thiết kế hồ chứa nước nậm ngần

TÌNH HÌNH CHUNG CHƯƠNG 1:ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊNVị trí địa lý: Công trình hồ chứa nước Nậm Ngần nằm trên sông Hội Nguyên thuộc xã Nậm Ngần huyện Vị Xuyên tỉnh Hà Giang.. Điều kiện địa chất:Đị

TÌNH HÌNH CHUNG CHƯƠNG 1:ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

Vị trí địa lý:

Công trình hồ chứa nước Nậm Ngần nằm trên sông Hội Nguyên thuộc xã Nậm Ngần huyện Vị Xuyên tỉnh Hà Giang Sông Hội Nguyên là phụ cấp 1 của Sông Lô ,

do hai con sông nhập lưu mà thành đó là sông Nâm Ngàn từ phía đông và Nâm Chou

từ phía tây, sau khi Hội Nguyên đi qua bản Trung Thắng có thêm sông Chỏm là nhánh nhập lưu đáng kể vào sông Nguyên Tiếp đó sông Nguyên chảy uốn khúc và cuối cùng

đổ vào Sông Lô ( Sông Lô ).Vị trí nhập lưu sông Hội Nguyên với Sông Lô nằm tại bản Đình Tiến, xã Nậm Ngần

Công trình hồ chứa Nậm Ngần dự kiến xây dựng trên sông Hội Nguyên với vị trí đầu mối của phương án kiến nghị có tọa độ địa lý như sau:

Đầu mối: 19016’00’’ vĩ độ Bắc 104039’25’’’ kinh độ Đông

Địa hình, địa mạo:

Lưu vực suối Hội Nguyên thuộc loại địa hình miền núi vùng Đông Bắc Trường Sơn ở độ cao trung bình 460m Địa hình ở đây bị chia cắt mạnh với các khối núi đá cao xen kẽ các lũng sâu, sông suối ngắn, độ dốc lòng sông lớn do núi cao nhô ra sát biển Khúc suối Hội Nguyên thuộc loại suối có độ dốc không lớn, i = 0.33% Chạy dài dọc theo hai sườn núi Cao độ đáy suối thay đổi từ 90m từ xã Yên Hoà, nơi bắt đầu suối Hội Nguyên đến 40m, nơi suối Hội Nguyên nhập lưu với Sông Lô Lòng suối

có chiều rộng biến đổi liên tục và tuyến suối rất nhiều uốn khúc

Độ dốc lòng suối tương đối thoải, mặt cắt lòng suối mở rộng có thềm suối và bằng phẳng Từ vị trí tuyến đập đến lòng hồ lòng suối mở rộng và xuất hiện bãi bồi rất nhỏ chạy dọc theo ven suối Cao độ lòng suối đến đỉnh chia nước có độ chênh lệch khoảng 100 – 300m

Đây là khu vực có rừng thứ sinh phát triển trung bình, cây cối chủ yếu là cây bụi mọc trên các đồi núi Sườn dốc tự nhiên tương đối ổn định

Điều kiện địa chất:

Địa tầng địa chất:

Khu vực dự án chủ yếu nằm trên nền đá phiến thạch anh, đá cát kết hạt nhỏ, màu xám nhạt, phân lớp vài centimét đến vài chục centimét, đá phiến sét – serisit màu xám đen, xen bột kết màu xám tro, xám sáng thuộc Phân hệ tầng giữa – Hệ tầng Sông

Lô (O3 – S1 sc2) Phía nam tiếp giáp với Hệ tầng Khe Bố (N kb) Phía đông bắc tiếp giáp với hệ tầng La Khê (C1lk) và hệ tầng Bắc Sơn (C – P bs) và hệ tầng Đồng Trâu (T2a đt) Phía bắc tiếp giáp với thành tạo granit hai mica, granit biotit sẫm màu granođiorit thuộc Phức hệ Phia Bioc (γa T3n pb1) Ngoài ra còn có trầm tích đệ tứ phát triển không rộng rãi, chủ yếu phân bố ở bậc thềm ven Sông suối và một vài thung lũng của các suối lớn

Có thể chia thành các phân vị địa tầng địa chất từ già đến trẻ như sau:

1 Giới Paleozoi:

* Hệ tầng Sông Lô (O3 – S1 sc)

+ Phân hệ tầng dưới (O3 – S1 sc1)

Là trầm tích cổ nhất trên tờ Xiêng Khoảng - Vị Xuyên Chúng phân bố ở phần trung tâm của các nếp lồi như Phu Cô, Phu Tô, Xiềng Líp Mặt cắt tốt nhất lộ dọc suối Chà Là, chia làm 3 tập

Tập 1: Đá phiến thạch anh – sericit, xen ít lớp quaczit Dày trên 250m

Tập 2: Cát kết dạng quaczit xen kẽ đá phiến thạch anh – sericit, chuyển dần lên

đá phiến thạch anh – sericit xen kẹp ít lớp cát kết dạng quaczit mỏng Dày 200m

Tập 3: Chủ yếu là đá phiến thạch anh – sericit màu xám lục, xen kẹp ít lớp cát kết màu xám sẫm Dày 300 – 350m

Chiều dày chung của phân hệ tầng ở mặt cắt này là 750 – 800m

+ Phân hệ tầng giữa (O3 – S1 sc2)

Tập 1: Cát kết hạt nhỏ, màu xám nhạt, phân lớp từ vài centimét đến vài chục centimét, xen đá phiến thạch anh – sericit Dày 60 – 70m

Tập 2: Đá phiến thạch anh – sericit, xen lớp mỏng cát kết hạt nhỏ Dày 300m.Tập 3: Cát kết hạt nhỏ phân lớp mỏng Dày 60m

Tập 4: Đá phiến thạch anh – sericit, xen kẽ nhịp nhàng với các lớp cát kết đa khoáng hạt nhỏ, phân lớp mỏng Dày 450m

Tập 5: Đá vôi sét, đá vôi màu xám đen phân lớp mỏng, xen đá phiến sét vôi màu xám lục Dày 20 – 30m.

Tập 6: Đá phiến sét – sericit màu xám đen, xen bột kết xám tro, xám sáng và đôi lớp cát kết hạt nhỏ màu xám tro Dày 60 – 80m

Nhìn chung, các trầm tích thuộc phân hệ tầng giữa có tính phân nhịp rõ, nhất là

ở phần giữa các mặt cắt, ở đôi nơi còn gặp ít thấu kính đá phun trào axit

+ Phân hệ tầng trên (O3 – S1 sc3)

Tập 1: Sạn kết hạt nhỏ với hạt sạn thạch anh, xi măng là cát kết và bột kết (dày 0,5 – 3m) Chuyển lên phía trên là cát đa khoáng hạt thô đến vừa, phân lớp mỏng Dày 50m

Tập 2: Đá phiến sét màu xám tro, kẹp ít lớp bột kết, cát kết, màu xám sẫm Dày 100m

Tập 3: Chủ yếu là bột kết màu xám xen kẽ nhịp nhàng với đá phiến sét đen, cấu tạo phân nhịp Dày 500m

Tập 4: Đá phiến sét màu xám đen, xám tro, phân lớp rất mỏng với bề dày khoảng 300m

Tổng bề dày của phân hệ tầng ở mặt cắt Nậm Mo khoảng 950m

* Hệ tầng La Khê (C1 lk)

Mặt cắt hệ tầng gồm 4 tập với tổng chiều dày 300 – 380m

Tập 1: Cát kết chứa vôi màu đen, chuyển lên là lớp bột kết màu xám đen, xám tro, xen kẹp ít lớp cát kết hạt vừa màu xám sẫm Dày 100m

Tập 2: Đá phiến sét màu đen, xám tro xen bột kết, cát kết màu xám đen phân lớp mỏng Dày 120m

Tập 3: Đá phiến sét – silic màu xám đen, xám tro, phân lớp mỏng, đá phiến silic màu xám tro đến xám trắng, cấu tạo phân dải, xen lớp mỏng đá vôi đen Dày 40 – 60m

Tập 4: Đá phiến silic màu đen, xám đen, xen sét vôi phân lớp mỏng Dày 60 – 80m

Hệ tầng La Khê xếp được vào Carbon hạ

* Hệ tầng Bắc Sơn (C - P bs)

Tập 1: Đá vôi xám, xám sáng, hạt vừa, cấu tạo trứng cá, đôi chỗ bị tái kết tinh yếu Dày 90m.

Tập 2: Đá vôi xám sáng, xám trắng, tái kết tinh yếu, hạt nhỏ, phân lớp 0,1 – 0,3m Dày 80 – 100m

Tập 3: Đá vôi màu xám trắng, tái kết tinh yếu, xen đá vôi bị hoa hoá màu xám trắng, phân lớp dày Dày 120 – 150m

Tập 4: Đá hoa màu trắng có cấu tạo dạng đường, phân lớp kém đến dạng khối Dày 130 – 150m

Giới Mezozoi:

* Hệ tầng Đồng Trâu – Phân hệ tầng dưới (T2a đt)

Ở phía Bắc Sông Cả, các diện lộ của hệ tầng Đồng Trâu thường nhỏ hơn thấy ở các vùng Nậm Chon, Phu Cơ, Phu Công, Nga Mi

Mặt cắt lộ tốt nhất dọc theo Suối Chà Lạp gồm 3 tập

Tập 1: Cuội kết, sạn kết, cát kết, đá phiến sét Dày 240m

Tập 2: Ryolit, đacit và tuf của chúng Dày 250m

Tập 3: Bột kết xen đá phiến sét, cát kết màu xám lục đến xám tro, ở giữa xen ít lớp phun trào ryolit Dày khoảng 200m

Bề dày chung của phân hệ tầng dưới khoảng 690m

3.Giới Kainozoi:

* Hệ tầng Khe Bố (N kb)

Mặt cắt chuẩn ở Khe Bố gồm 5 tập, với bề dày 300 – 350m

Tập 1: Cuội kết, dăm kết, chuyển lên trên là cuội kết, sét kết xen cát kết hạt thô, trầm tích rất đa khoáng, có độ mài tròn và lựa chọn kém Dày 40 – 50m

Tập 2: Cát kết hạt không đều, màu xám nâu, chuyển lên bột kết, sét kết màu nâu đen, xám đen, ít lớp mỏng than Dày 80m

Tập 3: Chủ yếu là bột kết, kẹp ít lớp sét kết đa khoáng, màu xám, chuyển lên bột kết, sét kết và các vỉa than dạng lớp hay thấu kính (có 3 vỉa than dày 0,4 – 13m) Dày 65m

Tập 4: Cát kết hạt vừa xen bột kết màu xám nâu, phân lớp không đều, kẹp ít lớp mỏng sạn kết màu xám đến xám vàng Dày 35m

Tập 5: Cuội kết, sạn kết và cát kết hạt thô đều có màu xám nâu, phân lớp dày, thành phần hỗn tạp, độ mài tròn kém Dày 100m.

Hệ tầng Khe Bố được xếp vào Neogen

* Hệ Đệ Tứ (Q)

Trầm tích đệ tứ không phát triển rộng rãi, chủ yếu phân bố ở các bậc thềm ven Sông Lô và một vài thung lũng của các suối lớn Đó là các tích tụ aluvi, đêluvi, proluvi Thành phần gồm cuội, sạn sỏi và cát bở rời Chúng được xếp chung vào tuổi

Đệ Tứ không phân chia

Đứt gãy phá hủy kiến tạo:

1.1 Các phức hệ thạch kiến tạo:

1 – Phức hệ Paleozoi hạ - trung:

Gồm các thành tạo lục nguyên dạng flysh thuộc các hệ tầng Sông Lô (O3 – S1

sc) và Huổi Nhị (S2 – D1hn), với tổng bề dày 3700m Các đá của phức hệ này bị biến

chất yếu, song lại bị uốn nếp và biến vị khá mạnh mẽ tạo các nếp uốn cấp khác nhau

Trong các thành tạo lục nguyên dạng flysh vắng mặt các thể magma cùng tuổi, đôi chỗ gặp cá hoá thạch thuộc hệ sinh vật bơi lội, thể hiện chúng được hình thành trong điều kiện biển rìa lục địa

2 – Phức hệ Paleozoi thượng:

Bao gồm các hệ tầng La Khê và hệ tầng Bắc Sơn với tổng chiều dày khoảng 1000m Chúng bị biến vị yếu, dạng lớp phủ nền, tạo ra các nếp uốn đoản với kích thước nhỏ

Các thành tạo lục nguyên – silic của phức hệ này chứa vật chất hữu cơ có thành phần khá đồng nhất và bề dày ít thay đổi, chứng tỏ chế độ kiến tạo ổn định, kiểu thềm lục địa yên tĩnh

3 – Phức hệ Mesozoi hạ:

Được cấu thành bởi các trầm tích lục nguyên xen phun trào axit thuộc hệ tầng Đồng Trầu (T2a đt) với tổng bề dày khoảng 1000m và các phức hệ magma, granitoiđ Sông Mã (γτT2 sm), gabroiđ Núi Chúa (νaT3npb), hình thành trong quá trình hoạt hoá tọa rift Các thành tạo này bị biến chất rất yếu, nhưng bị biến vị khá mạnh

Các thành tạo magma đáng kể nhất là khối Nậm Kiền, có dạng một batholit, diện lộ đạt 470km2

4 – Phức hệ tạo núi Trias thượng:

Được cấu thành bởi các thành tạo lục nguyên chứa than hệ tầng Đồng Đỏ (T3n –

r đđ), phân bố ở vùng Cò My – Bản Pung với bề dày 400m Các đá bị uốn nếp, góc

dốc nếp uốn có chỗ 30 – 400

5 – Phức hệ cấu trúc hoạt hoá tân kiến tạo Kainozoi:

Bao gồm các trầm tích lục nguyên chứa than hệ tầng Khe Bố (N kb) và trầm

tích bở rời Đệ tứ, phân bố trong các địa hào hẹp ven theo đứt gãy Sông Cả Tổng bề dày đạt 300 – 350m Các đá tuổi Neogen bị biến vị khá mạnh, nhất là gần các đứt gãy kiến tạo

1.2 Các hệ thống đứt gãy:

Có 2 hệ thống đứt gãy phương tây bắc - đông nam và đông bắc – tây nam, hướng cắm mặt trượt thường về phía đông bắc Riêng đứt gãy Sông Lô có mặt trượt cắm về phía tây nam với góc 650, đạt độ sâu 35km

Hệ thống đứt gãy phương đông bắc – tây nam có quy mô và mức độ hoạt động đều kém hệ thống đứt gãy phương tây bắc - đông nam, hầu hết là đứt gãy thuận, mặt trượt dốc đến 800

* Hệ thống đứt gãy trong khu vực nghiên cứu dự án.

Trong khu vực nghiên cứu dự án khu vực thượng lưu lòng hồ có đứt gãy Sông

Lô chạy cắt qua, đây là một đứt gãy sâu cần được nghiên cứu chi tiết giai đoạn sau để đánh giá mức độ ảnh hưởng của đứt gãy đến hoạt động của hồ chứa

Hiện tượng phong hóa và địa chất động lực:

1.1 .Hiện tượng phong hoá và phân chia các đới phong hoá:

Tại khu vực nghiên cứu nền đá gốc thuộc đá phiến sét, bột kết, cát kết, đá phiến sericit, đá phiến sericit thạch anh màu xám xanh, xám đen, xám tro, thế nằm có góc dốc khoảng 45 – 700 Chiều sâu phong hoá không đồng đều theo chiều sâu Theo mức

độ phong hoá ở đây có thể chia thành 5 đới sau:

1-Lớp sườn tàn tích (edQ).

Đây là sản phẩm phong hoá từ đá gốc thuộc đá phiến sét, bột kết, cát kết, đá phiến sericit, đá phiến sericit thạch anh và đá tảng lăn lẫn dăm sạn, lẫn rễ cây và lớp phủ thực vật, chiều dày trung bình 0,2 – 0,5mét, thành phần chủ yếu là á sét màu đỏ

gụ, phớt vàng trạng thái nửa cứng

2-Đới phong hoá mãnh liệt (IA1).

Đá gốc bị phong hoá hoàn toàn thành đất, dạng á sét lẫn dăm sạn, có thể đào bằng biện pháp thủ công Đất ở trạng thái nửa cứng

Chiều dày của lớp thay đổi mạnh, có chỗ dày 20 – 30m Đới này tập trung trên toàn khu vực dự án, đặc điểm đất của đới này thay đổi theo từng vị trí, trạng thái của đất từ dẻo cứng đến nửa cứng

3-Đới phong hoá mạnh (IA2).

Đá gốc phong hoá, màu sắc bị biến đổi, đôi chỗ thành á sét, mức độ phong hoá của đá phụ thuộc vào đá mẹ, đá nứt nẻ mạnh, vỡ vụn, đôi chỗ khi gặp nước bị phong hoá bở rời thành á cát Bản thân đá đã giảm độ bền rất lớn

Đới này có chiều dày trung bình khoảng 5 - 40m Diện phân bố trên diện rộng

4-Đới phong hoá trung bình (IB).

Đá bị phong hoá biến đổi màu sắc biến đổi nhẹ so với đá mẹ, trong đới chủ yếu hình thành khe nứt bị oxít hoá bám sắt và lấp nhét sét, giảm dần theo chiều sâu và làm mức độ cứng chắc của đá không đồng đều, của từng loại đá

5-Đới nứt nẻ (IIA).

Đá giữ nguyên màu sắc và nứt nẻ yếu, mức độ phong hoá chỉ ảnh hưởng theo mặt phân lớp làm biến màu nhẹ, mức độ rắn chắc của đá không đồng đều

1.2 Các hiện tượng địa chất động lực.

Nhìn chung địa hình của khu vực dự án có sườn dốc tương đối thoải Các sườn dốc tương đối ổn định không có dấu hiệu sạt trượt trong khu vực dự án

Hiện tại rừng thứ sinh kém phát triển, các hiện tượng địa chất động lực như sói mòn, rửa trôi sạt trượt ít xảy ra dưới ảnh hưởng của phong hoá vật lý và hoá học Tầng phủ ở đây rất mỏng, mặt khác thảm thực vật kém phát triển

Tính chất cơ lý của đất đá:

Ta có một số loại đất mềm rời và đá nửa cứng đến đá cứng Các loại đất đá này

đã được thí nghiệm xác định tính chất cơ lý

Điều kiện khí tượng:

Khí hậu lưu vực Suối Nguyên nói chung và lưu vực nghiên cứu nói riêng thuộc loại khí hậu nhiệt đới gió mùa

Nhiệt độ:

Chế độ nhiệt trong năm chia làm hai mùa rõ rệt: Mùa đông và mùa hè Mùa Đông từ tháng XII đến tháng III năm sau, tháng lạnh nhất là tháng I Biến đổi nhiệt độ mùa này giảm dần từ đồng bằng lên miền núi, nhiệt độ trung bình tháng từ 170C ÷

210C

Gió:

Gió hoạt động trên lãnh thổ miền Bắc nói chung và trên lưu vực Sông Lô nói riêng được chia làm hai mùa rõ rệt: Mùa Đông hướng gió chính là Đông - Đông Nam, mùa hè hướng gió chính là Tây và Tây Bắc Tốc độ gió trung bình trong các tháng mùa đông đạt từ 1.3 ÷ 2.0 m/s, mùa hè đạt từ 1.3 ÷ 3 m/s Tốc độ gió trung bình các vùng gần bờ biển lớn hơn các vùng miền núi, tại Vị Xuyênchỉ đạt từ 1 ÷ 2 m/s

Từ tháng IV đến tháng VII khối không khí ẩm vịnh Bangan tràn sang nên gây mưa lớn ở phía Tây Trường Sơn, khối không khí này sau khi vượt qua dãy Trường Sơn trở nên khô nóng và tràn vào lưu vực Sông Lô trong tháng V đến tháng VIII gây nên lượng bốc hơi lớn và nhiệt độ cao Nhìn chung, hàng năm có từ 5 đến 7 đợt gió Tây khô nóng và duy trì trong khoảng 30 – 35 ngày mà ta thường gọi là gió Lào

Bảng 1-1:Tốc độ gió mạnh nhất 8 hướng ứng với tần suất thiết kế trạm Vị Xuyên:

Bốc hơi:

Tương ứng với chế độ nhiệt ẩm, lượng bốc hơi khu vực cũng biến đổi rõ rệt theo mùa và chịu ảnh hưởng của địa hình Lượng bốc hơi trung bình tháng lớn nhất xuất hiện vào tháng V đo được tại Vị Xuyênlà 103 mm Lượng bốc hơi trung bình tháng nhỏ nhất tại Vị Xuyênvào tháng XI là 49.0 mm

Mùa khô kéo dài 6 tháng, từ tháng XI tới tháng IV năm sau Trong thời kỳ này lượng mưa chỉ chiếm từ 15% đến 20% lượng mưa của cả năm Những tháng có lượng mưa nhỏ nhất là tháng XII, tháng I và tháng II Tổng số ngày mưa trong năm trung bình đạt khoảng 130 - 150 ngày Lượng mưa trung bình tháng và lượng mưa ngày lớn nhất đo được ở các trạm như sau:

Bảng 1-2: Lượng mưa trung bình tháng các trạm lân cận lưu vực suối Nguyên

Bảng 1-3: Lượng mưa ngày lớn nhất ứng với tần suất thiết kế trạm Vị Xuyên

Trong năm dòng chảy phân ra làm 2 mùa: mùa lũ và mùa kiệt

- Mùa lũ bắt đầu từ tháng VI, kết thúc vào tháng XI chậm hơn mùa mưa một tháng Tổng lượng dòng chảy mùa lũ chiếm từ (70 ÷75)% tổng lượng dòng chảy năm Tháng có dòng chảy lớn nhất thường xuất hiện vào tháng IX, ba tháng liên tục có dòng chảy lớn nhất là VIII - X với tổng lượng dòng chảy chiếm khoảng 47% tổng lượng dòng chảy năm

- Mùa kiệt bắt đầu từ tháng XII - V năm sau, với lượng dòng chảy mùa kiệt chiếm từ (25÷30)% tổng lượng dòng chảy năm Ba tháng liên tục có dòng chảy kiệt nhất từ tháng II đến tháng IV, với tổng lượng dòng chảy trong ba tháng này chiếm từ (8 ÷ 10)% so với lượng dòng chảy năm.

Dựa vào chuỗi lưu lượng dòng chảy tuyến Nậm Ngầntheo phương pháp mô hình Tank xác định được dòng chảy năm thiết kế tuyến đập Nậm Ngần Kết quả phân tích tần suất tuyến đập Nậm Ngầntrình bày trong bảng sau đây:

Bảng 1-5:Dòng chảy năm thiết kế tuyến đập Nậm Ngần theo phương pháp mô hình

Tank

12.3 0.23 0.46 17.1 15.2 14.0 12.0 10.2 9.81 9.33 8.77Dòng chảy lũ:

Dòng chảy lớn nhất lưu vực Suối Nguyên trong hệ thống Sông Lô cũng như các sông vùng Bắc Trung Bộ sinh ra từ một nguyên nhân duy nhất là mưa rào Những trận mưa lớn xảy ra do sự hoạt động mạnh của gió mùa mùa Hạ kết hợp ảnh hưởng từ các trận bão lớn đổ bộ vào đất liền từ biển Đông cũng như các nhiễu loạn thời tiết biển khác, đáng kể là áp thấp nhiệt đới Từ những nguyên nhân trên ta có thể thấy được hầu hết mưa lũ thường xảy ra trong các tháng giữa mùa mưa bão, đó là các tháng 7, 8 và 9 hàng năm

Lưu lượng đỉnh lũ:

Theo Qui Phạm Thủy Lợi QPTL.C–6–77 đối với những lưu vực có diện tích lớn hơn 100 km2 có thể dùng công thức triết giảm và công thức XôKôlôpxKi để xác định lũ thiết kế Sau đây là kết quả tính toán lũ thiết kế tại tuyến đầu mối công trình thuỷ điện Nậm Ngầntheo công thức được chọn - công thức XôKôlôpxKi

Bảng 1-6: Lưu lượng đỉnh lũTuyến

Bảng 1-7:Tồng lượng lũ thiết kế tuyến công trình Nậm Ngần

Tần suất P (%) Qp (m3/s) Tổng lượng lũ thời đoạn Wp(106m3)

7

82.43 82.84 83.1

9

83.48

84.56 86.0

7

87.19

88.1

1 88.9

Đặc trưng hồ chứa:

Đặc trưng hồ chứa của tuyến I:

Quan hệ Z ~ F ~ V được trình bày ở bảng:

Bảng 1-11: Đặc trưng Z ~ F ~ V của hồ chứa tuyến I

110 5,182 49,410

Hình 1.1: Quan hệ V~Z của hồ chứa

Hình 1.2: Quan hệ F~Z của hồ chứa

Điều kiện địa chất thủy văn:

Trên mặt cắt có thể dự đoán mặt thoáng nghiêng theo địa hình và hướng chảy

về phía suối Với nền đá gốc, nước có thể tồn tại và vận động trong các khe nứt, trong phân lớp của đất đá Phía trên tầng phủ mỏng cũng có thể tồn tại nước lỗ hổng vào mùa mưa Nước lỗ hổng và nước khe nứt trong các đới đất đá có quan hệ mật thiết với nước khe, suối

Nguồn cung cấp cho phức hệ chứa nước ở đây là nước mưa, miền thoát là khe

và suối Có thể đánh giá sơ bộ nước dưới đất trong khu vực này thuộc loại nghèo

Đất thuộc lớp sườn tàn tích sét và sét pha lẫn sạn sỏi hệ tầng Sông Lô - phân hệ tầng trên

Tình hình vật liệu xây dựng địa phương:

Tại đây các công trình xây dựng đang thi công đều mua cát tại Thị trấn Hoà Bình

Mỏ đá:

Tại khu vực công trình chủ yếu là đá phiến sericit, đá phiến thạch anh- sericit,

đá cát bột kết thuộc hệ tầng Sông Lô với tính chất hai loại đá này không có khả năng làm vật liệu cho bê tông

Để sử dụng đá làm cốt liệu bê tông có thể phải khai thác đá vôi nằm trong khu vực Xã Xiềng Mi - huyện Vị Xuyênnằm cách công trình khoảng 25 - 30km Tại đây đang có công ty Cổ phần Đồng Tâm – 21 Nguyễn Văn Cừ – TP Vinh khai thác bán cho các công trình xây dựng nhà cửa, đường xá

Về chất lượng có thể đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

Phương án khai thác đá có thể mua hoặc mở mỏ khai thác tại vị trí này, tuỳ theo hiệu quả kinh tế

CHƯƠNG 1 ĐIỀU KIỆN KINH TẾ XÃ HỘI

2.1Tình hình dân sinh kinh tế:

Công trình hồ chứa nước Nậm Ngần nằm trên địa bàn xã Nậm Ngần , huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang Huyện Vị Xuyêncó tổng diện tích đất tự nhiên 2.806,36 km2, dân số toàn huyện là 73095 người (theo thống kê năm 2005) có 4 tộc người chủ yếu sinh sống gồm Thái, H’mông, Khơ mú và Kinh Xã Nậm Ngầncó tổng diện tích tự nhiên 76,76 km2 và dân số theo thống kê năm 2005 là 2854 người

Nghề nghiệp chính của đồng bào các dân tộc sống ở các xã này chủ yếu là sản xuất nông nghiệp và lâm nghiệp Trong những năm gần đây kinh tế nông, lâm nghiệp của các xã này tiếp tục tăng trưởng đều Việc đẩy mạnh ứng dụng các tiến bộ khoa học

kỹ thuật về giống, phân bón gắn với chuyển đổi cơ cấu mùa vụ, cây trồng đã tạo ra bước chuyển biến quan trọng trong sản xuất nông nghiệp của đồng bào các dân tộc ở những xã nêu trên Công tác giao đất, giao rừng thực hiện tương đối tốt nên nhân dân

đã biết được tác hại của việc phá rừng, từ đó biết đầu tư trồng và bảo vệ rừng Đến nay rừng đang được phục hồi và phát triển Hiện nay nhiều hộ trong vùng đã biết làm kinh

tế vườn, nhiều mô hình phát triển theo hướng kinh tế trang trại Thu nhập lương thực bình quân (quy ra thóc) của các xã trong phạm vi ảnh hưởng của dự án năm 2002

Định canh, định cư của các xã đến nay cơ bản đã được hoàn thành, người dân

đã có ruộng nước, đất bằng để sản xuất, có điều kiện phát triển kinh tế vườn, kinh tế trang trại, chăm sóc, trồng và bảo vệ rừng Tuy nhiên, hiện tại xã Nậm Ngầntỷ lệ số hộ

ổn định định canh, định cư mới chỉ đạt 98,03% vẫn còn du canh ở một số bản do quá khó khăn về kết cấu hạ tầng (chủ yếu là giao thông và thuỷ lợi), thiếu tư liệu sản xuất (đất ruộng) và kiến thức cho nên hàng năm huyện phải giao rẫy để cho dân các bản này sản xuất nhằm tự cân đối lương thực

Xoá đói, giảm nghèo được thực hiện tương đối tốt, tuy nhiên huyện Vị Xuyênlà huyện vùng cao, vùng xa của tỉnh Hà Giang , có ít điều kiện thuận lợi để phát triển kinh tế, trình độ dân trí thấp, tập quán canh tác còn lạc hậu, cho nên tỷ lệ số hộ đói nghèo còn cao, toàn huyện có tỷ lệ đói nghèo chiếm 27,56% (số liệu năm 2001)

Văn hoá - xã hội nói chung đã được chính quyền địa phương quan tâm và đầu

tư phát triển mạnh

Về giáo dục đã xây dựng các trường tiểu học, trung học cơ sở và trường mầm non ở các xã, huy động và duy trì tỷ lệ học sinh đi học đạt tỷ lệ cao Công tác xoá mù

chữ thực hiện khá tốt, đến hết năm 2001 các xã đã phổ cập giáo dục tiểu học đạt ở độ tuổi 12, phổ cập giáo dục trung học cơ sở đang được thực hiện.

Về y tế, các xã có các cán bộ y tế, có cơ sở khám và chữa bệnh cho nhân dân trong vùng, các chương trình quốc gia như lao, sốt rét, bướu cổ, phong, nghiện hút được thực hiện khá tốt Công tác giám sát dịch tễ được thực hiện thường xuyên, thuốc phòng chữa bệnh được đưa xuống các cơ sở y tế đầy đủ và kịp thời nên các bệnh nguy hiểm hiện còn rất ít Số hộ dùng nước sạch của huyện Vị Xuyênhiện tại chưa nhiều, phấn đấu trong năm 2002 đạt 48,1% toàn huyện, trong đó thị trấn Quỳ Châu phấn đấu đạt 92,3% Ngoài ra chương trình vận động xây dựng công trình vệ sinh hợp vệ sinh, chuồng gia súc ngoài nhà ở cũng được thực hiện tốt, đạt trên 60%

Về văn hoá, các phong trào xây dựng nếp sống văn minh, gia đình, làng bản văn hoá, phát huy bản sắc văn hoá dân tộc được đẩy mạnh Đến hết năm 2001, tỷ lệ

số gia đình văn hoá đạt khá, chiếm hơn 50% Phong trào đưa thông tin xuống cơ sở được triển khai đều đặn 12 buổi/năm/xã Phong trào thể dục, thể thao, văn hoá được đông đảo quần chúng nhân dân hưởng ứng và tham gia tích cực Tuy nhiên tệ nạn nghiện hút ma tuý còn nhiều, công tác tuyên truyền, vận động nhân dân cải tạo tập quán sản xuất và sinh hoạt lạc hậu vẫn chưa đạt yêu cầu, tính ỷ lại, trông chờ vào chế

độ chính sách của nhà nước còn phổ biến

Cơ sở hạ tầng các xã đều đã có đường giao thông và điện lưới quốc gia Đường nhựa nối từ thị trấn Quỳ Châu đến uỷ ban nhân dân xã vừa được xây dựng xong Con đường này thuộc chương trình 135 đã được đầu tư xây dựng từ năm 1999 nối quốc lộ

48 đến trung tâm xã Trước năm 2003 ôtô không thể đi được, nhất là vào mùa mưa đi

bộ cũng rất vất vả Theo dự kiến việc xây dựng và nâng cấp con đường này đạt tiêu chuẩn đường cấp 6 miền núi sẽ hoàn thành vào năm 2004 Con đường này sẽ góp phần vào phục vụ công tác thi công xây dựng thuỷ điện Nậm Ngần

2.2.Định hướng phát triển kinh tế xã hội giai đoạn 2005-2010:

Phương hướng phát triển kinh tế - xã hội của huyện Vị Xuyênnói chung và các

xã trong phạm vi ảnh hưởng của dự án nói riêng là khai thác và sử dụng có hiệu quả lợi thế so sánh các nguồn lực tự nhiên và xã hội sẵn có, đó là tăng năng suất cây trồng, vật nuôi thông qua các biện pháp áp dụng các tiến bộ khoa học - kỹ thuật, chuyển đổi

cơ cấu mùa vụ, cây trồng, vật nuôi vào sản xuất Đối với các xã tiếp tục thực hiện hoàn

thành cơ bản công tác định canh, định cư, xoá bỏ diện tích lúa rẫy và xây dựng, củng

cố các công trình thuỷ lợi nhằm tăng diện tích lúa nước Thực hiện đề án cải tạo vườn tạp, trồng cây công nghiệp, tăng nhanh diện tích cây lâu năm và cây ăn quả; tích cực trồng rừng, nhất là tập trung trồng cây mét, quế, cây nguyên liệu gắn với việc bảo vệ, khoanh nuôi và chăm sóc rừng qua các chương trình, dự án nhằm tạo việc làm và tăng thu nhập kinh tế, đồng thời cải thiện môi trường sinh thái v.v

+ Năm 2010: phổ cập trung học toàn huyện

Xoá đói giảm nghèo: năm 2005 xoá hết hộ đói, giảm hộ nghèo xuống 10%, năm

2010 số hộ nghèo còn dưới 8%

Dùng nước sạch: 80% số hộ được dùng nước sạch vào năm 2010

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ VÀ

NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH

3.1.Phương hướng và mục tiêu sản suất.

Diện tích đất nông nghiệp đối với miền núi rất hạn hẹp vì vậy vấn đề lương thực đối với đồng bào các dân tộc miền núi hết sức quan trọng và cần thiết

Từ trước tới nay các huyện miền núi nói chung và huyện Vị Xuyêntỉnh Hà Giang nói riêng chưa tự sản xuất đủ lương thực mà phải điều hòa từ các huyện khác Các biện pháp tác động vào diện tích trồng lúa nhằm tăng năng suất và sản lượng, trong đó công tác thủy lợi là hàng đầu và cấp bách Khi đã chủ động về nước tưới tiêu kết hợp với các biện pháp khuyến nông khác như giống, phân bón sẽ làm cho 4500 ha diện tích nông nghiệp của xã Nậm Ngầnvà các xã lân cận chắc chắn 1 vụ lúa và 1 vụ màu có năng suất cao như những vùng lúa cao sản khác trong tỉnh Hà Giang

3.2Mục đích của dự án

Các xã trong huyện Vị Xuyên, địa hình đồi núi chiếm đa số, dân trí của đồng bào còn thấp, đời sống kinh tế của người dân còn gặp nhiều khó khăn.Hệ thống công trình thủy lợi xã lấy nước từ Sông Hội Nguyên qua trạm bơm và các đập dân nhỏ trong vùng Khi được đầu tư xây dựng kiên cố hóa hệ thống các công trình thủy lợi cụm đầu mối Nậm Ngầnthì từ diện tích đất nông nghiệp còn hạn chế và sản xuất 1 vụ bấp bênh nay được nâng lên diện tích đất nông nghiệp là 4500ha và cấy được 2 vụ lúa mùa ăn chắc và Chuyển đổi cơ cấu cây trồng, áp dụng khoa học kỹ thuật, áp dụng giống mới vào nông nghiệp thâm canh tăng vụ tăng năng suất cây trồng, đẩy mạnh phát triển chuồng trại chăn nuôi gia súc gia cầm Phát triển kinh tế đồi rừng cây ăn quả Đẩy mạnh phát triển trồng cây công nghiệp như cây cao su và cây đậu tương Để cuộc sống của nhân dân trong vùng dần ổn định và nâng cao mức sống của nhân dân, xóa được đói giảm được nghèo

Nậm Ngần là xã vùng cao với Dân tộc Thái, H'Mông, Khơ Mú, Kinh sinh sống

và đã được Bộ Văn hóa, Thể thao và Du lịch công nhận Làng văn hóa truyền thống tiêu biểu dân tộc ít người, bản sắc văn hóa truyền thống của các dân tộc sẽ trở thành điểm nhấn về phát triển du lịch văn hóa và du lịch sinh thái bền vững, đồng thời giới

thiệu, quảng bá các giá trị văn hóa truyền thống đặc sắc của địa phương với du khách trong và ngoài nước.

Vậy để nhanh chóng ổn định sản xuất, cải thiện đời sống nhân dân các dân tộc, đẩy mạnh phát triển nông nghiệp, để tiến nhanh tiến kịp tốc độ phát triển nông nghiệp chung của cả tỉnh cũng như cả nước và đồng thời phát triển du lịch trong tương lai việc đầu tư xây dựng hồ chứa nước Nậm Ngầnlà cần thiết và cấp bách.Dự án công trình hồ chứa nước Nậm Ngầnđược đầu tư xây dựng sẽ giải quyết nước tưới cho 3800 ha đất canh tác nông nghiệp, cấp nước sinh hoạt cho khoảng 2000 dân các xã thuộc xã Nậm Ngầnhuyên HuyệnVị Xuyên, tạo điều kiện cho phát triển chăn nuôi thủy sản, cải thiện môi trường sinh thái, du lịch, bảo vệ an ninh biên giới, góp phần thúc đảy nền kinh tế phát triển, ổn định cuộc sống nhân dân, thực hiện từng bước “Xóa đói, giảm nghèo”

3.3.Nhiệm vụ của công trình.

Công trình hồ chứa Nậm Ngầnsau khi hoàn thành có các nhiệm vụ sau:

- Phục vụ tưới cho 3800ha đất canh tác

- Kết hợp giảm lũ cho hạ lưu, nuôi trồng thủy sản, cải tại điều kiện môi sinh, môi trường theo hướng có lợi cho đời sống con người

Được xây dựng trên tỉnh vùng miền núi có nhiều đồng bào dân tộc sinh sống, hồ chứa nước Nậm Ngần sẽ góp phần thay đổi đời sống kinh tế xã hội trong vùng

CHƯƠNG 3 CHƯƠNG 4 XÁC ĐỊNH CẤP CÔNG TRÌNH VÀ

CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ

4.1:Vị trí tuyến đập

4.1.1 Nguyên tắc lựa chọn tuyến đập:

Tuyến đập lựa chọn phải đảm bảo đủ các điều kiện chống trượt, chống lật, ổn định về thấm, thấm qua nền và vai đập

Vị trí tuyến đập phải đủ dung tích hồ thiết kế

Vị trí tuyến đập đủ mặt bằng để bố trí các hạng mục như: tràn, cống, đường thi công Đồng thời đủ các điều kiện cho mặt bằng bố trí nhà xưởng, máy móc thiết bị phục vụ cho thi công

Vị trí tuyến đập phải có khả năng bố trí công trình dẫn dòng sao cho an toàn trong tri công và giá thành dẫn dòng là nhỏ nhất

Tuyến đập phải chọn nơi hẹp để khối lượng đào đắp nhỏ, giá thành rẻ Bố trí gần các bãi vật liệu để công vận chuyến ít

Tuyến đập phải chọn mà nơi diện tích ngập lụt nhỏ, vấn đề chi phí cho việc giải phóng mặt bằng, di dân tái định cư nhỏ nhất

4.1.2 Phân tích lựa chọn tuyến đập:

Phương án tuyến thứ một có đầu mối nằm cách vị trí nhập lưu của sông Lôgần gần vị trí cầu Ngần Mép lòng hồ phía trên có khả năng chịu ảnh hưởng của một đứt gãy không xác định, nhưng đứt gãy này không gây khả năng mất nước mà còn có khả năng tăng nguồn nước do có mạch nước ngầm bổ sung

4.2 Vị trí tuyến tràn:

4.2.1 Nguyên tắc lựa chọn tuyến tràn:

Khi lựa chọn tuyến tràn cần xét đến điều kiện địa hình, địa chất để tránh bị sạt lở ảnh hường đến an toàn cho công trình

Lợi dụng địa hình để giảm tối đa khối lượng đào đắp đất, đá, bê tông Khi bờ sông tương đối bằng phẳng hoặc có eo núi, lợi dụng chỗ lõm có độ cao gần bằng mực nước dâng bình thường của hồ chứa để bố trí đường tràn là tốt nhất Lợi dụng đất đá đào đi có thể sử dụng làm vật liệu để xây dựng công trình, thì dù có phải đào thì vẫn hợp lý

Vị trí và hướng của bộ phận cửa vào và cửa ra của đường tràn phải hợp lý để không làm xói lở đập và các công trình khác, đảm bảo làm việc bình thường cho hệ thống, đập tràn nên tách khỏi đập dâng để sự nối tiếp công trình bê tông của tràn và của đập dâng bằng vật liệu địa phương đỡ phức tạp và giảm khối lượng tường chắn Khi vận hành các công trình trong hệ thống các công trình đầu mối không ảnh hưởng lẫn nhau, dòng chảy xả từ đập tràn là thay đổi điều kiện thủy lực ở hạ lưu, dẫn đến làm giảm công suất của nhà máy thủy điện.

4.2.2.Phân tích lựa chọn tuyến:

Dựa vào nguyên tắc trên ta chọn vị trí tuyến tràn tại bên trái của đập dâng

4.3 Tuyên cống:

4.3.1 Nguyên tắc lựa chọn tuyến cống:

Tuyến cống phụ thuộc vào vị trí khu tưới, cao trình tưới tự chảy, điều kiện địa hình địa chất nền

Đáy cống ở thượng lưu phải đảm bảo điều kiện cao hơn cao trình bùn cát lắng đọng ứng với tuổi thọ công trình, đồng thời phải thấp hơn mực nước chết để đảm bảo yêu cầu dùng nước

Cửa vào tuyến cống nên bố trí bên bờ lõm hướng sông để tránh bùn cát đáy vào cửa vào

4.3.2 Phân tích lựa chọn tuyến:

Với địa hình của tuyến đập và lựa chọn tuyến tràn bên trái đập nên ta đặt tuyến cống bên phải của đập

4.4 Cấp công trình:

Cấp công trình được xác định theo 2 điều kiện

4.4.1 Theo năng lực phục vụ của công trình

Cung cấp nước tưới cho 3800 ha đất canh tác Tra bảng 1 QCVN 04 05: 2012 / BNNPTNT nên thuộc công trình cấp III

4.4.2 Theo chiều cao công trình và loại nền

Theo sơ bộ tính toán ban đầu công trình cao khoảng 25÷70 m, đập được đặt trênnền đá nhóm A, theo bảng 1 QCVN 04-05: 2012/BNNPTNT cấp công trình là cấp II

=> Từ hai điều kiện trên ta có công trình là công trình cấp II

4.5 Các chỉ tiêu thiết kế

* Căn cứ vào QCVN 04-05: 2012/ BNNPTNT với công trình cấp II chúng ta có các chỉ tiêu thiết kế sau:

- Tần suất lưu lượng lũ thiết kế: P = 1% bảng 4

- Tần suất lưu lượng lũ kiểm tra: P = 0,2% bảng 4

- Mức đảm bảo tưới: P= 85% bảng 3

- Tuổi thọ công trình là: 75 năm bảng 11

- Tần suất lưu lượng lớn nhất để thiết kế chặn dòng: P = 10%

* Căn cứ vào TCVN 8216: 2009 ta có các chỉ tieu thiết kế sau:

- Tần suất gió thiết kế bảng 3 mục 6.1.3 TCVN 8216: 2009

+ Hệ số điều kiện làm việc: m = 1.0

- Hệ số an toàn ổn định nhỏ nhất của mái đập [Kcp]:

PHẦN II:THIẾT KẾ SƠ BỘ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI

DÂNG BÌNH THƯỜNG

5.1.Xác định mực nước chết.

5.1.1Khái niệm mực nước chết

Mực nước chết là mực nước khai thác thấp nhất của hồ chứa nước mà ở mực nước này công trình vẫn đảm bảo khai thác vận hành bình thường

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

5.1.2.Các yếu tố ảnh hưởng tới mực nước chết

Mực nước chết phụ thuộc vào yêu cầu sử dụng nước của các ngành:

- Đối với sản xuất nông nghiệp: đảm bảo yêu cầu tưới tự chảy và trữ hết lượng bùn cát lắng đọng trong suốt thời gian sử dụng hồ chứa

- Đối với trạm thủy điện: đảm bảo cột nước H tối thiểu phục vụ cho phát điện

- Đối với giao thông thủy thì đảm bảo độ sâu cần thiết cho thuyền bè hoạt động được

- Đối với nuôi trông thủy sản: đảm bảo độ sâu, mặt thoáng nuôi trồng

- Đối với yêu cầu về du lịch và bảo vệ môi trường, mực nước chết và dung tích chết đảm 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:

Lượng bùn cát bồi lắng hàng năm tại vị trí tuyến công trình bao gồm:

Trong suốt thời gian hoạt động của công trình (75 năm), dung tích bùn cát lắng đọng là:

Vbc = 153,4 75 = 0,012.106(m3)

Với Vbc = 0,012 106 (m3) tra quan hệ Z ~ V ta được cao trình bùn cát lắng đọng trong hồ chứa là : Zbc = 80,01(m)

5.1.3.2Xác định MNC theo điều kiện lắng đọng bùn cát:

Dung tích chết (Vc) có nhiệm vụ tích hết bùn cát lắng đọng trong hồ chứa trong thời gian hoạt động của công trình, tức là:

MNC = Zbc + a + h (m) Trong đó:

- Zbc:Cao trình bùn cát

- a: Độ cao an toàn để bùn cát không cuốn trôi vào cống khi lấy nước

- h: Độ sâu cần thiết trước cống để lấy đủ lưu lượng thiết kế

Hình 5-1: Cao trình đặc trưng của hồ chứa

Sơ bộ chọn: a = 0,5(m) và h = 1,0(m)

Ta có: MNC = 80,01 + 0,5 + 1,0 = 81,51(m)

5.1.3.3.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:

Vậy cao trình MNCtheo khả năng tưới tự chảy là:

81, 75 0, 25 82( )

Để thỏa mãn cả hai điều kiện đã nêu trên ta có cao trình MNC là: ZMNC =82m Tra trên đường quan hệ đặc trưng lòng hồ (Z ~ V), xác định được dung tích chết là:

5.2.2.Các yếu tố ảnh hưởng tới mực nước dâng bình thường:

MNDBT phụ thuộc vào điều kiện về kỹ thuật và hiệu quả về kinh tế khi xây dựng công trình:

Về kỹ thuật bao gồm các điều kiện ràng buộc về địa hình, địa chất và giới hạn cho phép ngập lụt vùng thượng lưu hồ Dung tích hiệu dụng và mực nước dâng bình thường không thể vượt quá giới hạn cho phép do có yêu cầu về ngập lụt thượng lưu hoặc điều kiện địa chất công trình

Về kinh tế cần phân tích các chỉ tiêu kinh tế và các ràng buộc về môi trường, các vấn

đề liên quan đến xã hội, chính trị v v Cần phân tích nhu cầu về nước và 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 do thượng lưu bị ngập lụt và những thiệt hại do không đảm bảo các yêu cầu về nước v v

5.2.3.Nguyên 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= 354,769 106 m3

Lượng nước dùng trong năm: Wq = 219,637.106 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, theo phương pháp lập bảng dựa trên phương trình cân bằng nước và các quan

hệ Z~F~V lòng hồ Phương trình cân bằng nước như sau:

1 2 2

1 2

1

2

q q t Q

Trong đó: Q1, Q2 : là lưu lượng đến đầu và cuối thời đoạn ∆t

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

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 nước đến trong từng than

- Cột 4: Tổng lượng nước đến trong từng tháng

- Cột 5: Tổng lượng nước yêu cầu trong từng tháng

- Cột 6: Lượng nước thừa (WQ > Wq), cột(6) = cột(4) – cột(5)

- Cột 7: Lượng nước thiếu (WQ<Wq), cột (7) = cột (5) – cột (4)

- Cột 8 : Là quá trình làm việc (tích nước) của hồ khi chưa kể đến tổn thất

- Cột 9: Lượng nước xả thừa

Cách tính toán thể hiện trong bảng sau

Bảng5.1 Cách tính dung tích hiệu dụng của kho nước khi chưa kể tổn thất

hồ chứa.

ngày Nước đến Nước đến Nước dùng Nước thừa Nước thiếu Dung tích kho Xả thừa

Nhưng V-max > Vh lên Vh=max V

-⇒ Dung tích hiệu dụng : Vh = maxVh- = 48,9x10^6 (m3)

5.2.5.Tính V h có kể tổn thất:

Giải thích các giá trị trng bảng tính:

- Cột 1: Thứ tự các tháng xếp theo năm thuỷ văn

- Cột 2: Dung tích kho (Vk) lấy theo cột (8) của lần tính lặp đầu tiên chưa kể tổn thất ( bảng 5-1),cộng với Vc

- Côt 3: Dung tích bình quân trong kho chứa nước: Vtb =

2

1

+ + Ki

Trong đó : k là tiêu chuẩn thấm trong kho nước, theo chỉ tiêu thiết kế lấy k = 1%

(5 Cột 11: Lượng nước thừa hàng tháng (khi Wd >Wq): cột (11) = cột (9) – cột (10)

- Cột 12: Lượng nước thiếu hàng tháng của thời kỳ thiếu nước (khi Wd ≤ Wq):

cột (12) = cột (5) – cột (4)

- Cột 13: Là quá trình làm việc (tích nước) hàng tháng của hồ khi có kể đến tổn

thất

- Cột 14: Lượng nước xả thừa

Kết quả tính toán được ghi ở bảng sau:

dung tích hiệu dụng của kho nước khi kể tới tổn thất hồ chứa lần 1

IX 50.69 50.690 5.237 27.1 0.142 0.760 0.902 63.24 21.515 40.83 50.75 50.08

X 49.42 50.053 5.209 25.2 0.131 0.751 0.882 48.48 49.754 2.16 48.59

XI 50.69 50.053 5.209 23.1 0.120 0.751 0.871 24.88 21.515 2.50 50.75 0.34 XII 50.69 50.690 5.237 25.6 0.134 0.760 0.894 9.80 0 8.91 50.75 8.91

I 50.69 50.690 5.237 28.1 0.147 0.760 0.908 9.91 9.572 0.57 50.18

II 28.17 39.431 4.189 30.0 0.126 0.591 0.717 9.14 31.663 23.24 26.95 III 13.89 21.032 2.359 40.0 0.094 0.315 0.410 8.28 22.556 14.69 12.26

Nhưng V-max > Vh lên Vh=max V

-⇒ Dung tích hiệu dụng : Vh = maxVh- =50,75.10^6 (m3)

Tính sai số giữa 2 lần tính dung tích hiệu dụng (trường hợp đã kể đến tổn thất)

50, 75

Không đạt giá trị tính toán

dung tích hiệu dụng của kho nước khi kể tới tổn thất hồ chứa lần 2

IX 52.54 52.540 5.316 27.1 0.144 0.788 0.932 63.24 21.515 40.80 50.80 40.80

X 50.38 51.461 5.270 25.2 0.133 0.772 0.905 48.48 49.754 2.18 48.62

XI 52.54 51.461 5.270 23.1 0.122 0.772 0.894 24.88 21.515 2.47 50.80 0.29 XII 52.54 52.540 5.316 25.6 0.136 0.788 0.924 9.80 0 8.88 50.80 8.88

+ Dung tích kho chứa : Vkho chứa = Vc + Vhd= 1,79+50,8= 52,59 (106m3)

Tra quan hệ V~Z ta có với Vkho= 52,59 (106m3) ta có cao trình mực nước dâng bình thường là : ZMNDBT = 110,58 (m)

Bảng 4-3 : Bảng kết quả tính toán điều tiết hồ

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ

6.1.Tính toán điều tiết lũ

6.1.1.Mục đích ý nghĩa của tính toán điều tiết lũ và các yếu tố ảnh hưởng

6.1.1.1.Mục đích nhiệm vụ và ý nghĩa

a) Mục đích

Thông qua tính toán điều tiết lũ để tìm ra dung tích phòng lũ cần thiết của kho nước, đường quá trình xả lũ xuống hạ lưu công trình, tìm ra lưu lượng xả lớn nhất, cột nước tràn lớn nhất, từ đó định ra quy mô, kích thước tràn xả lũ và các phương thức vận hành kho nước để xác định kích thước các công trình tiêu năng và kênh tháo

b) Nhiệm vụ

Nhiệm vụ cơ bản của điều tiết lũ là nghiên cứu cách hạ thấp lưu lượng lũ nhằm đáp ứng các yêu cầu phòng chống lũ cho các công trình ven sông và khu vực hạ lưu công trình

c) Ý nghĩa

Trong hệ thống đầu mối công trình thủy lợi, công trình tràn giữ một vị trí quan trọng Kích thước của công trình tràn có ảnh hưởng trực tiếp đến quy mô và kích thước của công trình khác trong hệ thống công trình đầu mối và mức độ ngập lụt ở hạ lưu công trình Để đảm bảo điều kiện và kỹ thuật của toàn bộ hệ thống, ta phải tính toán và điều tiết lũ với nhiều phương án Btr khác nhau nhằm tìm ra được phương án Btr sao cho công trình được xây dựng an toàn và kinh tế (Nhưng ở đồ án này ta tính toán cho 1

PA Btr)

6.1.1.2.Các yếu tố ảnh hưởng đến tính toán điều tiết :

- Ảnh hưởng của đường quá trình lũ đến

- Ảnh hưởng của công trình xả lũ : loại công trình, kích thước công trình…

- Ảnh hưởng của địa hình kho nước

6.1.2.Nguyên lý và các phương pháp tính toán điều tiết lũ.

6.1.2.1.Nguyên lý tính toán :

Dựa trên nguyên lý cân bằng nước giữa lượng nước đến và lượng nước xả qua công trình xả: Q.dt – q.dt = F.dh

Trong đó:

Q là lưu lượng nước đến kho nước

q là lưu lượng nước ra khỏi kho nước

+ F: Diện tích mặt thoáng của kho nước

+ dt: Khoảng thời gian vô cùng nhỏ

+ dh: Vi phân của cột nước trên công trình xả

Nếu ta thay F.dh = dv thì ta được phương trình

Và nếu ta thay tiếp dt bằng khoảng thời gian đủ lớn ∆t = t2- t1, ở đây t1 và t2 là thời điểm đầu và thời điểm cuối của khoảng thời gian tính toán, thì ta có thể đưa phương trình (5.1) về dạng sai phân sau đây:

Ở đây: + 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 đầu và cuối thời đoạn ∆t Với mục đích là tìm đường quá trình xả lũ q ∼ t thì phương trình (5,2) chưa thể giải trực tiếp được vì có hai số hạng chưa biết là q2 và V2 Vì vậy chúng ta cần có một phương trình nữa đó chính là phương trình thuỷ lực của công trình xả lũ với dạng tổng quát: q m B= 2 t g H3/2 (5,3) Trong đó:

m: hệ số lưu lượng

b: Chiều rộng mỗi khoang tràn

H: Cột nước trên tràn

Các bước tính toán

Ta giải thiết giá trị q1 Tra bảng quan hệ được V2, từ đó tìm được độ chênh cao

so với MNDBT H2 từ đó tính được lưu lượng nước xả ở cuối thời đoạn qx2 Tính sai số với q2- q1 nếu sai số nằm trong phạm vi cho phép thì chuyển sang thời đoạn tiếp theo

để tính

Hình 6-1:Đường quá trình điều tiết lũ

6.2.Tính toán và kết quả điều tiết lũ.

6.2.1.Tài liệu tính toán,

- Mực nước dâng bình thường là ZMNDBT=110,58m

- Bề rộng tràn : + PA1 Btr = 10 m

Loại tràn đỉnh rộng không có cửa van

- Hệ số lưu lượng m, chọn sơ bộ m = 0,35

- Đường quá trình lũ Q = Q(t) ứng với tần suất thiết kế p = 1% và tần suất kiểm tra p = 0,2% ,

- Quan hệ lòng hồ ( V~Z), ( F~Z)

6.2.2.Cách tính bảng điều tiết lũ:

Cột 1: Các mốc thời gian điều tiết lũ,

Cột 2: : Chuyển đổi thời gian cột (1) ra (s)

Côt 3: Lưu lượng nước đến đầu thời đoạn,

Cột 4: Lưu lượng đến trung bình của thời đoạn

Cột 5:Giả thiết cột nước siêu cao

Cột 6: : Lưu lượng xả cuối thời đoạn

Cột 7: Dung tích cuối thời đoạn

Hình 6-3: Biểu đồ quan hệ Q,q~t (PA Btr=10m, P=0.2%)

Bảng 6-3: Kết quả điều tiết lũ cho trường hợp P = 0,2%, P= 1%

CHƯƠNG 6 THIẾT KẾ SƠ BỘ ĐẬP ĐẤT

Trên cơ sở đó ta chọn được phương án đảm bảo an toàn về mặt kỹ thuật với giá thành hợp lý, kết hợp thi công, vận hành đơn giản

Theo sự phân công của thầy giáo trong đồ án này em xin chọn vị trí tuyến đập là tuyến 1

Phương án tuyến thứ một có đầu mối nằm cách vị trí nhập lưu của sông Chỏm 900m dọc theo tuyến sông Nguyên đi về phía thượng lưu Mép lòng hồ phía trên có khả năng chịu ảnh hưởng của một đứt gãy không xác định, nhưng đứt gãy này không gây khả năng mất nước mà còn có khả năng tăng nguồn nước do có mạch nước ngầm

bổ sung

1.2 Chọn loại đập:

Căn cứ vào tài liệu địa chất, địa hình khu vực xây dựng đập có lòng hồ tương đối bằng phẳng, tuyến đập dựa trên hai vai núi chặn ngang suối nguyên, tầng địa chất đảm bảo ít thấm nước, trữ lượng lấy đất tạo chỗ gần và lớn, vì vậy chọn loại đập là đập đồng chất có chân răng cắm sâu vào tầng không thấm, có thiết bị thoát nước phía hạ lưu

1.2.1 Các thông số cơ bản

-Mực nước dâng bình thường MNDBT = 110,58 (m),

-Mực nước dâng gia cường MNLTK ứng với phương án Btr là:

+Với PA1 Btr = 10 (m) tính toán được MNLTK = 112,047 (m), -Cấp công trình được xác định ở trên là công trình cấp II nên tốc độ gió tính toán được theo tần suất tương ứng theo 8216-2009,

+Hướng gió tính toán theo tài liệu thuỷ văn cung cấp ta có:

-Vận tốc gió:

Với MNDBT: V=23,6 (m/s) ứng với tần suất P = 4%,

Với MNLTK: V = 14 (m/s) ứng với tần suất P = 50%,

a

h

Hình 7-1:Sơ đồ tính cao trình đập

Cao trình đỉnh đập được xác định theo 3 trường hợp:

-Mực nước trong hồ ứng với MNLTK có xét tới chiều cao sóng leo và nước dềnh do gió bình quân lớn nhất nhiều năm,

-Mực nước trong hồ ứng với MNDBT có xét đến chiều cao sóng leo và mực nước dềnh do tốc độ lớn nhất tính toán,

- Xác định theo MNDBT: ∇đ1 = MNDBT + ∆h + hsl + a (6-1)

- Xác định theo MNLTK: ∇đ2 = MNLTK+ ∆h’ + hsl’ + a’ (6-2)

- Xác định theo MNLKT: ∇đ3 = MNLKT + a” (6-3)

Trong đó:

- MNDBT: mực nước dâng bình thường trong hồ chứa

- MNLTK: mực nước lũ thiết kế (P = 0,2%)

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

- hsl; hsl': Chiều cao sóng leo ứng với MNDBT và MNLTK,

- a, a’,a”: độ vượt cao an toàn, tra quy phạm đập đất 14TCN – 157/2005 ta có ;+ Với MNDBT a = 0,7 m

+ Với MNLTK a' = 0,5 m

+ Với MNLKT a” = 0,2m

Cao trình đỉnh đập được lấy tương ứng với trường hợp bất lợi nhất trong 3 trường hợp tính toán nói trên,

 Cao trình đỉnh đập được chọn: Zđđ = max (∇ ∇ ∇1; ;2 3),

a).Xác định cao trình đỉnh đập ứng với MNDBT

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

hsl 1% được xác định như sau ( theo TCVN 8421-2010) : hs1% = K1%.h

H: Chiều sâu nước trước đập: