thiết kế hồ chưa buôn đôn

1 Phần I TÀI LIỆU CƠ BẢN Chương ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1.1 Điều kiện tự nhiên 1.1.1 Vị trí địa lý Công trình Hồ chứa nước Buôn Đôn xây dựng nhánh suối EaĐin thuộc địa phận xã EaTrol, huyện Sông Hinh, tỉnh Phú Yên Công trình nằm cách trung tâm thị trấn Hai Riêng khoảng 11.0km phía Bắc, cách thành phố Tuy Hòa khoảng 70km theo đường tỉnh lộ 645 phía Tây Tọa độ lưu vực nằm vào khoảng: - 12054'40'' Vĩ độ Bắc - 108053'20'' Kinh độ Đông 1.1.2 Vị trí địa lý khu hưởng lợi Khu hưởng lợi, diện tích canh tác nằm độc lập, có địa hình thấp dần phía Bắc, chiều dài khu tưới khoảng 3,0km; chiều rộng trung bình 1,0 km 1.1.3 Đặc điểm địa hình, địa mạo: 1.1.3.1 Tình hình tài liệu khu vực: Để phục vụ cho yêu cầu lập nghiên cứu khả thi bước nghiên cứu công trình hồ chứa nước Buôn Đôn tài liệu có gồm: - Bản đồ tỷ lệ 1/50.000 cục đồ - Bộ tham mưu - QĐND Việt Nam lập tháng 05/1986 - Bản đồ tỷ lệ 1/25.000 cục đồ - Bộ tham mưu - QĐND Việt Nam lập tháng 12/1977 - Ngoài Công ty tư vấn & CGCN Trường Đại Học Thủy Lợi tiến hành đo đạc thêm tài liệu sau: - Đo vẽ bình đồ khu tưới bổ sung 1/2000 - Đo vẽ cắt ngang, dọc tuyến đập tràn cống Công tác đo vẽ lập tài liệu địa hình, địa mạo Công ty Tư vấn & CGCN Trường Đại Học Thủy Lợi thực sở hệ thống cao độ tọa độ sau: 2 1.1.3.2 Về tọa độ: Dùng tọa độ theo đồ 1/50.000 cục đồ - Bộ tham mưu - QĐND Việt Nam lập năm 1986 1.1.3.3 Về cao độ: Sử dụng cao độ giả định thống toàn công trình (Đầu mối khu tưới) Các đồ đo vẽ trực tiếp công trình: Hồ chứa nước Buôn Đôn xây dựng theo tiêu kinh tế kỹ thuật quy phạm, đo vẽ đồ địa hình Cục đồ nhà nước xuất năm 1975 theo quy phạm chuyên ngành 14 TCN 1161999 1.1.4 Tính chất, đặc điểm địa hình, địa mạo vùng xây dựng công trình: - Vùng công trình nằm khu vực đồi núi có cao độ tuyệt đối từ +190 ÷ 400m, thấp dần phía Bắc, đồi núi có dạng đỉnh tròn, sườn dốc thoải Do dòng nước mặt bào xói tạo nên phân cắt hình thành khe rãnh, số nơi thoát nước tạo thành thung lũng sình lầy, tầng đất phủ mặt dày, điều kiện phát triển thực vật tốt Vùng công trình đầu mối dọc tuyến kênh công trình nằm dạng địa hình - Nghiêng dần phía Bắc dải mặt thấp, tương đối phẳng, cao độ tuyệt đối thay đổi từ +195 ÷ 180m, vùng tưới công trình 1.1.5 Những nhận xét chung liên quan đến việc xây dựng công trình: - Qua việc phân tích đặc điểm địa hình, địa mạo vùng xây dựng công trình, nguồn nước điều kiện khác cho thấy việc xây dựng công trình hồ chứa nước Buôn Đôn nhánh suối EaĐin hoàn toàn thực tốt - Đường giao thông để thi công công trình: Hiện mở vào gần tuyến đập điều kiện thuận lợi cho thi công xây dựng công trình - Khu tưới khai phá để trồng trọt, công việc thu dọn khu tưới không đáng kể thuận lợi cho việc trồng trọt sau - Địa hình khu tưới dốc phía Bắc, thuận lợi cho việc bố trí hệ thống kênh, khống chế tưới tự chảy cho toàn khu hưởng lợi Khe suối khu tưới trục tiêu tự nhiên tận dụng để làm hệ thống tiêu thoát, cải tạo đồng ruộng khỏi sình 3 lầy, hoàn chỉnh hệ thống tưới tiêu, ruộng đất khu tưới khai thác, đất đai màu mỡ thích hợp với loại trồng lúa nước 1.1.6 Địa hình lòng hồ Quan hệ (Z ~ V) ( Z ~ F) TT Z (m) F (ha) V (106m3) 187,00 0,00 0,000 188,00 0,80 0,003 189,00 4,59 0,027 190,00 7,99 0,089 191,00 14,08 0,198 192,00 20,17 0,368 193,00 27,04 0,604 194,00 35,44 0,915 195,00 44,87 1,316 10 196,00 52,47 1,802 11 197,00 61,68 2,372 12 198,00 73,30 3,046 13 199,00 83,88 3,831 14 200,00 93,89 4,720 15 201,00 105,05 5,714 16 202,00 114,28 6,810 17 203,00 124,02 8,001 18 204,00 131,72 9,280 19 205,00 139,12 10,634 4 Biểu đồ Quan hệ Z~F Biểu đồ Quan hệ Z~V 1.2 Đặc điểm khí tượng thủy văn: 1.2.1 Các trạm đo: Trong vùng công trình có trạm đo, có trạm đo lưu vực sử dụng để nguyên cứu 1.2.1.1 Tài liệu khí tượng trạm đo: - Trạm Sông Hinh : 1978 ÷ 1990 : 12 năm - Trạm Sơn Thành : 1976 ÷ 1989 : 23 năm 1.2.1.2 Tài liệu thủy văn có trạm: - Trạm Sông Hinh (747 km2) : 1980 ÷ 1996 1.2.1.3 Trạm tính toán: - Căn tài liệu quan trắc chọn trạm Sông Hinh trạm Sơn Thành để tính toán yếu tố khí tượng - Các trạm đo số liệu đảm bảo độ dài có chất lượng khá, trạm trạm lớn có quan trắc phục vụ cho việc chuẩn bị thiết kế công trình Phương tiện dụng cụ đo đảm bảo quy định kỹ thuật quan trắc viên chuyên nghiệp đảm nhận - Trong trình phân tích, tính toán, dùng nhiều chuỗi số dài để đối chứng suy luận tính hợp lý chuỗi số liệu ngắn, sử dụng phương pháp tổng hợp 5 quy luật theo vùng Để sử dụng trường hợp cụ thể, lưu vực tính toán trạm quan trắc khí tượng thủy văn 1.2.2 Các đặc trưng khí hậu khí tượng: - Vùng công trình có độ cao tuyệt đối từ 190 ÷ 400m, yếu tố khí hậu mang đặc điểm khí hậu miền núi Lượng mưa trung bình năm 2000 mm tâm mưa tỉnh ( Phú Yên ) - Khí hậu chia làm hai mùa chính: + Mùa khô nắng: Từ tháng ÷ thường có gió Tây Nam hoạt động, tháng tháng có mưa tiểu mãn, có năm lượng mưa khá, giảm bớt tính khô nóng có ý nghĩa sản xuất nông nghiệp + Mùa mưa: Kéo dài từ tháng ÷ 12, lượng mưa chiếm 75 ÷ 80% lượng mưa năm, mùa mưa lượng mưa lớn gây xói mòn rửa trôi lớp đất màu.Vùng công trình có đặc điểm khí tượng - khí hậu liên quan sau: 1.2.3 Đặc điểm khí tượng: 1.2.3.1 Nhiệt độ: Nhiệt độ trung bình năm 260C Nhiệt độ trung bình cao 35.50C vào tháng Nhiệt độ trung bình thấp 18.30C vào tháng hàng năm Bảng 1-1:Phân phối đặc trưng nhiệt độ không khí Tháng I II III IV V VI VII VIII I X X XI XII Năm Tcp(0C) 21.8 23.4 25.8 27.8 28.8 28.3 28.4 28.4 26.9 25.4 24.0 22.4 26.0 Tmax (0C) 27.1 29.3 33.0 35.1 35.5 33.9 34.5 34.0 32.8 30.2 27.9 26.6 31.7 Tmin(0C) 18.3 19.4 20.9 22.9 24.4 24.6 24.4 24.5 23.5 22.8 21.5 19.6 22.2 1.2.3.2 Độ ẩm không khí: Độ ẩm không khí tương đối trung bình độ ẩm tương đối thấp trung bình ghi bảng sau: Bảng 1-2: Phân phối đặc trưng độ ẩm tương đối (%) Tháng I II III IV V VI VII VIII I X X XI XII Năm Ucp (%) 85.0 81.0 79.0 77.0 78.0 78.0 74.0 75.0 83.0 89.0 89.0 87.0 81.3 Umin(%) 62 56 50 46 49 55 52 54 58 67 69 66 57 6 1.2.3.2 Nắng: Thời kỳ nhiều nắng từ tháng đến tháng 9, số nắng trung bình lớn 200 giờ/ tháng Số nắng giảm thời kỳ mùa Đông đạt từ 120 đến 160 giờ/tháng Bảng 1-3: Phân phối số nắng năm Tháng I II III IV V VI VII VIII I X X XI XII Năm Giờ 153.8 190.6 253.2 266.4 278.0 234.2 242.8 225.0 202.9 162.2 119.6 121.5 2450 nắng 1.2.3.3 Gió: Chế độ gió mùa gồm hai mùa gió năm gió mùa Đông gió mùa Hạ Vận tốc gió trung bình tháng lớn đạt đến 3.5m/s Kết tính toán vận tốc gió thiết kế sau: Bảng 1-4:Tính vận tốc gió lớn thiết kế - hướng Vp(m/s) P% N S E W NE SE NW SW 2.0% 22.8 13.7 17.0 22.8 35.2 17.30 22.2 22.0 4.0% 22.0 13.0 16.1 22.1 31.7 16.28 20.3 21.2 10% 19.3 10.9 13.4 19.5 22.0 13.24 14.8 18.7 20% 17.4 9.5 11.7 17.7 17.1 11.46 11.7 16.9 30% 16.0 8.6 10.7 16.4 14.7 10.41 9.9 15.7 40% 14.8 7.9 9.9 15.3 13.3 9.65 8.6 14.6 50% 13.8 7.3 9.2 14.4 12.4 9.05 7.6 13.7 Vtb(m/s) 13.9 7.7 9.8 14.5 15.0 9.81 9.0 13.9 Cv 0.30 0.31 0.28 0.26 0.42 0.27 0.49 0.27 Cs 0.17 0.95 1.26 0.26 3.39 1.86 2.09 0.27 - Vận tốc gió lớn thực đo năm 1993 V1993 = 15 m/s 1.2.3.4 Bốc hơi: Lượng bốc hàng năm 1338 mm Biến trình bốc năm tuân theo quy luật lớn mùa khô, nhỏ mùa mưa 7 Bảng 1-5: Phân phối tổn thất bốc ∆Z năm Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm ∆Z(mm) 50.6 44.1 56.2 62.0 83.0 98.5 101.8 103.4 63.3 43.1 47.2 51.9 805.0 1.2.3.5 Lượng mưa bình quân nhiều năm lưu vực: Các trạm đo mưa xung quanh lưu vực gồm trạm Sông Hinh Sơn Thành Xác định lượng mưa BQNN trạm thể bảng sau: Bảng 1-6: Trạm Sông Hinh Sơn Thành Buôn Đôn Xo(mm) 2150 1850 2000 1.2.3.6 Lượng mưa sinh lũ: Bảng 1-7:Lượng mưa gây lũthiết kế hồ chứa Buôn Đôn P% 0.2 1.5 2.0 10 X1 Tuy Hòa (mm) 843 655 607 573 463 378 Các thông số Xtb=201.2mm Cv=0.66 ; Cs=1.64 1.2.3.8 Lượng mưa khu tưới: Chọn trạm Sơn Thành, đại diện cho mưa khu tưới Kết tính toán tần suất lượng mưa khu tưới theo tần suất thiết kế P=85% X75% = 1482 mm Bảng 1-8:Phân phối lượng mưa khu tưới X75% (mm) Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm X75% 61.6 19.6 29.1 18.6 92.8 69.1 58.2 114.6 175.1 523.4 274.6 45.2 1482 1.2.4 Đặc điểm thủy văn: 1.2.4.1 Dòng chảy năm: Trong lưu vực trạm đo dòng chảy nên tính toán đặc trưng dòng chảy phải dùng công thức kinh nghiệm tính gián tiếp từ mưa Bảng 1-9:Các đặc trưng dòng chảy TBNN-Theo phương trình tương quan Đặc trưng Xo (mm) Yo (mm) α0 Qo (m3/s) Mo (l/s.km2) Wo (106m3) 8 Trị số 2000 1133 0.57 0.974 36.0 30.7 - X0 : Lượng mưa bình quân nhiều năm - Y0 :Độ sâu dòng chảy bình quân nhiều năm -α : Hệ số dòng chảy - M : Mô đuyn dòng chảy bình quân nhiều năm - Q0 : Lưu lượng bình quân nhiều năm - W0 : Tổng lượng nước đến bình quân nhiều năm * Hệ số biến động CV thiên lệch CS - Xác định theo công thức lưu vực tương tự:C v = 0.61 - Hệ số Cs xác định theo kinh nghiệm: Cs = 2Cv 1.2.4.2 Dòng chảy năm thiết kế: Bảng 1-10:Dòng chảy năm thiết kế P(%) 50 75 Các thông số Qp (m3/s) 0,912 0,662 Qo = 0,974 (m3/s) Wp (106m3) 28,8 20,9 Cv = 0,44;Cs = 2Cv * Phân phối dòng chảy năm thiết kế: Chọn năm 1978-1979 trạm Đá Bàn năm có trị số xấp xỉ năm 75% có dạng phân phối dòng chảy bất lợi để làm mô hình năm điển hình Kết phân phối dòng chảy năm thiết kế P=75% lưu vực Buôn Đôn thể bảng sau: Bảng 1-11:Phân phối dòng chảy năm thiết kế (m 3/s) Tháng Q8s5% IX X XI XII I II IV V VI VII VIII năm 1.91 0.15 0.19 0.299 2.717 1.641 0.221 0.097 0.076 0.178 0.230 0.220 0.662 1.2.4.3 Dòng chảy lũ thiết kế: * Công thức chung tính lũ thiết kế III 9 Tính toán theo công thức: Công thức cường độ giới hạn mô hình đường đơn vị tổng hợp Bảng 1-12:Kết tính toán lũ thiết kế – Công thức CĐGH P% 0.2% 1.0% 1.5% 2.0% 10% Xp(mm) Qmax(m3/s) W (106m3) 843 872 19.9 655 651 15.0 607 594 14.0 573 531 12.7 378 315 8.3 Bảng 1-13:Đường trình lưu lượng lũ thiết kế – phương pháp CĐGH (m3/s) Giờ 0.2% 1% 1.5% 2% 10% 0.5 105 461 769 872 815 0.3 75 337 570 651 612 0.2 62 292 508 594 569 0.2 53 255 450 531 513 0.0 18.0 112 229 300 315 681 515 486 441 291 531 404 386 353 248 396 302 293 269 201 10 285 219 215 199 157 11 201 155 154 143 119 12 139 108 108 101 88 13 95 74 75 70 65 14 64 50 51 49 47 15 43 34 35 33 34 16 29 23 24 22 24 17 19 15 16 15 17 18 12 10 11 10 12 19 7 20 5 21 3 3 22 2 2 23 1 1 10 10 Giờ 0.2% 1% 1.5% 2% 10% 24 1 1 Qm (m3/s) 872 651 594 531 315 W(106m3) 19.9 15.0 14.0 12.7 8.3 1.2.4.4 Dòng chảy lớn mùa kiệt: Mùa kiệt xác định từ tháng đến tháng Trong tháng tháng thường xuất trận lũ gọi lũ tiểu mãn Trong tháng xảy lũ muộn ảnh hưởng từ tháng 12 năm trước Bảng 1-14:Kết tính toán lưu lượng trung bình tháng P=10% Tháng 5-6 Q10%(m3/s) 0.870 0.508 0.415 0.340 1.056 0.669 0.862 Bảng 1-15: Kết tính toán lưu lượng đỉnh lũ mùa cạn P=10% Tháng 5-6 Q10%(m3/s) 19.9 3.7 4.4 2.9 28.0 17.8 17.1 Để an toàn tính toán, lưu lượng đỉnh lũ tăng thêm 20% Bảng 1-16:Kết tính toán lưu thiết kế lượng đỉnh lũ P=10% Tháng 5-6 Q10%(m3/s) 23.9 4.5 5.2 3.5 33.6 21.3 20.5 1.2.4.5 Đường trình lũ thi công P10%: Dùng mô hình lũ thực đo trạm Đá Bàn, tháng năm 1980 để thu phóng đường trình lũ lớn mùa cạn Kết tính toán đường trình thiết kế lũ tiểu mãn ghi bảng sau: Bảng 1-17: Đường trình lũ tiểu mãn 10 t(giờ) Qth 5- Q th Qth 1.2 0.8 0.7 6.0 3.8 3.7 20.8 13.2 12.7 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 70 Ngành Kỹ thuật công trình Bảo vệ mái dốc hạ lưu có tác dụng nhằm chống lại phá hoại gió mưa, động vật đào hang làm xói mòn, hư hỏng mái đập Ta chọn hình thức bảo vệ mái hạ lưu trồng cỏ, trước trồng ta phủ lớp đất màu dày 10cm Trên mái đập trồng cỏ để đề phòng tượng mưa gây xói lở lớp gia cố phần thấp mái dốc ta bố trí hệ thống thoát nước (20×20) rãnh nhỏ chéo nhau, nghiêng với trục đập góc 450 tạo thành ô, rãnh bỏ đá dăm để tập trung nước mưa tránh xói mòn Nước từ rãnh nghiêng đổ vào rãnh ngang đập dốc hai bên bờ để nối với mương dọc, dẫn nước hạ lưu 707 50 707 50 Hình 6-2 : Bảo vệ mái hạ lưu 6.2.5 Thiết bị thoát nước đập 6.2.5.1 Mục đích Do chênh lệch mực nước thượng lưu hạ lưu đập nên đập xuất dòng thấm Các dòng thấm mạnh gây tượng bất lợi cho đập trôi đất, xói mòn, sạt lỡ mái đập có khả gâp phá hủy đập Do ta phải có biện pháp làm giảm áp lực thấm cách lắp đặt thiết bị thoát nước nhằm đưa dòng thấm thoát hạ lưu dễ dàng an toàn, đồng thời hạ thấp đường bão hoà tăng ổn định chống xói ngầm trượt mái 6.2.5.2 Hình thức, cấu tạo thiết bị thoát nước Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 71 Ngành Kỹ thuật công trình Hình thức thiết bị thoát nước phụ thuộc vào loại đập, điều kiện địa chất, mực nước hạ lưu nguyên vật liệu chỗ Trong trường hợp ta chọn hình thức vật thoát nước kiểu lăng trụ cho phần lòng sông kết hợp với kiểu thoát nước áp mái cho sườn đập Trên sở tính toán điều tiết hồ bố trí tuyến đập tuyến tràn Tuyến tràn xả lũ bố trí vai tả đập xả xuống khe Buôn Đôn sau đập Do mực nước hạ lưu đập hoàn toàn phụ thuộc vào mức xã tràn xả lũ đầu đập.Tra quan hệ (Q ~ Z) cho mặt cắt lòng hồ Buôn Đôn, chọn mặt cắt đại diện lòng hồ Buôn Đôncách cửa tràn xả lũ đổ vào khe hồ Buôn Đôn100m hạ lưu Ta có: Cao trình đỉnh đống đá: Zdd = Zhlmax + a Trong đó: Zhlmax: mực nước lớn ứng với lũ thiết kế hạ lưu đập, Zhlmax = 186 m; a: độ cao an toàn: a = 1,5 m Zlt = 186+ 0.5 = 186.5m - Chiều rộng đỉnh lăng trụ (Blt) xác định theo điều kiện thi công yêu cầu quản lý (quan trắc, kiểm tra) Chọn Blt = 2m B=45 S Tên mặt cắt KC dap mc 11 V dao đống đá 334 1149 610 73 mc 44 896 404 13090 22484 63769 47257 74642.5 30258.5 37050 11143.5 15 219 57.00 mc 55 Đá 489 86 mc 33 dao 95 77 mc 22 dap 172 2385 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 72 Tổng Ngành Kỹ thuật công trình 188551.5 111143 2385 B=50 S Tên mặt cắt KC đắp V đào mc 11 đống đá đắp 333 13051.5 22407 63683 47171 74569.5 30185.5 37007.25 11029.5 188311.3 110793 487 86 mc 33 1148 610 15 73 mc 44 895 2385 217 57.00 mc 55 Tổng đá 95 77 mc 22 đào 403.5 170 2385 B=55 S Tên mặt cắt KC m dap m2 mc 11 dao 6.2 V đống đá 95.2 333 487 1146 609 86 mc 33 73 mc 44 895 219 402 172 57.00 mc 55 tổng dao đá 15 77 mc 22 dap 13059.2 22414.7 63597 47128 15 2385 74496.5 30222 36964.5 11143.5 2385 188117.2 110908.2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 73 Ngành Kỹ thuật công trình 1.1 Thiết kế sơ tràn xả lũ 1.1.1 Hình thức đập tràn Hình thức tràn tràn thực dụng, mặt cát hình thang, có cửa van điều tiết 1.1.2 Bố trí phận tràn 1.1.2.1 Kênh dẫn phía thượng lưu tràn Kênh dẫn có nhiệm vụ hướng nước chảy thuận dòng vào ngưỡng tràn, hệ số mái m=1, đáy kênh mở rộng dần phía lòng hồ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 74 Ngành Kỹ thuật công trình 1.1.2.2 Sân trước ngưỡng: Đây phận nối tiếp kênh dẫn ngưỡng tràn, có nhiệm vụ hướng dòng chảy xuôi thuận vào ngưỡng Đáy tường bên sân trước ngưỡng làm bê tông cốt thép - Cao trình đỉnh tường cánh cao trình đỉnh đập Góc mở tường α = 14,5o Mặt cắt ngang tường có dạng hình chữ nhật Tường làm bê tông trọng lực M200 1.1.2.3 Ngưỡng tràn - Hình thức tràn xả lũ công trình tràn dọc, ngưỡng tràn thực dụng, mặt cắt mui rùa, chia làm khoang, có cửa van điều tiết lưu lượng Phần mép phía thượng lưu ngưỡng làm lượn tròn nước vào thuận dòng - Cao trình ngưỡng tràn ZNgưỡng = MNDBT = 199.152m - Mặt thượng lưu thẳng đứng (S=0), mặt hạ lưu nằm nghiêng (S’=3) - Chiều dày mố trụ (Chung cho phương án): d = m - Chiều dày mố bên (Chung cho phương án): d’ = m 1.1.2.4 Dốc nước sau ngưỡng tràn Nối tiếp sau ngưỡng tràn có nhiệm vụ dẫn nước sau qua tràn xuống hạ lưu đập đảm bảo cho công trình an toàn Ở ta chọn phương án nối tiếp dốc nước - Để đảm bảo điều kiện ổn định dốc nước (do lún không đều) ta chia dốc thành - đoạn nhỏ, cách khe lún, khe lún bố trí thiết bị chống thấm Tuyến dốc nước thẳng Dốc nước có mặt cắt hình chữ nhật Sơ chọn chiều dài toàn dốc nước 60 (m) Chiều rộng dốc nước Bdốc=BTr+∑d Độ dốc đáy dốc nước: id = 1% Hệ số nhám dốc nước, đáy bê tông: n=0,017 Cao trình đầu dốc nước: +198.652m Bảng 5-6: Bề rộng dốc nước tương ứng cho phương án BTr Phương án BTr (m) 45 50 55 Bề rộng dốc nước Bdốc (m) 47 52 57 1.1.2.5 Tiêu Dựa vào điều kiện địa hình địa chất khu vực xây dựng ta chọn hình thức tiêu kiểu bể hợp lý 1.1.2.6 Kênh dẫn hạ lưu Kênh dẫn hạ lưu chọn kênh dẫn hình thang có hệ số mái m = 1,5 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 75 Ngành Kỹ thuật công trình Độ dốc đáy kênh: ik = 0,01 1.1.3 Tính toán thủy lực Cần tính toán thủy lực qua dốc nướctrong thiết kế sơ nhằm xác định cao trình đỉnh tường bên dốc nước cho đảm bảo yêu cầu kinh tế kĩ thuật, không cho nước tràn qua tường trường hợp xác định vận tốc dòng chảy lớn làm sở cho việc kiểm tra ổn định dốc nước tính toán tiêu sau dốc nước 1.1.3.1 Xác định dạng đường mặt nước dốc nước  Tính chiều sâu dòng chảy lưu tốc đầu dốc nước Chiều sâu dòng chảy đầu dốc nước chiều sâu mặt cắt co hẹp sau ngưỡng tràn hc = τ c E hc Xác định theo phương pháp Agơrôtkin : Bước 1: Tính F(τc) = q ϕ E Trong đó: - q- lưu lượng đơn vị mặt cắt co hẹp q= Q xamax Bdn (m3/s.m) - ϕ - hệ số lưu tốc.Tra bảng 15-1Các bảng tính Thủy lực-ĐHTL ϕ=0,95 E0- lượng đơn vị dòng chảy thượng lưu so với mặt chuẩn chọn - đầu dốc nước Zđầu dốc = +198.652m E0 = Ht + P (m) Ht- Cột nước toàn phần đỉnh tràn, Ht = H(m) P- Chênh lệch địa hình từ cao trình ngưỡng tràn đến mặt chuẩn, P = Zngưỡng - Zđầu dốc = 199.152-198.652= 0.5 (m) Bước 2:Có F(τc) tra phụ lục (15-1) Các bảng tính Thủy lực-ĐHTL giá trị τc Tính được: hc = τc E0(m) Xác định lưu tốc dòng chảy mặt cắt co hẹp: vc = Q q = ω c hc (m/s) Tính tương cho trường hợp BTr Kết thể bảng sau: Bảng 5-7: Kết tính toán chiều sâu dòng chảy lưu tốc đầu dốc nước B qxmax Ht P q E F(Tc) Tc hc vc Đồ án tốt nghiệp kỹ sư m 47 52 57 Trang 76 m 4.062 3.851 3.66 554.74 569.1 579.96 m 0.5 0.5 0.5 m 11.803 10.944 10.175 P Ngành Kỹ thuật công trình 4.562 4.351 4.16 1% 1.275 1.269 1.262 0.363 0.360 0.358 m 1.656 1.566 1.489 0,20% 55 B(m) 45m 50m 50m 45m 50m m 203 62 Z(m) 203.213 203.003 202.812 204.127 203.863 4.4 H(m) 4.062 3.851 3.660 4.975 4.711 77 8.8 Vsc(106m3) 8.274 8.005 7.777 9.451 9.105 05 784 qxảmax(m3/s) 554.74 569.1 579.96 751.96 770.02 55 So sánh vc với [v]: Với dốc nước bêtông cốt thép M200 Tra bảng trang 91 TCVN 4118-2012 ta xác định lưu tốc cho phép vật liệu làm dốc [v] = 20m/s Ta thấy vctrong ba phương án trànđều nhỏ [v]=20 m/s Đảm bảo yêu cầu phòng xói  Xác định độ sâu dòng dốc nước ho Dùng phương pháp đối chiếu lợi mặt thủy lực Agơrôtskin Bước 1: Tính: f (Rln) = 4m0 i Q Trong đó: - 1+ m2 − m m0 = với m hệ số mái dốc nước Dốc nước có mặt cắt hình chữ nhật m=0 i- độ dốc dốc nước, i = 0,01 7.127 6.987 6.832 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 77 Q-lưu lượng tháo qua dốc nước, - Q = Q max Ngành Kỹ thuật công trình (m3/s) tương ứng với trường hợp Bước 2: Có f (Rln) n = 0,017 Với n- hệ số nhám dốc nước bêtông tra phụ lục 8-1 GTTLT1 ta được: R ln Bước 3: Lập tỉ số: Có b Rln b Rln = (Với b = Bd) m = Tra tra phụ lục 8-1 GTTLT1 Các bảng tính thủy lực-ĐHTL h Rln Bước 4: Độ sâu dòng dốc nước: h0 = h = h Rln Rln(m ) Áp dụng cho phương án BTr kết bảng sau Bảng 5-8: Kết tính toán độ sâu dòng dốc nước B qxmax f(Rln) Rln B/Rln h/Rln h0 47 52 57 554.74 569.1 579.96 0.0014 0.0014 0.0014 2.6 2.6 2.6 18.077 20 21.923 0.63 0.599 0.565 1.638 1.557 1.469  Xác định độ sâu phân giới hk Vì dốc nước có mặt cắt hình chữ nhật nên theo ta có công thức tính h k: hk = Trong đó: hệ số sửa chữa động năng, lấy α = G gia tốc trọng trường, g = 9,81m/s2 Q max Q lượng đơn vị, q = Bd (m3/s.m) α q g Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 78 Ngành Kỹ thuật công trình Tính cho phươn án BTr ta kết bảng sau Bảng 5-9: Kết tính toán độ sâu phân giới B (m) 47 52 57 qxmax q 554.74 569.1 579.96 11.803 10.944 10.175 hk m 2.422 2.303 2.193  Xác định độ dốc phân giới ik Xác định từ công thức tính lưu lượng Cêzi:Q = ik = ω C R.i , ta được: Q2 ω k2 C k2 R Trong đó: - Q : lưu lượng xả lớn nhất, Q =Qmax(m3/s) ωk: diện tích ướt ứng với độ sâu hk: ωk = Bd.hk (m2) - Rk: bán kính thủy lực ứng với độ sâu phân giới: Rk = χk : chu vi ướt ứng với độ sâu phân giới: χk = B + 2hk(m) ωk χk 1 R k n Ck : hệ số Cedi, xác định theo công thức Maninh: Ck = Tính cho phươn án BTr ta kết bảng sau - Bảng 5-10: Kết tính toán độ dốc phân giới ik Bdốc Qmax (m) (m3/s) 47 554.74 52 569.1 57 579.96 hk (m) 2.422 2.303 2.193 ωκ χκ (m2) (m) 113.816 51.843 119.739 56.605 125.026 61.387 Rk (m) 2.195 2.115 2.037 Ck ik 67.061 66.647 66.228 0.002 0.002 0.002 Ta thấy với ba phương án BTr thỏa mãn điều kiện: i = 0,01> ik h0< hc