ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỒ CHỨA SỬ PÁN

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang PHẦN I Ngành Kỹ thuật công trình TÌNH HÌNH CHUNG CHƯƠNG ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1.1 Vị trí địa lý Dự án hồ chứa Sử Pán dự kiến xây dựng khai thác nguồn thủy dòng suối Tả Van đoạn thượng nguồn sông Ngòi Bo thuộc địa phận xã Sử Pán, huyện Sa Pa, tỉnh Lào Cai Khu vực xây dựng công trình nằm cạnh đường số từ Sa Pa Mường Bồ, cách thị trấn Sa Pa khoảng 12km Hồ chứa Sử Pán công trình bậc hồ chứa Sử Pán thuộc hệ thống bậc thang hồ chứa Ngòi Bo Lưu vực Ngòi Bo thuộc dãy núi Hoàng Liên Sơn, nơi có đỉnh núi Fansipan cao 3143m Địa hình núi nơi có sườn dốc, trung bình 25o Trên bề mặt sườn có nhiều đá lăn, lớp phủ thực vật thưa mỏng, mật độ chia cắt ngang đứng mạng lưới thủy văn cao Lưu vực Ngòi Bo giáp với lưu vực sông Nậm Mu phía Bắc, lưu vực sông Nậm Chăn phía Tây, lưu vực Ngòi Đương Ngòi Đum phía Đông sông Hồng phía Nam Tuyến đập lòng hồ công trình thuỷ điện Sử Pán có toạ độ địa lý sau: Toạ độ địa lý tuyến đập: 103054'03'' kinh độ Đông; 22017'50'' vĩ độ Bắc Toạ độ địa lý tuyến nhà máy: 103055'35'' kinh độ Đông; 22017'02'' vĩ độ Bắc 1.2 Đặc điểm địa hình 1.2.1 Địa hình Lưu vực Ngòi Bo thuộc loại địa hình miền núi cao với độ dốc sườn núi độ dốc lòng sông lớn, địa hình bị chia cắt mạnh Lưu vực có dạng hình nan quạt với đường phân lưu thượng nguồn qua đỉnh có cao độ từ 2700 m đến 3000 m, độ cao hạ dần tới cửa sông cao độ chọn β = 0,2 Vdd = β.Vll =0,2 ×2,015 × 105 = 40300 m3 Vậy: thể tích bùn cát lắng đọng lại hồ sau 75 năm làm việc: Vbc = ( 2,015 105 + 40300 ) 75 = 18,14 106 m3 Xác định Vbc = 18,14 106 m3 , dựa vào biểu đồ quan hệ( Z ∼ V) lòng hồ ta tìm cao trình bùn cát lắng đọng sau 75 năm: Zbc = 941,5 m 5.2.4.3.Xác định MNC theo yêu cầu khống chế tưới tự chảy: MNC theo điều kiện khống chế tưới tự chảy phải thỏa mãn điều kiện sau: MNC = Z dk + ∆Z Trong đó: Zđk: Mực nước khống chế đầu kênh tưới phải thỏa mãn yêu cầu khống chế tưới tự chảy Zđk =941,5(m) ∆Z: Tổng tổn thất tính từ đầu kênh tưới đến cửa vào cống lấy nước Để xác định cao trình mực nước chết hồ, sơ chọn tổn thất cột nước qua cống lấy nước đập là: ∆Z = 0,25(m) Vậy cao trình MNCtheo khả tưới tự chảy là: Z MNC = Z dk + ∆Z = 941, + 0, 25 = 941, 75( m) Để thỏa mãn hai điều kiện nêu ta có cao trình MNC là: ZMNC =941,75m Tra đường quan hệ đặc trưng lòng hồ (Z ~ V) xác định dung tích chết là: Vc =19,5.106(m3) Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 23 Ngành Kỹ thuật công trình 5.2.4.4.Kết luận: Kết hợp hai điều kiện ta có: - Mực nư ớc chết: + 941,75 (m) - Dung tích chết là: V c = 19,5 106(m3) 5.2 Xác định mực nước dâng bình thường 5.2.1 Khái niệm MNDBT Mực nước dâng bình thường (MNDBT): Mực nước hồ cần phải đạt cuối thời kỳ tích nước để đảm bảo cung cấp đủ nước theo mức đảm bảo thiết kế Ứng với MNDBT dung tích hiệu dụng (Vh) phần dung tích giới hạn MNDBT MNC Đây thành phần dung tích làm nhiệm vụ điều tiết dòng chảy 5.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới mực nước dâng bình thường: MNDBT phụ thuộc vào điều kiện kỹ thuật hiệu kinh tế xây dựng công trình: Về kỹ thuật bao gồm điều kiện ràng buộc địa hình, địa chất giới hạn cho phép ngập lụt vùng thượng lưu hồ Dung tích hiệu dụng mực nước dâng bình thường vượt giới hạn cho phép có yêu cầu ngập lụt thượng lưu điều kiện địa chất công trình Về kinh tế cần phân tích tiêu kinh tế ràng buộc môi trường, vấn đề liên quan đến xã hội, trị v v Cần phân tích nhu cầu nước chi phí cho xây dựng công trình để chọn thông số mực nước dâng bình thường Các chi phí bao gồm kinh phí cho xây dựng công trình, chi phí vận hành, thiệt hại thượng lưu bị ngập lụt thiệt hại không đảm bảo yêu cầu nước v v 5.2.3 Nguyên lý tính toán: Theo tài liệu thủy văn phân phối dòng chảy năm thiết kế (P = 85%) yêu cầu sử dụng nước hạ du năm ta có: Lượng nước đến năm: WQ= 242.425 106 m3 Lượng nước dùng năm: Wq = 169,207.106 m3 So sánh ta thấy WQ > Wq, ta thấy năm lượng nước đến đáp ứng nhu cầu dùng nước Vậy ta tiến hành điều tiết năm hồ chứa nước Sông Móng, Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 24 Ngành Kỹ thuật công trình theo phương pháp lập bảng dựa phương trình cân nước quan hệ Z~F~V lòng hồ Phương trình cân nước sau:  Q1 + Q2   q + q2    ∆t −  ∆t = V2 − V1     Trong đó: Q1, Q2 : lưu lượng đến đầu cuối thời đoạn ∆ t q1, q2 : lưu lượng nước dùng đầu cuối thời đoạn V1, V2 : dung tích hồ thời điểm đầu cuối thời đoạn ∆ t : thường lấy tháng 5.2.4 Nội dung tính toán 5.2.4.1 Tính toán dung tích hồ chưa kể tổn thất theo phương án trữ sớm Có nhiều phương pháp để tính toán điều tiết hồ, nhiên mục đích việc tính toán nhằm mục đích xác định dung tích hiệu dụng hồ, từ xác định MNDBT hồ chứa.Ở ta tiến hành tính toán điều tiết hồ theo phương pháp lập bảng Xác định dung tích hiệu dụng hồ chứa chưa kể tổn thất hồ chứa Trong đó: - Cột 1: Thứ tự tháng xếp theo năm thuỷ văn Cột 2: Số ngày tháng Cột 3: Lượng nước đến than Cột 4: Tổng lượng nước đến tháng Cột 5: Tổng lượng nước yêu cầu tháng Cột 6: Lượng nước thừa (WQ> Wq), cột(6) = cột(4) – cột(5) Cột 7: Lượng nước thiếu (WQWq): cột (11) = cột (9) – cột (10) - Cột 12: Lượng nước thiếu hàng tháng thời kỳ thiếu nước (khi Wd≤ Wq): cột (12) = cột (5) – cột (4) - Cột 13: Là trình làm việc (tích nước) hàng tháng hồ có kể đến tổn thất - Cột 14: Lượng nước xả thừa Kết tính toán ghi bảng sau: - Bảng tính toán điều tiết có kể tới tổn thất lần thán g VI VII VIII IX X XI XII I II III IV V Tổng Vi () 106m3 19.50 25.87 26.68 Vtb 106m3 Fh 106m3 Dzi (mm) Wbh 106m3 Wth 106m3 Wtt 106m3 W đen 106m3 Wq 106m3 10 DV DV+ DV11 12 Vho 106m3 13 22.686 26.277 6.878 7.471 38.8 33.4 0.267 0.250 0.227 0.263 0.494 0.512 7.41 3.51 1.040 2.700 5.88 6.18 45.06 35.871 9.019 31.5 0.284 0.359 0.643 18.59 0.210 67.80 56.431 27.8 0.313 0.564 0.877 24.18 1.442 134.1 134.1 133.5 111.4 100.98 134.17 133.83 122.48 33.8 0.495 1.010 1.504 100.4 0.520 49.9 0.830 1.342 2.171 42.51 2.835 5.88 0.30 17.7 21.8 98.4 37.5 57.1 0.948 1.338 2.286 27.69 75.7 1.203 1.225 2.428 7.85 84.16 97.813 99.9 1.444 0.978 2.423 2.56 54.16 69.156 110.5 1.370 0.692 2.061 1.79 38.02 46.088 101.4 1.035 0.461 1.496 1.92 19.50 28.760 55.4 0.437 0.288 0.724 3.96 ⇒ 11.24 14.63 16.62 16.60 15.89 14.45 12.39 10.20 7.880 28.37 29.87 29.87 31.79 18.05 22.48 Vxa 106m3 14 23.91 45.78 2.96 24.4 29.7 32.0 17.6 19.2 Dung tích hiệu dụng : Vh = maxVh- = 126,1.10^6 (m3) Tính sai số lần tính dung tích hiệu dụng (trường hợp kể đến tổn thất trường hợp chưa kể tổn thất) 126.1 126.1 123.1 98.67 68.94 36.88 19.24 0.00 18.10 37.50 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 27 ΔV % = Ngành Kỹ thuật công trình 126.1-114.68 100% = 9% 126.1 >5%  Không đạt giá trị yêu cầu tính toán Bảng tính toán điều tiết có kể tới tổn thất lần thán g VI VII VIII IX X XI XII I II III IV V Tổng Vi () Vtb Fh Wbh 106m Dzi (mm ) 106m3 106m3 106m3 19.50 25.38 22.440 6.838 25.68 25.528 43.41 34.544 65.28 54.344 145.6 145.6 142.6 118.1 105.43 145.59 144.11 130.40 103.30 88.44 56.38 72.407 38.74 47.560 19.50 29.122 ⇒ Wth 106m Wtt 106m 38.8 0.265 0.224 7.347 33.4 0.245 0.255 8.807 31.5 0.277 0.345 27.8 0.307 0.543 33.8 0.503 1.054 49.9 0.859 1.456 57.1 0.978 1.441 75.7 1.241 1.304 99.9 1.474 1.033 1.400 0.724 1.050 0.476 0.440 0.291 11.03 14.87 17.20 17.13 16.38 14.75 12.66 10.35 7.940 110 101 55.4 W đen Wq 106m3 106m3 10 0.490 0.501 0.623 0.850 1.557 2.314 2.420 2.545 2.507 2.124 1.526 0.731 7.41 3.51 18.59 24.18 100.4 42.51 27.69 7.85 2.56 1.79 1.92 3.96 1.0401 2.6996 0.2095 1.4422 0.5203 2.8345 28.370 29.878 29.878 31.794 18.054 22.484 Dung tích hiệu dụng : Vh = maxVh- =126,53x10^6 (m3) Tính sai số tổn thất lần lần ΔV % = 126.53 − 126.1 100% = 0, 26% 126.53  đạt giá trị yêu cầu tính toán Dựa vào bảng ta có: Vh=∑V = 126,53(106m3) Tóm lại: + Dung tích hiệu dụng : Vhd= 126,53 (106m3) [...]... bảo yêu cầu tối thiểu cho du lịch và yêu cầu vệ sinh thượng và hạ lưu hồ chứa 5.1.3 Nội dung tính toán: 5.1.3.1 Tính toán bồi lắng hồ chứa: Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 22 Ngành Kỹ thuật công trình Hồ chứa Sử Pán pa2 có tuổi thọ T = 75 năm (xác định dựa vào cấp công trình cấp II ) Sau 75 năm làm việc, lượng bùn cát lắng đọng lại trong hồ được xác định theo công thức sau: Vbc = (Vll + Vdd )xT (6 – 2) Trong... tuyến hồ Thượng và hồ Hạ, sẽ cần phải tôn cao đập tràn hồ hạ để tăng thêm dung tích hữu ích cho hồ Sử Pán 2 hạ, cải thiện điều kiện lấy nước qua cống đã cósẵn và cải tạo điều kiện giao thông qua đập để thi công và quản lý hồ thượng sau này Xây dựng hồ Sử Pán 2 Thượng và tôn cao MNDBT hồ hạ là giải pháp công trình hợp lý, tận dụng được triệt để dòng chảy cơ bản của suối Mường Hoa theo hình thức lòng hồ. .. vùng dự án, có thể nghiên cứu theo các phương án nguồn nước tưới như sau: Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 14 Ngành Kỹ thuật công trình - Giải pháp 1: giữ nguyên hiện trạng hồ hạ, cải tạo hệ thống kênh tưới - Giải pháp 2: sửa chữa và nâng cấp hồ hạ, cải tạo hệ thống kênh tưới - Giải pháp 3: xây dựng mới đồng thời nâng cấp sửa chữa hồ hạ So sánh và lựa chọn các pháp : + Giải pháp1: Nếu giữ nguyên hồ hạ thì... pháp để tính toán điều tiết hồ, tuy nhiên mục đích của việc tính toán đều nhằm mục đích xác định được dung tích hiệu dụng của hồ, từ đó xác định được MNDBT của hồ chứa. Ở đây ta tiến hành tính toán điều tiết hồ theo phương pháp lập bảng Xác định dung tích hiệu dụng của hồ chứa chưa kể tổn thất hồ chứa Trong đó: - Cột 1: Thứ tự các tháng sắp xếp theo năm thuỷ văn Cột 2: Số ngày trong từng tháng Cột 3: Lượng... Ngành Kỹ thuật công trình CHƯƠNG 3 NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH VÀ PHƯƠNG HƯỚNG ÁN KỸ THUẬT 3.1 NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH Hồ chứa Sử Pán 2 thượng được xây dựng với nhiệm vụ là hồ trung chuyển cung cấp nước cho hồ Sử Pán 2 hạ có nhiệm vụ trữ nước và cung cấp nước cho vùng hạ du: - Cấp nước sinh hoạt cho khoảng 639300 dân cư sinh sống trong vùng dự án - Cấp nước tưới cho 92000ha đất canh tác của 2 vụ lúa Đông xuân và... chảy cơ bản của suối Mường Hoa theo hình thức lòng hồ 3.2.2 Các phương án xây dựng tuyến công trình Công trình xây dựng mới hồ chứa Sử Pán pa1 bao gồm: - Một đập chính và 2 đập phụ ngăn suối Mường Hoa - Một tràn xả lũ - Một cống lấy nước dưới đập chính Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 15 Ngành Kỹ thuật công trình 3.2.3 Các phương án tuyến bố trí công trình đầu mối Công trình đầu mối nằm trên suối Mường... lý tính toán: 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= 242.425 106 m3 Lượng nước dùng trong năm: Wq = 169,207.106 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 Sông Móng, Đồ án tốt nghiệp kỹ... Đồ án tốt nghiệp kỹ sư a = 0.7 m ứng với MNDBT a’ = 0.5 m ứng với MNLTK a’’ = 0.2m ứng với MNLKT Trang 20 Ngành Kỹ thuật công trình Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 21 Ngành Kỹ thuật công trình PHẦN II THIẾT KẾ SƠ BỘ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI CHƯƠNG 5 XÁC ĐỊNH MỰC NƯỚC CHẾT VÀ MỰC NƯỚC DÂNG BÌNH THƯỜNG 5.1 Xác định mực nước chết 5.1.1 Khái niệm mực nước chết Mực nước chết là mực nước khai thác thấp nhất của hồ. .. phần cho công nghiệp 3.2.3.2 So sánh lựa chọn phương án tuyến: Độ dốc trung bình của đoạn sông nghiên cứu ( sông Tả Van ) là 61,40/00 Do đó phương án khai thác điện năng cho đoạn sông này bằng biện pháp thủy điện đường dẫn là hợp lý.Đoạn sông nghiên cứu nhằm khai thác tiềm năng Thủy điện Sử Pán 1 bị khống chế mực nước ở 2 phía : + Phía hạ lưu bị khống chế bởi MNDBT của thủy điện Sử Pán 2 là 680.0 m.Vị... vụ của hồ chứa là cấp nước cho vùng hồ Sử Pán 2 Trong khi bố trí tuyến tràn phải chú ý đến vùng hạ du để không ảnh hưởng Khi bố trí cống phải đảm bảo cống đặt ở trên nền có điều kiện địa chất thuận lợi Để an toàn cho hồ thượng và giảm nhẹ điều kiện làm việc cho hồ hạ, chọn vị trí đập tràn nằm ở eo phải, có điều kiện địa hình, địa chất thuận lợi, cách xa đập khoảng 4km về phía bờ phải của hồ chứa Từ