DATN NẬM NGAM PHUONG ÁN 1

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỒ CHỨA NƯỚC NẬM NGAM PHƯƠNG ÁN 1

LỜI CẢM ƠN.

Sau thời gian 14 tuần làm đồ án tốt nghiệp, với sự cố gắng của bản thân và được

sự hướng dẫn nhiệt tình, khoa học của thầy giáo ThS Nguyễn Hoàng Long – Bộ môn Thuỷ Công – Trường Đại Học Thuỷ Lợi, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình.Với đề tài : “ Thiết kế hồ chứa nước Nậm Ngam – PA1.”

Thời gian làm đồ án tốt nghiệp là một dịp tốt để em có điều kiện hệ thống lại kiến thức đã được học trong những năm tại trường, giúp em biết cách áp dụng lý thuyết đã được học vào thực tế và làm quen với công việc của một kĩ sư thiết kế công trình thuỷ lợi Những điều đó đã giúp em có thêm hành trang kiến thức chuyên ngành

để chuẩn bị cho tương lai và giúp em đỡ bỡ ngỡ khi bước vào nghề với công việc thực

tế của một kĩ sư thuỷ lợi sau này

Mặc dù bản thân đã hết sức cố gắng nhưng do điều kiện thời gian hạn chế nên trong đồ án em chưa giải quyết được đầy đủ và sâu sắc các trường hợp trong thiết kế cần tính, mặt khác do trình độ và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên trong đồ án không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo giúp cho đồ án của em được hoàn chỉnh hơn, chính xác hơn, giúp cho kiến thức chuyên môn của em được hoàn thiện

Để đạt được kết quả này em đã được các thầy các cô trong trường ĐHTL, từ các thầy các cô ở các môn học cơ sở đến các thầy các cô ở các môn chuyên ngành dạy bảo tận tình, truyền đạt tất cả những tâm huyết của mình cho em được có ngày trở thành một kỹ sư thực thụ Em xin chân thành cảm ơn các thầy các cô

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô giáo trong bộ môn Thủy Công đặc biệt là thầy giáo ThS Nguyễn Hoàng Long đã tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện để em hoàn thành đồ án này

Hà Nội, ngày 20 tháng 01 năm 2016

Sinh viên thực hiện

MỤC LỤC

PHẦN I TÀI LIỆU CƠ BẢN

CHƯƠNG 1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

1.1 Vị trí và nhiệm vụ công trình.

1.1.1 Vị trí công trình.

Cụm công trình đầu mối dự kiến xây dựng nằm trên suối Nậm Ngam, thuộc địa phận bản Nậm Ngam A xã Pu Nhí Huyện Điện Biên Đông tỉnh Điện Biên Cách thị xãĐiện Biên 20km, cách thị trấn Na Son 23km rất thuận tiện cho xây dựng công trình

Vị trí cụm đầu mối có toạ độ : 21030' vĩ độ Bắc

1.2 Các điều kiện tự nhiên

1.2.1 Điều kiện địa hình.

Suối Nậm Ngam là một nhánh chính của sông Nậm Ngam, phát nguyên từ dãy núi Pu Huốt xã Mường Phăng, huyện Điện Biên Diện tích lưu vực tính đến tuyến công trình là 14,8km2 Xung quanh lưu vực là núi cao bao bọc, thung lũng chật hẹp, càng về hạ lưu gần bản Nậm Ngam A thung lũng được mở rộng có chỗ tới 0,9km, nhưng tại cuối bản suối bị thắt lại bới hai dãy núi có cao độ +1248 có khả năng tạo thành một lòng hồ chứa nước tương đối tốt Lòng suối về mùa cạn chỉ rộng vài mét tuynhiên về mùa lũ nước chảy tràn trên cánh đồng rộng gần 200m

Đặc điểm địa hình khu vực cụm công trình đầu mối tương đối hẹp, mái dốc của các sườn núi thay đổi từ 500 đến 650 Với các khu tưới do bị các dãy núi phân chia thành các mảnh nhỏ chạy dọc các thung lũng ven suối, xung quanh bị bao bọc bởi các dãy núi, các thửa ruộng kiểu này phân bố trên hầu hết các bản của xã Pú Nhi

1.2.2 Đặc điểm địa chất.

a Phân vùng I: Khu vực có địa hình khá bằng phẳng hoặc dốc thoải trải dọc về hai phía thuộc thềm dọc theo suối Nậm Ngam và chi lưu của nó, phạm vi phân bố có dạng hẹp và kéo dài Đất đá phía trên là các thành tạo bồi, lũ tích sông (a,pQ) với thành phần chính sét pha, cát pha lẫn sét bụi đến cuội sỏi; thành phần hạt nhỏ là thạch anh và phenspát Chiều dày của tầng này thay đổi từ 3,0 – 8,0m và phủ lên trên tầng phong hoá mạnh của đá cát sạn kết

b Phân vùng II: Khu vực có địa hình dốc chiếm đa phần diện tích hồ đó là các sườn đồi và các dãy núi dọc cánh trái đường viền hồ Đây là vùng phát triển các thành tạo có nguồn gốc sườn tích (dQ); thành phần chủ yếu là đất sét pha nặng đôi chỗ có lẫn tảng lăn, tảng sót, kích thước từ 0,2 – 1,5m; Chiều dày trung bình từ 1,5 - 3,0m

c Phân vùng III: Tầng đá gốc đá grano diorit, Điorit thạch anh phong hoá vừa, mức độ nứt nẻ của đá từ trung bình đến ít Trong lòng hồ, diện lộ trên bề mặt thường ởdạng nhỏ dưới dạng các khối độc lập nơi tầng phủ trên mặt bị bào mòn Phía đầu sườn vai phải đập, tầng đá gốc xuất lộ dưới dạng một Batolit lớn có sườn dốc đứng Nhìn chung tầng đá gốc có cấu tạo dạng khối, cường độ cứng chắc, ít nứt nẻ

Địa chất tại vùng lòng hồ Nậm Ngam có lớp tầng phủ dày, gồm các lớp đất có hàm lượng sét cao tính thấm nước từ yếu đến trung bình; Tầng đá gốc có chiều dày hàng Km thường nằm sâu, cấu tạo khối nứt nẻ nhỏ nên tính thấm nước yếu; Tầng đá gốc ít bị ảnh hưởng vò nhàu, đập vỡ do đứt gãy kiến tạo Dọc theo đường viền hồ là các dãy núi cao ngăn cách nước tốt với các lưu vực khác; Những điều kiện này cho thấy hồ có khả năng trữ nước tốt và sẽ không xảy ra hiện tượng thấm mất nước từ hồ sang các lưu vực lân cận

Bảng 1 1 Chỉ tiêu cơ lý của vật liệu đất nền

(kN/m 3 )

φ ( 0 )

C (kN/m 2 )

K

E (kN/m 2 )

Nước mặt và nước ngầm trong khu vực là loại nước nhạt Bicacbonat Canxi magiê có độ pH = 7,0 - 7,2; độ kiềm Bicacbonát [HCO3- ] = 1,52 - 2,59mg/l; hàm lượng các ion muối tan khác [CL-] = 0,16 - 0,24g/l; [Mg+ ] = 0,51 - 0,86mg/l Qua đốichiếu hàm lượng hoá học của nước với các chỉ tiêu được quy định trong tiêu chuẩn ngành 14TCN 78 - 88 nhận thấy: nước trong khu vực công trình không có bất cứ một dấu hiệu nào về khả năng ăn mòn các loại đối với bê tông dùng cho công trình thuỷ công

1.2.3 Vật liệu đắp đập

Vật liệu xây dựng được cung cấp tại TP Điện Biên có trữ lượng dồi dào, chất lượng tốt Đường vận chuyển thuận tiện, khoảng cách từ công trình đến Thành phố là 28km đường cấp IV

Bảng 1.2 Tổng hợp chỉ tiêu cơ lý bãi vật liệu VL3

Chỉ tiêu cơ lý Chế bị Bão hoà

19,5

18,1

18,7

16,1

13,8

12,2

12,5

14,9

14,8

13,8

185,3

Tốc độ gió lớn nhất được thu thập từ chuỗi tài liệu quan trắc của trạm Điện Biên, kết quả tính toán như sau: V4% =30(m/s), V50% = 10 (m/s)

Lưu lượng dòng chảy trung bình nhiều năm Q0 được xác định theo công thức:

Bảng 1.4 Tổng hợp các đặc trưng thuỷ văn vùng công trình

Chọn mô hình đại biểu

Mục tiêu tính toán là thiết kế hồ chứa nên chọn những năm có dòng chảy bất lợi nhất để phân phối Từ liệt tài liệu dòng chảy trạm Nứa Ngàm từ 1970 – 1975, chọn môhình năm 1975 (có lượng dòng chảy mùa lũ chiếm tỷ lệ 83,7% tổng lượng dòng chảy toàn năm) để phân phối dòng chảy năm cho lưu vực

Kết quả tính toán phân phối dòng chảy năm thiết kế 85% cho lưu vực

Bảng 1 5 Phân phối dòng chảy năm thiết kế tần suất 85%

Thán

TB năm Tuyế

0,07 5

0,05 8

0,08 5

0,34 1

1,14 4

1,03 2

0,50 7

0,70 7

0,29 3

0,21 4

0,23

1.2.5 Dòng chảy lũ:

Nội dung tính toán xác định các thông số: Lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất thiết kế (Q

m p%), tổng lượng lũ lớn nhất thiết kế (W m p%), đường quá trình lũ lớn nhất thiết kế ((Qt) m p%)

Để tính toán các đặc trưng dòng chảy lũ lớn nhất thiết kế cho lưu vực hồ chứa, dolưu vực hồ không có tài liệu thực đo dòng chảy nên sử dụng một số phương pháp tính toán gián tiếp Ở đây sử dụng công thức cường độ giới hạn để tính lưu lượng đỉnh lũ cho lưu vực Kết quả tính toán như sau:

• Tính đường quá trình lũ thiết kế:

Vì lưu vực nhỏ nên chọn dạng đường quá trình lũ có dạng hình tam giác với thời gian lũ xuống bằng γ = 1,5 lần thời gian lũ lên TX = 1,5Tl

Đường quá trình lũ đến với tần suất thiết kế P = 1% và kiểm tra P = 0,2% ghi trong bảng 1.6

Bảng 1.6 Đường quá trình lũ thiết kế,kiểm tra, vượt kiểm tra

Lưu

Thời gian

Lưu lượng

Thời gian

Lưu lượng

Độ đục bình quân nhiều năm: sau khi tham khảo số liệu đo đạc, kết hợp với số liệu đã chọn để tính toán cho các công trình Pe Luông, Thác Bay, Nậm Rốm chọn độ đục tính toán cho lưu vực hồ tính toán là ρo = 250 (g/m3)

Tổng lượng nước yêu cầu tại đầu mối hồ chứa bao gồm: lượng nước yêu cầu cấp

bổ sung cho đập dâng Tạ Té B và lượng nước yêu cầu tưới cho khu tưới Nậm Ngam Cđược tính toán trong bảng 3.6

Bảng 1.7 Tổng lượng nước yêu cầu tại đầu mối hồ chứa

2,43 2

1,36 0

0,16 6

0,33 9

0,16 3

0,09 4

0,16 6

0,11 4

0,30 6

0,27 4

10,96 3

Mực nước khống chế đầu kênh phải thỏa mãn yêu cầu tưới tự chảy theo tài tiệu tính toán thủy nông Zkc= 1125 (m)

1.3 Điều kiện dân sinh kinh tế

1.3.2 Nông nghiệp và nông thôn.

Trong toàn vùng dự án có 930 hộ nông nghiệp ( chiếm 95% ) Nguồn thu nhậpchủ yếu của các hộ này là từ sản phẩm trông trọt và chăn nuôi

Trong sản xuất nông nghiệp, đất đai là tư liệu sản xuất chính của xã SiPaPhìn, tổng diện tích đất nông nghiệp của vùng hiện tại là 145 ha, diện tích đất bình quân của

1 hộ là 0,16 ha

* Về giao thông:

Tại vùng dự án có một số tuyến đường giao thông rải đất cấp phối với chiều rộng

từ 5-7m Tuy nhiên các tuyến đường này mới chỉ nối trung tâm xã Pú Nhi và một số bản lớn, các bản còn lại chưa có tuyến đường giao thông Với địa chất đất có tính sét cao, vào mùa mưa các tuyến đường giao thông trên bị xói lở nhiều và rất lầy lội, các phương tiện cơ giới khó có thể vận chuyển được Hiện tại vào mùa mưa việc liên lạc với bên ngoài của một số Bản hầu hết bằng ngựa thồ, xe mô tô

* Về điện: Hiện tại có một đường dây điện 35kv cung cấp điện cho xã Điện đã được đưa tới phần lớn các bản của xã Pú Nhi Hiện nay điện mới chỉ được dùng cho sinh hoạt

1.4 Các thông số của hồ chứa

1.4.1 Đường đặc tính quan hệ Z ~ F, Z ~ V

b Theo chiều cao công trình và loại nền: Với nhiệm vụ công trình như trên thì chiều cao đập khoảng 15m - 35m, đất nền là đất á sét thuộc nhóm B nên thuộc công trình cấp II.

=> Tổ hợp lại ta có công trình là công trình cấp II theo QCVN 04-05.2012

Tương ứng với công trình cấp III theo TCVN 8216:2009

- Tần suất lũ kiểm tra: P=0,2%

- Tần suất lũ vượt kiểm tra: P=0,1%

- Tần suất gió lớn nhất và gió bình quân lớn nhất: Pmax=4%; Pbq=50%

- Tần suất tưới bảo đảm: P=85%

Hệ số tính toán:

- Hệ số tin cậy khi tính ổn định, độ bền: Kn=1,15

- Hệ số điều kiện làm việc: m=1

- Thời gian tính toán dung tích bồi lắng hồ: T=75 năm

- Hệ số an toàn cho phép về ổn định mái đập đất ( Bảng 7.Mục 6.7.3.2 TCVN 8216:2009):

- Đối với tổ hợp tải trọng cơ bản nc = 1,00

+ Đối với tổ hợp tải trọng đặc biệt nc = 0,90

+ Đối với tổ hợp tải trọng trong thời kì thi công và sửa chữa nc = 0,95

Mức đảm bảo tính toán của chiều cao sóng leo : i = 1%

1.4.3 Tính toán mực nước chết của hồ chứa (MNC)

Mực nước chết là mực nước khai thác thấp nhất của hồ chứa nước

Dung tích chết Vc là phần dung tích của hồ chứa nước nằm dưới cao trình mực nước chết, nó không tham gia vào quá trình điều tiết dòng chảy

Mực nước chết và dung tích chết có quan hệ với nhau qua đường đặc trưng địa hình hồ chứa Z~V

Hồ chứa nước Nậm Ngam xây dựng nhằm cung cấp nước tới cho đất canh tác nông nghiệp, tạo nguồn nước sinh hoạt nên MNC phải đảm bảo thỏa mãn hai điều kiệnsau:

a Xác định MNC theo điều kiện lắng đọng bùn cát:

Hình 1.1 Sơ đồ tính toán mực nước chết theo điều kiện lắng đọng bùn cát

bc dMNC=Z +h +h

Trong đó:

Zbc: cao trình bùn cát lắng đọng trong suốt quá trình làm việc của hồ

a : chiều cao lớp nước đệm từ cao trình bùn cát đến cửa cống

Theo kinh nghiệm hd = (0,5-1,0) Chọn hd= 1

h: chiều cao lớp nước trước cửa cống đảm bảo lấy đủ lượng nước thiết kế.Theo kinh nghiệm h=(1-1,5).Chọn h=1,2

Tính Zbc:

Zbc = f ∑ ∑Vbc Vbc =V T

;SVTH: Nguyễn Trung Đức 13 Lớp

Ta có: Vbc = Vll + Vdd

Trong đó :

Vll : thể tích bùn cát lơ lửng lắng đọng lại trong hồ (m3)

Vdd : thể tích bùn cát di đẩy lắng đọng lại trong hồ (m3)

Xác định hàm lượng bùn cát lơ lửng :

( )

6 331,536 10 m

o ll

R T V

γ

×

Trong đó:

T = 75 năm: Tuổi thọ công trình, xác định dựa vào cấp công trình

γll : Khối lượng riêng của bùn cát lơ lửng, γ ll = 0,8 T/m3.

Lưu lượng bùn cát lơ lửng xác định theo công thức:

Q0 = 0,319m3/s: Lưu lượng bình quân năm

Tổng lượng bùn cát lơ lửng trong 75 năm:

Hình 1.2 Sơ đồ tính toán mực nước chết theo điều kiện khống chế tưới tự chảy.

Theo tài liệu thủy văn về phân phối dòng chảy năm thiết kế (P = 85%)và yêu cầu

sử dụng nước ở hạ du trong năm ta có:

Lượng nước đến trong năm: WQ= 12,688 x106 m3

SVTH: Nguyễn Trung Đức 15 Lớp

Lượng nước dùng trong năm: Wq = 10,963x106 m3.

So sánh ta thấy WQ > Wq,ta thấy trong một năm lượng nước đến luôn đáp ứng

được nhu cầu dùng nước.Vậy ta tiến hành điều tiết năm đối với hồ chứa nước Nậm

Ngam, theo phương pháp lập bảng dựa trên phương trình cân bằng nước:

1 2 2

1 2

1

2

q q t Q Q

q1, q2 : là lưu lượng nước dùng đầu và cuối thời đoạn

V1, V2 : là dung tích hồ tại thời điểm đầu và cuối thời đoạn

Cột 2: Số ngày trong tháng của năm thủy văn.

Cột 3: Phân phối lưu lượng nước đến của năm thiết kế tương ứng với tần suấtthiết kế

Cột 4: Phân phối tổng lượng nước dùng WQ = Q.∆

t

Cột 5: Tổng lượng nước thừa Wq =q ∆

t

Cột 6: Lượng nước thừa hàng tháng ΔV+ = WQ- Wq

Cột 7: Lượng nước thiếu hàng tháng ΔV-= Wq- WQ

Cột 8: Lượng nước lũy tích trong hồ hàng tháng

Cột 9: Lượng nước xả trong hồ hàng tháng

Lượng nước lũy tích trong hồ hàng tháng phải nhỏ hơn Vh Nếu lượng nước lũytích lớn hơn Vh thì phải tiến hành xả thừa Trong thời kỳ cấp nước, phần dung tíchhiệu dụng được cấp cho thời kỳ thiếu nước sao cho cuối thời kỳ thiếu nước phần dungtích trên MNC bằng 0

Ftb: là diện tích mặt thoáng trung bình trong thời đoạn tính toán ∆

t

Ftb được tính thông qua quan hệ V~F~Z

b Tổn thất do thấm.

SVTH: Nguyễn Trung Đức 17 Lớp

Tổn thất thấm là lượng nước thấm qua nền và qua thân công trình đập ngăn và qua hai vai đập xuống hạ du Tổn thất do thấm phụ thuộc vào loại đất đắp đập, địa chấtlòng hồ và lượng nước trữ trong kho nước.

Lượng tổn thất này được xác định gần đúng bằng cách căn cứ vào dung tích hồ bình quân trong những thời đoạn tính toán:

Cột 1: Các tháng sắp xếp theo năm thủy văn

Cột 2: Quá trình dung tích nước trong hồ bằng cột 8 bảng 1.9 của lần tínhchưa kể tổn thất cộng thêm dung tích chết Vc=0,581x106 (m3)

Cột 3: Dung tích bình quân của hồ trong thời đoạn Δt

Cột 4: Diện tích mặt nước bình quân của hồ trong thời đoạn tính toán có quan

hệ với cột 3 theo quan hệ phụ trợ V~F~Z

Cột 5: Phân phối tổn thất bốc hơi phụ thêm sắp xếp theo năm thủy văn

Cột 6: Lượng nước tổn thất bốc hơi phụ thêm (6)=(4).(5)

Cột 7: Lượng nước tổn thất do thấm (7)=K(%).(3) Sơ bộ lấy K=1%

Cột 8: Tổng lượng nước tổn thất (8)=(6)+(7)

Cột 9: Phân phối lượng nước đến hàng tháng

Cột 10: Phân phối lượng nước dùng hàng tháng

Cột 11: Lượng nước thừa hàng tháng (11)=(9)-(10)-(8)

Cột 12: Lượng nước thiếu hàng tháng (12)=(10)+(8)-(9)

Cột 13: Quá trình diễn biến lượng nước trong hồ

Cột 14: Lượng nước xả thừa

SVTH: Nguyễn Trung Đức 19 Lớp

Bảng 1.10 Kết quả tính toán dung tích hiệu dụng có kể đến tổn thất.

* Từ kết quả của bảng 1-10 nhận thấy: Vh’ =

Cột 1: Các tháng sắp xếp theo năm thủy văn

Cột 2: Quá trình dung tích nước trong hồ bằng cột 2 bảng 1.10 của lần tính kểtổn thất cộng thêm dung tích chết Vc=0,581x106 (m3)

Cột 3: Dung tích bình quân của hồ trong thời đoạn Δt

Cột 4: Diện tích mặt nước bình quân của hồ trong thời đoạn tính toán có quan

hệ với cột 3 theo quan hệ phụ trợ V~F~Z

Cột 5: Phân phối tổn thất bốc hơi phụ thêm sắp xếp theo năm thủy văn

Cột 6: Lượng nước tổn thất bốc hơi phụ thêm (6)=(4).(5)

Cột 7: Lượng nước tổn thất do thấm (7)=K(%).(3) Sơ bộ lấy K=1%

Cột 8: Tổng lượng nước tổn thất (8)=(6)+(7)

Cột 9: Phân phối lượng nước đến hàng tháng

Cột 10: Phân phối lượng nước dùng hàng tháng

Cột 11: Lượng nước thừa hàng tháng (11)=(9)-(10)-(8)

Cột 12: Lượng nước thiếu hàng tháng (12)=(10)+(8)-(9)

Cột 13: Quá trình diễn biến lượng nước trong hồ

Cột 14: Lượng nước xả thừa

SVTH: Nguyễn Trung Đức 21 Lớp

Bảng 1.11 Kết quả tính toán dung tích hiệu dụng V h có kể đến tổn thất lần 2.

* Từ kết quả của bảng 1-11 nhận thấy: Vh’ =

1.4.5 Tính toán điều tiết lũ

- Tìm ra quan hệ lưu lượng lũ đến theo thời gian (Q~t) và lưu lượng xả lũ theo thời gian (q~t).

- Tìm ra các mực nước lũ ứng với các tần suất lũ P%.

- Tìm ra dung tích siêu cao, lưu lượng xả lũ lớn nhất.

3/2 2

(1-2)Trong đó:

- Q1, Q2: là lưu lượng đến ở đầu và cuối thời đoạn tính toán

- q1, q2: là lưu lượng xả tương ứng

- V1, V2: là lượng nước có ở trong kho đầu và cuối thời đoạn ∆t

- qxả: lưu lượng xả lũ qua tràn

- m: hệ số lưu lượng

- ε

: hệ số co hẹp bên

SVTH: Nguyễn Trung Đức 23 Lớp

Quan hệ Z~V bảng 1.6 , đường quá trình lũ ứng với các tần suất lũ bảng 1.8

- Cột 1: Thời đoạn tính toán

- Cột 2: Thời gian điều tiết Thời điểm đầu tiên t1=5giờ

- Cột 3: Lưu lượng lũ đầu thời đoạn Q1=f(t1)

- Cột 4: Mực nước hồ đầu thời đoạn Tại thời đoạn đầu tiên điều tiết Z1=ZKCTL

- Cột 5: Lưu lượng xả đầu thời đoạn Ở thời đoạn 1 Qx1=Q1

- Cột 6: Lượng nước trong hồ đầu thời đoạn Ở thời đoạn 1 V1 = V(ZKCTL)

- Cột 7: Lưu lượng lũ cuối thời đoạn Q1=f(t2)với t2=t 1+Δt

- Cột 8 : Mực nước hồ cuối thời đoạn Giả thiết và tính thử dần cho đến khi đạt giá trị ở cột 14<SCP (Sai số cho phép) mới ghi vào bảng

- Cột 9 : Mực nước trên ngưỡng cuối thời đoạn H2=Z2-Zng

- Cột 10 : Lưu lượng xả qua tràn cuối thời đoạn

VT VP−

Tính toán điều tiết lũ với 3 phương án tràn B tràn =36m, B tràn =39m, B tràn =42m

Ứng với tần suất lũ thiết kế P=1% Kết quả ở các bảng sau:

SVTH: Nguyễn Trung Đức 25 Lớp

Bảng 1.13 Kết quả tính toán điều tiết lũ ứng với B tràn = 36(m), tần suất lũ thiết kế P=1%

Thời

đoạn

SS (Giờ) (m 3 /s) (m) (m 3 /s) (Triệu m 3 ) (m 3 /s) (m) (m) (m 3 /s) (Triệu m 3 ) (Triệu m 3 ) (Triệu m 3 )

1145,8 4

1146,8 2

1147,1 4

1,3 6

1147,7 7

1,9 9

1148,0 5

2,2 7

1148,4 9

2,7 1

1148,5 5

2,7 7

312,38

đoạn

SS (Giờ) (m 3 /s) (m) (m 3 /s) (Triệu m 3 ) (m 3 /s) (m) (m) (m 3 /s) (Triệu m 3 ) (Triệu m 3 ) (Triệu m 3 )

1148,2 6

2,4 8

1148,1 4

2,3 6

1147,8 4

2,0 6

1147,6 8

1,9 0

1,3 9

Bảng 1.14 Kết quả tính toán điều tiết lũ ứng với B tràn = 39(m), tần suất lũ thiết kế P=1%

Thời

đoạn

SS (Giờ) (m 3 /s) (m) (m 3 /s) (Triệu

đoạn

SS (Giờ) (m 3 /s) (m) (m 3 /s) (Triệum3) (m 3 /s) (m) (m) (m 3 /s) (Triệum3) (Triệu m 3 ) (Triệu m 3 )

Hình 1.5 Đường quá trình xả lũ của đập tràn không có cửa van B=39m, P=1%

Bảng 1.15 Kết quả tính toán điều tiết lũ ứng với B tràn = 42(m), tần suất lũ thiết kế P=1%

Bảng tính toán điều tiết lũ ứng với tần xuất lũ kiểm tra, vượt kiểm tra trong bảng P1.1, P1.2, P1.3, P1.4, P1.5, P1.6 phụ lục 1.

Bảng 1.16 Kết quả tính toán điều tiết lũ ứng với tần suất thiết kế P=1%

PHẦN II THIẾT KẾ CƠ SỞ

2.1.1 Chọn loại và hình thức:

Tính toán sơ bộ dựa vào cấp công trình, điều kiện địa hình, điều kiện địa chất đãxác định ở chương 1 Theo tài liệu khảo sát vật liệu xây dựng đảm bảo đủ đất xây dựngđập Xây dựng đập đất tận dụng được vật liệu địa phương với hệ số thấm nhỏ làm giảm

chi phí cho công trình Đập đất thi công nhanh chóng giúp sớm đưa công trình vào sửdụng phục vụ Vì thế ta chọn đập đất đồng chất.

2.1.2 Xác định các kích thước cơ bản mặt cắt ngang đập:

- Δh, Δh’: Độ dềnh cao do gió ứng với MNDBT và MNLTK

- hsl, hsl’: Chiều cao sóng leo ứng với gió lớn nhất và gió bình quân lớn nhất

- a, a’, a’’: Độ vượt cao an toàn tra trong TCVN 8216-2009

Cao trình đỉnh đập được chọn: Zđđ = max (Zđ1, Zđ2, Zđ3,Zđ4)

a) Xác định cao trình đỉnh đập ứng với MNDBT và MNLTK :

• Xác định độ dềnh cao do gió ∆h theo công thức:

s

H g

D V

10.2

2 6

−

=

∆

(2-5)Trong đó:

- V: Vận tốc gió lớn nhất ứng với tần suất 4% tính cho MNDBT, tần suất 50% tính cho MNLTK

- D: Chiều dài đà gió ứng với vận tốc gió V

- H: Độ sâu nước trước đập ứng với mực nước tính toán H = MN tính toán -Zđáy

Zđáy = 1114,8 m đã bóc phong hóa

- αs: Góc kẹp giữa trục dọc của hồ và hướng gió chính, αs = 0o⇒

cos αs=1

• Chiều cao sóng leo có mức bảo đảm 1% theo quy phạm thủy lợi C1-78:

hsl 1% = K1.K2.K3.K4.Kα.hs1% (2-6)Trong đó :

- hs1% : chiều cao sóng ứng với mức bảo đảm 1%

- K1, K2, K3, K4, Kα : Các hệ số

Giả thiết rằng trường hợp đang xét là sóng nước sâu:

λ 0,5

Tra đồ thị hình 35 QPTL C1-78 ứng với đường bao trên cùng với một giá trị không thứ

nguyên ta xác định được cặp trị số  V 

g V

, nhưsau :

và mức đảm bảo i =1% Thay vào công thức (2-9) ta được hs1%

•Xác định các hệ số trong công thức (2-6)theo QPTL C1-78:

K1, K2: hệ số phụ thuộc vào đặc trưng lớp gia cố mái và độ nhám tương đối trên mái

( gia cố bằng tấm bê tông) tra ở QPTL C1-78 ta được K1 = 1, K2 = 0,9

K3: Hệ số phụ thuộc vào vận tốc gió và hệ số mái nghiêng m

K4: Hệ số được xác định từ đồ thị phụ thuộc vào hệ số mái nghiêng của công trình m và

tỷ số s1%

h

λ

Kα: Hệ số phụ thuộc vào góc α giữa hướng gió và pháp tuyến với trục đập Kα = 1

Thay các trị số K1; K2; K3; K4; Kα; hs1%vào công thức (2-6) ta được: hsl 1%

Thay vào công thức (2-1) ta được: Zđ1

Bảng 2.1: Tổng hợp kết quả tính toán cao trình đỉnh đập ứng với MNDBT và MNLTK

Thông số Đơn vị Trường hợp tính toán

Bảng 2.2: Tổng hợp kết quả tính toán cao trình đỉnh đập ứng với MNLKT và MNLVKT

Từ kết quả bảng 2.1; bảng 2.2 ta có Z đđ = max (Z đ1 , Z đ2 , Z đ3, Z đ4 )

Tổng hợp kết quả cho các trường hợp trong bảng 2.3:

Bảng 2.3:Bảng tổng hợp cao trình đỉnh đập ứng với các B tr

Btr(m) 36 39 42

Kiểm tra lại cấp công trình:

Bảng 2.4:Lựa chọn cấp công trình theo chiều cao đập

Vậy cả 3 phương án đều là công trình cấp II

2.1.3 Cấu tạo chi tiết đập

Mái đập phải đảm bảo ổn định theo tiêu chuẩn quy định trong mọi điều kiện làmviệc của đập.Hình dạng và kích thước mái dốc phụ thuộc vào hình thức, chiều cao đập,loại đất đắp, tính chất nền, điều kiện thi công, khai thác… Đất có hệ số dính và hệ sốmasát trong càng bé thì mái dốc càng thoải, vì vậy mà mái dốc thượng lưu thoải hơnmái dốc hạ lưu

Hệ số mái dốc lớn hay nhỏ ảnh hưởng đến điều kiện làm việc của đập như ổn địnhtrượt của mái dốc, ổn định thấm của than đập, lưu lượng thấm, khối lượng giá thànhcông trình Mái càng thoải thì càng tốt về mặt kĩ thuật tuy nhiên sẽ làm giá thành côngtrình tăng lên vì vậy mà ta phải xác định độ dốc mái hợp lý

Sơ bộ ta có thể chọn hệ số mái dốc theo công thức sau:

Mái thượng lưu : mtl = 0,05H + 2,00 (2.5)

Mái hạ lưu : mhl = 0,05H + 1,50 (2.6)

Trong đó : H :Chiều cao đập (m): H= Zđđ – Zđáy

Để thuận tiện cho thi công và bố trí cấu tạo đập sơ bộ ta chọn hệ số mái cho cả 3 phương án là:

+ Hệ số mái thượng lưu lần lượt là mtl1= 3,75

+ Hệ số mái thượng lưu lần lượt là mtl1= 3 ; mtl1= 3,25;

Hệ số mái được kiểm tra lại và quyết định thông qua tính ổn định đập

2.1.3.2 Cơ đập:

Theo TCVN 8216-2009 ta có: Phạm vi bảo vệ mái thượng lưu bắt đầu từ đỉnh đậpxuống dưới mực nước khai thác thấp nhất (thường là mực nước chết) 2,5 m đối với đậpcấp III trở lên, và dưới 1,5 m đối với đập cấp IV Trên mái đập nên bố trí các cơ do yêucầu thi công, kiểm tra sửa chữa trong quá trình quản lý khai thác, do sử dụng đê quai thicông ở thượng lưu và đống đá tiêu nước ở hạ lưu vào đập Số lượng cơ phụ thuộc vàochiều cao của đập, điều kiện thi công, kiểu gia cố mái và khả năng ổn định của toànđập

Ở mái thượng lưu, việc bố trí cơ đập phụ thuộc vào điều kiện thi công và hìnhthức bảo vệ mái

Ở mái hạ lưu, nên bố trí cơ để sử dụng vào việc tập trung và dẫn nước mưa, làmđường công tác, và làm tăng sự ổn định của mái đập khi cần thiết Nên bố trí 1 cơ phía

a)Bảo vệ mái thượng lưu

Trong quá trình làm việc của đập đất thì mái dốc của thượng lưu là nơi chịu tác dụng của nhiều lực phức tạp khác nhau đặc biệt là áp lực sóng, áp lực thấm thủy động khi mực nước hồ rút nhanh Nên cần phải gia cố cẩn thận đề phòng sự phá hoại của các lực này Có nhiều giải pháp công trình bảo vệ mái dốc thượng lưu nhưng ở đây để chống hiện tượng sạt lở mái do sóng gió gây lên với chiều cao tương đối lớn (ứng với MNDBT hs1%) ta sử dụng biện pháp bảo vệ mái bằng tấm bê tông cốt thép mác 200 kíchthước (150x150x15) cm để lát

Dưới tấm bê tông ta bố trí tầng đệm theo hình thức lọc ngược.

Hình 2.3: Bảo vệ mái thượng lưu

Theo TCVN 8216-2009 ta có: Phạm vi bảo vệ mái thượng lưu bắt đầu từ đỉnh đậpxuống dưới mực nước khai thác thấp nhất (thường là mực nước chết) 2,5 m

Vậy cao trình giới hạn bảo vệ mái thượng lưu là: +1124m

b) Bảo vệ mái hạ lưu