Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế hồ chứa nước suối trọng

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hồ chứa nước suối trọng bao gồm các nội dung: nghiên cứu điều kiện tự nhiên của khu vực thiết kế hồ chứa nước; nghiên cứu tình hình dân sunh tại khu vực thiết kế hồ chứa nước suối trọng; phương án sử dụng và nguồn nước cho công trình; xác định các thông số của hồ chứa nước; tính toán và điều tiết lũ...

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng MỤC LỤC PHẦN I : TÀI LIỆU CƠ BẢN Sinh viên: Đặng Văn Huy Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng PHẦN I : TÀI LIỆU CƠ BẢN Sinh viên: Đặng Văn Huy Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1.1 TÀI LIỆU ĐỊA HÌNH, ĐỊA CHẤT HỒ CHỨA 1.1.1 Vị trí công trình Hồ chứa Suối Trọng dự kiến nằm suối Trọng - nhánh suối Cái - đầu mối nằm xã Phong Phú thuộc (vùng Mường Bi) huyện Tân Lạc, tỉnh Hoà Bình Đầu mối công trình có toạ độ - 105012' kinh độ Đông - 20037' vĩ độ Bắc, Cách ngã ba Mãn Đức - trung tâm thị trấn Mường Khến huyện Tân Lạc 10km phía Tây Vùng hưởng lợi công trình bao gồm: - Khu Mường Bi có xã Mỹ Hoà, Phong Phú, Tuân Lộ, Địch Giáo Quy Mỹ - Khu ngã ba Mãn Đức có xã Quy Hậu, Mãn Đức thị trấn Mường Khến 1.1.2 Đặc điểm địa hình địa mạo Hồ An Trọng dự kiến xây dựng để cung cấp nguồn nước cho vùng trung tâm huyện Tân Lạc ven quốc lộ bao gồm xã từ khu Mường Bi đến khu vực thị trấn Mãn Đức Đây vùng nằm thượng nguồn sông Bưởi, địa hình bị phân cắt nhánh suối Kem, Trọng suối Bin chảy theo hướng từ Tây Bắc xuống Đông Nam Đặc điểm địa hình khu vực thung lũng bao bọc núi cao từ phía: - Phía Đông phân cách với huyện Kỳ Sơn có đỉnh núi cao Chu Khạp (+565,0m), Chu Mai (+470,0m) - Phía Bắc triền núi cao thuộc huyện Mai Châu vùng phân cách với hồ chứa nước Hoà Bình Sinh viên: Đặng Văn Huy Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng - Phía Tây - Tây Nam triền núi đá cao có đỉnh Gia Mu (>900,0m), Núi Tạng (+948,0m) Vùng dự án có chiều rộng trung bình khoảng 10km dài 15km với cao độ thay đổi từ (+200,0m) phía Tây Bắc xuống khoảng (+130,0m) Đông Nam theo chiều chảy nhánh suối 1.1.3 Quan hệ F ~ Z, F ~ V, Z ~ V Xây dựng đường quan hệ đặc trưng địa hình hồ chứa Z ~ F, Z ~ V Trong Z cao độ mực nước hồ, F diện tích mặt hồ, V dung tích hồ chứa Dựa vào bình đồ khu vực, theo đường đồng mức xác định diện tích mặt hồ tương ứng với mức nước khác cách đo diện tích đồ Dung tích khống chế hai đường đồng mức kề tính theo công thức: Trong ∆Z chênh lệch cao độ hai đường đồng mức i i+1 Dung tích hồ chứa tính đền mực nước thứ i xác định theo công thức: Qua đo đạc tính toán ta lập bảng quan hệ Z-F-V sau: Sinh viên: Đặng Văn Huy Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng Bảng 1-1: Bảng quan hệ Z~F~V vùng lòng hồ Z(m) F(ha) V(103m3) 178.7 0.0 180.7 0.357 2.4 182.7 0.698 12.7 184.7 2.887 46.1 186.7 4.562 120.0 188.7 8.329 247.0 190.7 11.131 440.9 192.7 13.775 689.5 194.7 18.944 1015.3 196.7 23.011 1434.2 198.7 27.849 1942.1 200.7 36.599 2584.5 202.7 43.577 3385.3 204.7 57.108 4389.1 206.7 69.769 5655.7 208.7 80.261 7154.8 209.7 88.676 7999.2 1.2 ĐIỀU KIỆN KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN 1.2.1 Điều kiện khí tượng Vùng dự án nằm gần trạm khí tượng Tân Lạc có yếu tố khí tượng sau: 1.2.1.1 Nhiệt độ: Nhiệt độ bình quân nhiều năm Ttb = 23,20C Sinh viên: Đặng Văn Huy Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng Nhiệt độ bình quân cao Ttbmax = 28,50C Nhiệt độ bình quân thấp Ttbmin = 16,6.00C Đây vùng miền núi, khí hậu năm chịu ảnh hưởng chế gió mùa, năm có mùa rõ rệt (mùa mưa nóng ẩm, mùa khô gió rét) Trong năm chênh lệch nhiệt độ tháng không lớn, từ 3-3.5 0C Tháng có nhiệt độ trung bình thấp tháng I (16,6 0C), tháng có nhiệt độ trung bình cao tháng VI (28,50C) Biến trình năm thuộc dạng biến trình nhiệt độ vùng nhiệt đới gió mùa: có cực đại vào mùa hè (tháng VI) cực tiểu vào mùa đông (tháng I) Đặc điểm đáng lưu ý xét thời gian dài tháng năm nhiệt độ bình quân ổn định: song xét thời đoạn ngắn ngày đêm nhiệt độ lại dao động với biên độ lớn, tới 100C Bảng 1-2: Phân phối nhiệt độ không khí năm Đặc trưng I II III IV V VI T0 C 16,6 17,6 20,4 24,2 27, 28,5 Tháng VI VI I II 28, 27, IX X XI XII Năm 26,4 23,9 20,5 17, 23,2 1.2.1.2 Độ ẩm: Độ ẩm không khí phụ thuộc vào lượng bốc nước có không khí vào nhiệt độ không khí Nhiệt độ cao độ ẩm tương đối nhỏ, lượng nước nhiều độ ẩm tăng lên Do độ ẩm thay đổi rõ rệt năm, biến trình độ ẩm trùng với biến trình mưa ngược với biến trình nhiệt độ Độ ẩm trung bình năm khu vực 80% Độ ẩm lớn thường rơi vào tháng mùa mưa độ ẩm nhỏ vào tháng mùa khô Độ ẩm lớn vào tháng VIII, IX đạt 89% Độ ẩm nhỏ vào tháng II, III đạt 70% Bảng 1-3: Độ ẩm không khí năm (Đơn vị: %) Trạ m Tân I II 87 III IV V VI VII VIII IX X XI XII 87 86 84 84 85 88 88 86 85 82 Sinh viên: Đặng Văn Huy Nă m 86 Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Lạc Trang Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng (Nguồn: Đài KTTV Khu vực Nam Bộ) 1.2.1.3 Bốc hơi: Lượng bốc piche trung bình hàng năm An Trọng 123,8 mm Diễn biển năm: - Bốc bình quân lớn tháng V với lượng bốc 14,2mm - Tháng có lượng bốc bình quân nhỏ tháng II:7,3mm - Thời kỳ bốc lớn từ tháng V đến tháng VII tháng trời nhiều nắng, nhiệt độ cao, độ ẩm thấp, gió thổi mạnh Thời kỳ bốc nhỏ tháng từ tháng I đến tháng III nắng ít, nhiệt độ giảm, độ ẩm cao Bảng 1-4: Lượng bốc trung bình tháng ống piche số vị trí (Đơn vị: mm) Trạm I II III IV V Phước Long Đồng Phú 126 114 129 134 152 159 123 125 89 75 VI VII VIII IX X XI 61.7 55.0 52.8 46.5 52.4 77.3 56.7 52.4 49.8 46.6 54.9 66.7 XI I 10 5.6 94 Nă m 107 103 (Nguồn: Đài KTTV Khu vực Nam Bộ) Bốc mặt nước xác định thông qua quan hệ thực đo số trạm có số liệu quan trắc đồng thời bốc ống piche bốc chậu Hệ số chuyển đổi lượng bốc mặt nước (được lấy lượng bốc đo chậu đặt bè) với lượng bốc piche khu vực Phước Long lấy 1.37 Do lượng bốc mặt nước là: Enước = 1466mm Phân phối bốc mặt nước lấy theo phân phối bốc piche Bảng 1-5: Phân phối bốc mặt nước năm Đặc trưng Tháng I II III Sinh viên: Đặng Văn Huy IV V VI VII VII I IX X XI XII Năm Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư En(mm/t h) En bq ngày (mm/ng) Trang Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng 173 177 208 168 121 84.4 75 72 63 71 105 144 1466 5.6 6.3 6.7 5.6 3.9 2.8 2.4 2.3 2.1 2.3 3.5 4.7 4.0 1.2.1.4.Số nắng: Tổng số nắng bình quân hàng năm 2608 Trong năm nắng nhiều vào tháng XII đến V, tháng I, II, III số nắng lên tới 250 – 280 giờ/tháng Nắng vào tháng VI đến tháng X, tháng nắng tháng IX (dưới 150 giờ) Số nắng tháng năm bảng sau: Bảng 1-6: Tổng số nắng trung bình tháng số vị trí (Đơn vị: giờ) Trạm I II III IV V VI Phước Long 28 25 27 24 22 179 Đồng Phú 24 23 25 22 20 181 VI I 18 16 VIII IX X XI XII Năm 161 14 190 210 249 2608 156 14 180 182 203 2365 (Nguồn: Đài KTTV Khu vực Nam Bộ) Tổng số nắng, tổng lượng xạ cao, điều kiện thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp 1.2.1.5.Chế độ gió: Cũng vùng khác vùng Đông Nam Bộ, khu vực Lộc Ninh chịu ảnh hưởng hai luồng gió gió mùa Mùa Đông gió mùa Mùa Hạ Gió mùa mùa Đông: Trong tháng từ XI đến tháng IV, hướng gió thịnh hành hướng Bắc Đông Bắc Tốc độ gió trung bình 1.9m/s Đây hậu xâm lấn khối không khí cực đới lục địa Châu Á, có đặc điểm khô hanh lạnh Gió mùa mùa Hạ: Hướng gió thịnh hành tháng V đến tháng X hướng Tây Nam Từ Vịnh Bengal tới vào đầu mùa, từ Nam Thái Bình Dương lên vào cuối mùa Tốc độ gió trung bình mùa 1.8m/s luồng gió thường mang theo khối không khí có độ ẩm cao, di chuyển vào đất liền gặp địa hình lưu vực với vùng đồi núi có hướng đón gió phù hợp nên thường dễ dàng Sinh viên: Đặng Văn Huy Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng gây mưa, mưa to Và nguyên nhân định lượng diễn biến mùa mưa Xét năm, hướng gió thịnh hành hướng Đông Tây Nam Tốc độ gió bình quân 1.9m/s Bảng 1-7: Tốc độ gió thiết kế theo hướng (Vmaxp:m/s) Hướng P (%) B Đ N T 19.6 22.5 20.4 23.7 17.3 19.2 17.0 25 12.3 14.2 50 10.5 12.0 ĐB ĐN TN TB 11.9 20.8 20.3 18.1 22.1 11.7 17.8 18.3 16.3 12.9 14.9 7.5 13.1 12.8 11.4 10.9 12.7 6.4 11.1 10.9 9.7 Bảng 1-8: Tốc độ gió bình quân tháng không kể hướng (Vbq:m/s) Thán g I II III IV V VI VII VII I IX X XI XII Na m Vbq 2.0 2.3 2.62 2.62 2.22 2.46 2.54 2.70 2.38 1.98 1.91 1.83 2.30 1.2.1.6.Chế độ mưa: - Mưa năm: Khu vực huyện Lộc Ninh nằm vùng có lượng mưa hàng năm vào loại lớn Đông Nam Bộ Có thể thấy rõ điều qua số liệu mưa bình quân số vị trí tỉnh Bình Phước Trạm : Lượng mưa Phước Long : 2485mm Lộc Ninh : 2204mm Bù Đăng : 2566mm Lưu vực hồ thuộc dự án nằm địa phận huyện Lộc Ninh gần trạm khí tượng Lộc Ninh nên sử dụng tài liệu trạm để tính toán: Lượng mưa bình quân năm trạm Lộc Ninh X0 = 2204mm Sinh viên: Đặng Văn Huy Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 10 Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng Tuy lượng mưa dồi dào, song phân bố năm không đều, lượng mưa tập trung chủ yếu vào tháng mùa mưa, từ tháng V đến tháng X, chiếm tỷ lệ 86,7% tổng lượng mưa năm Tháng mưa nhiều tháng VIII, đạt 378,6mm Mùa khô, từ tháng XI đến tháng IV năm sau, mưa vào tháng I, II, lượng mưa 20mm Bảng 1-9: Lượng mưa bình quân Đặc trưng X (mm) Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 10.4 9.3 31 98 249 303 349 378 371 267 105 29 Nă m 220 Bảng 1-10: Lượng mưa năm thiết kế trạm Lộc Ninh Các thông số thống kê Lượng mưa thiết kế (mm) Xtb(mm) Cv Cs 25% 50% 75% 85% 90% 2204.0 0.23 -0.1.0 2550 2212 1867 1678 1459 Bảng 1-11: Phân phối lượng mưa năm thiết kế 12 Tháng Name I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII X25% (mm) 5.4 13 33 87.2 240 325 429 416 323 265 102 9.0 2250 X50% (mm) 14 15 40 130 270 288 332 294 403 222 180 18 2211 X75% (mm) 2.0 7.8 7.7 41.1 189 248 374 284 300 327 81.6 3.3 1867 X85% (mm) 0.0 5.2 8.1 49.1 184 258 192 257 338 224 87.1 73 1677 X90% (mm) 0.0 4.8 7.5 45.4 170 238 177 237 312 207 80.5 67 1549 - Mưa ngày: Trong mùa mưa thường xảy trận mưa kéo dài từ đến vài ngày với cường độ mưa lớn, gây trận lũ Với vùng có địa hình dốc, trận mưa tạo lượng mưa lớn tập trung nhanh Sinh viên: Đặng Văn Huy Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 220 Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) Từ thực đơn KeyIn chọn Material Propeties, xuất hộp thoại, nhập ký hiệu lớp gán vật liệu ta kết hình vẽ Bước 3: Rời rạc hóa miền tính toán , chia miền V thành miền V(e) Xác định phần tử vùng vật liệu khác nhau: Thanh thực đơn Draw, chọn Regions,vẽ đường bao lớp vật liệu Xuất hộp thoại: Ta chọn hình tiến hành làm tương tự cho lớp lại Và Material Type thay đổi tư đến CAO DO (m) Sau thực xong 120 MNDBT 115,96 m 110 100 90 -18 -8 12 22 32 42 52 62 72 82 92 102 112 KHOANG CACH (m) Bước 4: Khai báo điều kiện biên: + Điều kiện cột nước: Điều kiện cột nước áp dụng cho phía thượng lưu hạ lưu công trình nút biên cột nước thượng lưu hạ lưu cột nước tổng + Điều kiện biên lưu lượng nền: Đó nút không thấm Sinh viên: Lê Thị Phương Lớp S12-K51_CTL3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 221 Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) b: Xác định điều kiện biên nút: (biên giới hạn lưu lượng biên tiếp xúc nước) Từ Draw chọn Boundary Conditions… Sau khai báo biên cột nước thượng hạ lưu - Cột nước thượng hạ lưu Bước c: Vẽ mặt cắt thấm: Ta kích vào biểu tượng hình vẽ CAO DO (m) 120 MNDBT 115,96 m 110 100 90 -18 -8 12 22 32 42 52 62 72 82 92 102 112 KHOANG CACH (m) Sau ta đường mũi tên xanh hình Bước 5: Giải toán kết sau: Kiểm tra chạy chương trình Sau hoàn tất phần ta tiến hành kiểm tra chương trình a) Kiểm tra chương trình: Ta kích vào biểu tượng sau: Sinh viên: Lê Thị Phương Lớp S12-K51_CTL3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 222 Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) Sau kích vào Verify Nếu không bị lỗi ta tiến hành chạy chương trình, có lỗi ta kiểm tra lại bước b) Chạy chương trình: Kích vào biểu tượng hình vẽ Sau kcih1 vào Start để chạy chương trình Sau chạy xong chương trình ta có kết sau: Kích vào KẾT QUẢ TÍNH THẤM • MẶT CẮT LÒNG SÔNG + Trường hợp 1: Thượng lưu MNDBT, hạ lưu nước, thiết bị chống thấm, thoát nước làm việc bình thường - Đường bão hòa ,tổng lưu lượng thấm qua đập Sinh viên: Lê Thị Phương Lớp S12-K51_CTL3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 223 Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) MNDBT 115,96 m e -0 CAO DO (m) 120 110 100 90 -18 -8 12 22 32 42 52 62 72 82 92 102 112 KHOANG CACH (m) CAO DO (m) - Gradien thấm qua đập nền: 120 MNDBT 115,96 m 110 5 0 100 90 -18 -8 12 22 32 42 52 62 72 82 92 102 112 KHOANG CACH (m) Trường hợp 2: Thượng lưu MNLTK, hạ lưu mực nước lớn (ứng với lưu lượng xả lớn từ hồ chứa), thiết bị thoát nước làm việc bình thường Đường bão hòa , tổng lưu lượng qua đập nền: 120 MNLTK 117.12m e -0 CAO DO (m) - 110 MNHL 104.06 100 90 -18 -8 12 22 32 42 52 62 72 82 92 102 112 KHOANG CACH (m) - Gradien thấm: Sinh viên: Lê Thị Phương Lớp S12-K51_CTL3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) MNLTK 117.12m CAO DO (m) 120 Trang 224 110 MNHL 104.06 100 90 -18 -8 12 22 32 42 52 62 72 82 92 102 112 KHOANG CACH (m) Bảng 13.4: Kết tính toán theo phương pháp phần tử hữu hạn Kết tính toán hai phương pháp MNDBT = 115.96 m Trường hợp Tổng lưu lượng thấm qua đập MNLTK= 117.12 m Thủy lực seep Thủy lực seep 4,28 10-8 6,92 10-8 4,58 10-8 8,13 10-8 CAO DO (m) • MẶT CẮT SƯỜN ĐỒI * Mặt cắt sườn đồi trái: -Đường bão hòa, tổng lưu lượng thấm qua đập nền: 130 126 122 118 MNDBT 115.96m 8 e - 0 114 110 106 102 98 94 -10 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 KHOANG CACH (m) - Gradien thấm: Sinh viên: Lê Thị Phương Lớp S12-K51_CTL3 CAO DO (m) Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 225 Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) 130 126 122 118 MNDBT 115.96m 114 110 5 0 106 102 98 94 -10 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 CHIEU CAO (m) KHOANG CACH (m) * Mặt cắt sườn đồi phải: - Đường bão hòa , tổng lưu lượng thấm qua đập nền: 130 120 e -0 MNDBT 115.96 m 110 100 -20 -10 10 20 30 40 50 60 70 80 CHIEU CAO (m) KHOANG CACH (m) - Gradien thấm: 130 120 MNDBT 115.96 m 110 100 0 -20 -10 10 20 30 40 50 60 70 KHOANG CACH (m) Kết tính toán hai phương pháp Sinh viên: Lê Thị Phương Lớp S12-K51_CTL3 80 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 226 Trường hợp Tổng lưu lượng thấm qua đập Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) Sườn đồi trái Thủy lực 3,385.10-8 seep Sườn đồi phải Thủy lực seep 4,818 10-8 2,364 10-8 3,485 10-8 • Tính toán tổng lượng thấm: Tính toán tổng lượng thấm cho trường hợp mực nước thượng lưu MNDBT= 115,96m -Tính lưu lượng thấm Chia đập đoạn nhỏ hình 10.11 phần 10.4.1, cho đoạn có đặc trưng thấm Khi tổng lưu lượng thấm xác định công thức: Qt = 0.5[q1l1 + (q1+q2)l2 +… +(qn-1+qn)ln +qn -1 ln] Trong đó: q2=6,92×10-8 (m3/s.m); q1= 4,818×10-8 (m3/s.m); q3= 3,485×10-8 (m3/s.m) l1= 60 m; l2=137 m; l3= 43 m; l4= 38 m  Qt =0,5.4,818.10-8.60+(4,818+6,92 )10-8.137+(6,92+3,485)10-8.43+ 3,485.10-8.38 =2,33.10-5 (m3/s) -Kiểm tra thấm qua đập nền: Điều kiện: Trong đó: - Wtt: Tổng lượng thấm tháng mùa kiệt năm (tháng VI,VII,VIII,IX,X,XI,XII,I) T= 21,168.106 (s) = 2,33-5 × 21,168.106 =493,74 m3 Tổng lượng thấm cho phép: So sánh: Wthấm = 493,74 m3< = 0,427.106 m3 = 0,427.106 m3 Kết luận: Đập hoàn toàn đảm bảo điều kiện thấm Sinh viên: Lê Thị Phương Lớp S12-K51_CTL3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 227 Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) So sánh hai phương pháp thấy kết tổng lượng thấm phương án có sai khác, tổng lượng thấm sử dụng phần mềm lớn so với tính tay,nhưng đảm bảo điều kiện thấm =>Nhận xét phương pháp: Phương pháp Số liệu đầu vào Cách tính toán Thủy lực Phần tử hữu hạn - Hệ số thấm cho đất đắp đập đối cad - Hệ số thấm khai báo cho lấy hệ số thấm trung bình loại đất khác kể lớp đất chiều dày tầng lăng trụ thoát nước thấm tổng lớp không xét đến lăng trụ thoát nước - Khi tính thấm xét cho toàn đất đắp đập thấm - Khi tính thấm chia thành - Khi tính toán phải dựa phần để tính: Khi tính thấm vào phương trình vi phân cho đập đất xem không cad điều kiện biên: thấm ngược lại Điều kiện cột nước - Khi tính không xét đến điều điều kiện biên không thấm kiện biên không thấm mà cadt tính xét tới cột nước thấm cadt xác hay không phụ chủ yếu phụ thuộc vào thuộc vào kinh nghiệm tính toán theo công thức có chia lưới cad sẵn phần tử miền thấm chia nhỏ xác phần mền tự tính 13.4.2.Tính ổn định mái hạ lưu đập 13.4.2.1.Tính toán theo phương pháp Filennít Fandeep Bảng 13.3: Kết tính toán ổn định cho chân mái hạ lưu Trường hợp MNDBT=115.96 m hh = MNLTK = 117.12 hh=1,06 m Hệ số an toàn Kmin 1,407 1,354 13.4.2.2.Tính toán theo theo phần mềm slope Tổng quan phần mềm slope: - Giới thiệu mô hình môi trường làm việc: Sinh viên: Lê Thị Phương Lớp S12-K51_CTL3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 228 Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) SLOPE/W phần mềm địa kỹ thuật GEOSLOPE Officeb Geo-Slope International – Canada SLOPE/W phần mềm giao diện đồ họa, 32 bit chạy hệ điều hành WIN 95/98/nt/2000 xp - Khả Slope: SLOPE/W phân tích ổn định mái đất – đá theo phương pháp cân giới hạn khối đất bão hòa không bão hòa như: + Mái dốc đồng nhất, không đồng đá + Mái dốc chịu tải trọng có cốt gia cố + Tích hợp với Seep/w phân tích ổn định mái dốc điều kiện áp lực nước lỗ rỗng phức tạp + Phân tích ổn định mái dốc theo xác suất Khái quát tính toán ổn định - Mục đích nhiệm vụ việc tính ổn định Tích hợp với seep/w để xác định hệ số nhỏ mái đập - Cơ sở lý thuyếtchung phương pháp tính toán ổn định + Lựa chọn phương pháp: Phần mềm Slope/W Geoslope Canada cho phép tính toán nhiều phương pháp khác phương pháp Morgenstem, PP Bishop, Janbu, PP GLE Trong công thức tính toán ổn định mái đập lựa chọn theo phương pháp Bishop để xác định hệ số an toàn K: Phương pháp xét cân lực momen xét theo phương thẳng đứng bỏ qua lực tác dụng theo phương ngang + Các giả thiết phương pháp Bishop: - Cung trượt trụ tròn Ej, = Ej+1 uj = uj+1 : Cộng tuyến Phản lực Nj đặt trung điểm Lực thấm (Js)j=0 Bỏ qua lực tác dụng mảnh với Sinh viên: Lê Thị Phương Lớp S12-K51_CTL3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 229 Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) + Phương trình tổng hợp lực theo phương đứng xj bj Js Uj U j+1 W Ej Zw X j+1 E j+1 Z j+1 Xj Zj Z j+1 Tj aj Nj lj Hình 13.2: Các lực tác dụng lên mảnh + Hệ số an toàn theo phương pháp Bishop chưa có hệ số hiệu chỉnh: Trong đó: FS: Hệ số an toàn W: Trọng lượng riêng dải kể tải trọng bên : Áp lực nước lỗ rỗng : Góc ma sát lớp đất : Góc nghiêng đáy mảnh Sinh viên: Lê Thị Phương Lớp S12-K51_CTL3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 230 Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) Khi không xét áp lực nước lỗ rỗng bỏ qua lực ma sát mảnh ta có phương trình sau: Do mj phụ thuộc vào FS nên tính hệ số an toàn tính theo phương pháp thử dần - Các bước tính toán phần mềm: Từ SEEP => Start => SLOPE Bước 1: Sau chuyển từ toán seep sang toán slope sau: keyIn>Analy Settings  Method>Only Bisshop,ordynary andJanbu  PWP => SEEP => tìm file seep lưu mở lên Bước 2: Gán tính chất lớp đất keyIn => Material properties gắn giá trị dung trọng (Unit weihgt) , góc ma sát (phi), lực dính (cohesion) Lớp : Lớp đất đắp đập chọn Mohr-Coulomb  gán tiêu lý tự nhiên đất Làm tương tự cho lớp lại Bước 3: Gán áp lực nước phía hạ lưu tải tọng tác dụng mặt đập + Áp lực nước tác dụng lên vật thoát nước Vào biểu tượng Draw → Pressure lines hình vẽ Sau kích vào ta hình khai báo dung trọng cuả nước: Sinh viên: Lê Thị Phương Lớp S12-K51_CTL3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 231 Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) + Tải trọng tác dụng mặt đập: Bước : Vẽ bán kính cung trượt vùng Kminmin Draw → Slip suaface → Grid → vẽ điểm phía kéo chọn X=9, Y=9 → Ok Draw>Slip suaface>Radius >vẽ điểm phía đậpok Bước 5: Kiểm tra sai sót Bước 6: Chạy toán Sinh viên: Lê Thị Phương Lớp S12-K51_CTL3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 232 Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) Sau chạy xong ta có sau: 1.793 CAO DO (m) 120 MNDBT 115,96 m 110 100 90 -18 -8 12 22 32 42 52 62 72 82 92 102 112 KHOANG CACH (m) Tìm tâm trượt cách chỉnh lại ô lưới cho điểm đỏ nằm ô lưới Vậy Kminmin=1,792 Làm tương tự với trường hợp khác kết ổn định sau: - Sơ đồ bước thực kết tính toán: + Trường hợp 1: Thượng lưu MNDBT, hạ lưu nước, thoát nước làm việc bình thường Kết tính toán: Sinh viên: Lê Thị Phương Lớp S12-K51_CTL3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 233 Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) 1.792 CAO DO (m) 120 MNDBT 115,96 m 110 100 90 -18 -8 12 22 32 42 52 62 72 82 92 102 112 KHOANG CACH (m) + Trường hợp 2: Thượng lưu MNLTK, hạ lưu nước tương ứng, thiết bị thoát nước làm việc bình thường Các bước tính toán trường hợp có kết sau: 1.681 CAO DO (m) 120 MNLTK 117.12m 110 100 90 -18 MNHL 104.06 -8 12 22 32 42 52 62 72 82 92 102 112 KHOANG CACH (m) So sánh khác hai phương pháp - Kết tính toán hai phương pháp: Trường hợp Hệ số an toàn - MNDBT = 115.96m MNLTK= 117.12 m Thủy lực SLOPE Thủy lực SLOPE 1,407 1,793 1,354 1,681 Nhận xét hai phương pháp Sinh viên: Lê Thị Phương Lớp S12-K51_CTL3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 234 Thiết kế hồ chứa nước Lộc Thạnh(PA1) Khi tính tay tính máy ta thấy vị trí tâm trượt nguy hiểm gần trùng nhau, sai lệch không đáng kể, có trị số hệ số ổn định hai trường hợp khác nguyên nhân sai khác trình nhập số liệu đầu vào sử dụng phần mềm Theo cách nhập số liệu phần mềm vô tình coi lớp đất đắp đập phía đường bão hòa có tiêu lý giống với lớp đất đắp đập nằm phía đường bão hòa dẫn đến sai khác tính toán máy Sinh viên: Lê Thị Phương Lớp S12-K51_CTL3 [...]... tiết lại dòng chảy,tích nước cho mùa khô là làm hồ chứa nước để trữ nước trong mùa mưa và cấp nước trong mùa khô theo nhu cầu dùng nước của người dân Sinh viên: Đặng Văn Huy Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Sinh viên: Đặng Văn Huy Trang 23 Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 24 Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng PHẦN II THIẾT KẾ CƠ SỞ Sinh viên: Đặng... Kết cấu BT & BTCT thủy công - Tiêu chuẩn thiết kế - 14 TCN 54 – 1987 : Quy trình thiết kế kết cấu BT và BTCT công trình thủy công Sinh viên: Đặng Văn Huy Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 17 Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng -TCVN 4118-85: Thiết kế kênh Sinh viên: Đặng Văn Huy Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 18 Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng CHƯƠNG 2 : TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH... trình nước đến thiết kế - Căn cứ vào đường quá trình nước dùng thiết kế - Căn cứ vào điều kiện địa hình địa chất của vùng hồ chứa - Căn cứ vào đặc điểm bốc hơi của khu vực hồ chứa -Căn cứ vào các điều kiện kinh tế và kỹ thuật 5.2.2.1 Xác định hình thức điều tiết: a) Khái niệm điều tiết Sinh viên: Đặng Văn Huy Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 33 Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng Điều tiết... phương án trữ nước sớm: Nước được tích vào hồ ngay từ tháng thừa nước đầu tiên và tích hết lượng nước thừa hàng tháng cho đến khi nước được tích đầy hồ mới xả thừa 5.2.2.2 Nguyên lý tính toán: Dùng nguyên lý cân bằng nước viết cho hồ chứa trong từng thời đoạn tính toán Thời đoạn tính toán thường chọn là tháng, theo thời gian năm thuỷ văn (1 năm thuỷ văn bắt đầu từ tháng đầu mùa lũ năm trước tới tháng... nhu cầu dùng nước từng thời đoạn để xác định được thời kỳ thiếu nước và thời kỳ thừa nước, từ đó xác định được phần dung tích cần thiết để thiết kế (dung tích hiệu dụng Vh) Sinh viên: Đặng Văn Huy Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 34 Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng Phương trình cân bằng nước như sau : (Q – q).∆t = V2 – V1 = ±∆V Trong đó: - Q: là lưu lượng trung bình đến hồ trong thời... văn bắt đầu tháng mùa lũ là tháng IV, kết thúc là tháng V năm sau Bước 2 : Tính tổng lượng nước đến và lượng nước yêu cầu hàng tháng W=Q.∆t Trong đó : - Q: lưu lượng nước đến hoặc lưu lượng nước yêu cầu hàng tháng - ∆t: thời gian trong tháng tính bằng giây (s) Bước 3 : Từ tổng lượng nước đến và tổng lượng nước yêu cầu hàng tháng tính toán cân bằng nước xác định dung tích hiệu dụng của hồ chứa (chưa kể... Tính toán tổn thất : Wtt= Wth+ Wbh ∗ Tổn thất do thấm : Wth=K Vbq Sinh viên: Đặng Văn Huy Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 35 Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng Trong đó: - K: hệ số thấm của hồ phụ thuộc vào địa chất lòng hồ. Tra bảng 8-2: Tiêu chuẩn thấm trong hồ chứa, trang 337 giáo trình thủy văn công trình với điều kiện địa chất lòng hồ bình quân,chọn K=1% - Vbq: dung tích bình quân hồ trong... Văn Huy Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 29 Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng CHƯƠNG 5 : XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ HỒ CHỨA Zsc Vsc Zbt H Vh Zc Zhl V c Hình 5.1:Các thành phần dung tích và mực nước đặc trưng của hồ chứa Trong đó: - Vc: Dung tích chết - Zc: Cao trình mực nước chết (MNC) - Vh: Dung tích hiệu dụng - Zhl: Cao trình mực nước hạ lưu - Zbt: Cao trình mực nước dâng bình thường(MNDBT)... tiểu vùng khí hậu khu vực, tận dụng mặt thoáng hồ để nuôi trồng thủy sản Sinh viên: Đặng Văn Huy Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 22 Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng CHƯƠNG 3 : PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC VÀ NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH 3.1 NHIỆM VỤ CỦA CÔNG TRÌNH - Phục vụ cấp nước cho khu kinh tế cửa khẩu Hoa Lư với công suất 15 000m3/ngày đêm - Cấp nước tưới cho 380ha đất sản xuất, trong đó... 419,93 0.00 0.00 0.001 0.000 0.024 0,171 0,497 0,475 0,675 0,684 0,264 0,157 0.000 0.000 Bảng 1-17: Dòng chảy năm thiết kế ứng với các tần suất thiết kế: P (%) 1 2 3 Sinh viên: Đặng Văn Huy 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Lớp S12-K51_CTL2 Bqn Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 13 Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng 75% 0.281 2 0.001 5 0.000 0 0.000 0 0.113 2 0.472 4 0.762 0 1.045 5 1.689 4 1.763 3 0.914 4 0.576 9 0.635 ... 23 Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 24 Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng PHẦN II THIẾT KẾ CƠ SỞ Sinh viên: Đặng Văn Huy Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt. . .Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng PHẦN I : TÀI LIỆU CƠ BẢN Sinh viên: Đặng Văn Huy Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng. .. chuẩn thiết kế - 14 TCN 54 – 1987 : Quy trình thiết kế kết cấu BT BTCT công trình thủy công Sinh viên: Đặng Văn Huy Lớp S12-K51_CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 17 Thiết kế hồ chứa nước Suối Trọng