Thuyết minh thủy văn hồ chứa nước đa sị tỉnh lâm đồng

Coi lượng mưa năm của trạm Bảo Lộc đại diện cho vùng công trình nghiên cứu hồ chứa nước Đa Sị.. Để tính toán thiết kếcông trình hồ chưa Đa Sị, còn sử dụng tài liệu lượng mưa năm của các

PHẦN I TÌNH HÌNH CHUNG.

1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN.

Công trình đầu mối hồ chứa nước Đa Sị (Da R’Si) dự kiến được xây dựng trênthượng nguồn nhánh suối Da R’Si thuộc địa phận xã Tiên Hoàng, phía đông huyệnCát Tiên - là một huyện cực Tây của tỉnh Lâm Đồng Lưu vực tập trung nước gồmhai nhánh suối được bắt nguồn từ các đỉnh cao 634m và 630,5 ở phía Đông Cao trìnhmột số đỉnh núi gần cửa ra của lưu vực chỉ xấp xỉ khoảng 250m Nhánh suối chínhchạy theo hướng Đông Bắc - Đông Nam, đổ trực tiếp vào sông Đồng Nai Địa hìnhlưu vực thấp dần theo hướng suối chính này

Toạ độ của lưu vực công trình hồ chứa Đa Sị nằm trong khoảng :



 110 39’  110 42’ 35’’ vĩ độ Bắc



 1070 23’ 30’’  1070 27’ 20’’ kinh độ Đông

Hai tuyến công trình đựoc đưa ra tính toán phân tích lựa chọn để xây dựng

Bảng 1 Một số đặc trưng hình thái của lưu vực.

Diện tích lưu vực đến tuyến công trình (F, km2) 23,5 23,0

Cao độ bình quân lòng sông (HTB, m) 218 218

Độ dốc bình quân lưu vực (JLV, %0) 13,7 13,7

1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN.

Trên lưu vực sông dự kiến xây dựng công trình không có tài liệu quan trắc khítượng thuỷ văn Hệ thống mạng lưới trạm quan trắc khí tượng thuỷ văn vùng Cát Tiên

- Lâm Đồng không nhiều Ở đây, trạm khí tượng như Bảo Lộc được quan trắc từ thờiPháp, một số trạm đo mưa như Cát Tiên, Đa Teh, Đại Nga, quan trắc từ sau ngàyMiền Nam giải phóng trở lại đây

Các trạm quan trắc thuỷ văn trong vùng gồm có trạm Đại Nga, Ta Pai, PhuDiễn, Thanh Bình, Ta Lai và Trị An Trên sông La Ngà có các trạm thuỷ văn ĐạiNga, Tao Pao, Phu Diễn, trong đó trạm Đại Nga đo đạc từ năm 1974 Trạm ThanhBình đo đạc trên suối Cam Ly Còn các trạm Ta Lai, Trị An đo trên dòng chính sôngĐồng Nai

Tài liệu đo đạc khí tượng thuỷ văn đã thu thập được dùng để phân tích tính toánthuỷ văn cho công trình hồ chứa Đa Sị thống kê ở bảng 2 Chất lượng tài liệu đo đạccủa các trạm khá tốt, tin cậy

Công ty Tư vấn & CGCN - Trường ĐHTL Thuyết minh thủy văn

Bảng 2 - Tình hình tài liệu khí tượng thuỷ văn.

STT Tên trạm F (Km2) Số năm Thời gian quan trắc Các yếu tố đo đạc

X – Lượng mưa, Z – Bốc hơi, A - Độ ẩm, V – Tốc độ gió,

S – Giờ nắng và TK – Nhiệt độ không khí

1.3 VÀI NÉT VỀ CHẾ ĐỘ KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN.

1 - Nhiệt độ không khí : Lưu vực công trình nàm trong vùng miền núi khí hậu

nóng ẩm, có đặc điểm nổi bật là mùa hè nóng và mùa đông khá ấm Theo tài liệu trạmBảo Lộc cho thấy: nhiệt độ trung bình nhiều năm không cao 21,80C, nhiệt độ cao nhấtvào tháng V và thấp nhất vào tháng XII Nhiệt độ thấp nhất quan trắc được là 9,50 C(tháng II/1983), nhiệt độ cao nhất quan trắc được tại Bảo Lộc là 33,80C (thángII/1990) Quá trình nhiệt độ trung bình nhiều năm TCP, nhiệt độ cao nhất Tmax, nhiệt độthấp nhất Tmin của tháng như sau :

Vùng xây dựng công trình nằm trong vùng mưa lớn nên lượng bốc hơi lưu vựctương đối thấp Lượng bốc hơi trung bình nhiều năm khoảng Z0 = 646,1 mm Thángbốc hơi lớn nhất là tháng III, tháng bốc hơi nhỏ nhất là tháng IX Lượng bốc hơi giữacác tháng chênh nhau không nhiều Quá trình bốc hơi tháng trung bình nhiều năm tạivùng này như sau:

Bảng 6

VCP(m/s) 1.3 1.1 1.2 1.1 1.2 1.8 1.7 2.1 1.2 1.0 1.1 1.3 1.34

Từ tài liệu quan trắc của trạm khí tượng Bảo Lộc tính được các đặc trưng về tốc

độ gió lớn nhất thiết kế như bảng 7

Bảng 7 Các đặc trưng tốc độ gió lớn nhất V m thiết kế.

Công trình dự kiến xây dựng nằm trong vùng có lượng mưa lớn nên số giờ nắng

ít so với các vùng xung quanh Số giờ nắng trung bình cả năm tại vùng này khoảng

1786 giờ, tức khoảng 4.9 giờ/ngày (tại Bảo Lộc) Về mùa khô số giờ nắng trung bình5.82 giờ/ngày, còn mùa mưa số giờ nắng thấp hơn 3.99giờ/ngày

Bảng - 8 Số giờ nắng trung bình hàng tháng

VCP(m/s) 6.29 6.39 6.10 5.94 5.01 4.29 3.99 3.24 3.50 3.89 4.46 5.76

6 - Mưa:

Công ty Tư vấn & CGCN - Trường ĐHTL Thuyết minh thủy văn

Lưu vực công trình nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, thuộc tâm mưalớn nhất của sông Đồng Nai Lượng mưa nhiều năm vùng này khoảng X0=2864.0

mm Lượng mưa năm lớn nhất đã quan trắc được 5262.3 mm (năm 2000) Trong nămmưa phân bố thành 2 mùa rõ rệt; mùa mưa kéo dài 6 tháng từ tháng V đến tháng Xvới lượng mưa mùa này chiếm khoảng 77% lượng mưa cả năm Mùa khô mùa ít mưakéo dài từ tháng XI đến tháng IV năm sau với lượng mưa cả mùa chiếm khoảng 23%tổng lượng mưa cả năm Tháng mưa lớn nhất là tháng VII, tháng mưa nhỏ nhất làtháng II Lượng mưa năm khá phong phú xong lượng mưa lũ vùng này không lớnlắm, mưa ngày lớn nhất đã từng quan trắc được tại trạm Bảo Lộc là 235.7mm(15/VIII/2002) và 218.5 mm (27/V/2003) Các đặc trưng thống kê lượng mưanăm và lượng mưa ngày lớn nhất được thống kê ở bảng 10

Bảng 9 Phân phối mưa năm trung bình

(%) 2.12 1.73 3.91 6.51 8.48 11.03 14.95 16.54 14.61 11.35 5.99 2.79

7 - Chế độ dòng chảy.

Công trình nằm ở vùng rừng núi, lượng mưa khá lớn Dòng chảy sông suối vùngnày nói chung tương đối phong phú Phân phối dòng chảy năm vùng này chia làm haimùa: mùa lũ và mùa kiệt Mùa lũ ngắn kéo dài 6 tháng bắt đầu vào tháng VI kết thúcvào tháng XI lượng dòng chảy mùa lũ chiểm khoảng 85% kượng dòng chảy cả năm.mùa kiêt kéo dài 6 tháng (XII  V), tổng lượng dòng chảy chiếm khoảng 15% lượngdòng chảy năm Tháng có dòng chảy lớn nhất là tháng VII chiếm chưa đến 20%.Dòng chảy trong năm kiệt nhất vào tháng III chiếm trên 1% lượng dòng chảy cả năm

PHẦN II

TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TRƯNG THUỶ VĂN THIẾT KẾ.

2.1 TÍNH TOÁN LƯỢNG MƯA THIẾT KẾ.

2.1.1 Tính toán lượng mưa năm.

Coi lượng mưa năm của trạm Bảo Lộc đại diện cho vùng công trình nghiên cứu

hồ chứa nước Đa Sị Các đặc trưng thống kê và trị số lượng mưa ứng với một số tầnsuất P của lượng mưa năm tính được, thống kê ở bảng 10-a Để tính toán thiết kếcông trình hồ chưa Đa Sị, còn sử dụng tài liệu lượng mưa năm của các trạm Đa Tẻh,Cát Tiên và Đại Nga

Bảng 10-a Các đặc trưng của lượng mưa năm.

Trạm tính Các đặc trưng thống kê Lượng mưa năm ứng với tần suất

(mm)Bảo Lộc

(Lâm Đồng)

mm

2.1.2 Tính toán lượng mưa lũ.

Trên cơ sở phân tích tình hình mưa lũ và tài liệu quan trắc mưa trong vùng xây dựng công trình, chọn trạm mưa Bảo Lộc để tính toán mưa lũ thiết kế cho công trình

hồ chứa Đa Sị Lưu lượng đỉnh lũ và lượng lũ thiết kế cho công trình hồ chứa Đa Sị được tính toán trực tiếp từ mưa Với 64 năm tài liệu thu thập được của trạm Bảo Lộc (1929  2003) xác định được lưọng mưa ngày lứon nhất thiết kế cho công trình như bảng 10-b sau đây:

Bảng 10-b Các đặc trưng thiết kế của lượng mưa ngày lớn nhất

Các đặc trưng thống kê Trị số mưa (mm) ứng với tần suất

mm

) Cv Cs P=0.2% P=0.1% P=1.0% P=1.5% P=2.0% P=5.0% P=10.0%97.9 0.465 2.185 349.3 301.6 266.4 247.0 232.0 187.8 155.3Kết quả tính chi tiết các đường tần suất này xem bảng PL-1,2 và hình vẽ 1,2 –

PL (phần phụ lục)

2.2 TÍNH TOÁN DÒNG CHẢY NĂM THIẾT KẾ.

2.2.1 Tần suất thiết kế dòng chảy năm.

Theo TCXDVN 285-2002, công trình hồ chứa theo yêu cầu cấp nước tưới dựkiến xây dựng với tần suất thiết kế dòng chảy năm P = 75%

2.2.2 Tính trị số dòng chảy năm thiết kế.

1 - Chuẩn dòng chảy năm (M0) của công trình Hồ chứa Đa Sị ở đây được tínhbằng cách mượn mođuyn dòng chảy bình quân nhiều năm của kưu vực tương tự ĐạiNga trên sông La Ngà (MoĐN), được hiệu chỉnh theo hệ tỉ số mưa KX Lượng mưatrung bình của lưu vực tượng tự Đại Nga lấy theo trạm Bảo Lộc và trạm Đại Nga

Công ty Tư vấn & CGCN - Trường ĐHTL Thuyết minh thủy văn

Lượng mưa trung bình của lưư vực công trình Đa Sị đựoc tính theo lượng mưa bìnhquân của các trạm Cát Tiên, Đa Tẻh và Bảo Lộc X DS = 2814.1 mm

Hệ số KX tính theo công thức :

TT

DS X

, 0

0 (  1 )



F M

3- Hệ số thiên lệch tính CS = mx CV Phân tích tài liệu dòng chảy của một số

trạm trong vùng, ở đây lấy m = 2,0 Như vậy :

CS = 0,570

4- Dòng chảy năm thiết kế, với tần suất P = 75%, tại công trình hồ chứa Đa Sị

tính được cho các tuyến như bảng sau :

Phương

án tuyến Các đặc trưng thống kê Trị số thiết kế

QTT(m3/s) CV CS QnP(m3/s) WnP(106m3) QnP=85% QnP=90%Tuyến I 1.271 0.285 0.57 1.012 31.936 0.901 0.834

Tuyến II 1.24 0.285 0.57 0.99 31.242 0.88 0.814

2.2.3 Tính phân phối dòng chảy năm thiết kế.

Phân phối dòng chảy năm thiết kế công trình hồ chứa nước Đa Sị được tínhtrong trường hợp không có tài liệu quan trắc Mượn tài liệu phân phối dòng chảy đạibiểu của lưu vực tương tự Đại Nga để tính toán

Trong báo cáo này sử dụng mô hình phân phối dòng chảy trung bình nhóm năm

ít nước (PAI) và dạng phân phối năm kiệt nhất (PAII) của lưu vực tương tự để làmphân phối điển hình và tiến hành thu phóng theo giá trị dòng chảy năm thiết kế Kếtquả phân phối dòng chảy năm thiết kế với một tần suất khác nhau tại các tuyến côngtrình hồ chứa Đa Sị ghi ở trong bảng 13 sau đây:

Bảng 13-a Phân phối dòng chảy năm thiết kế (m 3 /s)

Thông qua tính toán điều tiết cấp nước để chọn phân phối dòng chảy năm thiết

kế sao cho dung tích hồ chứa lớn nhất để thiết kế hồ chứa Đa Sị

Bảng 13-c Phân phối dòng chảy năm thiết kế (m 3/s) theo PA2 với P=85%

Bảng 13-d Phân phối dòng chảy năm thiết kế (m 3/s) theo PA2 với P=90%

2.3.2 Tính lưu lượng đỉnh lũ thiết kế Q maxP

Lưu vực công trình hồ chứa Đa Sị khá bé, không có tài liệu đo đạc, theo quyphạm tính toán các đặc trưng thuỷ văn thiết kế QPTL-C6-77 lưu lượng đỉnh lũ thiết kế

QmaxP được xác định bằng công thức cường độ giới hạn:

Công ty Tư vấn & CGCN - Trường ĐHTL Thuyết minh thủy văn

F H A

F H

Qmax  16 , 67     (  )  ngP   P    ngP  (3)

Trong đó :  - hệ số dòng chảy đỉnh lũ

) ( 

 - tung độ đường cong triết giảm mưa ứng thời gian tính toán 

AP – Môđuyn đỉnh lũ tương đối

HngP – lượng mưa ngày thiết kế(mm)

F – Diện tích lưu vực(km2)

Theo phân khu mưa rào của “Thuỷ văn công trình, 1993”, lưu vực tính toán thuộc vùng XIII Lượng mưa ngày thiết kế HngP xác định được từ trạm Bảo Lộc, kết quả xem bảng 10-b và 14 ( Kết quả tính chi tiết đường tần suất này ở bảng PL-2 và hình 2-PL) Từ bản đồ địa hình xác định được độ dốc sườn đồi Jd = 13,7%; độ dốc trung bình lòng sông JS = 15,66% và chiều rộng bình quân lưu vực Bd cho từng tuyến công trình Chọn thông số tập trung nước trên sườn dốc md = 0,15 Hệ số dòng chảy đỉnh lũ lấy  = 0,80

Tính thông số địa mạo thuỷ văn sườn dốc theo công thức :

4 , 0 3

, 0

6 , 0

).(

)1000(

nP d

d

d d

H J

Với các đặc trưng chiều dài sông chính LS và diện tích lưu vực F cho từng tuyến, chọn thông số tập trung nước trong sông mS = 7, sử dụng công thức sau để tínhthông số địa mạo thuỷ văn lòng sông S

4 / 1 3

/

1000

F H J

m

L

nP S

S

S S

Thay các thông số vào (3), được kết quả lưu lượng đỉnh lũ thiết kế Qmax cho lưu vực tính toán

Kết quả tính lưu lượng đỉnh lũ ứng các tần suất P% tại các tuyến công trình hồ chứa Đa Sị thống kê ở bảng 14

2.3.3 Tính tổng lượng lũ thiết kế W maxP

Tổng lượng trận lũ thiết kế tính được từ mưa theo công thức:

F H

WmaxP  103   TP (m3)

ở đây :  - Hệ số dòng chảy trận lũ, lấy  = 0,75

HTP – Lượng mưa thời đoạn T tính tổng lượng trận lũ thiết kế Công trình thộc vùng mưa lũ không lớn, chọn T = 1 ngày Như vậy HTP lấy bằng lượng mưa ngày lớn nhất thiết kế (HnP), số liệu ở bảng 9-b

Kết quả tính tổng lượng lũ ứng với các tần suất P% tại các tuyến công trình hồ chứa Đa Sị thống kê bảng 14

2.3.4 Xác định quá trình lũ thiết kế (Q~t)maxP.

Lưu vực bé, chọ quá trình lũ theo dạng tam giác, với tỉ số giữa thời gian lũ xuống TS và thời gian lũ lên T1 xấp xỉ bằng  = 2,5.

Thời gian lũ Tlũ tính theo công thức :

Tlũ = Wmaxp/(1800xQmaxp) (giờ)

Chẳng hạn, với quá trình lũ thiết kế P= 1,0% xác định được thời gian toàn bộ trận lũ Tlũ = 6,85 giờ

Tương tự, kết quả các đặc trưng lũ thiết kế ứng với một số tần suất P khác nhau tính toán được ở bảng 14 dưới đây

Bảng 14-a Kết qủa tính dòng chảy lũ thiết kế tuyến I hồ chứa Đa Sị

2.3.5 Tính toán lũ dẫn dòng thi công.

Mùa dẫn dòng thi công:

Thi công chặn dòng thường vào mùa kiệt Dòng chảy sông ngòi vùng công trìnhthuỷ lợi Đa Sị có mùa kiệt từ tháng XII đến tháng V Mùa lũ ở đây từ tháng VI đếntháng XI, mùa lũ đến sớm hơn so với các khu vực khác trên lưu vực sông Đồng Nai.Ngay trong tháng V đã có những đợt mưa rất lớn, chẳng hạn trận mưa cuối tháng V –2003: lượng mưa ngày lớn nhất X1max = 218,5mm(27/V), 3 ngày mưa lớn nhất X3max =486,9mm(26-28/V), 5 ngày mưa lớn nhất X5max = 486.9mm(25-29/V) Trận mưa này

có lượng lớn hơn cả trận mưa có lượng mưa ngày lớn nhất đã từng quan trắc được ởvùng này (tại trạm Bảo Lộc X1max = 235,7mm ngày 15/VIII/2002) Thi công chặndòng công trình Đa Sị phải chú ý đến đặc điểm này của mưa lũ ở đây

Tính toán lũ dẫn dòng thi công:

Lưu vực không có tài liệu quan trắc thuỷ văn, ở đây sử dụng tài liệu của trạmĐại Nga làm lưu vực tương tự để tính toán Căn cứ vào tài liệu quan trắc của trạm ĐạiNga, trên cơ sở đặc điểm dòng chảy của khu vực, lưu lượng đỉnh lũ mùa thi côngđược tính chuyển từ trạm thủ văn Đại Nga sang cho tuyến công trình Đa Si theo côngthức :

Công ty Tư vấn & CGCN - Trường ĐHTL Thuyết minh thủy văn

3 / 2

F

F Q

Q

Bảng 15 Kết quả tính toán dòng chảy lũ thi công

2.4 TÍNH TOÁN DÒNG CHẢY BÙN CÁT THIẾT KẾ.

Do địa hình của lưư vực hồ chứa thảm phủ rừng, mưa vùng này khá lớn, songbùn cát trong sông ngòi vùng này không lớn Vùng này có rất ít tài liệu đo bùn cát.Tại lưu vực hồ chứa không có quan trắc thuỷ văn ,không có tài liệu bùn cát Mượn trị

số bùn cát lơ lửng bình quân nhiều năm trên sông Ba tại tuyến Củng Sơn để tính toáncho hồ chứa Đa Sị

Tổng lượng bùn cát lơ lửng Wll tính theo công thức

Wll=10-6 0 W0 (tấn/năm) (6)

Trong đó:  0 -Lượng ngậm cát bình quân nhiều năm (g/m3)

W0 –Tổng lượng dòng chảy chuẩn m3Vùng này , lấy  0=235,6 (g/m3) và với tổng lượng dòng chảy chuẩn đén hồchứa (theo tuyến I ) W0 =40,11106 (m3), tính được

Wll=9449,916 (tấn/năm)Bún cát đáy Wđ lấy bằng 20% bún cát lơ lửng:

Wđ=20% Wll=1889,983 (tấn /năm)Bùn cát do sạt lở bờ xung quanh và thảo mộc trôi về hồ chứa Ws lấy bằng 50%tổng lượng bùn cát lơ lửng và bùn cát đáy:

Wsl=50%(Wll+Wđ)=5669,95 (tấn /năm)Tổng dung tích hồ chứa để trữ lượng bùn cát trong thời gian làm việc T củacông trình Vbc tình theo công thức:

-Trọng lượng riêng bùn cát đáy d =1,6(tấn/m3)

-Trọng lượng riêng bùn cát sạt lở sl=1,4(tấn/m3)

- Hệ số biểu thị phần bùn cát tháo khỏi hồ khi xả lũ, lấy  =0,3

-Tuổi thọ trung bình công trình cấp III lấy T=75(năm)

Kết quả tính được thể tích bùn cát đến công trình hồ chứa:

-Với phương án tuyến I: Vbc=825883,3 (m3)

- Với phương án tuyến II: Vbc=808340,2 (m3)

2.5 LƯỢNG BỐC HƠI PHỤ THÊM CỦA HỒ CHỨA.

Để tính toán tổn thất nước cho hồ chứa Đa Sị , cần xác định lượng chêng lệchbốc hơi (lượng bốc hơi phụ thên của hồ chứa) Tính lượng chêng lệch bốc hơi Z

Lượng chêng lệch bốc hơi cả năm: Z =391 (mm)

Phân phối lượng chêng lệch bốc hơi thiết kế cho công trình như bảng sau:

3.1 XÁC ĐỊNH DUNG TÍCH CHẾT, MỰC NƯỚC CHẾT

Với yêu cầu hồ chứa nước xây dụng trữ nước dùng để tưới, cấp nước sinh hoạtcho dân cư sống trong vùng, mược nước chết (MNC) và dung tích chết (Vc) đuợc xácđịnh theo cao trình tưới và nhiệm vụ chứa bùn cát

Thể tích bùn cát Vbc=825883,3 (m3), theo tuyến I ứng với mực nước hồ

Zbc=142,98(m) Lấy tròn Zbc=143(m)