ĐỒ ÁN EADREK PHƯƠNG ÁN 2

Đồ án tốt nghiệp thiết kế hồ chứa nước ea drek phương án 2 . tính toán mặt cắt đập, tính toán tiêu năng, tính toán cống, tràn xả lũ.

MỤC LỤC

1

1

PHẦN I : TÌNH HÌNH CHUNG

CHƯƠNG 1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

1.1 Vị trí địa lý

- Hồ chứa Ea Dreh được xây dựng trên suối Ea Dreh thuộc xã Ia Hdreh huyện

Krông Pa Khu công trình đầu mối cách thị trấn Phú Túc 12 km theo đường chim bay

về phía Tây Nam có tọa độ địa lý : 13o05’50” vĩ độ Bắc; 108o38’35” kinh độ Đông

1.2 Đặc điểm địa hình- địa mạo

1.2.1 Đặc điểm địa hình – địa mạo

- Khu vực công trình đầu mối : Hai bên thềm suối mở rộng thành một thung lũng vàđược bao bọc xung quanh bởi các dãy núi cao, tạo điều kiện thuận lợi cho việc xâydựng hồ chứa

- Khu hưởng lợi nằm dọc theo phía bờ trái của suối Ea Dreh Địa hình khu tưới bịchia cắt mạnh bởi các suối và khe tụ thủy Hướng dốc chính của khu tưới là hướng TâyBắc – Đông Nam về phía suối Ea Dreh với độ dốc từ 3o – 10o

1.2.2 Điều kiện khí tượng thủy văn

1.2.2.1 Đặc trưng địa lý – thủy văn của lưu vực.

- Suối Ea Dreh phát nguyên từ các dãy núi cao phía Tây xaz Ia HDreh, chảy theohướng Đông – Đông bắc, nhập vào sông Ba tại vị trí trung tâm xã Ia Hdreh Các đặctrưng địa lý thủy văn của lưu vực tính đến tuyến xây dựng công trình đầu mối đượcxác định từ bản đồ 1/50000 được kết quả :

Bảng 1-2 : Các đặc trưng địa lý thủy văn của lưu vực

b, Các dự án đã xây dựng và nghiên cứu trong khu vực

- Một số công trình thủy lợi có quy mô tương đối lớn đã được xây dựng và đangnghiên cứu :

+ Hồ Ayun Hạ tỉnh Gia Lai đã xây dựng và đưa vào khai thác năm 1993

+ Hồ Ea Soup Thượng tỉnh Đắc Lắc

+ Hồ Ia Mía huyện Krông Pa tỉnh Gia Lai

1.2.2.3 Các đặc trưng khí hậu

Các đặc trung khí hậu của khu vực theo tài liệu quan trắc của trạm Cheo Reo :

Bảng 1-3: Phân bố nhiệt độ không khí hàng tháng

Yếu tố I II III IV V VI VII VIII IX X XI XIIVtbình 1.3 2.0 2.3 1.9 1.6 1.7 1.5 1.7 0.9 0.8 1.1 1.2

Bảng 1-6: Phân bố số giờ nắng hàng tháng,ngày (h)

h (giờ) 189.8 227.6 279.3 252.2 260.7 177.9 233.9 180.2 192.2 181.0 158.0 151.2

Bảng 1-7 : Phân bố lượng bố hơi tháng trong không khí đo bằng ống piche (mm)

Z (mm) 135.2 166.2 244.0 219.5 183.4 132.6 145.6 133.0 87.01 72.8 78.3 106.2

Bảng 1-8: Phân bố lượng mưa tháng (mm)

Xtb (mm) 2.2 4.0 8.5 69.3 140.9 140.2 134.7 155.3 208.9 222.8 117.2 26.0

X 85% 0.0 0.0 0.0 0.0 247.5 75.5 35.3 104.5 264.6 208.0 83.5 10.6

Mưa năm85% phân phối theo mô hình năm 1994 đo ở Krông Pa

Bảng 1-9 : Phân bố số ngày mưa hàng tháng trong năm (mm)

Tốc độ gió lớn nhất không hướng Vmax = 34,0m/s

1.2.2.4Các đặc trưng thủy văn.

- Theo bản đồ đẳng trị Môđuyn dòng chảy năm và lớp dòng chảy năm trung bìnhnhiều năm giai đoạn 1961 – 1995 thì Môđuyn dòng chảy năm trung bình nhiều năm ởđây đạt từ 20 – 22 l/s.km2 Hệ số biến sai Cv biến động ít Cv = 0,2 – 0,3 và Cs = 2Cvdạng đương Pearson III

Bảng 1-11:Phân phối dòng chảy năm ứng với tần suất P=85%

Q i (l/s) 444.6 308.1 205.4 171.6 171.6 308.1 343.2 617.5 960.7 1098.5 1029.6 687.7

W 85

(10 6 m 3 ) 1,191 0,745 0,680 0,445 0,460 0,799 0,919 1,654 2,490 2,942 2,669 1,842

Bảng1-12:Phân phối bốc hơi tăng thêm

∆Z(mm) 81.7 100.4 147.8 132.7 110.8 80.2 88.4 80.5 52.8 44.0 47.3 64.2

b Dòng chảy lũ

- Dòng chảy lũ được tính toán từ tài liệu mưa ngày lớn nhất của trạm Cheo Reotheo hai phương pháp Xôkôlôpski và cường độ giới hạn để đối chiếu lựa chọn đượckết quả :

1.3 Điều kiện địa chất

1.3.1 Điều kiện địa chất công trình.

- Trong giai đoạn này chúng ta tiến hành khoan khảo sát địa chất gồm 16 hố khoanmáy để khảo sát khu vực đầu mối và 6 hố để khảo sát cầu máng trên kênh chính,25 hốđào để khảo sát bãi vật liệu,10 hố đào dọc kênh chính để khảo sát tuyến kênh Địatângd và tính chất cơ lý các lớp đất như sau :

a, Địa tầng các lớp đất đá tại tuyến tràn

- Lớp 1 : Đất thổ nhưỡng màu xám đen, lẫn ít rễ cây

- Lớp 2 : Sét màu xám vàng, xám xanh, trạng thái cứng

- Lớp 2a : Sét pha, màu xám xanh, vàng nâu, trạng thái cứng

- Lớp 3 : Đới phong hóa dạng đá hòn tảng

- Lớp 3a : Đới phong hóa bao gồm đá hòn lăn,cuội sỏi

- Lớp 4 : Đá nguyên khối màu xám đen, xám trắng, thành phần khoáng vật chính làthạch anh

5

5

Bảng 1-14 : Các chỉ tiêu cơ lý

b.Địa tầng các lớp đất đá tại tuyến đập

- Lớp 1 : Đất thổ nhưỡng, lẫn ít rễ cây và dăm sạn đá

- Lớp 2 : Sét màu xám vàng, xám xanh, trạng thái cứng

- Lớp 2a : Sét pha, lẫn dăm sạn đá phong hóa, màu xám xanh, vàng nâu, trạng tháidẻo đến cứng

- Lớp 3 : Đới phong hóa dạng đá hòn tảng

- Lớp 3a : Đá bazan bị phong hóa bao

- Lớp 4 : Đá nguyên khối màu xám đen, xám trắng, thành phần khoáng vật chính làthạch anh

c Địa tầng các lớp đất đá tại cầu máng trên kênh chính

- Lớp 1 : Đất thổ nhưỡng, lẫn ít rễ cây và dăm sạn đá

- Lớp 2 : Sét màu xám vàng, xám xanh, trạng thái cứng

- Lớp 2a : Sét pha, lẫn dăm sạn đá phong hóa, màu xám xanh, vàng nâu, trạng tháidẻo đến cứng

- Lớp 2b : Cát pha lẫn dăm đá màu xám nâu, xám xanh, kết cấu chặt vừa

- Lớp 3 Đới phong hóa dạng đá tảng

- Lớp 4 : Đá nguyên khối màu xám đen, xám trắng, thành phần khoáng vật chính làthạch anh

18036’0.6722.79x10-6

18.461.891.602.7141.220.7170.60

20041’0.2932x10-6

6

Bảng 1-15 :Các chỉ tiêu cơ lý

d Địa tầng các lớp đất đá tại tuyến kênh chính

- Lớp 1 : Đất thổ nhưỡng, lẫn ít rễ cây và dăm sạn đá

- Lớp 2 : Sét màu xám vàng, xám xanh, trạng thái cứng

- Lớp 2a : Sét pha, lẫn dăm sạn đá phong hóa, màu xám xanh, vàng nâu, trạng tháidẻo đến cứng

- Lớp 2b : Cát pha lẫn dăm đá màu xám nâu, xám xanh, dẻo

- Lớp 3 Đới phong hóa dạng đá tảng

- Lớp 4 : Đá nguyên khối màu xám đen, xám trắng, thành phần khoáng vật chính làthạch anh

10002’0.266

19.271.891.592.7041.260.7172.86

12056’ 0.229

14.602.001.742.7235.950.5670.75

24015’0.161

17028’0.40

15.521.891.642.7039.420.6564.20

17047’ 0.285

17.601.921.632.6839.130.6473.67

28055’0.138

7

1.3.2 Điều kiện địa chất thủy văn

- Trong khu vực nghiên cứu có hai nguồn nước chính là nước mặt và nước ngầm : + Nước mặt chủ yếu ở các khe suối, về mùa khô các khe suối thường khô cạn, về mùa mưa các khe suối đầy nước lưu lượng lớn nước chảy mạnh kéo theo đất đá

+ Nước ngầm trong khu vực nghiên cứu chủ yếu trong khe nứt của đá và các tầngphủ

1.3.3Đánh giá điều kiện địa chất công trình

a, Tuyến tràn

- Lớp 1 : Lớp đất thổ nhưỡng, có bề dày không lớn xuất hiện trên mặt

- Lớp 2 : Lớp sét màu vàng, xám xanh, trạng thái cứng

- Lớp 2a : Lớp sét pha, đôi khi lẫn dăm đá phong hóa, màu xám vàng, xám nâu, xám xanh, trạng thái từ dẻo đến cứng

- Lớp 3 : Đây là lớp đá phong hóa từ đá gốc bazan dưới dạng hòn tảng

- Lớp 3a : Tương tự như lớp 3

- Lớp 4 : Lớp đá macma nguyên khối Thành phần thạch anh chiếm chủ yếu, màu xám xanh, xám trắng

b, Tuyến đập

- Tuyến đập có lớp 1, lớp 2, lớp 2a, lớp 3, lớp 3a, lớp 4 giống tuyến tràn

c, Cầu máng trên kênh chính

- Lớp 1 : Lớp đất thổ nhưỡng, có bề dày không lớn xuất hiện trên mặt

- Lớp 2, 2a, 2b : Các lớp này có khả năng chịu lực cao nên móng có thể được đặtvòa các tầng này

d, Kênh chính.

- Trên kênh chính địa chất khá phức tạp, tầng phong hóa xuất hiện không đều

- Trên kênh chính có các lớp 1, 2, 2a, 2b, 3 giống tuyến tràn và tuyến đập

8

8

< 016.612.0711.7762.7034.20.52086.0--8.2x10-5

2.5347.624.1725.734.019.015.0

<016.52.0441.7552.7035.030.53982.67

21002’

0.441.54x10-6

41.138.3516.304.25 12.772.1851.93927.028.20.39687.5 3.1x10-5

9

- Theo kết quả khảo sát địa chất bãi vật liệu thì trữ lượng của 2 bãi vật liệu trên đủ dùng để đắp đập.tuy nhiên vì bãi vật liệu 2 cách xa công trình so với vị trí bãi vật liệu

1 nên chọn bãi vật liệu 1 làm bãi chính,bãi vật lieu 2 làm bãi phụ

10

10

CHƯƠNG 2: ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ VÀ NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH 2.1 Tổng quan về tình hình dân sinh kinh tế huyện Krông Pa.

2.1.1 Điều kiện xã hội

- Huyện krông Pa nằm ở phía đông nam của tỉnh gia lai có diện tích tự nhiên là162,363 ha.Chiếm tye lệ 10,48% diện tích tự nhiên của tỉnh

- Toàn huyện có 13 xã, 1 thị trấn, dự án hồ chứa nước Ea Dreh thuộc xã Ia Hreh và

Ia Rmook

2.1.2 Đời sống dân cư

- Toàn huyện cố 3244 hộ với 16.749 khẩu thuộc diện đói nghèo chiếm tỷ lệ 27,5 %dân số toàn huyện

- Là một huyện có tỷ lệ đồng bào người dân tộc thiểu số cao, còn nhiều tập quán lạchậu như : trồng trọt không chăm bón, chăn nuôi không có chuồng trại, tập tục machay Đây là những yếu tố ảnh hưởng xấu đến đời sống, sản xuất của đồng bào

2.1.3 Sản xuất nông nghiệp

- Trồng trọt : Cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp, theo số liệu thống kê của huyệnKrông Pa thì cơ cấu sử dụng đất qua các năm như sau :

2.1.4 Công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp.

- Công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp còn nhỏ bé, tốc độ tăng trưởng chậm, chủ yếu là sản xuất vật liệu xây dựng và các cơ sở xay xát phân tán trong các hộ gia đình

2.1.5 Tình hình phát triển văn hóa, xã hội và y tế.

- Là huyện có tỷ lệ đồng bào thiếu sổ đông, sinh sống không tập trung, cơ sở hạtầng kém, trình độ văn hóa, dân trí chưa cao

2.2 Tình hình dân sinh kinh tế 2 xã thuộc vùng dự án.

- Vùng dự án công trình Ea Dreh gồm 2 xã Ia HDreh và Ia RMook

- Dân số

11

11

- Sản xuất nông nghiệpBảng 2-3

Xã Ia HDreh Xã Ia RMook

- Quy mô gia súc, gia cầm Bảng 2-4

+ Huyện krông Pa nằm dọc theo hai bên quốc lộ 25

+ Tuyến đường từ thị trấn Phú Túc vào trung tâm xã Ia HDreh

+ Tuyến đường từ xã Ia HDreh vào công trình đầu mối dài 9km là tuyến đườngđất, đường mòn do nhân dân tự tạo

2.3.2 Điện

+ Khu vực trung tâm của xã Ia HDreh và Ia RMook đã có lưới điện quốc gia nhưng khu vực công trình chưa có lưới điện.Do đó để phục vụ thi công cần có máy phát điện

2.3.3 Nước

+ Nước thi công dung trực tiếp nước suối Ea Dreh và các suối khác trong khuvực

+ Nước sinh hoạt: sử dụng các giếng đào trong các buôn Jah và Drun

2.4 Hiện trạng thủy lợi và ngập lụt do thủy điện sông Ba Hạ.

2.4.1 Hiện trạng thủy lợi.

12

12

- Huyện Krông Pa có tiềm năng phát triển sản suất nông nghiệp Hiện tại toàn huyện mới có năm công trình thủy lơi với tổng công suất tưới 745 ha chiếm tỉ lệ gần 3% diện tích đất nông nghiệp.

- Khu vực hưởng lợi của công trình Ea Dreh hiện tại mới chỉ có một trạm bơm có công suất tưới 50 ha Diện tích được tưới chỉ đạt gần 1% so với tổng diện tích canh tácnông nghiệp

2.4.2 Ngập do thủy điện sông Ba Hạ.

- Công trình thuỷ điện sông Ba Hạ được dự kiến xây dựng tại vị trí xã Đức Bình huyện sông Hinh và Suối Trai - Sơn Hòa – Tỉnh Phú yên Theo công văn số 133 NôngNghiệp và Phát triển nông thôn về việc mực nước gay ngập lụt khu tưới hồ Ia Mía thì mực nước dâng bình thường khoảng 110 – 115 m Khu vực hưởng lợi của hồ Ea Dreh

có cao trình từ 120 trở lên, nên không nằm trong vùng ngập của công trình thủy điện sông Ba Hạ

2.5 Kế hoạch phát triển kinh tế và nhiệm vụ công trình.

2.5.1 Theo yêu cầu phát triển kinh tế.

- Khu tưới của hồ chứa Ea Dreh khá bằng phẳng, hầu hết diện tích đất đã được khai phá để sản xuất nhưng không có công trình tưới, nên chỉ gieo trồng được một vụ mùa,

do đó năng suất cây trồng thấp và bấp bênh do phụ thuộc hoàn toàn thời tiết

- Điều kiện thổ nhưỡng và khí hậu của khu vực thích hợp cho việc canh tác các loại cây có giá trị kinh tế cao như : bông, thuốc lá

- Nguồn thu nhập chính của nhân dân là sản xuất nông nghiệp

- Từ thực trạng trên cho thấy việc xây dựng công trình thủy lợi Ea Dreh là hết sức cần thiết nhằm chủ động nguồn nước tưới để thâm canh tăng vụ, chuyển đổi cơ cấu cây trồng, khai thác hiệu quả nguồn tài nguyên thiên nhiên phục vụ cho công cuộc phát triển kinh tế của hai xã Ia Hdreh và Ia Rmook

2.5.2 Theo yêu cầu phát triển xã hội.

- Sau khi xây dựng hồ chứa Ea Dreh sẽ taoh điều kiện cho đồng bào từng bước làm quen với các biện phát thâm canh tiên tiến, tưới tiêu khoa học Xóa bỏ dần những tập tục canh tác lạc hậu, từ đó góp phần nâng cao dân trí, thức đẩy phát triển văn hóa xã hội

2.5.3 Xây dựng hồ chứa Ea Drek.

- Thực hiện quy hoạch thủy lợi tỉnh Gia Lai theo quyết định sôa 57/2000/QĐ – UB ngày 7 tháng 8 năm 2000 của UBND tỉnh Nhằm kha thác hiệu quả nhất nguồn tài nguyên thiên nhiên trong khu vực

2.5.4 Nhiệm vụ công trình.

- Nhiệm vụ chính của công trình là cung cấp nước tưới cho khu vực tưới thuộc hai

xã Ia Hdreh và Ia Rmook với quy mô diện tích như sau :

Bảng 2-26 : Diện tích tưới của hồ Ea Dreh ( ha)

- Kết hợp giao thông nông thôn và giao thông nội đồng.

- Cải thiện tiểu vùng khí hậu và môi trường sinh thái, cải tạo đất và chống xói

Bảng 2-27:Tính toán nhu cầu dùng nước tại đầu mối ĐVT : 106m3

PHẦN II : THIẾT KÊ CƠ SỞ

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÁN CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI

3.1 Giải pháp công trình và thành phần công trình

3.1.1 Giải pháp công trình

- Để thực hiện phương án nhiệm vụ đã đề ra, biện pháp thủy lợi lâu dài, phù hợp và

có khả năng thực hiện nhất là xây dựng một hồ chứa điều tiết năm để điều tiết dòngchảy, chủ động cung cấp nước tưới và cấp nước sinh hoạt cho dân

3.1.2Thành phần công trình.

Công trình hồ chứa nước Ea Dreùh bao gồm các hạng mục chủ yếu sau :

+Đập dang nước tạo hồ bằng vật liệu tại chỗ là đất đắp

+Tràn xả lũ dạng đỉnh rộng có cửa van

+Cống lấy nước trong than đập

3.1.3 Chọn tuyến công trình đầu mối

3.1.3.1 Tuyến đập

- Tuyến công trình là tuyến 2 Tuyến 2 có điều kiện địa hình thuận lợi hơntuyến 1 về chiều dài tuyến,khả năng vận chuyển vật liệu Tuyến 2 cũng có nền địa chấtthuận lợi hơn

- Hình thức đập: với các điều kiện địa chất và địa hình đã có thì rất khó để xâydựng đập bê tong trọng lực.vì vậy hình thức đập phù hợp nhất là đập đất

3.1.3.2 Tuyến tràn

- Vị trí tuyến tràn nằm ở bờ vai phải của đập (nhìn từ phía thượng lưu vềđập).vị trí này có đều kiện địa chất tốt,tràn được đặt trên nền đất đào,thuận tiên choviệc dẫn nước về phía kênh hạ lưu,khối lượng đào đắp không quá lớn

- Hình thức tràn : để đảm bảo khả năng làm việc của đập cũng như khả năngtháo lũ khi có lũ đến hồ chứa kết hợp với tài liệu thủy văn về quá trình lũ và lưu lượnglũ,điều kiện địa chất ở trên Ta thấy hình thức tràn đỉnh rộng có cửa van có thể đảmbảo an toàn được khả năng tháo lũ

3.1.3.3 Tuyến cống

- Vị trí tuyến công nằm ở bờ vai trái của đập (nhìn từ phía thượng lưu về đập)

- Hình thức công: cống hộp chữ nhật làm bằng bê tông cốt thép.giá thành thấpphù hợp với điều kiện thi công và điều chỉnh lưu lượng bằng đóng mở cửa van

3.2 Cấp bậc công trình và các chỉ tiêu thiết kế

3.2.1 Xác định cấp công trình.

+Theo QCVN 04-05:2012, công trình tưới dưới 2000ha thuộc cấpIV

+Để đảm bảo nhiệm vụ công trình như trên thì chiều cao đập nằm trongkhoảng 15÷ 35m và nền không phải là nền đá nên công trình thuộc công trình cấp II

+Từ các điều kiện trên lên cấp công trình là cấp II

- Mức bảo đảm thiết kế cho tưới ruộng ( Bảng 3 ): P = 85%

- Lưu lượng, mực nước lớn nhất thiết kế và kiểm tra ( Bảng 4 )

- Tần suất thiết kế: p = 1% (100 năm lặp lại 1 lần)

- Tần suất kiểm tra: p = 0.2% (500 năm lặp lại 1 lần)

Khi tính toán ở trạng thái giới hạn thứ nhất: Kn = 1.15

Khi tính toán ở trạng thái giới hạn thứ hai: Kn = 1.00

- Hệ số tổ hợp tải trọng nc: ( Phụ lục B2 ):

+ Khi tính toán ở trạng thái giới hạn I:

Tổ hợp tải trọng cơ bản: nc = 1.0

Tổ hợp tải trọng đặc biệt: nc = 0.9

Tổ hợp tải trọng trong thời kỳ thi công, sửa chữa: nc = 0,95

+ Khi tính toán ở trạng thái giới hạn II: nc = 1,0

Theo TCVN 8216-2009 ‘Tiêu chuẩn thiết kế đập đất đầm nén’’

- Tần suất gió thiết kế ( Bảng 3 ):

- Độ vượt cao an toàn ( Bảng 2 )

Khi hồ chứa làm việc ở MNDBT: a = 0.7m

Khi hồ chứa làm việc ở MNLTK: a' = 0.5m

Khi hồ chứa làm việc ở MNLKT: a'' = 0.2

-.Tính MNC theo điều kiện chứa bùn cát :

Công thức : MNC2 = Zbc + a + b ( 3-2 )

Trong đó:

+ a: Độ cao an toàn từ cao trình bùn cát đến đáy cống để tránh bùn cát bị cuốnvào cống, theo kinh nghiệm a ≥ 0,5m, chọn a = 0,5m

+ b: Chiều sâu nước trong cống, b = 1 ÷ 1,2m, chọn b= 1,2m

+ Zbc: Cao trình bùn cát lắng đọng, tính lượng bùn cát lắng đọng trong thời gianlàm việc của công trình từ đó tra quan hệ Z ~ W tìm được Zbc

Cao trình bùn cát được xác định theo thể tích bùn cát

V = T*ρo * Qo ( 3-3 )

Theo tài liệu về bùn cát: ρo = 248 g/m 3 = 0,248 kg/cm3 , ρo :Độ đục phù sa lơlửng

Qo : Lưu lượng dòng chảy đến nhiều năm; Q0 = 0,439

+Tổng trọng lượng phù sa lơ lửng trong năm chuyển đến tuyến công trình sẽ là

G1 = ρ x Q0 x T = 0,248 x 0,439 x 31,536.106 =3,429.106kg= 3429tấn/năm+ Tổng trọng lượng phù sa di đẩy trong năm bằng 20% tổng trọng lượng phù sa

lơ lửng

G2 = 0,20.G1 = 686tấn/năm

+Tổng trọng lượng bùn cát sát lở từ bờ hồ chứa trong một năm tùy thuộc hướnggió và mức sóng gió trên hồ nhưng thường được lấy bằng 30% tổng trọng lượng của cảphù sa lơ lửng và di đẩy

G3 = 0,3.(G1 + G2) = 1234tấn/năm

+Tổng trọng lượng thảo mộc lắng đọng trong hồ chứa trong một năm tùy thuộcthảm phủ, mức ngập của nước hồ và loại thực vật.v.v nhưng thường được lấy bằng20% tổng trọng lượng của cả 3 loại lắng đọng đã kể trên :

Và với công thức quy đổi Wi =

Gi

i*

1γ

, tính được :W1 = 2144m3/năm

W2 = 457m3/nămW3 = 1028m3/nămW4 = 908m3/nămWtổng = W1+W2+W3+W4=2144+457+1028+908=4537m3/nămTuổi thọ công trình là 75 năm thì tổng lượng bùn cát các loại bồi lắng trong hồtrong suốt đời sống của nó là : V=4537*75=0,340.106m3

Tra quan hệ V ~Z ta được Zbc = 181,35 (m)

- Mục đích: Xác định quan hệ giữa lượng nước đến và lượng nước dùng từ đó tìm

ra MNDBT và dung tích hiệu dụng của hồ chứa

- Khái niệm: MNDBT, dung tích hiệu dụng, dung tích bình thường

3.3.2.2 Tài liệu

- Đặc trưng địa hình lòng hồ F-Z-V

- Phân phối dòng chảy năm thiết kế

- Phân phối lượng nước dùng hàng tháng

- Mực nước chết, dung tích chết

- Tài liệu khí tượng thủy văn: Phân phối bốc hơi phụ thêm

- Tài liệu địa chất: sơ bộ xác định mức độ tổn thất do thấm

19

19

3.3.2.3 Trình tự tính toán

a Điều tiết hồ chưa kể đến tổn thất

Bảng 3.1: Điều tiết hồ chứa chưa kể đến tổn thất

Nước thừa

Nước thiếu

Dung tích kho Xả thừaQ(m 3 /s) WQ (10 6

Cột 2: Số ngày trong tháng của năm thủy văn

Cột 3: Phân phối lưu lượng nước đến của năm thiết kếvới tần suất P=85%.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: Ghi lượng nước tích trong hồ chứa kể cả dung tích chết

Cột 9: Ghi tổng lượng nước xả thừa

20

20

X.thừa Wx (10 6

+Trong đó:

Cột 1: Các tháng sắp xếp theo năm thủy văn

Cột 2 Phân phối tổng lượng nước dùng WQ = Q.∆

Cột 5: Diện tích mặt nước bình quân của hồ trong thời đoạn tính toán có quan

hệ với cột 4 theo quan hệ phụ trợ V~F~Z

Cột 6: Dung tích bình quân của hồ Vbq

Cột 7: Diện tích mặt hồ tương ứng với Vbq

Cột 8: Lượng tổn thất bốc hơi Zbh

Cột 9: lượng nước bốc hơi Wbh=.(8)*(7)/1000

Cột 10: Lượng nước tổn thất do thấm (10)=K(%).(6) Sơ bộ lấy K=1%

Cột 11: Tổng lượng nước tổn thất tăng thêm (11)=(9)+(10)

Cột 12: Tổng lượng tổn thất (12)=(11)+(3)

Cột 13: : Lượng nước thừa hàng tháng (13)=(2)-(12)

Cột 14: Lượng nước thiếu hàng tháng (14)=(12)-(2)

Cột 15: Ghi lượng nước tích trong hồ chứa kể cả dung tích chết

Cột 16: Ghi tổng lượng nước xả thừa

So sánh Vhd của hồ khi có tổn thất va không có tổn thất thông qua sai số

So sánh Vhd của hồ khi có tổn thất va không có tổn thất thông qua sai số

+ Dung tích mực nước dân bình thường là: V=6,809.106 m3

+ Cao trình mực nước dâng bình thường là: MNDBT= 190,77 (m)

3.4.2 Trình tự tính toán

3.4.2.1 trình tự tính toán chung

- Cột 1: Thời đoạn tính toán

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

- 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: Tra quan hệ Q~t với t2=t 1+Δt

- Cột 8 : Cao trình mực nước hồ cuối thời đoạn Giả thiết và tính thử dần cho đếnkhi đạt (14)<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

3.4.2.2 Kết quả tính toán điều tiết lũ.

- Ứng với từng trường hợp Bt và các tần suất thiết kế ta có kết quả điều tiết lũ :

+ PHỤ LỤC 3-1 : Kết quả điều tiết lũ với trường hợp Bt = 21 ( m ).

+ PHỤ LỤC 3-2 : Kết quả điều tiết lũ với trường hợp Bt = 24 ( m ).

+ PHỤ LỤC 3-3 : Kết quả điều tiết lũ với trường hợp Bt = 27 ( m ).

- Biểu đồ quan hệ Q đến và Q xả của trường hợp Bt = 21 ( m ), ứng với các tầnsuất lũ

Hinh 3.1 :Biểu đồ quan hệ Q đến và Q xả với tần suất thiết kế P =1%

Hinh 3.2 :Biểu Đồ quan hệ Q đến và Q xả với tần suất kiểm tra P =0,2%

25

25

Hinh 3.3 :Biểu Đồ quan hệ Q đến và Q xả với tần suất vượt kiểm tra

3.4.3 Kết luận

- Từ Phụ lục 3-1, Phụ lục 3-2, Phụ lục 3-3 ta có bảng kết luận sau :

Bảng 3.13 : Bảng kết luận tính toán điều tiết lũ

MNDBT (m)

Z hồmax (m)

Cột nước tràn (m)

Q max (m 3 )

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ SƠ BỘ CÁC CÔNG TRÌNH

4.1 Thiết kế đập chắn

4.1.1 Chọn tuyến , chọn hình thức đập

- Tuyến đập : ta lựa chọn tuyến đập thượng lưu

- Hình thức đập : Đập đất có thiết bị chống thấp tường nghiêng chân răng và thoátnước bằng lăng trụ

- Cao trình mực nước dâng bình thường : +190,77 m

- Mực nước dâng với các trường hợp Btràn :

Btràn = 21 m; MNLTK = 192,214 (m); MNLKT =192,953 (m); MNLVKT =193,465(m)

Btràn = 24 m; MNLTK = 192,066(m); MNLKT = 192,759(m) ; MNLVKT = 193,239(m)Btràn = 27 m; MNLTK = 191,932(m); MNLKT = 192,591(m); MNLVKT =193,041(m)

- Cao trình đáy đập : Khi xây dựng đập, ta phải bóc bỏ lớp đất bị phong hóa đi Ởlòng sông, ta bóc bỏ khoảng 1,5m ÷ 2 m lớp đất bị phong hóa Do đó Chọn cao trìnhđáy đập ∇đáy = 172,5m.

27

27

- Các chỉ tiêu thiết kế :

+ Theo TCVN 8216-2009: đối với công trình cấp II ứng với MNDBT ở thượng

lưu thì chiều cao sóng leo và nước dềnh do gió sẽ tính toán với gió lớn nhất (P = 4%):Vận tốc gió: V = 23,9 (m/s) Đà sóng : D = 1300 (m); D' = 1420 (m)

+ Theo TCVN 8216-2009: đối với công trình cấp II tương ứng với MNLTK ở

thượng lưu thì chiều cao sóng leo và nước dềnh do gió sẽ tính toán với gió bình quânlớn nhất nhiều năm không kể hướng ( P = 50%) : Vận tốc gió V = 34 (m/s)

-MNLKT: Mực nước lũ kiểm tra (P= 0,2% )

-MNLVKT: Mực nước lũ vượt kiểm tra

-∆h và ∆h’: độ dềnh do gió ứng với gió tính toán lớn nhất và gió bình quân lớnnhất

hsl và hsl’: chiều cao sóng leo (có mức bảo đảm 1%) ứng với gió tính toán lớn nhất vàgió bình quân lớn nhất

-a, a’ v à a’’: độ vượt cao an toàn ứng với các mực nước, tra TCVN 8216-2009được

-V: Vận tốc gió tính toán lớn nhất lấy với tần suất p = 4%

Theo tài liệu thủy văn khu vực ta có VP = 4% = 34 (m/s)

-D = 1300 m: Chiều dài đà sóng ứng với MNDBT (m)

-g : Gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/s2)

-H : Chiều sâu nước trước đập (m)

H = MNDBT – Zđáy = 190,77 –172,5= 18,27 m

-αs : Góc kẹp giữa trục dọc của hồ và hướng gió Lấy αs = 0 0

- Chiều cao sóng leo hsl:

Theo TCVN 8421-2010, chiều cao sóng leo có mức đảm bảo 1% xác định như sau :

hsl1% = K1.K2.K3.K4.Kα.hs1%

+ hs1% : chiều cao sóng ứng với mức đảm bảo 1%, đơn vị (m)

Chiều cao sóng với mức đảm bảo 1% - hs1% xác định như sau:

28

28

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

λ0,5

Trong đó : t là thời gian gió thổi liên tục (s), do không có tài liệu nên theo TCVN8421-2010 ta có thể lấy t = 6 giờ = 21600 (s)

⇒ gtV

=>

2

gτ V gh V

2010 ứng với đại lượng

2V

gD

)+ Hệ số K1, K2 theo Bảng 6- TCVN 8421-2010 phụ thuộc vào đặc trưng lớp gia

cố mái và độ nhám tương đối trên mái Ở đây ta chọn hình thức gia cố mái bằngtấm bê tông và độ nhám tương đối ∆/hs1%< 0,002 => K1 = 1,00 và K2 = 0,90

29

29

+ Hệ số K3 theo bảng 7 TCVN 8421-2010 phụ thuộc vào vận tốc gió và hệ sốmái m với vận tốc gió lớn nhất ứng với tần suất P = 4% có Vp=4% = 34 (m/s)

> 20 (m/s) và sơ bộ chọn hệ số mái thượng lưu của đập m = 3 => K3 = 1,5

0 0

=

s

α

thìKα=1

Bảng 4.1: Bảng tính toán xác định cao trình đỉnh đập ứng với MNDBT và MNLTK

PA 24m

PA 27m

4.1.2.3.Mái đập

- Mái đập phải đảm bảo ổn định theo quy định trong mọi điều kiện làm việc của đập.độ dốc mái đập được xác định căn cứ vào: hình thức,chiều cao đập,loại đất đắt…

ở đây xác định sơ bộ theo công thức kinh nghiệm:

Mái thượng lưu : m1 = 0,05H + 2= 0,05.22,5+ 2= 3,125

-Đối với đập của hồ chứa nước Ea Dreh ta bố trí như sau:

31

31

Hạ lưu bố trí một cơ đập ở cao trình:

177,5 +185

Hình 4-4 : Cấu tạo đỉnh đập

4.1.3.2.Thiết bị chông thấm

-Đất đắp có hệ số thấm không lớn nên khi đắp ta không cần có thiết bị chông thấmcho thân đập

4.1.3.3.Thiết bị thoát nước thân đập

-Do có sự chênh lệch mực nước thượng hạ lưu của đập,trong đập xuất hiện hiệntượng thấm , có thể gây ra bất lợi cho đập như : trôi đất , xói mòn , sạt lở mái đập.Thiết bị thoát nước đặt để đưa dòng thấm ra hạ lưu được dễ dàng và an toàn, hạ thấpđường bão hòa như vậy giảm được áp lực thấm , tăng ổn định cho đập

-Chọn thoát nước kiểu lăng trụ Bề rộng đỉnh lăng trụ Bltr= 3m, hệ số mái mtl = 1,5 ,mhl =2 ; cao trình đỉnh lăng trụ là: 172,5+2,5+0,5=175,5 m

- Đối với mặt cắt sườn đồi ta làm thiết bị thoát nước kiểu áp mái

4.1.3.4.Chọn thiết bị bảo vệ mái thương lưu

-Để đảm bảo cho đập tránh sự va đập của sóng mái thựơng lưu đập được bảo vệbằng tấm BTCT M200 dày 0.1 m kích thước 1mx1m

4.1.3.5.Chọn thiết bị bảo vệ mái hạ lưu.

32

32

-Mái hạ lưu được trồng cỏ bảo vệ thân đập chống bị xói mòn do mưa.Kích thước ô

cỏ 5(m)x5(m).Có bố trí các rãnh tập trung nước mưa

- Các rãnh thoat nươc mưa bằng bê tông M100 được bố trí tại các vị trí tập trungnước mưa để thoát nước cho đập chống gây xói mòn mái hạ lưu Kích thước rãnh b x h

= 20x10cm

Hình 4-5 : Thiết bị bảo vệ mái hạ lưu

- Các rãnh thoat nươc mưa bằng bê tông M100 được bố trí tại các vị trí tập trungnước mưa để thoát nước cho đập chống gây xói mòn mái hạ lưu Kích thước rãnh b x h

4.2.1.2 Bố trí tuyến tràn

- Căn cứ vào điều kiện địa chất,địa hình, bình đồ khu vực công trình đầu mối vàyêu cầu về bố trí tràn(tràn phải nằm trên nền đất đào,chiều dài dốc nước khồng quálớn,khối lượng đào đắp nhỏ ) và điều kiện kinh tế.Tuyến tràn được bố trí bên bờ tráituyến đập,tuyến tràn nằm thẳng vuông góc với tuyến đập

Hình 4-7 : Mặt cắt dọc tuyến tràn

1 : Kênh dẫn thượng lưu 4 : Dốc nước

2 : Đoạn hướng dòng vào ngưỡng 5 : bể tiêu năng

3 : Ngưỡng tràn 6 : kênh dẫn hạ lưu

- Chiều rộng tràn nước: Tính toán với các phương án như sau: Btr= 23m;26m;29m

- Chiều dày mố trụ(chung cho các phương án): d =1 m

- Chiều dày mố bên(chung cho các phương án): d’= 1 m

- Chiều dài ngưỡng tràn.dựa trên điều kiện (2-3)H

δ

≤ ≤

(8-10)H với H là cột nướctrên ngưỡng tràn: H=2,1 m.nên (4-6)m≤ ≤δ

(16-20)m và khả năng đóng mở cửa van

- Hệ số nhám của dốc nước: n = 0,014 ( PL4-3 bảng tra thủy lực với vật liệu là bêtông cốt thép)

- Cao trình đỉnh dốc nước chọn bằng Zng = 188,67 m

- Cao trình cuối dốc: 179m

- Chiều dài dốc nước là 120m

Cần tính toán thủy lực qua dốc nước nhằm đảm bảo xác định đường mặt nước trên dốcnước và xác định vận tốc dòng chảy lớn nhất làm cơ sở cho việc kiểm tra ổn định dốcnước và tính toán tiêu năng sau dốc nước

4.2.3 Tính toán thủy lực dốc nước

4.2.3.1 Mục đích tính toán

Tính toán thủy lực đường tràn nhằm mục đích

+ Xác định đường mặt nước trên dốc nước từ đó xác định chiều cao tường bêncủa dốc để đảm bảo thoát lũ an toàn

+ Xác định V dốc nước từ đó kiểm tra điều kiện không xói

+ Xác định V,h cuối dốc để có được biện pháp tiêu năng hợp lý nhất

4

Ln

nQ R

+ Q: Lưu lượng chảy qua dốc nước bằng lưu lượng xả lớn nhất qua tràn ứngvới các giá trị Btr

+ i: Độ dốc của dốc nước, i = 0,081

35

35

+ m: Hệ số mái của dốc nước,do dốc nước có mặt cắt hình chữ nhật nên m=0

⇒ mo = 2

+Lập tỷ số

d ln

b R

, tra phụ lục 8-3 (các bảng tính thủy lực) với m=0, ta được ln

hRTừ

đó tính được h0=( ln

hR).Rln

2

.

xa k

dn

Q q

h

αα

Trong đó :

Q q

: Hệ số sửa chữa động năng, lấy α =1

Bảng 4-4: Bảng tính độ sâu phân giới hk trên dốc nước

Ta có : k

2 k

2 k

2 k

R.C

Qi

- Xác định độ sâu dòng chảy đầu dốc nước hđ

Vì trường hợp tính toán này, cao trình ngưỡng tràn bằng cao trình đầu dốc nên tínhtoán coi như trường hợp cửa vào không có ngưỡng, cửa van mở hoàn toàn, để tínhtoán sơ bộ ta có thể coi độ sâu dòng chảy tại đầu dốc (cửa vào) là độ sâu phân giới hđ=hk

Từ bảng tính ta thấy h0< hđ = hk và i > ik⇒ Đường mặt nước trên dốc nước có dạngđường bII

4.2.4.2.Định lượng đường mặt nước

Ðuong mat nuoc

Hình 4-8 :Hình dạng đường mặt nước trên dốc nước

Ta dùng phương pháp cộng trực tiếp để vẽ đường mặt nước trong dốc nước Chia dốcnước thành từng đoạn ngắn, đối với mỗi đoạn áp dụng phương trình sai phân để giải.37

37

Giả thiết cột nước tại các mặt cắt là h1, h2, h3,… Khi đó khoảng cách giữa 2 mặt cắt

liền kề nhau được xác định theo công thức: i J

- Năng lượng đơn vị mặt cắt, + ∆L

: Khoảng cách 2 mặt cắt liên tiếp

R ωχ

ω

=

vận tốc trung bình dòng chảy qua mặt cắt i

- Đường mặt nước trên dốc nước có kể đến hàm khí

Khi V > 3 (m/s) thì xảy ra hiện tượng ngậm khí.khí đó chiều sâu nước có kể tới

hàm khí được tính như sau :

Bảng 4-9 : Tính đường mặt nước trên dốc nước có kể đến hàm khí

: chiều sâu cột nước ngậm khí trong dốc nước

a : là độ vượt cao an toàn.lấy a= 0,5 (m)

Bảng 4-10 : Chiều dày và chiều cao tường bên dốc nước

-Để thoả mãn yêu cầu về độ dày như trên và thuận lợi cho quá trình thi công, trongphần tính toán sơ bộ này ta chọn độ dày tường bên chiều cao tường cho các phương ánnhư sau:

+ Đỉnh tường = 0,4m; chân tường = 0,8m trên toàn bộ chiều dài dốc nước

+ Chiều cao tường: PA I =2,55m; PA II = 2,49m; PA III = 2,43m

4.2.4.3 Thiết kế kênh hạ lưu

- Các thông số thiết kế kênh

- Bề rộng kênh : PA I: B = 25m; PA II: B = 28m; PA III: B =31m

- Do kênh dài lên coi dòng chảy trong kênh như dòng chảy đều

4.2.4.4 Tiêu năng

- Mục đích tính toán : dòng chảy sau khi chảy qua đập tràn xuống hạ lưu có nănglượng rất lớn Một phần năng lượng này phá hoại lòng sông và hai bờ gây nên xói lởcục bộ sau đập, một phần tiêu hao do ma sát nội bộ dòng chảy, phần khác do ma sátgiữa nước và không khí Sức cản nội bộ dòng chảy càng lớn thì tiêu hao năng lượng doxói lở càng nhỏ và ngược lại Vì vậy, các biện pháp tiêu năng được dùng để tiêu haophần năng lượng thừa của dòng chảy để đảm bảo ổn định cho kênh và hạ lưu côngtrình

- Hình thức bể : ta xét thấy chiều cao mực nước hạ lưu cao hơn mực nước cuối dốckhá lớn kết hợp với nền địa chất ta chọn hình thức tiêu năng đáy

- Nội dung tính toán

- Xác định được chiều dài và chiều sâu đào bể, từ đó xác định được hiệu quả tiêunăng và biện pháp gia cố.Ta tính tiêu năng với các lưu lượng qua tràn là lưu lượng lũthiết kế

40

40