Thuyet minh DATN Manh

Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Ngành Kỹ Thuật Công Trình Thủy LỜI CẢM ƠN Sau 14 tuần tiến hành làm đồ án hướng dẫn tận tình tỉ mỉ thầy giáo Ths.Lê Hồng Phương với nỗ lực thân, em hoàn thành tiến độ đồ án tốt nghiệp giao: “ Thiết kế hồ chứa nước Tà Ra – PA2” Trong trình làm đồ án em cố gắng nghiên cứu, vận dụng kiến thức học, tham khảo tài liệu có liên quan, quy trình, quy phạm hành… học hỏi kinh nghiệm quý báu thầy hướng dẫn để hồn thành tốt đồ án Quá trình làm đồ án thực giúp em tổng hợp, nâng cao kiến thức, nắm bắt kiến thức học thời gian ngồi giảng đường đại học nội dung việc thiết kế cơng trình thuỷ lợi Tuy nhiên thời gian làm đồ án có hạn, thiếu kinh nghiệm thực tế nên em chưa giải hết trường hợp thiết kế công trình thuỷ lợi Chắc chắn đồ án khơng tránh khỏi sai sót, em kính mong thông cảm thầy cô giáo, bảo, bổ sung phần cịn thiếu sót để đồ án tốt nghiệp em hoàn thiện Giúp em bổ sung kiến thức, nâng cao hiểu biết để hồn thành tốt nhiệm vụ sau tốt nghiệp trường Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.S Lê Hồng Phương tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức bản, kiến thức chuyên môn, kinh nghiệm thực tế giúp em hồn thành đồ án Em xin cảm ơn thầy cô giáo môn Thuỷ công, thầy cô giáo khoa Kỹ thuật công trình trường Đại Học Thuỷ Lợi tận tình dạy bảo hướng dẫn em suốt thời gian học trường Cuối cùng, em xin kính chúc thầy cô trường khoẻ mạnh để tiếp tục đào tạo hệ kỹ sư thuỷ lợi đầy tài để công kiến cho đất nước Hà Nội, ngày 05 tháng 01 năm 2016 Sinh viên thực Dương Công Mạnh Dương Công Mạnh Lớp 53C-TL4 Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Ngành Kỹ Thuật Công Trình Thủy MỤC LỤC Dương Cơng Mạnh Lớp 53C-TL4 Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Ngành Kỹ Thuật Cơng Trình Thủy DANH MỤC BẢNG BIỂU Dương Công Mạnh Lớp 53C-TL4 Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Kỹ Thuật Cơng Trình Thủy CHƯƠNG 1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN Vị trí địa lý cơng trình Dự án xây dựng Hồ chứa nước Tà Ra thuộc xã Phước Vinh Huyện Ninh Phước tỉnh Ninh Thuận Toạ độ địa lý Dự án:từ 109 002’ đến 109 005’ Kinh độ Đông,từ 110 033’ đến 1100 37’ Vĩ độ Bắc 1.2 Đặc điểm Địa hình - Đặc điểm Địa hình vùng Lịng hồ: Khu vực dự kiến xây dựng Hồ chứa nước Tà Ra thung lũng có mặt phía Tây, phía Nam, phía Bắc giáp núi cao, phía Đơng cửa Suối Tà Ra có dãy núi khép lại tạo điều kiện thuận lợi để xây dựng Hồ chứa - Khu tưới Hồ chứa nước Tà Ra đồng chân núi có cao độ biến đổi từ Cao trình +25m đến +11m Hướng dốc Địa hình từ Tây sang Đơng, tính chất địa hình tương đối phẳng thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp gieo trồng loại công nghiệp ngắn ngày cho hiệu kinh tế cao 1.3 Địa chất 1.3.1 Tài liệu địa chất -Đánh giá chất lượng địa chất cơng trình đập đập chính, đập phụ có -Trắc ngang địa chất tuyến đập chính,từ tim lấy phía 50m -Trắc dọc địa chất tuyến đập 1.3.2 Điều kiện địa chất cơng trình Việc xác định ranh giới địa tầng khu vực tuyến đập chủ yếu dựa vào kết khoan khảo sát, kết hợp tài liệu thí nghiệm mẫu nguyên dạng Tuyến đập phương án chọn bao gồm lớp địa tầng sau: • Lớp 1: Cát hạt mịn màu xám, xám nâu, trạng thái kèm chặt,nguồn gốc bồi tích trẻ, phân bố ở lịng suối • Lớp 2: Đất cát pha sét màu xám nâu vàng nhạt,cát hạt mịn, trạng thái chặt vừa, bóp tơi, tan rã nhanh nước Nguồn gốc bồi tích cổ Phân bố phạm vi thềm sơng • Lớp 3: Đất sét nhẹ màu xám nâu vàng nhạt,cát hạt mịn,trạng thái chặt vừa Nguồn gốc bồi tích cổ Phân bố rải rác phạm vi thềm sơng • Lớp 6: Đá Riơlít phong hồn tồn thành đất sét trung-nặng, cịn sót dăm cục trạng thái vừa chặt, đất màu xám xanh, vàng nhạt Phân bố chủ yếu ở vai phải đập Nguồn gốc tàn tích • Lớp 7: Hỗn hợp dặm sạn, cuội lẫn đất pha cát, trạng thái chặt đến chặt vừa, nguồn gốc tàn tích Dương Công Mạnh Lớp: 53C-TL4 Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Kỹ Thuật Cơng Trình Thủy Phân bố ở vai đập • Lớp 8: Đối với phong hóa mạnh đá trầm tích biến chất, đơi chỗ thành đất, đá nứt nẻ mạnh vơ dăm thành cục nhỏ Khe nứt lấp nhét đầy đá sét, trạng thái cứng Phân bố ở vai phải đập thềm lòng sơng • Lớp 9: Đới phong hóa vừa-nhẹ trầm tích biến chất, đá nứt nẻ kín Khe nứt đa dạng thường song song với trục nam, độ mở khe nứt nhỏ, kín thường bị oxi hóa nhẹ Đá cứng 1.3.3 Đánh giá địa chất công trình Ta thấy lớp đất đá phân bố đồng đều, giữ nước khả chịu lực tốt Thuận lợi cho việc xây dựng cơng trình 1.3.4 Chỉ tiêu lý của đất Các tiêu lý đất, đá ở lớp địa chất ở tuyến cơng trình ( Bảng1.1) Bảng 1.1: Bảng tiêu lý lực học lớp đất Chỉ tiêu Thành phần hạt (%) Hạt sỏi % Hạt cát % Hạt bụi % Hạt sét% Giới hạn Atterberg (%) Giới hạn chảy (Wch %) Giới hạn lăn ( Wđ) Chỉ số dẻo (Iđ) Độ sệt (B) Độ ẩm(W %) Dung trọng tự nhiên (g/cm3) Dung trọng khô (g/cm3) Tỷ trọng ( ) Chỉ tiêu Độ rỗng (n%) Hệ số rỗng (e0) Độ bão hịa G(%) Góc ma sát ( ) Lực dính C (kG/cm2) Hệ số thấm K (cm/s) Dương Cơng Mạnh Lớp: 53C-TL4 Lớp Lớp Lớp Lớp 81,0 5,0 7,0 76,5 8,0 11,5 68,0 11,0 21,0 61,0 20,0 19,0 6,4 2,0 1,9 31,0 17,0 14,0 -0,2 15,4 1,8 1,6 37,0 20,0 17,0 -0,2 15,9 2,0 1,7 39,0 22,0 17,0 0,3 1,0 2,0 1,8 2,6 2,6 2,7 2,7 lớp 28,3 0,4 42,6 lớp 40,6 0,7 59,8 lớp 35,8 0,6 77,1 lớp 34,6 0,5 80,0 25040’ 26028’ 1609’ 14000’ 0,1 1,0 10-3 0,1 1,0.10-3 0,2 6,7.10-5 0,3 6,8.10-5 Đồ Án Tốt Nghiệp 1.4 Ngành Kỹ Thuật Cơng Trình Thủy Điều kiện khí tượng 1.4.1 Nhiệt độ Được thừa hưởng chế độ xạ mặt trời nhiệt đới cán cân xạ năm ln ln dương biến động mang tính nhiệt đới rõ rệt Chênh lệch nhiệt độ nhiệt độ tháng nóng nhiệt độ tháng lạnh từ 5-6 oC Nhiệt độ trung bình ngày vượt 25 oC trừ số ngày chịu sâu ảnh hưởng gió mùa cực đới Bảng phân bố nhiệt độ TBNN ( oC) trình bày bảng 1.2 Bảng 1.2 Bảng phân phối đặc trưng nhiệt độ khơng khí Tháng I II III IV V VI VII Tcp( C) 24.6 25.8 27.2 28.4 28.7 28.7 28.6 Tmax (0C) 33.5 35.2 36.2 36.6 38.7 40.5 39.0 Tmin(0C) 15.5 15.6 18.9 20.7 22.6 22.5 22.2 1.4.2 Bốc VIII 29.0 38.9 21.2 IX X XI XII 27.3 26.6 25.9 24.6 36.5 34.9 34.5 34.0 20.8 19.3 16.9 14.2 Năm 27.1 40.5 14.2 Lượng bốc hàng năm 1656 mm Biến trình bốc năm tuân theo quy luật lớn mùa khô, nhỏ mùa mưa Trị số phân phối lượng bốc TBNN ghi ở bảng 1.3 Bảng 1.3.Bảng phân phối lượng bốc năm Tháng I II III IV V VI VII VIII I X X XI XII Năm Zpiche(mm) 151.1 151.4 183.5 156.4 134.1 134.6 161.2 181.6 96.7 78.3 93.9 133.2 1656 • Bốc lưu vực (Z0lv): -Phân phối lượng chênh lệch bốc năm theo bảng 1-4 Bảng 1.4.Bảng phân phối tổn thất bốc ∆Z năm Tháng I II III IV V VI VII VIII I X X XI XII Năm ∆Z(mm) 113.3 113.6 137.7 117.4 100.6 101.0 121.0 136.7 72.5 58.7 70.4 100.0 1243 1.4.3 Độ ẩm Bảng 1.5.Bảng phân phối đặc trưng độ ẩm tương đối (%) Tháng I Ucp (%) 69 Umin(%) 20 II 70 24 III 70 14 IV 73 22 V 78 28 VI 76 26 VII VIII I X 76 71 80 24 26 23 X 83 39 XI 78 38 XII Năm 72 75 16 14 Độ ẩm tương đối lớn hàng tháng đạt tới Umax= 100% 1.4.4 Mưa a, Lượng mưa TBNN lưu vực Lượng mưa phân bố theo không gian lớn dần từ Đông sang Tây, từ đồng đến miền núi Đối với lưu vực Tà-Ra khơng có trạm đo mưa vùng thượng lưu, có trạm đo mưa vùng hạ lưu Dương Công Mạnh Lớp: 53C-TL4 Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Kỹ Thuật Cơng Trình Thủy bao gồm : Trạm Tân Mỹ phía Tây, phía Đơng trạm Nha Hố phía Nam trạm Nhị Hà Lượng mưa trạm sau bổ sung tài liệu đồng từ năm 1978 đến năm 2004 Bảng 1.6.Bảng lượng mưa trung bình trạm vùng dự án Trạm X TBNN(mm) Phan Rang 696 Nha Hố 809 Nhị Hà 854 Tân Mỹ 1160 b,Lượng mưa gây lũ Bảng 1.7.Bảng thống kế số trận mưa lớn vùng Trạm X1ngày (mm) Ngày – tháng Phan Rang >215 18/11/1979 Ba Tháp 288,4 13/3/1991 Tân Mỹ 174 26/9/1990 Nha Hố 323,2 18/11/1979 Qua bảng thống kê cho thấy lượng mưa lớn 323mm xảy Nha Hố năm 1979, trạm có chuỗi đo đạc 27 năm Để dảm bảo an tồn phịng lũ, chọn trạm Nha Hố tính tốn lượng mưa gây lũ Kết tính tốn lượng mưa ngày lớn ghi bảng 1.8 Bảng1.8.Bảng lượng mưa thiết kế ngày lớn (mm) P% Xp (mm) 0.01 689 0.2 445 324 10 167 Các thôngsố Xo=93.4mm; Cv=0.64; Cs=2.49 c,Lượng mưa khu tưới Chọn trạm Nha Hố đại diện cho mưa khu tưới, kết tính tốn lượng mưa khu tưới thiết kế ghi ở bảng 1.9 kết phân phối lượng mưa thiết kế P=85% theo mô hình năm 1988 ghi ở bảng 1.10 Bảng 1.9.Bảng tính toán lượng mưa khu tưới thiết kế P Xp ( % ) (mm) 50 709 75 601 Thông số Xtb=800mm,Cv=0.25,Cs=3 Cv Bảng 1.10.Bảng phân phối lượng mưa tháng khu tưới (mm) Tháng I X85% 0.0 II III IV V VI VII VIII I X X XI XII Năm 0.0 24.3 36.8 63.9 17.0 82.3 61.8 80.0 124 78.8 31.5 601 1.4.5 Nắng Thời kỳ nhiều nắng từ thỏng 12 đến tháng năm sau số nắng trung bình lớn 200 giờ/ tháng Thời kỳ từ tháng đến tháng 11 số nắng trung bình từ 180 đến 200giờ / tháng Biến trình số nắng năm ghi ở bảng 1.11 Dương Công Mạnh Lớp: 53C-TL4 Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Kỹ Thuật Cơng Trình Thủy Bảng 1.11.Bảng phân phối số nắng năm Tháng I II III IV V VI VII VIII I X X XI XII Năm Giờ nắng 266 271 312 268 247 183 242 206 198 183 191 222 2789 1.4.6 Gió bão Vùng dự án chịu ảnh hưởng chế độ gió mùa gồm hai mùa gió năm gió mùa đơng gió mùa hạ Biến trình vận tốc gió TBNN năm ghi ở bảng 1.12 Bảng 1.12.Bảng vận tốc gió trung bình tháng năm Tháng V(m/s) I 2.3 II 2.6 III 2.8 IV 2.5 V 2.3 VI VII VIII I X 2.2 2.5 2.4 2.2 X 1.8 XI XII Năm 1.8 2.2 2.3 Với liệt kê số liệu vận tốc gió lớn theo hướng quan trắc trạm Nha Hố Phan Rang, tiến hành xây dựng đường tần xuất vận tốc gió (Vmax) kết ghi ở bảng 1.13 Bảng 1.13.Bảng tính vận tốc gió thiết kế theo hướng Đặc trưng Đơn vị Vtb m/s Cv Cs V2% m/s V4% m/s V10% m/s V20% m/s V30% m/s V50% m/s N 13.1 0.49 0.92 29.3 26.2 21.7 18.1 15.7 12.2 NE 13.6 0.20 0.64 20.0 18.8 17.2 15.7 14.8 13.3 E 11.8 0.14 1.35 16.2 15.3 14.0 13.0 12.4 11.5 SE 12.3 0.16 1.21 17.6 16.5 14.9 13.7 13.0 11.9 S 12.9 0.24 0.86 20.5 19.1 17.0 15.2 14.1 12.5 SW 14.4 2.36 31.7 27.3 21.6 17.6 15.3 12.5 W 13.7 0.43 1.29 29.6 26.2 21.7 18.0 15.7 12.5 NW 13.5 0.47 2.13 32.1 27.5 21.6 17.2 14.7 11.6 Ghi : Năm 1993 Phan Rang quan trắc trị số Vmax=35m/s, trị số cảnh báo tính tốn thiết kế 1.5 Điều kiện thủy văn 1.5.1 Dòng chảy nhiều năm Bảng 1.14.Bảng đặc trưng dòng chảy TBNN hồ Tà-Ra – phương án chọn Xo mm 850 Dương Công Mạnh Lớp: 53C-TL4 Yo mm 272 αo 0.32 Mo l/skm2 8.63 Qo1(80km2) m3/s 0.690 Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Kỹ Thuật Cơng Trình Thủy 1.5.2 Dịng chảy năm thiết kế Từ thơng số thống kê dịng chảy năm, tính tốn dịng chảy năm thiết kế theo hàm phân phối mật độ Pearson III tuyến ghi ở bảng 1.15 Bảng 1.15.Bảng dòng chảy năm thiết kế tuyến chọn P (%) Qp (m3/s) Wp (106m3) 50 0.634 19.98 75 0.447 14.09 Các thông số Qo = 0,690 Cv = 0,48 ; Cs = 2Cv Kết thu phóng phân phối dòng chảy năm thiết kế ghi bảng 1.16 Bảng 1.16.Bảng phân phối dòng chảy năm thiết kế (m3/s) Tháng Q85%T1 Tháng Q85%T1 I 0.166 VII 0.311 II 0.092 VIII 0.615 III 0.043 IX 1.179 IV 0.008 X 2.400 V 0.144 XI 0.419 VI 0.274 XII 0.246 VII 0.311 năm 5.898 Nhận xét : Mơ hình phân phối dịng chảy năm thiết kế dựa sở tài liệu thực đo trạm thuỷ văn vùng Lượng dòng chảy mùa kiệt chiếm 26% lượng dòng chảy năm, vậy, đảm bảo an toàn mùa cấp nước khẩn trương mùa kiệt 1.5.3 Dòng chảy lũ Bảng 1.17.Bảng kết tính tốn lũ thiết kế lưu vực Tà - Công thức CĐGH P% Xp(mm) Qmax(m3/s) W (106m3) 0.01 689 1857 50.22 0.2 445 1098 31.38 324 747 22.36 10 167 323 10.90 Đường trình lũ thiết kế: Khu vực duyên hải miền Trung thường xảy lũ quét, cường suất lũ lên nhanh, thời gian lũ lên ngắn, đường trình lũ sử dụng mơ hình tốn học để tính tốn phù hợp Kết đường trình lũ thiết kế ghi bảng 1.18 Bảng 1.18.Bảng đường trình lũ thiết kế - Công thức CĐGH Giờ 1.15 2.3 3.45 4.6 5.75 Dương Công Mạnh Lớp: 53C-TL4 Q0.01%(m3/s) 0.115 101.2 683.1 1464.295 1983.29 Q0.2%(m3/s) 0.115 52.325 374.67 830.07 1150.69 Q1%(m3/s) 20.355 184.575 467.705 711.39 Q10%(m3/s) 3.565 46.805 145.015 253.115 Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Kỹ Thuật Cơng Trình Thủy Giờ Q0.01%(m3/s) 6.9 2135.55 8.05 2016.755 9.2 1754.785 10.35 1445.55 11.5 1146.205 12.65 883.89 13.8 667.575 14.95 496.11 16.1 364.09 17.25 264.5 18.4 190.67 19.55 136.39 20.7 97.06 21.85 68.77 23 48.53 24.15 34.155 25.3 23.92 26.45 16.675 27.6 11.615 Qmax(m3/s) 1857.0 Wmax(106m3) 50.20 1.5.4 Dòng chảy bùn cát Q0.2%(m3/s) 1262.7 1210.03 1067.085 890.1 713.92 556.6 424.81 318.895 236.325 173.42 126.155 91.08 65.435 46.805 33.35 23.575 16.675 11.73 8.2915 1098.0 31.32 Q1%(m3/s) 838.35 859.05 793.845 694.6 582.475 473.57 376.165 293.48 225.86 171.81 129.49 96.945 72.105 53.36 39.215 28.75 21.045 15.41 11.155 747.0 22.42 Q10%(m3/s) 331.085 371.45 367.885 343.965 306.59 263.925 221.26 181.815 147.085 117.415 92.805 72.795 56.695 43.815 33.695 0 0 323.0 10.87 Dòng chảy bùn cát sông gồm hai loại thành phần : bùn cát lơ lửng bùn cát di đẩy 1.5.4.1 Bùn cát lơ lửng Mật độ bùn cát lơ lửng lấy theo tài liệu thực đo bùn cát vùng : ρll = 120 g/m3 -Mật độ bùn cát lơ lửng -Lưu lượng bùn cát lơ lửng R ll = 0,089 kg/s -Tổng lượng bùn cát lơ lửng Wlơlửng = 2800 -Trọng lượng riêng γ1 = 0,80 tấn/m3 -Dung tích bùn cát Vlơlửng = 3500 m3/năm 1.5.4.2 Bùn cát di đẩy: -Dung tích bùn cát di đẩy lấy theo kinh nghiệm 10% dung tích bùn cát lơ lửng -Dung tích di đẩy:Vdi đẩy = 350 m3/năm Dương Công Mạnh Lớp: 53C-TL4 10 ... Huyện giáp biển Huyện có sơng sơng Gia sơng Tà Ra Quốc lộ tuyến đường sắt Hà Nội – thành phố Hồ Chí Minh chạy từ Bắc xuống Nam qua địa bàn Huyện Nông nghiệp, thuỷ sản lâm nghiệp chiếm tới 61%, công