Bài giảng tổng quan về hệ thống thủy lợi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI XIN CHÀO CÁC BẠN NAM NỮ SINH VIÊN Khoá 52 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI Môn học : CÔNG TRÌNH TRÊN HỆ THỐNG THỦY LỢI +Số tín chỉ: +Giáo trình: Công trình hệ thống Thủy lợi- NXB Khoa học tự nhiên công nghệ 2012 + Đánh giá: Quá trình 30%; Điểm thi cuối kỳ (thi viết) 70% +Tài liệu tham khảo: -Thủy công Tập ( C1-C5) tập (C20-C22) - Hướng dẫn đồ án môn học Thủy công - Quy phạm: công trình thủy lợi- quy định chủ yếu thiết kế TCXDVN 285:2002 QCVN 04-05/2012 - TiCVN- tính toán thủy lực đập tràn - TCVN- tải trọng lực tác dụng lên công trình thủy lợi (do sóng tàu) - TCVN- công trình thủy công - TCVN- Tải tác động - Ljubomir Tancev – Dams and appurtenant Hydraulic Structures - P.Novak, Á.I.B mo, C.Moffat, C.Nalluri, Narayanan Hydraulic Structures - Giáo trình môn chuyên môn, sở đã, học; - công trình thực tế; tạp chí sách chuyên môn tham khảo Chương1 HỆ THỐNG THUỶ LỢI VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN HỆ THỐNG THUỶ LỢI GS TS Phạm Ngọc Quý 1.1 Các khái niệm chung 1.1.1 Công trình thuỷ lợi (CTTL) Được xây dựng cho mục đích sử dụng nguồn nước, phòng chống tiên tai Đặc điểm chịu tác động trực tiếp nước hình thức khác CTTL đa dạng Theo chức có: 1.1 Các khái niệm chung 1.Công trình ngăn nước *Dùng để chắn, ngăn nước, nước dâng cao phía để trữ nước vào hồ, lấy nước; giữ nước ngọt, ngăn nước mặn, ngăn triều… *Tạo chênh lệch mực nước (gọi cột nước công tác) thượng lưu hạ lưu: H = MNTL – MNHL, *Tác dụng cột nước công tác lên công trình thể mặt sau: - Gây lực đẩy ngang - Tạo dòng thấm: làm nước; gây áp lực thấm; gây biến hình thấm - Có thể gây lầy hoá, sạt lở *Dạng phổ biến: loại đập, cống 1.1 Các khái niệm chung 2.Công trình điều chỉnh dòng chảy *Chức điều chỉnh dòng chảy sông, làm thay đổi hướng chảy, trạng thái dòng chảy *Gồm loại đê, đập mỏ hàn, kè bảo vệ bờ, tường chắn cát đáy công trình lái dòng đặc biệt, kè bảo vệ mái dốc… *Không làm dâng nước Tác dụng nước gây xói sóng; *Ngoài kè bảo vệ bờ, nước sông rút nhanh, có thầm từ bờ 1.1 Các khái niệm chung 3.Các công trình dẫn nước *Dẫn nước phục vụ yêu cầu khác tưới, cấp nước, tiêu thoát nước * Gồm hệ thống kênh, máng hở hệ thống đường ống (kín) *Kênh hở phổ biến Kênh có kênh đào, đắp phối hợp *Vật liệu: đất, gia cô đá, BT; bê tông cốt thép, xi măng lưới thép (kênh máng) *Trên kênh hở thường có công trình: báo vệ, kè, cầu máng, xi phông, dốc, cống… *Đường ống loại công trình dẫn nước có mặt cắt kín Có thể lộ thiên ngầm Ống thép, bê tông cốt thép, nhựa tổng hợp… *So với kênh đường ống có lưu lượng dẫn nước nhỏ, công trình hệ thống, chiếm đất *Nước kênh hở chảy trọng lực, đường ống trọng lực động lực 1.1 Các khái niệm chung 4.Các công trình chuyên môn -Công trình trạm thuỷ điện: nhà máy thuỷ điện, bể áp lực, tháp điều áp, kênh xả… -Công trình giao thông thuỷ: âu thuyền, công trình nâng tàu, đường chuyển gỗ, bến cảng -Công trình thuỷ nông: hệ thống tưới, tiêu, thoát nước đồng ruộng… -Công trình cấp, thoát nước: công trình lấy nước, xử lý nước, trạm bơm, hệ thống đường dẫn tháo nước… -Công trình thuỷ sản: hồ nuôi cá, đường chuyển cá… -Công trình đồng muối: hệ thống điều tiết, cấp thoát nước mặn… 1.1 Các khái niệm chung 1.1.2.Hệ thống thuỷ lợi *Hệ thống thuỷ lợi (HTTL) tập hợp nhiều công trình không gian định phục vụ cho số nhiệm vụ thuỷ lợi định *Ví dụ HTTL Bắc-Hưng-Hải, Cầu Sơn, Bái Thượng, Đô Lương, Linh Cảm, Thạch Nham, *Thành phần HTTL gồm: công trình đầu mối, hệ thống chuyển nước ( hở hay kín ) công trình Hình 1-1 Cống Liên Mạc-đầu mối HTTL Sông Nhuệ 1.1 Các khái niệm chung 1.1 Các khái niệm chung 3.Các công trình nối tiếp -Bậc nước: độ dốc đìa hình lớn -Dốc nước: độ dốc địa hình lớn 4.Công trình đo nước Để xác định mực nước, lưu lượng, lưu tốc, xói , bồi phục vụ cho công tác quản lý, sử dụng Trên hệ thống, tận dụng công trình thuỷ công để đo nước 1.1 Các khái niệm chung 5.Các công trình bảo vệ kênh *Các công trình có chức bảo vệ bờ kênh khỏi bị bồi, xói lở *Bao gồm: -Tràn bên: để giữ cho nước kênh không tràn bờ gây xói lở bờ -Cống tháo cuối kênh: để giữ cho nước kênh không tràn bờ, hay để tháo cạn nước - Kênh tách nước -Cống tiêu qua kênh (cống luồn kênh) -Tràn băng qua kênh: dùng cần chuyển nước từ sườn dốc băng qua kênh 1.1 Các khái niệm chung 6.Bể lắng cát Bể lắng bùn cát đoạn kênh mở rộng khơi sâu lắng đọng hạt bùn cát đủ lớn Bùn cát bể đưa khỏi bể bằng: nạo vét (thủ công, giới), tháo xả thủy lực… 7.Công trình vận tải thuỷ kênh Với kênh có kết hợp vận tải thuỷ, vị trí có mực nước kênh thay đổi nhiều cần bố trí âu thuyền thuyền bè lại an toàn 1.1 Các khái niệm chung 8.Cầu giao thông qua kênh Đường giao thông gặp kênh có cầu giao thông Cao trình đáy dầm cầu phải cao mực nước lớn kênh.Tính thuỷ lực kênh phải ý tới mố cầu Trong thiết kế HTTL, áp dụng thiết kế mẫu cống, cầu giao thông, kênh xây, cầu máng 1.2 Một số ví dụ hệ thống thuỷ lợi Việt Nam 1.2.1 Hệ thống thuỷ lợi Bắc - Hưng - Hải Nhiệm vụ cấp nước cho 124.000 ha, tiêu úng cho 185.000 thuộc tỉnh Bắc Ninh, Hưng Yên, Hải Dương phần huyện Gia Lâm Các công trình đầu mối chủ yếu gồm cống lấy nước Xuân Quan; cống tiêu Cầu Xe, An Thổ Hệ thống xây dựng từ năm 1960 Ngày nay, hệ thống phát huy tác dụng 1.2 Một số ví dụ hệ thống thuỷ lợi Việt Nam 1.2.2 Hệ thống thuỷ lợi sông Chu Nhiệm vụ tưới nước cho 50.000 Nam Sông Mã, cấp nước 1,25 m³/s ,giao thông thuỷ Đầu mối đập Bái Thượng Kênh dài 19,33 km kênh nhánh dài hàng trăm km Hệ thống xây dựng từ năm 1936 Đầu năm 1996, công trình nâng cấp đại 1.2 Một số ví dụ hệ thống thuỷ lợi Việt Nam 1.2.3 Hệ thống thuỷ lợi Thạch Nham Thuộc tỉnh Quảng Ngãi, Sông Vệ Xây dựng năm 1980 Đang đại hoá Nhiệm vụ hệ thống tưới 50.000 ha, cấp nước sinh hoạt cho nhân dân vùng với Q=1,7 m³/s Đập dâng Thạch Nham Kênh dài 35,2 km Xiphông Sông Vệ dài 226m gồm ống thép đường kính 1,6 m, Qmax= 15 m³/s 1.2 Một số ví dụ hệ thống thuỷ lợi Việt Nam 1.2.4 Hệ thống thuỷ lợi Dầu Tiếng Đầu mối hồ Dầu Tiếng thuộc tỉnh Tây Ninh hệ thống tưới Tây Ninh, Long An, Bình Dương thành phố Hồ Chí Minh Nhiệm vụ tưới 93.000 ha, cấp nước cho sinh hoạt công nghiệp 100 triệu m³/năm Dung tích toàn hồ 1,58 tỷ m³; đập dài 1,1 km, cao 28 m; đập phụ dài 27 km; kênh dài 114 km Hệ thống xây dựng hoàn thành sau ngày thống đất nước 1.2 Một số ví dụ hệ thống thuỷ lợi Việt Nam 1.2.5 Hệ thống thuỷ lợi Tứ giác Long Xuyên Nhiệm vụ hệ thống tiêu úng, phòng lũ, cải tạo đất cho 488.935 ha; cấp nước tưới cho 282.400 khu vực Tây Sông Hậu thuộc tỉnh An Giang, Kiên Giang phần tỉnh Hậu Giang Xây dựng năm 1980 Hệ thống kênh dài 708,3 km kênh kết hợp tưới tiêu giao thông thuỷ Hệ thống có tuyến đê bờ bao ngăn lũ, cống tưới, tiêu, kiểm soát lũ, quan trọng cống- đập cao su Trà Sư, Đầm Chính,cống Tuần Thống, T6, Lung Lớn, Ba Hòn… 1.3 Các nguyên tắc chung thiết kế công trình HTTL 1.3.1 Cấp thiết kế công trình Cấp thiết kế công trình thông số nói lên vai trò quan trọng công trình Từ cấp công trình xác định tiêu thiết kế thông số khác Cấp công trình tiêu thiết kế xác định theo quy phạm, tiêu chuẩn hành Theo QCVN 04-05:2012, : a) Xác định cấp công trình theo lực phục vụ: -Đối với kênh công trình kênh chính: cấp công trình lấy theo cấp hệ thống -Đối với kênh nhánh công trình kênh nhánh: cấp công trình lấy theo lực phục vụ kênh nhánh xét (không cao cấp hệ thống) 1.3 Các nguyên tắc chung thiết kế công trình HTTL b)Xác định cấp công trình theo đặc tính kỹ thuật công trình: Các đặc tính kỹ thuật xét xác định cấp công trình bao gồm: -Loại công trình: đập chắn, tường chắn…(kể cống, đóng van để ngăn nước) -Vật liệu xây dựng: đất, đá hay bê tông, bê tông cốt thép…( đá xây xét bê tông) -Loại nền, thường chia làm nhóm: Nhóm A: đá Nhóm B: đất cát, đất thô, đất sét trạng thái cứng nửa cứng Nhóm C: đất sét bão hoà nước trạng thái dẻo -Chiều cao công trình: lấy theo chiều cao lớn đập chắn, tường chắn, tính từ đáy chân khay thấp đến đỉnh công trình 1.3 Các nguyên tắc chung thiết kế công trình HTTL 1.3.2.Những yêu cầu chủ yếu thiết kế công trình HTTL 1.Các yêu cầu chung -Đủ độ bền, ổn định, hạn chế thấm thoả mãn điều kiện khai thác lâu dài -Bố trí tổng thể công trình phải phù hợp với cảnh quan xung quanh kiến trúc đặc trưng khu vực -Sử dụng vật liệu chỗ mức tối đa -Biện pháp thi công tối ưu, thời gian thi công hợp lý, phù hợp với lịch khai thác sinh lợi toàn hệ thống -Sử dụng thiêt bị đóng mở đại, đảm bảo kín khít nước, vận hành thuận lợi an toàn -Quy chuẩn hoá bố trí thiết bị, kết cấu, kích thước phương pháp thi công xây lắp nhằm đẩy nhanh tiến độ, hạ giá thành tạo thuận lợi cho công tác quản lý 1.3 Các nguyên tắc chung thiết kế công trình HTTL 2.Các yêu cầu bổ sung thiết kế sửa chữa, nâng cấp công trình +Vì bị hư hỏng, xuống cấp, lạc hậu, thiếu an toàn, thuận lợi mở rộng,chuyển đổi +Đảm bảo yêu cầu chung phải: -Có đủ tài liệu khảo sát, thiết kế, thi công, quản lý, quan trắc, cố xảy công trình cũ; khảo sát đánh giá -Xác định rõ mục tiêu sửa chữa, phục hồi, nâng cấp, mở rộng công trình -Trong thời gian cải tạo, nâng cấp công trình nguyên tắc không gây ảnh hưởng bất lợi cho hộ dùng nước -Cần nghiên cứu sử dụng lại phận công trình thiết bị cũ mức tối đa CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 1 Trình bày khái niệm hệ thống thủy lợi (HTTL), nhiệm vụ HTTL Nêu thành phần HTTL Trình bày khái niệm công trình đầu mối công trình chuyển nước Cấp công trình đầu mối hệ thống chuyển nước xác định theo tiêu chí Nêu cách xác định cấp hệ thống hạng mục hệ thống Nêu khái niệm công trình HTTL Hãy mô tả HTTL mà bạn biết rõ Nêu yêu cầu chủ yếu thiết kế công trình HTTL Kết thúc chương [...]... dụ về các hệ thống thuỷ lợi ở Việt Nam 1.2.1 Hệ thống thuỷ lợi Bắc - Hưng - Hải Nhiệm vụ cấp nước cho 124.000 ha, tiêu úng cho 185.000 ha thuộc các tỉnh Bắc Ninh, Hưng Yên, Hải Dương và một phần huyện Gia Lâm Các công trình đầu mối chủ yếu gồm cống lấy nước Xuân Quan; cống tiêu Cầu Xe, An Thổ Hệ thống được xây dựng từ những năm 1960 Ngày nay, hệ thống đang phát huy tác dụng 1.2 Một số ví dụ về các hệ. .. các hệ thống thuỷ lợi ở Việt Nam 1.2.2 Hệ thống thuỷ lợi sông Chu Nhiệm vụ tưới nước cho 50.000 ha Nam Sông Mã, cấp nước 1,25 m³/s ,giao thông thuỷ Đầu mối là đập Bái Thượng Kênh chính dài 19,33 km và các kênh nhánh dài hàng trăm km Hệ thống được xây dựng từ năm 1936 Đầu năm 1996, công trình được nâng cấp và hiện đại 1.2 Một số ví dụ về các hệ thống thuỷ lợi ở Việt Nam 1.2.3 Hệ thống thuỷ lợi Thạch... dài 114 km Hệ thống được xây dựng và hoàn thành sau ngày thống nhất đất nước 1.2 Một số ví dụ về các hệ thống thuỷ lợi ở Việt Nam 1.2.5 Hệ thống thuỷ lợi Tứ giác Long Xuyên Nhiệm vụ của hệ thống là tiêu úng, phòng lũ, cải tạo đất cho 488.935 ha; cấp nước tưới cho 282.400 ha khu vực Tây Sông Hậu thuộc các tỉnh An Giang, Kiên Giang và một phần của tỉnh Hậu Giang Xây dựng những năm 1980 Hệ thống kênh... TẬP CHƯƠNG 1 1 Trình bày khái niệm về hệ thống thủy lợi (HTTL), nhiệm vụ của HTTL 2 Nêu các thành phần của một HTTL Trình bày khái niệm về công trình đầu mối và công trình chuyển nước 3 Cấp của công trình đầu mối và của hệ thống chuyển nước được xác định theo những tiêu chí nào Nêu cách xác định cấp của một hệ thống và từng hạng mục trên hệ thống 4 Nêu khái niệm về các công trình trên HTTL 5 Hãy mô... 1980 Đang hiện đại hoá Nhiệm vụ của hệ thống là tưới 50.000 ha, cấp nước sinh hoạt cho nhân dân vùng với Q=1,7 m³/s Đập dâng Thạch Nham Kênh chính dài 35,2 km Xiphông Sông Vệ dài 226m gồm 2 ống thép đường kính 1,6 m, Qmax= 15 m³/s 1.2 Một số ví dụ về các hệ thống thuỷ lợi ở Việt Nam 1.2.4 Hệ thống thuỷ lợi Dầu Tiếng Đầu mối là hồ Dầu Tiếng thuộc tỉnh Tây Ninh và hệ thống tưới ở Tây Ninh, Long An, Bình...1.1 Các khái niệm chung +Cấp của hệ thống được xác định theo quy phạm hiên hành (trướ clà TCXDVN 285-2002, hiện là QCVN 04-05: 2012 ) +Công trình chuyển nước của HTTL là bộ phận quan trọng để vận chuyển nước từ nguồn (đầu mối) đến các hộ sử dụng nước +Một hệ thống dẫn nước phục vụ tưới, tiêu, cấp nước thường gồm kênh (ống) chính và các kênh (ống) nhánh Đối với hệ thống kênh tưới: sơ đồ đánh số các... gian thi công hợp lý, phù hợp với lịch khai thác sinh lợi của toàn hệ thống -Sử dụng các thiêt bị đóng mở hiện đại, đảm bảo kín khít nước, vận hành thuận lợi an toàn -Quy chuẩn hoá bố trí thiết bị, kết cấu, kích thước và phương pháp thi công xây lắp nhằm đẩy nhanh tiến độ, hạ giá thành và tạo thuận lợi cho công tác quản lý 1.3 Các nguyên tắc chung về thiết kế công trình trên HTTL 2.Các yêu cầu bổ sung... tưới tiêu và giao thông thuỷ Hệ thống có các tuyến đê và bờ bao ngăn lũ, các cống tưới, tiêu, kiểm soát lũ, trong đó quan trọng nhất là các cống- đập cao su Trà Sư, Đầm Chính,cống Tuần Thống, T6, Lung Lớn, Ba Hòn… 1.3 Các nguyên tắc chung về thiết kế công trình trên HTTL 1.3.1 Cấp thiết kế của công trình Cấp thiết kế của một công trình là một thông số chính nói lên vai trò quan trọng của công trình Từ... tính từ đáy chân khay thấp nhất đến đỉnh công trình 1.3 Các nguyên tắc chung về thiết kế công trình trên HTTL 1.3.2.Những yêu cầu chủ yếu về thiết kế công trình trên HTTL 1.Các yêu cầu chung -Đủ độ bền, ổn định, hạn chế thấm và thoả mãn các điều kiện khai thác lâu dài -Bố trí tổng thể công trình phải phù hợp với cảnh quan xung quanh và kiến trúc đặc trưng của khu vực -Sử dụng vật liệu tại chỗ ở mức tối... tưới, tiêu, cấp nước thường gồm kênh (ống) chính và các kênh (ống) nhánh Đối với hệ thống kênh tưới: sơ đồ đánh số các kênh như hình 1-4 [7] Hình 1-4 Sơ đồ bố trí hệ thống kênh tưới 1.1 Các khái niệm chung 1.1.3.Các công trình trên hệ thống thuỷ lợi 1.Các cống lấy nước, cống điều tiết -Cống lấy nước: bố trí đầu các kênh nhánh để lấy nước từ kênh cấp trên xuống kênh cấp dưới -Cống điều tiết: bố trí trên ...TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI Môn học : CÔNG TRÌNH TRÊN HỆ THỐNG THỦY LỢI +Số tín chỉ: +Giáo trình: Công trình hệ thống Thủy lợi- NXB Khoa học tự nhiên công nghệ 2012 + Đánh giá: Quá trình... lấy nước Xuân Quan; cống tiêu Cầu Xe, An Thổ Hệ thống xây dựng từ năm 1960 Ngày nay, hệ thống phát huy tác dụng 1.2 Một số ví dụ hệ thống thuỷ lợi Việt Nam 1.2.2 Hệ thống thuỷ lợi sông Chu Nhiệm... km; kênh dài 114 km Hệ thống xây dựng hoàn thành sau ngày thống đất nước 1.2 Một số ví dụ hệ thống thuỷ lợi Việt Nam 1.2.5 Hệ thống thuỷ lợi Tứ giác Long Xuyên Nhiệm vụ hệ thống tiêu úng, phòng