Thuyết minh tính toán thủy văn Kè bảo vệ chống sạt lở hai bờ sông Phó Đáy khu vực thị trấn Sơn Dương, huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang

Nhiệm vụ dự án Chống sạt lở, bảo vệ hai bờ sông Phó Đáy đoạn qua thị trấn huyện Sơn Dương với chiều dài dự kiến khoảng 7km; đỉnh kè bố trí đường đi dạo cho nhân dân, kết hợp hành lang bảo vệ trồng cây xanh; xây dựng đầy đủ các công trình phụ trợ như đường lên xuống bến sông, cống thoát nước thải, rãnh thoát nước mặt. Nắn chỉnh lại tuyến sông không cho phát triển bất lợi, tạo dòng sông ổn định phù hợp với quy luật thuận dòng đảm bảo tiêu thoát lũ nhanh. Cải tạo môi trường và cảnh quan chung khu vực thị trấn Sơn Dương.Tuyến kè được dự kiến xây dựng ở hai bên bờ sông Phó Đáy đoạn qua thị trấn Sơn Dương. Bên bờ trái tuyến kè có chiều dài hơn 3km, đoạn sông được kè bên bờ phải dài hơn 1km. Các vị trí được tính toán mực nước phục vụ thiết kế là điểm đầu kè ở thượng lưu (Đầu kè), điểm Giữa kè (cách điểm đầu kè 1,6km về phía hạ lưu) và điểm Cuối kè tính theo tuyến kè bên bờ trái.Mực nước thiết kế được tính theo phương pháp chuyển từ mực nước của trạm thủy văn Quảng Cư đến các vị trí tính toán theo độ dốc sông.

Công trình Kè bảo vệ chống sạt lở hai bờ sông Phó Đáy khu vực thị trấn Sơn Dương, huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang Mục lục Chương 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Chương 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 Chương 3.1 3.2 3.2.1 3.2.2 3.3 Chương 4.1 4.2 Giới thiệu chung Mở đầu Căn để thực dự án .2 Nhiệm vụ dự án .3 Những nét vùng dự án Các tài liệu sử dụng tính toán .3 Tần suất thiết kế công trình Các yếu tố khí tượng Nhiệt độ không khí Độ ẩm không khí Số nắng Chế độ gió Bốc Tính toán đặc trưng thủy văn thiết kế .6 Quan hệ Q~Z mặt cắt Các mực nước nhỏ nhất, lớn thiết kế mực nước tạo lòng Các mực nước nhỏ nhất, lớn thiết kế .6 Lưu lượng, mực nước tạo lòng .7 Vận tốc dòng chảy lớn Kết luận kiến nghị .9 Kết luận Kiến nghị .9 Thuyết minh tính toán thủy văn TKKTTC Công trình Kè bảo vệ chống sạt lở hai bờ sông Phó Đáy khu vực thị trấn Sơn Dương, huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang Chương Giới thiệu chung 1.1 Mở đầu Công trình Kè bảo vệ chống sạt lở hai bờ sông Phó Đáy khu vực thị trấn Sơn Dương tiến hành khảo sát, thiết kế, xây dựng thị trấn Sơn Dương, huyện Sơn Dương tỉnh Tuyên Quang Sở Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn tỉnh Tuyên Quang làm chủ đầu tư 1.2 - - - - - Căn để thực dự án Quyết định số 978/QĐ-CT ngày 23 tháng năm 2008 chủ tịch UBND tỉnh Tuyên Quang việc phê duyệt chủ trương đầu tư xây dựng công trình: Kè bảo vệ chống sạt lở hai bờ sông phó Đáy khu vực thị trấn Sơn Dương huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang Luật xây dựng số 16/2003/QH11 ngày 26/11/2003 quốc hội khoá XI kỳ họp thứ Nghị định 209/2004NĐ- CP ngày 16/12/2004 cuả phủ quản lý chất lượng công trình xây dựng Nghị định 12/2009/NĐ-CP ngày 12/02/ 2009 phủ quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình; Nghị định số: 99/2007/NĐ-CP ngày13/6/2007 Chính phủ Quản lý chi phí đầu tư xây dựng công trình Thông tư số: 02/2007/TT-BXD ngày 14 tháng 02 năm 2007 Bộ Xây dựng hướng dẫn lập số nội dung lập, thẩm định, phê duyệt, dự án đầu tư xây dựng công trình; Thông tư số: 05/2007/TT-BXD ngày 25 tháng năm 2007 Bộ Xây dựng việc hướng dẫn lập quản lý chi phí dự án đầu tư xây dựng công trình; Thông tư số 03 /2008/TT-BXD ngày 25 tháng 01 năm 2008 Xây dựng việc hướng dẫn điều chỉnh dự toán xây dựng công trình Thông tư số 05/2009/TT-BXD ngày15 tháng năm 2009 Xây dựng việc hướng dẫn điều chỉnh dự toán xây dựng công trình Quyết định số: 16/2007/QĐ-UBND ngày 20/6/2007 việc phê duyệt ban hành Đơn giá xây dựng công trình phần khảo sát thực địa bàn tỉnh Tuyên Quang Quyết định số: 17/2007/QĐ-UBND ngày 20/6/2007 việc phê duyệt ban hành đơn giá xây dựng công trình phần xây dựng thực địa bàn tỉnh Tuyên Quang Quyết định số: 18/2007/QĐ-UBND ngày 20/6/2007 việc phê duyệt ban hành đơn giá xây dựng công trình phần lắp đặt thực địa bàn tỉnh Tuyên Quang Thuyết minh tính toán thủy văn TKKTTC Công trình Kè bảo vệ chống sạt lở hai bờ sông Phó Đáy khu vực thị trấn Sơn Dương, huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang 1.3 - 1.4 Nhiệm vụ dự án Chống sạt lở, bảo vệ hai bờ sông Phó Đáy đoạn qua thị trấn huyện Sơn Dương với chiều dài dự kiến khoảng 7km; đỉnh kè bố trí đường dạo cho nhân dân, kết hợp hành lang bảo vệ trồng xanh; xây dựng đầy đủ công trình phụ trợ đường lên xuống bến sông, cống thoát nước thải, rãnh thoát nước mặt Nắn chỉnh lại tuyến sông không cho phát triển bất lợi, tạo dòng sông ổn định phù hợp với quy luật thuận dòng đảm bảo tiêu thoát lũ nhanh Cải tạo môi trường cảnh quan chung khu vực thị trấn Sơn Dương Những nét vùng dự án Sơn Dương huyện nằm phía Nam tỉnh Tuyên Quang, phía Đông tiếp giáp với tỉnh Thái Nguyên, phía Tây giáp tỉnh Phú Thọ, phía Nam giáp tỉnh Vĩnh Phúc, phía Bắc giáp với huyện Yên Sơn Địa hình huyện có nhiều đặc điểm vùng chuyển tiếp trung du miền núi, rừng núi chiếm khoảng 3/4 diện tích đất tự nhiên Địa hình huyện chia làm vùng, vùng phía Bắc huyện có địa hình đồi núi cao, độ dốc lớn xen lẫn núi đá vôi, vùng phía Nam có địa hình đồi bát úp, có độ dốc thấp thoải dần Thị trấn Sơn Dương trung tâm kinh tế, trị, văn hoá toàn huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang Trung tâm thị trấn Sơn Dương có dòng sông Phó Đáy chảy qua, sông không lớn với chiều rộng mặt thoáng trung bình từ 70 đến 100m, chiều dài chảy qua trung tâm thị trấn Sơn Dương khoảng 3-4km Lòng sông có độ dốc tương đối lớn, uốn lượn liên tục Dòng chảy lũ sông tương đối lớn nguy hiểm Lũ lớn xảy làm cho việc cắt dòng, nắn dòng xảy thường xuyên, có nơi lòng sông dịch chuyển từ 30-70m Sạt lở bờ sông làm thay đổi cảnh quan khu vực thị trấn Sơn Dương, ảnh hưởng đến đời sống nhân dân sống ven hai bờ, ảnh hướng đến việc hoạt động, điều hành quan nhà nước, doanh nghiệp, sở kinh doanh đóng địa bàn ven bờ sông khu vực thị trấn Sơn Dương Việc xây dựng công trình kè bảo vệ chống sạt lở hai bờ sông Phó Đáy khu vực thị trấn Sơn Dương không bảo vệ trực tiếp quan nhà nước, sở y tế, trường học đóng khu vực mà bảo vệ cảnh quan chung khu vực 1.5 1.6 - Các tài liệu sử dụng tính toán Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam 285- 2002 Tiêu chuẩn ngành - Công trình bảo vệ bờ sông để chống lũ Quy trình thiết kế 14 TCN 84-91 Quy phạm Tính toán đặc trưng Thủy văn thiết kế QP TL C-6-77 Các tiêu chuẩn quy trình, quy phạm khác có liên quan tần suất thiết kế công trình Mực nước lớn thiết kế với tần suất P = 10% Mực nước nhỏ nhiết kế với tần suất P = 95% Mực nước thi công ứng với tần suất P = 10% Thuyết minh tính toán thủy văn TKKTTC Công trình Kè bảo vệ chống sạt lở hai bờ sông Phó Đáy khu vực thị trấn Sơn Dương, huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang Chương Các yếu tố khí tượng Các yếu tố khí tượng dự án tính toán theo tài liệu trạm Tuyên Quang 2.1 Nhiệt độ không khí Vùng dự án có nhiệt độ trung bình tương đối cao, tháng nóng nhiệt độ trung bình lên đến 28,20C Trong tháng mùa Đông, nhiệt độ không xuống thấp, nhiệt độ trung bình tháng thấp trạm Tuyên Quang mức 15,20C Đặc trưng nhiệt độ trung bình thống kê bảng sau: Bảng - 1: Đặc trưng nhiệt độ tháng, năm Tháng T (oC) 2.2 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm 15,2 16,7 20,2 23,8 26,9 28,2 28,1 27,5 26,6 23,9 19,9 16,4 22,6 Độ ẩm không khí Độ ẩm không khí trung bình nhiều năm dao động khoảng 82-88% Sự chênh lệch độ ẩm tháng không nhiều, tháng có độ ẩm cao tháng VIII, tháng có độ ẩm thấp tháng III Độ ẩm không khí trung bình tháng năm thống kê bảng sau: Bảng - 2: Độ ẩm tương đối trung bình tháng Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm U(%) 86 86 82 85 83 85 86 88 86 86 86 86 2.3 86 Số nắng Tổng số nắng vùng dự án đạt tương đối cao với số liệu trạm Tuyên Quang 1654,5 nắng năm Các tháng có số nắng nhiều tháng VII, VIII IX (cao 191,0 nắng thống kê vào tháng VII) Các tháng mùa Đông có số nắng hơn, tháng II có số nắng trung bình đạt 57,6 nắng Tổng số nắng trung bình tháng thống kê bảng đây: Bảng - 3: Số nắng trung bình tháng Tháng S(giờ) 2.4 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm 59,4 57,6 71,1 99,8 172,2 176,3 191,0 183,3 190,2 172,6 167,0 114,0 1654,5 Chế độ gió Trong năm có hai mùa gió, gió mùa mùa Đông thường tháng XI đến tháng IV năm sau với hướng gió thịnh hành Đông Bắc mang không khí lạnh khô Ngược lại, vào mùa Hạ, hướng gió thịnh hành Tây Nam xuất từ tháng V đến tháng X thường mang không khí nóng ẩm Tốc độ gió lớn thống kê bảng sau: Thuyết minh tính toán thủy văn TKKTTC Công trình Kè bảo vệ chống sạt lở hai bờ sông Phó Đáy khu vực thị trấn Sơn Dương, huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang Bảng - 4: Tốc độ gió lớn không kể hướng Tháng I Vmax(m/s) 12 2.5 II III IV 15 >20 > 20 V VI VII VIII IX X XI XII Năm 22 24 28 24 28 20 20 16 28 Bốc Tài liệu bốc ống Piche trạm Tuyên Quang thống kê bảng sau: Bảng - 5: Lượng bốc trung bình tháng năm Tháng Z(mm) I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm 52,7 46,8 52,3 63,4 93,0 71,7 73,8 62,2 60,1 62,2 52,5 51,5 742,2 Thuyết minh tính toán thủy văn TKKTTC Công trình Kè bảo vệ chống sạt lở hai bờ sông Phó Đáy khu vực thị trấn Sơn Dương, huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang Chương Tính toán đặc trưng thủy văn thiết kế Tuyến kè dự kiến xây dựng hai bên bờ sông Phó Đáy đoạn qua thị trấn Sơn Dương Bên bờ trái tuyến kè có chiều dài 3km, đoạn sông kè bên bờ phải dài 1km Các vị trí tính toán mực nước phục vụ thiết kế điểm đầu kè thượng lưu (Đầu kè), điểm Giữa kè (cách điểm đầu kè 1,6km phía hạ lưu) điểm Cuối kè tính theo tuyến kè bên bờ trái Mực nước thiết kế tính theo phương pháp chuyển từ mực nước trạm thủy văn Quảng Cư đến vị trí tính toán theo độ dốc sông 3.1 quan hệ Q~Z mặt cắt Từ tài liệu mặt cắt ngang vị trí Đầu kè, Giữa kè Cuối kè, xây dựng đường quan hệ Q ~ Z tuyến Tọa độ đường đường quan hệ Q ~ Z bảng sau: Bảng - 1: Tọa độ đường quan hệ Q ~ Z vị trí Đầu kè Z(m) 54,5 55,0 55,5 56,0 56,5 57,0 57,5 58,0 58,5 59,0 59,5 60,0 60,5 61,0 61,5 Giữa kè Q(m /s) 0,186 2,35 5,09 8,50 35,0 68,7 123 200 288 389 501 618 738 861 1084 Z(m) 53,5 54,0 54,5 55,0 55,5 56,0 56,5 57,0 57,5 58,0 58,5 59,0 59,5 60,0 Cuối kè Q(m /s) 0,094 8,20 31,0 65,1 106 150 242 325 426 548 695 856 1030 1215 Z(m) 52,5 53,0 53,5 54,0 54,5 55,0 55,5 56,0 56,5 57,0 57,5 58,0 58,5 Q(m3/s) 0,314 16,0 45,7 86,8 134 187 235 310 389 440 651 895 1203 Xem phụ lục từ đến 3.2 Các mực nước nhỏ nhất, lớn thiết kế mực nước tạo lòng 3.2.1 Các mực nước nhỏ nhất, lớn thiết kế Từ tài liệu mực nước trạm Quảng Cư tiến hành tính toán mực nước lớn nhất, nhỏ theo tần suất thiết kế Các mực nước thiết kế vị trí Đầu kè, Giữa kè, cuối Kè tính chuyển theo độ dốc sông từ trạm Quảng Cư đến vị trí tính toán Kết tính toán bảng sau: Thuyết minh tính toán thủy văn TKKTTC Công trình Kè bảo vệ chống sạt lở hai bờ sông Phó Đáy khu vực thị trấn Sơn Dương, huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang Bảng - 2: Mực nước nhỏ thiết kế Tuyến 50% 75% 80% 85% 90% 95% 97% 2655 0.002 0.132 2655 2650 2649 2648 2647 2645 2644 Đầu Kè 5614 5610 5609 5608 5606 5604 5603 Giữa Kè 5481 5477 5476 5475 5474 5471 5470 Cuối Kè 5347 5343 5342 5341 5339 5337 5336 Quảng Cư Hbq Cv Cs H(cm) Xem phụ lục từ đến Bảng - 3: Mực nước lớn thiết kế H(cm) Tuyến Hbq Cv Cs 0,5% 1% 1,5% 2% 5% 10% Quảng Cư 1615 0.05 0.125 3292 3243 3213 3192 3121 3062 Đầu Kè 6205 6156 6126 6105 6034 5975 Giữa Kè 6071 6022 5992 5971 5900 5841 Cuối Kè 5936 5887 5857 5836 5764 5706 Xem phụ lục từ đến Bảng - 4: Mực nước lớn tháng mùa thi công Vị trí H(cm) Tháng XI XII I II III IV V XI-V 5% 2849 2715 2698 2738 2770 2864 2912 2934 10% 2798 2704 2690 2716 2741 2822 2875 2899 5% 5737 5603 5586 5626 5658 5752 5800 5822 10% 5686 5592 5578 5604 5629 5710 5763 5787 5% 5608 5474 5456 5497 5528 5622 5671 5693 10% 5556 5462 5448 5474 5500 5580 5634 5657 5% 5477 5343 5325 5366 5397 5491 5540 5562 10% 5425 5331 5317 5343 5369 5449 5503 5526 Quảng Cư Đầu kè Giữa kè Cuối kè Xem phụ lục từ đến 23 3.2.2 Lưu lượng, mực nước tạo lòng Mực nước tạo lòng xác định dựa vào đường quan hệ Q ~ Z vị trí tính toán theo lưu lượng tạo lòng Lưu lượng tạo lòng tính chuyển theo lưu lượng tính toán từ tài liệu trạm Quảng Cư, lưu lượng tạo lòng tính lưu lượng lũ ứng với tần suất 5% Lưu lượng lớn mặt cắt đầu kè, kè cuối kè bờ trái tính chuyển từ lưu lượng lớn trạm thủy văn Quảng Cư theo công thức kinh nghiệm: Thuyết minh tính toán thủy văn TKKTTC Công trình Kè bảo vệ chống sạt lở hai bờ sông Phó Đáy khu vực thị trấn Sơn Dương, huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang n FQC QP = F - qF Trong đó: QP: Lưu lượng theo tần suất tính toán q: Môđuyn đỉnh lũ lưu vực Quảng Cư FQC: Diện tích lưu vực trạm Quảng Cư, FQC = 1190km2 F: Diện tích lưu vực tính đến vị trí tính toán n: Hệ số triết giảm đỉnh lũ Kết tính toán bảng sau: Bảng - 5: Mực nước tạo lòng vị trí STT Đặc trưng Giá trị Q5% trạm Quảng Cư (m3/s) 837 Q5% vị trí tính toán (m3/s) 650 Mực nước tạo lòng điểm Đầu Kè (m) 60,13 Mực nước tạo lòng điểm Giữa Kè (m) 58,36 Mực nước tạo lòng điểm Cuối Kè (m) 57,50 Xem phụ lục từ 24 đến 25 3.3 Vận tốc dòng chảy lớn Đoạn sông vị trí tuyến kè trạm đo đạc thủy văn Gần vị trí tuyến có trạm thủy văn Quảng Cư có đo đạc lưu lượng vận tốc dòng chảy Thống kê giá trị vận tốc lớn liệt tài liệu (1960-1976) hai trận lũ lịch sử năm 1969 1971, xác định vận tốc dòng chảy lớn sau: Bảng - 6: Vận tốc dòng chảy lớn trạm Quảng Cư V(m/s) - STT Đặc trưng 1969 1971 Vận tốc lớn 2,02 2,69 Vận tốc trung bình thủy trực lớn 1,60 1,93 Khoảng cách từ trạm thủy văn Quảng Cư đến tuyến đo không lớn, đoạn sông vị trí tương đối thẳng với đặc trưng lòng, bãi giống nhau, lượng gia nhập khu không đáng kể, Do đó, sử dụng vận tốc dòng chảy lớn trạm Quảng Cư làm vận tốc dòng chảy lớn thiết kế tuyến kè Để đảm bảo an toàn thiết kế, chọn vận tốc dòng chảy lớn trận lũ lịch sử 1971 làm vận tốc thiết kế: Vận tốc dòng chảy lớn nhất: Vmax = 2,69m/s Vận tốc dòng chảy lớn trung bình thủy trực: VTbmax = 1,93m/s Thuyết minh tính toán thủy văn TKKTTC Công trình Kè bảo vệ chống sạt lở hai bờ sông Phó Đáy khu vực thị trấn Sơn Dương, huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang Chương Kết luận kiến nghị 4.1 Kết luận Tài liệu khí tượng, thủy văn sử dụng xem xét mức độ xác kết tính toán hoàn toàn tin cậy được, dùng cho thiết kế tuyến kè giai đoạn TKKTTC 4.2 Kiến nghị Vận tốc dòng chảy lớn đoạn sông Phó Đáy khu vực công trình xác định dựa vận tốc dòng chảy lớn thực đo trạm Quảng Cư Vì kiến nghị nên tiến hành khảo sát đo đạc lưu tốc dòng chảy lớn vị trí tuyến công trình điều kiện cho phép Nếu có thể, nên tiến hành điều tra mực nước kiệt nhất, lớn vị trí công trình, đồng thời quan trắc mực nước thời gian tháng mùa kiệt để xác định độ dốc mặt nước sông nhằm xác hóa thông số thủy văn thiết kế Thuyết minh tính toán thủy văn TKKTTC