm tưới hồ lên 85% cao trình đỉnh đập +47,9m, có xét thêm kịch biến đổi khí hậu đỉnh đập phải +49,2m Nếu mở rộng tràn thêm khoang cao trình đỉnh đập giảm xuống +47,2m với kịch +48,0m với kịch biến đổi khí hậu III.4 THIẾT KẾ NÂNG CAO ĐẬP ĐẤT Đập dâng trạng hồ chứa nước Suối Dầu tương đối dài (chiều dài đập L=1036m) đắp áp trúc để nâng cao cao trình đỉnh đập khối lượng đất đắp tương đối lớn Từ kết tính toán nhận thấy phương án mở rộng tràn thêm khoang (Btr=4x8m) so với phương án giữ nguyên chiều rộng tràn giảm cao trình đỉnh đập từ +49,2m xuống 48,0m Vì lựa chọn giải 85 pháp thiết kế nâng cao cao trình đỉnh đập đến +48,0m để tăng dung tích hồ chứa ứng phó với kịch biến đổi khí hậu đến năm 2050 thay đổi nhu cầu dùng nước hạ du III.4.1 Đập đất trạng Theo hồ sơ thiết kế công trình, đập đất hồ chứa nước Suối Dầu thi công với thông số bảng III-32: Bảng III-33 Các thông số đập đất hồ Suối Dầu STT Các thông số Đơn vị Giá trị - Hình thức kết cấu đập - Cao trình đỉnh đập m 45,1 - Chiều dài đỉnh đập m 1036 - Chiều cao đập lớn m 27,2 - Chiều rộng mặt đập m - Cao trình thượng lưu m 35,0; 25,0 m 35 11 - Cao trình hạ lưu - Hệ số mái dốc thượng lưu - Hệ số mái dốc hạ lưu - Cao trình đỉnh đống đá tiêu nước - Gia cố mái thượng lưu 12 - Gia cố mái hạ lưu 10 Đập hỗn hợp nhiều khối 3,0; 3,5; 4,0 2,5; 3,0 m 25,5 Đá xây thành dày 25cm Trồng cỏ Hình thức mặt cắt ngang đập đất dạng hỗn hợp khối hình III-8 2a Hình III-30 Mặt cắt đập đất trạng 86 Trong đó: - Khối I : khối gia tải thượng lưu sử dụng đất đá đào tràn đoạn xây dựng - Khối II : khối chống thấm cho thân đập, sử dụng loại đất sét nặng lớp khai thác mỏ vật liệu Trong mặt cắt đập khối phân bố nằm sau khối gia tải thượng lưu đến ống lọc cát - Khối III : khối gia tải hạ lưu nằm sau ống khói, dùng đất loại hỗn hợp dăm sạn - sét lớp III.4.2 Giải pháp nâng cao đập đất Căn điều kiện địa hình, địa chất, trạng công trình, sau tính toán cao trình đỉnh đập tác giải đưa giải pháp thiết kế nâng cao đập đất đến cao trình +48,0m sau: Hình thức đắp mở rộng: Như phân tích mục 2.1.2, lựa chọn hình thức đắp áp trúc mở rộng phía hạ lưu Đỉnh đập: Do yêu cầu giao thông, chiều rộng đỉnh đập chọn theo thiết kế ban đầu B=5m, mặt đỉnh đập làm bê tông M200 dày 18cm, dốc ngang hai phía để thoát nước mưa, độ dốc i=1,5% Mái đập: - Mái thượng lưu: Mái đập thượng lưu trạng tốt, có số chỗ xuất vết nứt nhỏ, chưa xuất chuyển vị lún, khe hở dọc ngang lớn phạm vi mái thượng lưu cũ giữ nguyên kết cấu hệ số mái cũ Phần đắp nâng cao chọn hình thức gia cố thiết kế ban đầu: Lớp đá xây VXM M100 dày 25cm, xây thành (70x70)cm, lót lớp dăm lọc dày 15cm cát lọc dày 15cm Hệ số mái phần đất đắp m=3,0 - Mái hạ lưu: Mái đập hạ lưu đắp áp trúc mở rộng Hệ số mái hạ lưu giữ nguyên cũ: m=2,5 m=3,0 Bố trí cao trình +38,0m Bề rộng B=3,5m đảm bảo thi công giới Bảo vệ mái hạ lưu hình thức trồng cỏ, 87 thu nước mặt mái hệ thống rãnh dăm sỏi lọc bố trí theo lưới ô vuông 3x3m, nước thu rãnh tiêu đá xây mái đập để dẫn phía hạ lưu Mặt cắt đập: Đắp áp trúc mở rộng phía hạ lưu đập, mặt cắt hình III-9 Trong khối đất đắp đỉnh đập (Khối II’) sử dụng đất lớp khai thác bãi vật liệu tương tự đất sử dụng đắp khối chống thấm đập đất trạng (khối II) Đất đắp áp trúc mái (khối III’) sử dụng đất hỗn hợp dăm sạn - sét lớp tương tự đất sử dụng đắp khối gia tải hạ lưu đất trạng (khối III) Kéo dài đống đá tiêu nước phía hạ lưu để đảm bảo chiều rộng đỉnh 3m, dòng thấm từ ống khói tiêu nước thoát 2a Hình III-31 Mặt cắt đập đất thiết kế nâng cao III.5 TÍNH TOÁN THẤM VÀ ỔN ĐỊNH ĐẬP ĐẤT III.5.1 Tài liệu dùng cho tính toán Trường hợp tính toán: Tính toán thấm ổn định mái hạ lưu đập cho hai trường hợp: Trường hợp 1: Thượng lưu mực nước dâng bình thường Trường hợp 2: Thượng lưu mực nước lũ kiểm tra Bảng III-34 Trường hợp tính toán thấm ổn định đập Trường hợp tính toán Đập đất TH1 trạng Mực nước tính toán Thượng lưu Hạ lưu MNDBT = 42,50 m Hạ lưu nước 88 TH2 Đập thiết kế nâng cao TH1 TH2 Thượng lưu MNLKT = 44,06 m Hạ lưu Mực nước hạ lưu +24,50 m Thượng lưu MNDBT = 46,0 m Hạ lưu Mực nước hạ lưu +18,50 m Thượng lưu MNLKT = 47,704 m Hạ lưu Mực nước hạ lưu +25,20 m Mặt cắt tính toán: Tính toán thấm ổn định cho mặt cắt vai phải đập (H74), mặt cắt lòng sông (C78), mặt cắt vai trái đập (C104) Mặt cắt thiết kế sau H74 Hình III-32 Mặt cắt vai phải đập (H74) 89 C78 2a Hình III-33 Mặt cắt lòng sông (C78) C104 Hình III-34 Mặt cắt vai trái đập (C104) Mô hình tính toán cho mặt cắt : 65 60 55 cao 50 +45.10 45 40 Lop 3a 35 Lop Lop Cat Loc Lop 3a Lop Lop 30 Lop Lop 25 Tang Da 20 15 10 -50 -40 -30 -20 -10 10 20 30 40 50 Khoang Cach Hình III-35 Mặt cắt vai phải đập trạng (H74) 60 70 80 90 65 60 55 +48.00 cao 50 Dat Dap 45 40 Lop 3a 35 Dat dap Cat Loc Lop 3a Lop Lop Lop Lop Lop 30 Lop 25 Tang Da 20 15 10 -50 -40 -30 -20 -10 10 20 30 40 50 60 70 80 Khoang Cach Hình III-36 Mặt cắt vai phải đập thiết kế nâng cao (H74) 60 55 cao 50 +45.10 45 40 35 30 Lop 3a Lop 3a 25 Cat Loc Lop 20 Da lang tru 15 10 Lop 5 -5 -130 -120 -110 -100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Khoang Cach Hình III-37 Mặt cắt lòng sông đập trạng (C78) 75 70 65 60 cao 55 +48.00 50 Dat Dap 45 40 Dat dap Lop 3a Cat Loc 35 30 Lop 3a 25 Lop Da lang tru 20 15 10 Lop 5 -5 -130 -120 -110 -100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 10 20 30 40 50 60 70 80 Khoang Cach Hình III-38 Mặt cắt lòng sông đập thiết kế nâng cao (C78) 90 100 110 120 130 91 70 65 60 cao 55 50 +45.10 45 40 35 Lop Lop Lop Lop Lop 25 Lop Cat Loc Lop 30 Lop 20 15 Tang Da 10 -100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Khoang Cach Hình III-39 Mặt cắt vai trái đập trạng (C104) 65 60 55 cao +48.00 50 Dat Dap 45 40 35 Lop 3a 30 Dat dap Lop Lop Lop Lop 25 Lop 3a Cat Loc Lop Lop 20 15 Tang Da 10 -110 -100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 10 20 30 40 50 60 70 80 Khoang Cach Hình III-40 Mặt cắt vai trái đập thiết kế nâng cao (C104) III.5.2 Kết tính toán Bảng III-35 Kết tính toán kiểm tra ổn định đập hồ Suối Dầu Hiện trạng TH tính toán Mặt cắt Kminmin Sau nâng cấp q Kminmin m3/s TH1 TH2 m3/s H74 1,785 4,78.10-7 1,705 5,90.10-7 C78 1,595 2,11.10-6 1,501 4,48.10-6 C104 1,690 5,42.10-7 1,539 7,91.10-7 H74 1,630 7,66.10-7 1,603 1,01.10-6 C78 1,565 2,52.10-6 1,450 6,57.10-6 C104 1,561 8,66.10-7 1,427 1,23.10-6 Kết tính toán chi tiết xem phụ lục III Nhận xét: q 90 92 Theo TCVN 8216-2009 với công trình cấp II : + [K] =1,35 - tổ hợp + [K] =1,15 - tổ hợp đặc biệt Đập đất trạng đảm bảo an toàn thấm không cần phải xử lý thấm trước đắp áp trúc nâng cao trình đập Khi nâng cao đến cao trình lớn kịch hệ số an toàn Kminmin giảm xuống lớn hệ số an toàn cho phép Cho nên đập đất đảm bảo an toàn III.6 KẾT LUẬN Nội dung chương III tính toán lượng nước yêu cầu cho ngành dùng nước So sánh tỷ lệ biến đổi nhu cầu dùng nước tăng lên so với ảnh hưởng biến đổi khí hậu bổ sung nhiệm vụ Tính toán trình nước đến hồ chứa theo kịch Tính toán điều tiết hồ chứa xác định dung tích hữu ích mực nước dâng bình thường tổ hợp yêu cầu nhiệm vụ Từ cần thiết phải nâng cấp hồ chứa lượng nước đến hồ đảm bảo cung cấp đủ nước cho ngành dùng nước theo tần suất thiết kế 85% có xét đến kịch biến đổi khí hậu B2 đến năm 2050 Giải pháp nâng cao trình đập đất ứng với phương án nâng cao ngưỡng tràn đến cao trình +38,0m, mở rộng thêm khoang tràn rộng 8m phù hợp Mặt cắt đập đất trạng sau thiết kế nâng cao đảm bảo ổn định Vì giải pháp kỹ thuật nâng cao đập đất để ứng phó với biển đổi khí hậu thay đổi nhu cầu dùng nước hồ chứa nước Suối Dầu khả thi 93 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ NHỮNG KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA LUẬN VĂN Luận văn tổng quan hồ chứa nước Viêt Nam, lợi ích to lớn hồ chứa nước mang lại, quan trọng vào công xóa đói giảm nghèo, cấp nước cho sinh hoạt, công nghiệp, chăn nuôi phát triển du lịch Xã hội phát triển cộng thêm biến đổi khí hậu làm cho nhu cầu nâng cao dung tích hữu ích hồ chứa trở nên phổ biến nhiều hồ chứa xây dựng, đặc biệt khu vực Miền Trung Nghiên cứu phương án nâng cấp hồ chứa nước, góp phần giúp đơn vị thiết kế quản lý có cách nhìn khái quát mục tiêu, nhiệm vụ tính toán thiết kế nâng cấp hồ chứa nước Thông qua nghiên cứu mức độ ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến đường trình nước đến, lượng nước yêu cầu cho ngành dùng nước để tính toán cân nước xác định dung tích hiệu Từ đánh giá hiệu khai thác sử dụng công trình điều kiện biến đổi khí hậu Cũng thông qua nghiên cứu đường trình lũ thiết kế để tính toán điều tiết lũ từ xác định cao trình đỉnh đập cần nâng cấp để tăng dung tích hồ chứa theo yêu cầu nhiệm vụ Kết tính toán áp dụng cho hồ chứa nước Suối Dầu cho thấy giải pháp nâng cao đập đất để tăng dung tích hữu ích khả thi Lượng nước đến đủ đáp ứng cho yêu cầu nhiệm vụ cấp nước sinh hoạt cho thành phố Nha Trang trả lại phần lượng nước cho hạ du công trình để đảm bảo môi trường sinh thái Đập đất sau nâng cấp đảm bảo ổn định trượt mái ổn định thấm trình vận hành khai thác Hiện dự án cải tạo nâng cấp hồ chứa nước Suối Dầu triển khai thực Tuy nhiên theo nhiệm vụ thiết kế đặt xét đến yêu cầu bổ sung nhiệm vụ cấp nước cho sinh hoạt với lưu lượng 25.000m 3/ngày đêm cấp nước cho môi trường mà chưa xét đến biến đổi khí hậu Cho nên tương lai hồ Suối Dầu không đủ nước cho ngành dùng nước NHỮNG VẤN ĐỀ CÒN TỒN TẠI 94 Luận văn tính toán ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến ngành dùng nước lượng nước đến hồ chứa để có biện pháp nâng cấp đảm bảo tính hiệu công trình thời gian dài Tuy nhiên kịch biến đổi khí hậu Việt Nam Bộ Tài Nguyên Môi Trường nghiên cứu có độ phân giải chưa cao, chi tiết đến cấp tỉnh Trong lưu vực khu vực hưởng lợi hồ chứa trải dài từ vùng núi đến đồng ven biển dẫn đến kết tính toán cho kịch thiếu xác Mới nghiên cứu kịch nâng cấp tràn: nâng cao trình ngưỡng tràn kết hợp mở rộng tràn cần nghiên cứu kỹ biện pháp nâng cấp tràn khác so sánh kinh tế kỹ thuật để tính hiệu kinh tế lựa chọn cao trình đỉnh đập tối ưu Chưa xét đến ảnh hưởng việc nâng cao trình đỉnh đập đến ứng suất biến dạng đập đánh giá vấn đề ngập lụt thượng lưu hồ chứa KIẾN NGHỊ Để hồ chứa nước Suối Dầu hoạt động hiệu suốt thời gian khai thác kiến nghị chủ đầu tư đơn vị tư vấn thiết kế xem xét bổ sung nhiệm vụ xét đến ảnh hưởng biến đổi khí hậu Mỗi công trình có đặc điểm cấu tạo, điều kiện địa hình địa chất, quy mô nhiệm vụ khác trình thiết kế nâng cao dung tích cần nghiên cứu kỹ điều kiện liên quan, cập nhật đầy đủ tài liệu dân sinh kinh tế, tài liệu thủy văn để lựa chọn giải pháp nâng cấp phù hợp 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ Nông nghiệp PTNT, 2012: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 04 – 05 Công trình thủy lợi – Các quy định chủ yếu thiết kế [19] Bộ Tài nguyên Môi trường 2009: Kịch biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam [3] Bộ Tài Nguyên Môi Trường 2011: Kịch Biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam [4] Bộ Tài Nguyên Môi Trường 2011: Tác động biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước Việt Nam [8] Nguyễn Văn Cung ntg, 1979: Sổ tay kỹ thuật Thủy lợi [18] Hồ sơ thiết kế dự án Hồ chứa nước Suối Dầu - Chi nhánh Nha Trang, Tổng công ty TVXD Thủy lợi Việt Nam [7] Vũ Hoàng Hưng: Hiện trạng an toàn đê, đập Việt Nam [10] Quy phạm tính toán đặc trưng thủy văn thiết kế QP.TL C6-77 [17] Nguyễn Cảnh Thái, 2003: Thiết kế đập vật liệu địa phương, Bài giảng cao học, Hà Nội, Việt Nam [11] Tiêu chuẩn Việt Nam 9147 : 2012 Công trình thủy lợi – Quy trình tính toán thủy lực đập tràn [2] Tiêu chuẩn Việt Nam 8216 : 2009 Thiết kế đập đất đầm nén [16] Tiêu chuẩn Việt Nam 8421:2010 Công trình thủy lợi - Tải trọng lực tác động lên công trình sóng tàu [13] Trường Đại Học Thủy Lợi, 1995: Bài tập thủy nông –.NXB Nông nghiệp Hà Nội [9] Trường Đại học Thủy Lợi, 2004: Giáo trình Thủy công tập - NXB Xây dựng Hà Nội [12] Trường Đại Học Thủy Lợi, 2008: Giáo trình Thủy văn công trình - NXB Khoa học tự nhiên công nghệ Hà Nội 96 [15] Trường Đại học Thủy Lợi, 2013: Giới thiệu sở thiết kế công trình thủy lợi - NXB xây dựng Hà Nội [14] Nguyễn Xuân Trường: Thiết kế đập đất – NXB Khoa học Kỹ thuật [20] TS Hoàng Thanh Tùng nnk, 2014: Nghiên cứu ảnh hưởng BĐKH đến hiệu khai thác công trình [6] Viện khoa học khí tượng thủy văn Môi Trường 2010: Biến đổi khí hậu tác động Việt Nam [5] Viện khoa học khí tưởng thủy văn môi trường 2011: Hướng dẫn đánh giá tác động biến đổi khí hậu xác định giải pháp thích ứng 97 PHỤ LỤC TÍNH TOÁN [...]... nõng cao trỡnh MNDBT: i vi trn t do: Bin phỏp nõng cp i vi trn t do l nõng cao cao trỡnh ngng trn Hỡnh II-6 Nõng cao cao ngng trn i vi trn t do i vi trn cú ca van: nõng cao cao trỡnh MNDBT cú th gi nguyờn cao trỡnh ngng trn v tng chiu cao ca van (hỡnh II-2) hoc nõng cao trỡnh ngng trn v gi nguyờn chiu cao h1 ca van (hỡnh II-3) Hỡnh II-7 Gi nguyờn ngng trn, tng chiu cao ca van 20 Hỡnh II-8 Nõng cao. .. nõng cao dung tớch hu ớch h cha nc II.1.2.1 Ci to nõng cp trn x l Trn x l liờn quan trc tip n cao trỡnh mc nc dõng bỡnh thng i vi trn chy t do cao trỡnh ngng trn bng cao trỡnh MNDBT, i vi trn cú ca van cao trỡnh ngng trn thp hn cao trỡnh MNDBT Vỡ vy khi cn nõng cao dung tớch h cha thỡ i vi trn chy t do nht nh phi nõng cao trỡnh ngng trn i vi trn cú ca van cú th nõng cao chiu cao ca van v gi nguyờn cao. .. mỏi h lu nh ng ỏ thoỏt nc Xõy dng tng chn súng: 25 Đỉnh đập cũ Thân đập Hỡnh II-15 Xõy dng tng chn súng u im ca hỡnh thc xõy dng tng chn súng l thi cụng n gin, chi phớ xõy dng thp Tuy nhiờn do tng xõy trờn nh p cho nờn chiu cao xõy tng cú hn, vỡ vy cao trỡnh nh p c nõng cao khụng nhiu, ch ỏp dng c cho h cha cha xõy dng tng chn súng v yờu cu nõng cao mc nc khụng ln Xõy dng p t mi: Mt s h cha nc p hin... v h lu p: Hỡnh thc ny thng ớt c s dng do phi ci to ton mỏi thng v h lu p, ni di cng ly nc theo c hai mỏi, chu nh hng ca mc nc trong h Thng ch ỏp dng cho cỏc h cha nh do nhõn dõn t p cht lng khụng m bo, mc nc h cú th thỏo cn 24 Đỉnh đập cũ Đắp mở rộng Thân đập cũ Hỡnh II-13 p ỏp trỳc mỏi cho c mỏi thng v h lu p p ỏp trỳc mỏi h lu: Đỉnh đập cũ Đắp mở rộng Thân đập cũ Hỡnh II-14 p ỏp trỳc mỏi h lu p... thỏo l, khụng gõy nh hng n cm cụng trỡnh u mi ó xõy dng II.1.2.2 Gii phỏp ci to, nõng cp p dõng Nõng cao cao trỡnh nh p Khi cú yờu cu tng dung tớch ca h cha nc, cựng vi phng ỏn ci to, m rng trn tng kh nng thỏo, nõng cao mc nc dõng bỡnh thng thỡ cn phi kt hp nõng cao cao trỡnh nh p Nguyờn lý thit k nõng cao p t nh sau: - Cn c ti liu kho sỏt a hỡnh, a cht, thy vn v h s thit k c ca cụng trỡnh hin trng,... cỏc h nhm m bo nhu cu cp nc p t l mt hng mc ca c xõy dng rt ph bin do cú nhiu u im ni tri nh: Cú th xõy dng trờn nhiu loi nn, d thớch ng vi lỳn ca nn, ớt b nt n gõy phỏ hoi p, d sa cha tụn cao Vỡ vy ti Gii phỏp k thut nõng cao p t tng dung tớch hiu qu do nh hng ca bin i khớ hu v nhu cu dựng nc l ht sc cn thit cú ý ngha thc tin cao 2 MC TIấU NGHIấN CU + Phõn tớch cỏc nh hng ca bin i khớ hu v nhu... khụng ln Xõy dng p t mi: Mt s h cha nc p hin trng thi cụng khụng m bo, ó xung cp nghiờm trng khụng cũn kh nng nõng cao hoc nõng cao s dn n chi phớ xõy dng rt ln Khi ú nõng cao dung tớch h cha nc phi xõy dng tuyn p mi v phớa h lu p c v p c cú tỏc dng lm ờ quõy thi cụng p mi Đỉnh đập mới Thân đập Hỡnh II-16 Xõy dng p t mi v phớa h lu p t c u im ca hỡnh thc ny l p mi thi cụng cú th kim soỏt tt cht lng cụng... v gi nguyờn cao trỡnh ngng trn hoc vn gi nguyờn chiu cao ca van c v nõng cao ngng trn Ngoi ra bin i khớ hu lu lng l s tng so vi thit k ban u dn n phi tng kh nng thỏo cho trn kp thi x l, gi an ton cho p dõng núi riờng v 19 cụng trỡnh u mi núi chung Vỡ vy thit k nõng cp trn x l cn gii quyt c hai vn : - Th nht: iu chnh ca van hoc ngng trn nõng cao cao trỡnh MNDBT theo tớnh toỏn iu tit h - Th hai: Tớnh... bn phỏt thi cao (A2) mụ t mt th gii khụng ng nht quy mụ ton cu, cú tc tng dõn s rt cao, chm i mi cụng ngh hoc s dng ti a nng lng húa thch õy l cỏc kch bn xu nht m nhõn loi cn phi ngh n Vi nhng n lc trong phỏt trin cụng ngh thõn thin vi khớ hu, m phỏn gim phỏt thi khớ nh kớnh, v sc chung tay chung sc ca ton nhõn loi trong liờn kt chng li bin i khớ hu, cú th hy vng rng nhng kch bn phỏt thi cao s cú rt... cõy trng tng dn n nhu cu cn phi tng dung tớch h cha nc ỏp ng nhim v ti nh thit k ban u 17 I.3.3 Thay i nhim v do tng nhu cu dựng nc Do kinh t xó hi ngy cng phỏt trin nờn lng nc ngoi phc v cho cỏc ngnh, cỏc nhim v theo thit k ban u thỡ ó cú phỏt sinh nhng nhim v mi ú l: - Cp nc cho sinh hot: Do nh hng ca quỏ trỡnh di dõn hoc quỏ trỡnh ụ th húa, dõn s tng nhanh dn n yờu cu cp nc cho sinh hot ca nhõn dõn ... cao cao trỡnh ngng trn Hỡnh II-6 Nõng cao cao ngng trn i vi trn t i vi trn cú ca van: nõng cao cao trỡnh MNDBT cú th gi nguyờn cao trỡnh ngng trn v tng chiu cao ca van (hỡnh II-2) hoc nõng cao. .. trn cú ca van cao trỡnh ngng trn thp hn cao trỡnh MNDBT Vỡ vy cn nõng cao dung tớch h cha thỡ i vi trn chy t nht nh phi nõng cao trỡnh ngng trn i vi trn cú ca van cú th nõng cao chiu cao ca van... HèNH II-6 NNG CAO CAO NGNG TRN I VI TRN T DO 19 HèNH II-7 GI NGUYấN NGNG TRN, TNG CHIU CAO CA VAN 19 HèNH II-8 NNG CAO NGNG TRN, GI NGUYấN CHIU CAO CA VAN