Thiết kế hồ chứa nước bồng linh

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh MỤC LỤC PHẦN I : TÀI LIỆU CƠ BẢN CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 1.1 VỊ TRÍ VÀ NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Nhiệm vụ công trình 1.2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1.2.1 Đặc điểm địa hình 1.2.2 Địa chất 1.2.3 Khí tượng thủy văn 12 1.3 ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ VÀ NHU CẦU DÙNG NƯỚC 18 1.3.1 Tình hình dân sinh 18 1.3.2 Tình hình kinh tế 18 1.3.3 Hiện trạng kết cấu hạ tầng 22 1.3.4 Nhu cầu dùng nước 23 1.4 CẤP CÔNG TRÌNH VÀ CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ 24 1.4.1 Cấp công trình 24 1.4.2 Các tiêu thiết kế 24 PHẦN II : THIẾT KẾ CƠ SỞ 26 CHƯƠNG : TÍNH TOÁN THỦY LỢI 26 2.1 TÍNH TOÁN MỰC NƯỚC CHẾT CỦA HỒ CHỨA (MNC) 26 2.1.1 Khái niệm mực nước chết, dung tích chết 26 2.1.2 Nội dung tính toán 26 2.2 XÁC ĐỊNH MỰC NƯỚC DÂNG BÌNH THƯỜNG (MNDBT) VÀ DUNG TÍCH HỒ 28 2.2.1 Khái niệm 28 2.2.2 Mục đích, ý nghĩa nhiệm vụ tính toán 28 2.2.3 Trường hợp điếu tiết 29 2.2.4 Nội dung phương pháp tính toán 29 CHƯƠNG : TÍNH TOÁN CHỌN PHƯƠNG ÁN 35 3.1 BỐ TRÍ TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI 35 3.1.1 Đập dâng nước 35 3.1.2 Tràn xả lũ 35 3.1.3 Cống lấy nước 35 3.2 TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ 36 3.2.1 Mục đích nhiệm vụ 36 3.2.2 Nội dung tính toán 36 3.3 THIẾT KẾ SƠ BỘ ĐẬP 49 3.3.1 Tài liệu thiết kế 49 3.3.2 Xác định kích thước đập 50 3.4 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRÀN 54 3.4.1 Bố trí chung đường tràn 54 SVTH : Page Lớp : Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 3.4.2 3.4.3 3.5 3.5.1 3.5.2 3.5.3 SVTH : Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh Tinh toán thủy lực dốc nước 56 Lựa chọn kết cấu phận 70 TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG, CHỌN PHƯƠNG ÁN 71 Tính khối lượng đập dâng 71 Tính toán khối lượng tràn xả lũ 71 chọn phương án 74 Page Lớp : Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh PHẦN I : TÀI LIỆU CƠ BẢN SVTH : Page Lớp : Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 1.1 VỊ TRÍ VÀ NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH 1.1.1 Vị trí địa lý - Vân Đồn huyện miền núi, hải đảo nằm phía Đông Nam tỉnh Quảng Ninh hình thành hai quần đảo Cái Bầu Vân Hải Toạ độ địa lý: 20o40’ - 21o16’ Vĩ Bắc 107o15’ - 108o00’ Kinh Đông + Quần đảo Cái Bầu quần đảo lớn hai quần đảo huyện bao gồm xã: Đông xá, Hạ Long, Vạn Yên, Đoàn Kết, Bình Dân, Đài Xuyên thị trấn Thị trấn Cái Rồng đảo Bầu trung tâm văn hoá, kinh tế trị huyện, cách trung tâm tỉnh lỵ (Thành phố hạ Long) 40km phía tây, cách cửa quốc tế Móng Cái khoảng 120km phía Đông Bắc theo quốc lộ 18A + Quần đảo Vân Hải bao gồm hàng trăm đảo lớn nhỏ nằm vịnh Bái Tử Long, có xã đảo: Bản sen, Quan Lạn, Minh Châu, Ngọc Vừng, Thắng Lợi Xã đảo cách trung tâm huyện theo đường chim bay gần 20km, nơi xã 50km + Hai cụm đảo lớn quần đảo Vân Hải cụm đảo Bản Sen, Quan Lạn, Minh Châu cụm đảo Thắng Lợi, Ngọc Vừng Dự án Hồ chứa nước Bồng Linh nằm cụm đảo Bản Sen, cung cấp nước cho nông nghiệp dân sinh đảo Quan Lạn Minh Châu đường ống qua Sông Mang 1.1.2 Nhiệm vụ công trình Đảm bảo chủ động nguồn nước mặt tưới cho lúa ăn với tổng diện tích đất canh tác 103ha Cấp nước sinh hoạt cho 10.000dân vùng Kết hợp tạo cảnh quan du lịch, cải tạo môi trường sinh thái vùng dự án 1.2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1.2.1 Đặc điểm địa hình 1.2.1.1 Địa hình khu vực Các đảo vịnh Bắc có thành phần địa chất, thổ nhưỡng gần đất liền khu vực ven biển Quảng ninh gồm: cát, đất cát pha, sa thạch, diệp thạch sét, loại đá bột kết, , cát kết, lớp bề mặt chủ yếu sản phẩm phong hoá loại đá trên, khu vực thấp ven biển sản phẩm bồi tích, bồi tích lũ SVTH : Page Lớp : Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh - Địa hình khu vực lòng hồ đập đầu mối nằm vùng đồi núi trung bình, phân cắt mạnh, dãy núi phát triển theo hướng Bắc – Nam, cao độ địa hình từ 10 đến 290m, phân cắt mạnh khe suối nhánh suối nhỏ đổ vào suối Bồng Linh, độ dốc địa hình thay đổi từ 20o - 30o lên đến 45o, sườn núi phủ thảm thực vật bụi loại công nghiệp (cây bạch đàn, sơn) dân trồng - Khu vực đầu kênh nằm ven theo sườn đồi dốc, thảm thực vật chủ yếu công nghiệp, nông nghiệp bụi - Khu vực kênh theo trục đường bê tông liên xã, địa hình thẳng phẳng, nhiên có vài đoạn địa hình cao không phức tạp khắc phục mặt đầu nước tuyến kênh thuận lợi Nhìn chung lòng hồ đẹp, có khả dâng 20-25m nước (từ cao trình 9,0 đến cao trình 35,0) bụng hồ có khả chứa 1,0-1,5 triệu m3 nước, miệng hồ hẹp (150 – 200m) 1.2.1.2 Quan hệ V ~ Z, F~Z Bảng 1.2 Quan hệ Z ~ V, Z ~ F lòng hồ STT 10 11 12 13 14 15 SVTH : Z F V (m) (ha) (10 m ) 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 0,00 0,21 0,35 0,52 1,18 2,20 3,11 4,17 5,27 6,25 7,05 8,34 9,38 10,51 11,79 0,000 0,001 0,004 0,008 0,017 0,034 0,060 0,097 0,144 0,202 0,268 0,345 0,434 0,533 0,645 Page STT 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Z F V (m) (ha) (106m3) 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 13,13 14,55 15,87 17,20 18,57 19,90 21,27 22,78 24,50 27,71 28,92 30,18 31,70 33,60 35,72 0,769 0,908 1,060 1,225 1,404 1,596 1,802 2,022 2,259 2,520 2,803 3,098 3,408 3,734 4,081 Lớp : Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh 1.2.2 Địa chất 1.2.2.1 Điều kiện địa chất khu vực lòng hồ * Các lớp đất tầng phủ: - Lớp đất phủ pha tàn tích (edQ) chiếm tỷ lệ diện tích nhỏ, phát triển hai bên bờ suối Đất sét lẫn dăm sạn, đá tảng lăn màu xám nâu, xám vàng, trạng thái cứng, chặt vừa, chiều dày thay đổi từ 2,0 đến 5,0m Dăm sạn đá tảng lăn đá dăm-sạn kết arko, phong hoá dở dang từ mềm bở đến cứng chắc, kích thước từ vài cm đến vài chục cm, phân bố không theo diện tích chiều sâu - Lớp tích tụ thềm lòng suối (apQ) phần lòng suối phân bố không đều, chiều dày mỏng khác từ 0,5-3m, tích tụ phổ biến hỗn hợp cuội tảng lẫn cát hạt thô đến vừa, màu xám, xám trắng, xám vàng, chặt * Đá gốc: Trong phạm vi nghiên cứu khu vực lòng hồ, đá gốc lộ dọc theo hai bên bờ suối Đá gốc thuộc hệ tầng Dưỡng Động: Gồm đá dăm-sạn kết arko phân bố rộng khắp vùng dự án có xen kẹp đá phiến sét than Chiều rộng phân bố đá dăm-sạn kết arko trải dài diện rộng Đá dăm-sạn kết arko màu xám sáng cấu tạo khối đồng nhất, kiến trúc hạt không * Điều kiện địa chất thuỷ văn: - Nước mặt tập trung chủ yếu suối Bồng Linh số nhánh suối nhỏ đổ vào suối Vào thời kỳ mùa lũ, mực nước dâng cao, có lên đến 1m chảy mạnh Mùa khô lưu lượng giảm đáng kể, hầu hết khe rãnh cạn nước lại khe có nước chảy bề mặt - Nước ngầm khu vực khiên cứu nhìn chung phong phú tàng trữ chủ yếu tầng cát cuội sỏi bở rời đệ tứ đới nứt nẻ đá gốc (tồn khe nứt) Mực nước ngầm lỗ khoan thời điểm khảo sát hầu hết nằm đới phong hoá vừa, nứt nẻ mạnh Mực nước ngầm lỗ khoan KM2 cao độ khoảng 20,5m điều cho thấy mực nước ngầm cao mực nước suối Kết tương tự lỗ khoan KM3 Qua kết khoan thăm dò hai vị trí lỗ khoan KM2, KM3 cho thấy đường cong mực nước ngầm nằm thấp mực nước dâng bình thường dự kiến có khả thấm nước dâng nước thông qua khe nứt kiến tạo, thấm nước sang lưu vực bên cạnh hoàn toàn không xẩy khu vực nghiên cứu không thấy phát triển các đứt gẫy lớn, bề dầy hai bên hồ chứa lớn Vấn đề thấm nước từ thượng lưu xuống hạ lưu qua vai đập đập Do giai đoạn sau cần bố trí cần bố trí khối lượng khảo sát đầy đủ thích hợp để dánh giá xác quan hệ nước mặt với nước ngầm nhằm có biện pháp xây dựng công trình phù hợp hiệu SVTH : Page Lớp : Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh * Các tượng địa chất động lực: Kết khảo sát thực địa lòng hồ cho thấy tượng sạt nở xẩy ra, xuất vài vị trí song với quy mô không lớn cục Hiện tượng xẩy chỗ có sườn dốc, thảm thực vật mỏng, thưa thớt đặc biệt có đất tầng phủ dầy, chủ yếu diễn mùa mưa * Đánh giá điều kiện ĐCCT vùng hồ - Vấn đề thấm nước: + Với cao trình mực nước dâng bình thường dự kiến phương án đập hồ có chiều rộng không đáng kể Trong phạm vi lòng hồ đất đá, tầng phủ chiếm diện tích nhỏ, mỏng, có tính thấm khác từ yếu đến mạnh, song phần bên (có chỗ lộ hẳn ra) đá gốc phong hoá vừa-nhẹ, có tính thấm yếu Theo kết khảo sát thực địa vùng hồ có đứt gẫy bậc V tuyến tràn yên ngựa chạy qua Trong trình khoan khảo sát lỗ khoan KM2 KM3 hai vai đập tiến hành đo mực nước ngầm, ép nước thí nghiệm 03 đoạn thu kết chứng tỏ đường cong mực nước ngầm lỗ khoan có cao độ khoảng 20,5m (KM2) +23,73m (KM3), mực nước dâng bình thường dự kiến +30m cần lưu ý việc thấm nước qua tuyến tràn, tim đập hai bên vai đập - Tái tạo bờ hồ bồi lắng lòng hồ + Phần lớn bờ hồ có độ dốc tương đối lớn, thảm thực vật che phủ tương đối tốt đất tầng phủ tương đối mỏng tượng sạt, trượt hồ xẩy Do đó, việc xây dựng công trình phần hồ ảnh hưởng định đến ổn định bờ hồ bồi lắng lòng hồ làm giảm khả tích nước hồ chứa vận hành công trình + Hồ chứa nhỏ, hẹp nằm gọn thung lũng gió thổi khu vực không lớn Những yếu tố làm hạn chế tác động sóng đố với việc tái tạo bờ hồ - Ngập bán ngập + Trong phạm vi ngập bán ngập hồ dân cư sinh sống, di tích văn hoá, tài nguyên khoáng sản quý hiếm, có rừng bạch đàn nhân dân trồng Tuy nhiên, mực nước hồ dâng cao, số khu vực không bị ngập mực nước đất dâng cao Mực nước đất gây lầy hoá làm tăng khả sạt trượt tầng phủ ảnh hưởng đến trình bồi lắng dung tích hồ chứa - Vấn đề trượt, đá đổ, đá lở Khu vực lòng hồ tuyến đập đất nguy trượt xẩy Vật liệu sét pha lẫn sạn sỏi có khả phát sinh điều kiện ĐCCT dâng nước Do SVTH : Page Lớp : Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh thiết kế chọn phương án tuyến cần có biện pháp thích hợp, tránh trường hợp dâng nước làm đất đá trượt xuống bội lắng lòng hồ phá huỷ công trình 1.2.2.2 Điều kiện địa chất khu vực đập đầu mối tuyến kênh * Địa tầng tiêu lý: - Địa tầng khu vực tuyến đập sau: + Lớp (apQ): Hỗn hợp cuội tảng cát hạt thô, cuội tảng chiếm tỷ lệ khoảng 60-70%, kích cỡ 10-15cm bão hoà, chặt, màu xám vàng Cuội tảng thành phần chủ yếu dăm sạn kết arko màu xám sáng, mài tròn tốt-trung bình, cứng Lớp dày khoảng 0,5-3m, phân bố cục lòng suối Nguồn gốc bồi, lũ tích (apQ) + Lớp (edQ) Đất sét nặng-sét trạng thái dẻo cứng, có chỗ sét vừa màu xám vàng, xám nâu, lẫn dăm sạn cụcvà rải rác có lẫn tảng lăn Lớp có bề dầy 1,0 – 2,7m phân bố cục sườn đồi phần gần tiếp giáp với chân đồi Nguồn gốc pha tàn tích sườn tích (edQ) + Trong phạm vi nghiên cứu khu vực lòng hồ, đá gốc lộ dọc theo hai hên bờ suối Đá gốc thuộc hệ tầng Dưỡng Động: Gồm đá dăm-sạn kết arko phân bố rộng khắp vùng dự án có xen kẹp đá phiến sét than Chiều rộng phân bố đá dăm-sạn kết arko trải dài diện rộng Đá dăm-sạn kết arko màu xám sáng cấu tạo khối đồng nhất, kiến trúc hạt không Cụ thể sau: Đới đá dăm- sạn kết arko phong hoá hoàn toàn – IA1: Đá bị biến màu hoàn toàn mền yếu dẽ vỡ vụn, có chỗ thành hỗn hợp đất sét dăm sạn Chiều dày thay đổi từ 1,0-3,0m Đới đá dăm-san kết arko phong hoá mạnh – IA2: Đại phận đá bị biến màu thành xám vàng, xám sáng Đá phần lớn mềm yếu, chất lấp nhét sét, tương đối mềm yếu Chiều dầy lớp thay đổi từ 1,4 – 3,5m, diện phân bố tương đối rộng Đới đá phiến sét phong hoá nhẹ (IIA): bè mặt đá khe nứt có thay đổi màu nhẹ, khe nứt phát triển trung bình đến kín, mặt khe nứt tươi, cứng nhắc Chiều dầy thay đổi từ 3,8-30,0m - Tuyến xi phông: Chủ yếu cuội, sỏi lẫn bùn, sét pha trạng trái chảy Kích thước cuội từ vài cm đến 20-30cm chiếm khoảng 55-70% - Tuyến kênh: Trên tuyến kênh chủ yếu suất lớp cát, cát pha màu xám, xám trắng, hàm lượng cát chiếm 95% Tại khu vực xã Minh Châu xã Quan Lạn xuất từ xuống sét pha màu xám nâu, xám vàng lẫn sỏi sạn trạng thái nửa cứng đến cứng, sỏi sạn có kích thước vài cm sét pha màu xám nâu lẫn cuội sỏi, cuội sỏi chiếm khoảng 40-60%, kích thước sỏi cuội vài cm đến 20cm * Tổng hợp tiêu lý đất đá công trình (trị số trung bình): SVTH : Page Lớp : Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh - Các tiêu lý đất nền: Đất đá hỗn hợp (edQ IA1) + Độ ẩm tự nhiên: W = 17,21% + Dung trọng tự nhiên: w = 1,84 g/cm3 + Dung khô: c = 1,53 g/cm3 + Khối lượng riêng: s = 2,75 g/cm3 + Độ lỗ rỗng: n = 44,27% + Hệ số rỗng tự nhiên: lo = 0,79 + Độ bão hoà: G = 68,78% + Lực dính: C = 0,15 kg/cm2 + Góc ma sát trong:  = 15o - Các tiêu lý đất (đới phong hoá nhẹ IIA) + Dung khô: c = 1,59 g/cm3 + Dung trọng tự nhiên: w = 1,97 g/cm3 + Dung bão hòa: c = 1,98 g/cm3 + Lực dính: C = 0,07 kg/cm2 + Góc ma sát trong:  = 22,50 + Hệ số thấm đới đá gốc phong hoá nhẹ (IIA) = 1,52.10-3 cm/s - Các tiêu lý đất kênh: Lớp lớp – sét pha lẫn sỏi sạn sét pha lẫn cuội sỏi + Độ ẩm tự nhiên: W = 17,21% + Dung trọng tự nhiên: w = 1,4 g/cm3 + Dung khô: c = 1,17 g/cm3 + Khối lượng riêng: s = 2,75 g/cm3 - Các tiêu lý tự nhiên đất đắp đập + Độ ẩm tự nhiên: W = 20 % + Dung trọng tự nhiên: w = 1,94 g/cm3 + Dung bão hòa: c = 1,97 g/cm3 + Hệ số rỗng: n = 35% * Đánh giá điều kiện ĐCCT công trình đầu mối, tuyến kênh dẫn, xi phông - Công trình đầu mối - tuyến đập dâng + Về địa hình Tuyến đập địa hình hai bên vai đập dốc, vai phải đập có độ dốc khoảng 35o  40o, vai trái đập độ dốc khoảng 350  400, địa hình bị ngập vào mùa mưa lũ, đất đá gồm sỏi tảng lăn lẫn cát dăm sạn Chiều cao đập thiết kế SVTH : Page Lớp : Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh khoảng 20 – 25m Điều kiện bố trí mặt thi công tương đối tốt +Về địa tầng Nằm hệ tầng Dương Động gồm đá dăm sạn kết arrko màu xám sáng cấu tạo khối đồng nhất, kiến trúc hạt không Tại tim tuyến đập (vai trái) đất đá phong hóa nhẹ đến vừa đá lộ tốt, bờ phải bị phong hóa mạnh Tầng phủ gồm lớp đất hỗn không phân chia edQ + IA1, lớp đá có bề dày thay đổi từ 1.0  3.0m Đới đá phong hóa mạnh (IA2) nằm đới (edQ + IA1) có bề dày 0.0  1.6m Dưới đới phong hóa nhẹ - tươi, nứt nẻ khác Lòng suối: Trên lớp hỗn hợp cuội tảng cát, dày 2.0  3.0m, bên đá dăm sạn kết arrko xen kẹp đá phiến sét phong hóa vừa đến nhẹ dày từ  15m đới đá tươi + Đánh giá khả ổn định đập Đập dâng nước công trình hồ chứa nước Bồng Linh có kết cấu đập đất quy mô nhỏ, chiều cao đập dự kiến thiết kế khoảng 20.0 – 25.0m Các lớp hỗn hợp trầm tích, lũ tích cát cuội sỏi (apQ), lớp đất tầng phủ hỗn hợp không phân chia (edQ + IA1) lớp phong hóa mạnh IA2 cần bóc bỏ Do đặc điểm địa tầng khu vực đập, đập nên đặt nằm đới đá IIA đảm bảo ổn định cho công trình sau + Đánh giá khả thấm nước đập Như nói lớp đất ổn định bóc bỏ nên mức độ nước qua phụ thuộc chủ yếu váo tính thấm đới nứt nẻ đá gốc Dựa vào kết thí nghiệm ĐCTV, thấy đới (IIA) đá có tính thấm vừa đến nhiều Mực nước ngầm lỗ khoan thời điểm khảo sát hầu hết nằm đới đá phong hóa vừa, nứt nẻ mạnh Mực nước ngầm lỗ khoan KM2 cao độ khoảng +20.5m điều cho thấy mực nước ngầm cao mực nước suối (so sánh với mực nước suối vị trí gần nhất) Kết tương tự lỗ khoan KM3 Qua kết khoan thăm dò hai vị trí lỗ khoan KM2, KM3 cho thấy đường cong mực nước ngầm có xu hướng bổ cấp cho nước mặt suối Tuy nhiên, mực nước ngầm nắm thấp mực nước dâng bình thường dự kiến có khả thấm nước dâng nước thông qua khe nứt đứt dãy kiến tạo, thấm nước sang lưu vực bên cạnh hoàn toàn xảy khu vực nghiên cứu không thấy phát triển đứt gãy lớn, bề dày hai bên hồ chứa lớn Vấn đề thấm nước xảy từ thượng lưu xuống hạ lưu qua vai đập đập - Đánh giá điều kiện ĐCTC tuyến kênh dẫn, xiphông SVTH : Page 10 Lớp : Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh Bảng 3.4.4 Tính toán đường mặt nước đoạn thu hẹp ứng với BT= m BT = (m) Qxả = 40,829 (m3/s) ; hđ = 1,385 (m) ; hc = 1,345 (m) TT B h 1.385  11.08 V V2/2g   3.685 0.692 2.077 10.77 R C J 1.029 71.767 0.0026 Jtb 7.25 1.153 8.35925 4.884 1.216 2.369 9.556 0.875 69.853 6.5 1.159 7.5335 5.420 1.497 2.656 8.818 0.854 69.579 5.75 1.223 7.03225 5.806 1.718 2.941 8.196 0.858 69.629 SVTH : 1.345 6.725 6.071 1.879 3.224 Page 60 7.69 0.875 69.850 Lớp : 0.1459 0.2918 2.000 0.1437 0.2872 1.999 0.1424 0.285 2.002 0.0081 0.0086 L 0.0071 0.0084 L 0.0076 Ltt 0.0056 0.0063  0.0041 i-Jtb 0.1416 0.2826 1.995 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh Bảng 3.4.5 Tính toán đường mặt nước đoạn thu hẹp ứng với BT= 10 m BT = 10 (m) Qxả = 46,448 (m3/s) ; hđ = 1,22 (m) ; hc = 1.000 (m) TT B h 11 1.220  13.42 V V2/2g  3.461 0.611 1.831  13.44 R C 0.999 71.411 J Jtb i-Jtb  Ltt 0.0024 10 0.934 9.34 4.973 1.260 2.194 11.868 0.787 68.633 0.91 8.19 5.671 1.639 2.549 10.82 0.757 68.189 2.5 0.9353 7.4824 6.208 1.964 2.899 9.8706 0.758 68.206 0.14 0.35 2.501 SVTH : 7 6.635 2.244 3.244 Page 61 0.778 68.499 Lớp : 2.5 0.0109 5.5 0.0115 0.1385 0.3447 2.489 2.5 0.0091 0.0100 2.5 0.0067 0.0079 0.1421 0.3548 2.497 0.0121 L 0.0045 0.1455 0.3639 2.501 L 2.5 10 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh Bảng 3.4.6 Tính toán đường mặt nước đoạn thu hẹp ứng với BT= 13 m BT = 13 (m) Qxả = 50,35 (m3/s) ; hđ = 1,096 (m) ; hc = 0.773(m) TT B h 14 1.096  15.344 V V2/2g R C J  3.281 0.549 1.645 16.192 0.948 70.791 0.0023  Jtb i-Jtb Ltt L 0.47 3.251 3.25 12.75 0.7683 9.79583 5.140 1.347 2.115 14.287 0.686 67.074 0.0086 3.25 0.0106 0.1394 11.5 L 0.0054 0.1446  0.453 3.250 3.25 0.7289 8.38235 6.007 1.839 2.568 12.958 0.647 66.427 0.0126 6.5 0.0142 0.1358 0.4416 3.252 3.25 10.25 0.7354 7.53785 6.680 2.274 3.009 11.721 0.643 66.362 0.0158 9.75 0.0168 0.1332 0.4332 3.253 3.25 SVTH : 0.773 6.957 7.237 2.670 3.443 10.546 0.660 66.644 0.0179 Page 62 Lớp : 10 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh - Bảng tổng kết Bảng 3.4.7 : Tổng hợp kết tính toán đoạn dốc nước thu hẹp BT Bđ Bc Qxả hđầu hcuôí 10 13 11 14 40,829 46,448 50,35 1,385 1,22 1,096 1,345 1,000 0,773 Tính đường mặt nước dốc đoạn không đổi Sơ đồ tính toán theo phương pháp cộng trực tiếp i-1 i i+1 n v h2 hi-1 hi hi+1 Li i i-1 hn Li+1 i+1 n L a Xác định độ sâu dòng h0, độ dốc phân giới ik : * Xác định độ sâu dòng h0: Dùng phương pháp đối chiếu với mặt cắt có lợi thuỷ lực để tính toán - Tính f  Rln   4.m0 i Q với ( m0 =  m  m =2) Trong đó: + Q : Lưu lượng chảy qua dốc nước lưu lượng lớn xả qua tràn ứng với giá trị Btr + i : Độ dốc dốc nước i = 0,15 + m : Hệ số mái dốc nước( mặt cắt hình chữ nhật m= 0) - Tra phụ lục 8-1 (Các bảng tính thuỷ lực), với hệ số nhám dốc nước (bằng bê tông) n = 0,014, ta Rln - Lập tỷ số Bd h , tra phụ lục 8-3 (Các bảng tính thuỷ lực), ta Rln Rln - Độ sâu dòng chảy đoạn thu hẹp dốc nước xác định theo công thức : h0  h Rln Rln * Xác định độ dốc phân giới ik : SVTH : Page 63 Lớp : Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh Độ dốc phân giới xác định theo công thức: ik = Trong đó: Qk (k Ck Rk ) + Qk : Lưu lượng chảy dốc + Ck : Hệ số Sedi ứng với độ sâu phân giới Ck  Rk1/ n + k = bk.hk: Diện tích mặt cắt ướt ứng với độ sâu phân giới  + Rk : Bán kính thuỷ lực ứng với độ sâu phân giới Rk  k k Bảng 3.4.8: Bảng tổng hợp tính toán hk, ho độ dốc phân giới ik Bd Q q f(Rln) Rln b/Rln h/Rln h0 hk k k Rk Ck ik 40.829 8.166 0.0759 0.524 9.542 0.973 0.510 1.894 13.0231 8.789 1.078 72.325 0.0033 46.448 6.365 0.0667 0.550 12.727 0.800 0.440 1.650 14.5216 10.229 1.121 50.35 5.594 0.0615 0.568 15.845 0.692 0.393 1.472 15.7443 11.944 1.109 72.674 0.0025 72.803 0.0027 Kết luận: từ kết tính hk, ho, hc ta có ho m/s xảy tượng ngậm khí Chiều sâu nước có kể tới hàm khí tính theo công thức quy phạm Trung Quốc tính sau:   v   hnk = h 1   100 Trong đó: h: chiều sâu nước ngậm khí v: lưu tốc dòng chảy, với v ≥ m/s Bảng3.4.9 Tính đường mặt nước dốc nước có kể đến hàm khí MC B=7(m) B=10(m) B=13(m) h (m) V(m/s) hhk (m) h (m) V(m/s) hhk (m) h (m) V(m/s) hhk (m) 1-1 2-2 3-3 4-4 5-5 1.385 1.153 1.159 1.223 1.345 3.685 4.884 5.42 5.806 6.071 1.436 1.209 1.222 1.294 1.427 1.22 0.934 0.91 0.935 3.461 4.973 5.671 6.208 6.635 1.262 0.980 0.962 0.993 1.066 1.096 0.7683 0.7289 0.7354 0.773 3.281 5.14 6.007 6.68 7.237 1.132 0.808 0.773 0.785 0.829 6-6 7-7 8-8 9-9 10-10 11-11 12-12 13-13 1.2 1.1 0.9 0.8 0.7 0.65 0.6 6.805 7.423 8.166 9.073 10.207 11.665 12.563 13.61 1.282 1.182 1.082 0.982 0.882 0.782 0.732 0.682 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 6.985 7.373 7.806 8.294 8.847 9.479 10.208 11.059 1.016 0.966 0.916 0.866 0.816 0.766 0.716 0.666 0.7 0.66 0.62 0.58 0.54 0.5 0.46 0.42 7.992 8.476 9.023 9.646 10.36 11.189 12.162 13.32 0.756 0.716 0.676 0.636 0.596 0.556 0.516 0.476 SVTH : Page 68 Lớp : Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 14-14 15-15 0.561 Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh 14.556 0.643 0.55 0.472 12.064 14.058 0.616 0.538 0.4136 13.526 0.470 d Tường bên dốc nước - Được làm BTCT M200 Sơ chọn chiều dày đỉnh tường dày 0,5 m, đáy tường m Chiều cao tường bên dốc nước xác định theo công thức: ht = hnk + a Trong đó: - hnk: Chiều sâu ngậm khí dốc nước - a: Độ vượt cao an toàn, chọn a = 0,5 (m) Vậy với phương án Btr khác nhau, chiều cao tường bên dốc nước mặt cắt xác định sau: Bảng 3.4.10.Bảng tính chiều cao tường bên dốc nước MC B=10m B=13m hnk (m) ht (m) hnk (m) ht (m) hnk (m) ht (m) 1-1 1.436 1.936 1.262 1.762 1.132 1.632 2-2 1.209 1.709 0.980 1.480 0.808 1.308 3-3 1.222 1.722 0.962 1.462 0.773 1.273 4-4 1.294 1.794 0.993 1.493 0.785 1.285 5-5 1.427 1.927 1.066 1.566 0.829 1.329 6-6 1.282 1.782 1.016 1.516 0.756 1.256 7-7 1.182 1.682 0.966 1.466 0.716 1.216 8-8 1.082 1.582 0.916 1.416 0.676 1.176 9-9 0.982 1.482 0.866 1.366 0.636 1.136 10-10 0.882 1.382 0.816 1.316 0.596 1.096 11-11 0.782 1.282 0.766 1.266 0.556 1.056 12-12 0.732 1.232 0.716 1.216 0.516 1.016 13-13 0.682 1.182 0.666 1.166 0.476 0.976 14-14 0.643 1.143 0.616 1.116 0.470 0.970 0.538 1.038 15-15 SVTH : B=7m Page 69 Lớp : Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh 3.4.3 Lựa chọn kết cấu phận 3.4.3.1 Ngưỡng tràn: 1) Ngưỡng tràn: - Hình thức tràn: ngưỡng đỉnh rộng - Cao trình ngưỡng tràn: Zng = MNDBT = 28,4 - Bề mặt ngưỡng tràn bọc lớp BTCT M200 dày 0,8m - Lớp lót bê tông M100 dày 0,1m 2) Trụ pin: Tràn có khoang, trụ pin rộng 1m trụ bên, trụ rộng 0,5m, mép lượn tròn 3) Cầu giao thông: Để đảm bảo cho việc lại thuận lợi, ta bố trí cầu giao thông tràn Bề rộng cầu lấy bề rộng đỉnh đập, cao trình cầu cao trình đỉnh đập, mặt cắt cầu chọn theo yêu cầu cấu tạo giao thông để phù hợp với nhu cầu thực tế 3.4.3.2 Dốc nước: 1) Chiều dày đáy: Chiều dày lát đáy dốc, xây đá xấu tính theo công thức V.M Đombrovxki : t = 0,03. v h Trong đó: v: Lưu tốc trung bình dòng chảy (m/s) h: Chiều sâu dòng chảy (m) α: Hệ số phụ thuộc nền, chọn α = 0,8 Bảng 3.4.11 Kết tính chiều dày đáy Phương án h(m) v(m/s) t(m) 1.436 3.685 Đầu dốc 0.11 Cuối dốc 0.643 14.556 0.28 Đầu dốc 1.262 3.461 0.09 10 Cuối dốc 0.538 14.058 0.25 Đầu dốc 1.132 3.281 0.08 13 Cuối dốc 0.47 13.526 0.22 Từ kết ta chọn t = 0,5m hợp lý Trên đáy bố trí lỗ thoát nước để giảm áp lực thấm áp lực đẩy 2) Tường bên dốc nước: - Bề rộng đỉnh tường sơ lấy 0,5m - Bề rộng chân tường sơ lấy 1,0m - Bản đáy tường bên đổ liền khối SVTH : Page 70 Lớp : Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh 3.5 TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG, CHỌN PHƯƠNG ÁN Trong phần thiết kế sơ ta xác định kích thước hạng mục công trình cho phương án.Trên sở đó, ta tính toán khối lượng hạng mục công trình chủ yếu, tìm tổng vốn đầu tư cho phương án, qua xác định phương án tối ưu phương án có giá thành hạ, đạt yêu cầu kỹ thuật.Để đơn giản tính toán bảo đảm mức tin cậy, ta bỏ qua hạng mục công trình có khối lượng thay đổi không nhiều đơn giá thấp giá thành không chênh lệch nhiều mặt, công trình tiêu năng, thiết bị bảo vệ mái đập, tường chắn sóng, cầu công tác, bóc lớp phong hoá…Trên sở đó, ta sâu tính toán khối lượng giá thành cho hạng mục đập dâng đường tràn ứng với phương án bề rộng tràn 3.5.1 Tính khối lượng đập dâng Do đập dâng đập đất nên khối lượng tính toán bao gồm khối lượng đất bóc đập, nạo vét lòng sông khối lượng đất đắp đập Dựa vào bình đồ vị trí xây dựng công trình, ta vẽ mặt cắt dọc ngang đập vị trí khác Chia đập thành n đoạn ngắn có chiều dài li cho đoạn có địa hình đập tương đối phẳng (mặt cắt đập thay đổi) Sau tính diện tích mặt cắt tính diện tích trung bình mặt cắt ngang đoạn đập li Cuối khối lượng đập tính theo công thức: n V=  fi li i 1 Fi, li : Diện tích chiều dày mặt cắt trung bình đoạn thứ i Với phương án Btr khác ta tính khối lượng đất đào, đắp đập cụ thể 3.5.2 Tính toán khối lượng tràn xả lũ Khối lượng công việc xây dựng tràn bao gồm: + Khối lượng đất đào mở tuyến xây dựng tràn đất đắp bên tường + Khối lượng bê tông cốt thép để xây dựng tràn SVTH : Page 71 Lớp : Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh Bảng 3.5.1 Tính toán khối lượng chọn phương án B=7(m) B=10(m) B=10(m) Mặt F F F cắt (m2) d(m) V(m3) (m2) d(m) V(m3) (m2) d(m) V(m3) 01-Jan 0 44.40 42305.22 41623.0 43.29 40681.42 27 43.738 49 36 02- 1905 1903 1879 Feb 3 11451.86 11438.7 11294.65 6.01 87 6.01 73 6.01 31 03- 1905 1903 1879 Mar 3 26535.46 26795.6 26417.41 15.9 23 15.9 58 15.9 28 04- 1432 1467 1443 Apr 19809.61 19951.4 19591.11 21.28 58 21.28 15 21.28 28 05- 429.4 397 May 407.9 64 9352.657 8840.49 8582.794 25.99 44 25.99 85 25.99 66 06- 290.2 262 31.55 Jun 272.4 83 33.55 4869.931 4406.75 06 32.355 0 114324.7 113056 106567.3 Tổng 58 144 97 SVTH : Page 72 Lớp : Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Đơn vị Khối lượng Đơn giá(103đ) Thành tiền(106đ) Đất đắp m3 116048.946 35 4061.713 Đất đào m3 14670.966 25 BTCT M200 m3 1204.4 1800 2121.70 BT lót m3 104.86 600 87.10 l m3 P án 3x4 Hạng mục Đất đắp 3x5 3x6 SVTH : Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh 1850.94 900 1665.85 114780.332 35 3153.09 m Đất đào m 15631.508 25 1238.47 BTCT M200 m3 991.5 1800 2428.63 BT lót m3 135.02 600 103.50 Lăng trụ m3 1725.25 900 1236.66 Đất đắp m3 108291.585 35 3143.21 Page 73 Giá thành (tỉ đồng) 8.79 8.49 8.66 Lớp : Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh Đất đào m3 18151.174 25 1291.23 BTCT M200 m3 1142.3 1800 2743.54 BT lót m3 165.18 600 121.50 Lăng trụ m3 1512.42 900 1361.17 3.5.3 chọn phương án Từ mục tiêu lựa chọn đảm bảo điều kiện kinh tế kỹ thuật ta xét thấy phương án Btr = 15 m tối ưu SVTH : Page 74 Lớp : [...]... nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh So sánh Vhd của hồ lần 2 = 0,924  0,915 100 %=0,97%5% nên ta phải tính lại 0,915 Bảng 2.2.5: Tính Vh có kể đến tổn thất lần 2 SVTH : Page 32 Lớp : Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh điều tiết lần 2 có kể đến tổn thất Tháng V VI VII VIII... trình cấp II Vậy sơ bộ chọn công trình là công trình cấp II 1.4.2 Các chỉ tiêu thiết kế Các chỉ tiêu thiết kế được xác định theo QCVN 0405-2012, theo đó đối với công trình cấp II các chỉ tiêu thiết kế gồm: SVTH : Page 24 Lớp : Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh 1.4.2.1 Tần suất tính toán - Tần suất lũ thiết kế: P=1% - Tần suất lũ kiểm tra: P=0,2% - Tần suất gió lớn nhất và gió bình... 83,0 28,5 24,1 1262 3)Dòng chảy lũ Bảng 1.2 9 Kết quả tính toán lưu lượng đỉnh lũ thiết kế tại tuyến đập Tuyến Công trình Tần suất lũ thiết kế P% 0,1% 0,2% 0,5% 1,0% 2,0% 5,0% 10% Đập Qmax (m3/s) 91,17 84,29 75,27 68,49 61,74 52,79 45,91 Bảng 1.2 10 Tổng lượng lũ thiết kế tại tuyến đập SVTH : Page 15 Lớp : Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh Thông số\tần suất TT Tuyến Đập Đơn vị 2... lịch là: 0,728 trệu m3/năm tương đương lưu lượng là: 1.994 m3/ngđ SVTH : Page 23 Lớp : Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh Bảng 1 3.14 Tổng lượng nước yêu cầu tại đầu mối hồ chứa Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tổng Lượng nước yêu cầu tưới Lượng nước cấp nước Tổng lượng nước yêu sinh hoạt cầu (106m3) (106m3) (106m3) 0,049 0,038 0,316 0,048 0,082 0,079 0,082 0,178 0,212 0,213 0,038... tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh - Cột 3: Tổng lượng nước đến của từng tháng WQi = Qi i Trong đó: Qi- lấy ở bảng 8.1 i- Thời gian của một tháng ( giây ) - Cột 5: Lượng nước thừa (khi WQ > Wq ) (5) = (3) –(4) - Cột 6: Lượng nước thiếu (khi WQ < Wq ) (6) = (4) – (3) Tổng cộng cột (6) sẽ có dung tích nước cần trữ để điều tiết đảm bảo yêu cầu cấp nước - Cột 7: Hai tích nước thì luỹ tích... Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh trữ lượng và chất lượng đảm bảo theo yêu cầu đất đắp đập tuy nhiên thành phần sét pha, hàm lượng hạt bụi lớn, độ dính kết kém Trong giai đoạn Thiết kế kỹ thuật thi công cần phải khảo sát thêm một hoạc 2 bãi vật liệu nữa, độ chính xác cao hơn, trữ lượng nhiều hơn, đáp ứng tốt hơn cho việc cho việc lựa chọn các chỉ tiêu thiết kế đập Bảng 1.2.2: Hệ... TÍNH TOÁN MỰC NƯỚC CHẾT CỦA HỒ CHỨA (MNC) 2.1.1 Khái niệm mực nước chết, dung tích chết Dung tích chết Vc là phần dung tích không tham gia vào quá trình điều tiết dòng chảy Dung tích chết chính là giới hạn dưới của hồ chứa Mực nước chết là mực nước ứng với dung tích chết, mực nước chết và dung tích chết có quan kệ với nhau qua đường đăc trưng địa hình hồ chứa Z~ V 2.1.2 Nội dung tính toán Do hồ có nhiệm... thời đoạn T Qv- Lưu lượng nước chảy vào kho trong thời đoạn T qr- Lưu lượng nước từ kho chảy ra trong thời đoạn T Lượng nước chứa trong kho cuối thời đoạn bằng lượng nước chứa đầu thời đoạn cộng với V Biết được lượng nước chứa dựa vào đường đặc trưng V ~ F ~ Z của kho nước sẽ biết được diện tích mặt nước và mực nước của kho nước cuối thời đoạn 2.2.4.1 Tính Vh chưa kể đến tổn thất - Cột 1: Thứ tự các ... Page Lớp : Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh PHẦN I : TÀI LIỆU CƠ BẢN SVTH : Page Lớp : Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH... tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh Bảng 3.14 Tổng lượng nước yêu cầu đầu mối hồ chứa Tháng 10 11 12 Tổng Lượng nước yêu cầu tưới Lượng nước cấp nước Tổng lượng nước yêu sinh hoạt... 1.4.2 Các tiêu thiết kế Các tiêu thiết kế xác định theo QCVN 0405-2012, theo công trình cấp II tiêu thiết kế gồm: SVTH : Page 24 Lớp : Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Thiết kế hồ chứa nước Bồng Linh 1.4.2.1