Đồ án tốt nghiệp kỹ sư: Thiết kế đập đất hồ chứa Bồng Linh

KM2, KM3 cho thấy đường cong mực nước ngầm nằm thấp hơn mực nước dâng bìnhthường dự kiến do đó vẫn có khả năng thấm mất nước khi dâng nước thông qua cáckhe nứt kiến tạo, nhưng thấm mất n

M C L C ỤC LỤC ỤC LỤC

PHẦN I : TÀI LIỆU CƠ BẢN 5

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 6

1.1 VỊ TRÍ VÀ NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH 6

1.1.1 Vị trí địa lý 6

1.1.2 Nhiệm vụ công trình 6

1.2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 6

1.2.1 Đặc điểm địa hình 6

1.2.2 Địa chất 8

1.2.3 Khí tượng thủy văn 14

1.3 ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ VÀ NHU CẦU DÙNG NƯỚC 20

1.3.1 Tình hình dân sinh 20

1.3.2 Tình hình kinh tế 20

1.3.3 Hiện trạng kết cấu hạ tầng 24

1.3.4 Nhu cầu dùng nước 25

1.4 CẤP CÔNG TRÌNH VÀ CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ 26

1.4.1 Cấp công trình 26

1.4.2 Các chỉ tiêu thiết kế 26

PHẦN II : THIẾT KẾ CƠ SỞ 27

CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN THỦY LỢI 28

2.1 TÍNH TOÁN MỰC NƯỚC CHẾT CỦA HỒ CHỨA (MNC) 28

2.1.1 Khái niệm mực nước chết, dung tích chết 28

2.1.2 Nội dung tính toán 28

2.2 XÁC ĐỊNH MỰC NƯỚC DÂNG BÌNH THƯỜNG (MNDBT) VÀ DUNG TÍCH HỒ 29

2.2.1 Khái niệm 29

2.2.2 Mục đích, ý nghĩa và nhiệm vụ tính toán 29

2.2.3 Trường hợp điếu tiết 30

2.2.4 Nội dung và phương pháp tính toán 30

CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN CHỌN PHƯƠNG ÁN 36

3.1 BỐ TRÍ TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI 36

3.1.1 Đập dâng nước 36

3.1.2 Tràn xả lũ 36

3.1.3 Cống lấy nước 36

3.2 TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ 37

3.2.1 Mục đích và nhiệm vụ 37

3.2.2 Nội dung tính toán 37

3.2.3 Tính toán cụ thể 39

3.3 THIẾT KẾ SƠ BỘ ĐẬP 45

3.3.1 Tài liệu thiết kế 45

3.3.2 Xác định các kích thước cơ bản của đập 45

3.4 THIẾT KẾ SƠ BỘ TRÀN 50

3.4.1 Bố trí chung đường tràn 50

3.4.2 Tinh toán thủy lực dốc nước 52

3.4.3 Lựa chọn kết cấu các bộ phận 61

3.5 TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG, CHỌN PHƯƠNG ÁN 62

3.5.1 Tính khối lượng đập dâng 62

3.5.2 Tính toán khối lượng tràn xả lũ 62

3.5.3 chọn phương án 63

PHẦN III : THIẾT KẾ KỸ THUẬT CÁC CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI 64

CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ ĐƯỜNG TRÀN 65

4.1 BỐ TRÍ CHUNG ĐƯỜNG TRÀN 65

4.1.1 Vị trí, hình thức bố trí tuyến tràn 65

4.1.2 Các bộ phận của đường tràn : 65

4.2 TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ: 65

4.2.1 Tính toán các hệ số: 65

4.2.2 Tính toán điều tiết: 66

4.3 TÍNH TOÁN THỦY LỰC ĐƯỜNG TRÀN 71

4.3.1 Tính toán thủy lực ngưỡng tràn: 71

4.3.2 Tính toán thủy lực dốc nước: 72

4.3.3 Tính toán thủy lực kênh tháo hạ lưu: 80

4.3.4 Tính toán tiêu năng 80

4.4 CẤU TẠO CHI TIẾT TRÀN XẢ LŨ 84

4.4.1 Kênh dẫn thượng lưu 84

4.4.2 Tường hướng dòng 84

4.4.3 Ngưỡng tràn : 84

4.4.4 Thiết kế chi tiết dốc nước : 85

4.4.5 Trụ pin 86

4.4.6 Cầu giao thông 86

4.5 TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TƯỜNG BÊN NGƯỠNG TRÀN 87

4.5.1 Mục đích: 87

4.5.2 Các trường hợp tính toán: 87

4.5.3 Số liệu tính toán: 87

4.5.4 Trường hợp tường mới thi công xong, trên bờ có áp lực xe máy 87

4.5.5 Trường hợp tràn đang làm việc từ trạng thái bình thường chuyển sang trạng thái ngừng làm việc (Mực nước trong hồ rút nhanh từ MNLTK xuống MNDBT) 90

CHƯƠNG 5 : THIẾT KẾ ĐẬP CHÍNH 93

5.1 KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA ĐẬP 93

5.1.1 Chọn loại đập 93

5.1.2 Xác định kích thước cơ bản của đập 93

5.2 TÍNH THẤM QUA ĐẬP VÀ NỀN 97

5.2.1 Mục đích 97

5.2.2 Các trường hợp tính toán 97

5.2.3 Các mặt cắt tính toán 97

5.2.4 Tài liệu cơ bản dùng cho tính toán 97

5.2.5 Tính thấm cho mặt cắt lòng sông 98

5.2.6 Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi trái 102

5.2.7 Tính thấm cho mặt cắt sườn đồi phải 104

5.2.8 Tính tổng lượng thấm 105

5.3 TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI ĐẬP 107

5.3.1 Mục đích tính toán 107

5.3.2 Trường hợp tính toán 107

5.3.3 Phương pháp và số liệu tính toán 108

5.3.4 Tính toán ổn định mái đập theo phương pháp cung trượt 108

5.4 CHỌN CẤU TẠO ĐẬP 114

5.4.1 Đỉnh đập 114

5.4.2 Thiết bị bảo vệ mái 114

5.4.3 Thiết bị thoát nước 115

CHƯƠNG 6 : THIẾT KẾ CỐNG LẤY NƯỚC 116

6.1 BỐ TRÍ CỐNG 116

6.1.1 Nhiệm vụ và cấp công trình 116

6.1.2 Hình thức cống 116

6.1.3 Sơ bộ bố trí cống 116

6.1.4 Các tài liệu cơ bản dùng trong tính toán 116

6.2 THIẾT KẾ KÊNH HẠ LƯU CỐNG 116

6.2.1 Thiết kế mặt cắt kênh 116

6.3 TÍNH TOÁN KHẨU DIỆN CỐNG 118

6.3.1 Xác định bề rộng cống 118

6.3.2 Xác định chiều cao cống và cao trình đặt cống 123

6.4 KIỂM TRA TRẠNG THÁI CHẢY VÀ TÍNH TOÁN TIÊU NĂNG. 124 6.4.1 Trường hợp tính toán 124

6.4.2 Xác định độ mở cống 124

6.4.3 Kiểm tra chế độ chảy trong cống 126

6.4.4 Tính toán tiêu năng theo cấu tạo 129

6.5 CHỌN CẤU TẠO CỐNG 130

6.5.1 Cấu tạo cửa vào, cửa ra 130

6.5.2 Thân cống 130

6.5.3 Tháp van 131

PHẦN IV : CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬT 132

CHƯƠNG 7 :CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬT TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỐNG NGẦM 133 7.1 MỤC ĐÍCH VÀ TRƯỜNG HỢP TÍNH TOÁN 133

7.1.1 Mục đích tính toán: 133

7.1.2 Trường hợp tính toán: 133

7.2 TÀI LIỆU CƠ BẢN VÀ YÊU CẦU THIẾT KẾ 134

7.2.1 Tài liệu cơ bản 134

7.2.2 Yêu cầu thiết kế : 135

7.3 XÁC ĐỊNH CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN CỐNG 136

7.3.1 Xác định đường bão hoà trong thân đập 137

7.3.2 Áp lực đất: 138

7.3.3 Áp lực nước: 139

7.3.4 Trọng lượng bản thân: 139

7.3.5 Phản lực nền r : 139

7.3.6 Sơ đồ lực cuối cùng: 140

7.4 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC CỐNG NGẦM 141

7.4.1 Mục đích tính toán: 141

7.4.2 Phương pháp tính toán: 141

7.4.3 Nội dung tính toán: 142

7.4.4 Xác định biểu đồ mômen trong kết cấu: 142

7.5 TÍNH TOÁN CỐT THÉP 148

7.5.1 Mặt cắt tính toán: 148

7.5.2 Với đáy cống: 148

7.5.3 Tính toán cốt thép dọc chịu lực: 149

7.5.4 Tính toán cốt thép ngang (cốt xiên, cốt đai): 154

7.6 TÍNH TOÁN KIỂM TRA NỨT 157

7.6.1 Mặt cắt tính toán: 157

7.6.2 Tính toán và kiểm tra nứt: 157

KẾT LUẬN .160

TÀI LIỆU THAM KHẢO 161

PHỤ LỤC 162

PHỤ LỤC 3:

163 PHỤ LỤC 4:

174 PHỤ LỤC 5 179

PHẦN I : TÀI LIỆU CƠ BẢN

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH1.1 VỊ TRÍ VÀ NHIỆM VỤ CÔNG TRÌNH

Thị trấn Cái Rồng trên đảo cái Bầu là trung tâm văn hoá, kinh tế chính trị củahuyện, cách trung tâm tỉnh lỵ (Thành phố hạ Long) 40km về phía tây, cách cửa khẩuquốc tế Móng Cái khoảng 120km về phía Đông Bắc theo quốc lộ 18A

+ Quần đảo Vân Hải bao gồm hàng trăm đảo lớn nhỏ nằm trong vịnh Bái TửLong, có 5 xã đảo: Bản sen, Quan Lạn, Minh Châu, Ngọc Vừng, Thắng Lợi Xã đảocách trung tâm huyện theo đường chim bay gần nhất là 20km, nơi xã nhất là 50km

+ Hai cụm đảo lớn nhất trong quần đảo Vân Hải là cụm đảo Bản Sen, QuanLạn, Minh Châu và cụm đảo Thắng Lợi, Ngọc Vừng

Dự án Hồ chứa nước Bồng Linh nằm trong cụm đảo Bản Sen, cung cấp nướccho nông nghiệp và dân sinh trên đảo Quan Lạn Minh Châu bằng đường ống qua SôngMang

1.1.2 Nhiệm vụ công trình

Đảm bảo chủ động nguồn nước mặt tưới cho lúa và cây ăn quả với tổng diện tích đất canh tác là 103ha

Cấp nước sinh hoạt cho 10.000dân trong vùng

Kết hợp tạo cảnh quan du lịch, cải tạo môi trường sinh thái vùng dự án

1.2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

1.2.1 Đặc điểm địa hình

1.2.1.1 Địa hình khu vực

Các đảo trên vịnh Bắc bộ có các thành phần địa chất, thổ nhưỡng gần như trong đất liền khu vực ven biển của Quảng ninh gồm: cát, đất cát pha, sa thạch, diệp thạch sét, các loại đá bột kết, , cát kết, lớp bề mặt chủ yếu là các sản phẩm phong hoá của các loại

đá trên, khu vực thấp ven biển là sản phẩm bồi tích, bồi tích lũ

- Địa hình khu vực lòng hồ và đập đầu mối nằm trong vùng đồi núi trung bình,phân cắt mạnh, các dãy núi phát triển theo hướng Bắc – Nam, cao độ địa hình từ 10đến 290m, phân cắt mạnh bởi các khe suối và nhánh suối nhỏ đổ vào suối chính BồngLinh, độ dốc địa hình thay đổi từ 20o - 30o lên đến 45o, tại các sườn núi phủ thảm thựcvật là cây bụi và các loại cây công nghiệp (cây bạch đàn, cây sơn) do dân trồng

- Khu vực đầu kênh nằm ven theo sườn đồi dốc, thảm thực vật chủ yếu là câycông nghiệp, cây nông nghiệp và cây bụi

- Khu vực kênh đi theo trục đường bê tông liên xã, địa hình thẳng và khá bằngphẳng, tuy nhiên có một vài đoạn địa hình khá cao nhưng không phức tạp nếu khắcphục được về mặt đầu nước thì tuyến kênh là thuận lợi

Nhìn chung lòng hồ đẹp, có khả năng dâng 20-25m nước (từ cao trình 9,0 đếncao trình 35,0) bụng hồ có khả năng chứa 1,0-1,5 triệu m3 nước, miệng hồ khá hẹp(150 – 200m)

- Lớp tích tụ thềm lòng suối (apQ) phần lòng suối phân bố không đều, chiềudày mỏng rất khác nhau từ 0,5-3m, tích tụ này phổ biến là hỗn hợp cuội tảng lẫn cáthạt thô đến vừa, màu xám, xám trắng, xám vàng, kém chặt.

* Đá gốc: Trong phạm vi nghiên cứu khu vực lòng hồ, đá gốc lộ ra khá ít dọc theohai bên bờ suối Đá gốc thuộc các hệ tầng Dưỡng Động: Gồm các đá dăm-sạn kết arkophân bố rộng khắp trong vùng dự án có xen kẹp đá phiến sét than Chiều rộng phân bốcủa đá dăm-sạn kết arko trải dài trên một diện rộng Đá dăm-sạn kết arko màu xám sángcấu tạo khối đồng nhất, kiến trúc hạt không đều

* Điều kiện địa chất thuỷ văn:

- Nước mặt tập trung chủ yếu ở suối Bồng Linh và một số nhánh suối nhỏ đổvào suối này Vào thời kỳ mùa lũ, mực nước dâng khá cao, có khi lên đến hơn 1m vàchảy khá mạnh Mùa khô lưu lượng giảm đi đáng kể, hầu hết các khe rãnh đều cạnnước chỉ còn lại rất ít các khe còn có nước chảy trên bề mặt

- Nước ngầm trong khu vực khiên cứu nhìn chung khá phong phú tàng trữ chủyếu ở tầng cát cuội sỏi bở rời đệ tứ và trong đới nứt nẻ của đá gốc (tồn tại trong khenứt) Mực nước ngầm tại các lỗ khoan tại thời điểm khảo sát hầu hết nằm trong đớiphong hoá vừa, nứt nẻ mạnh Mực nước ngầm trong lỗ khoan KM2 ở cao độ khoảng20,5m điều này cho thấy mực nước ngầm đều cao hơn mực nước trong suối Kết quảtương tự đối với lỗ khoan KM3 Qua kết quả khoan thăm dò tại hai vị trí lỗ khoan

KM2, KM3 cho thấy đường cong mực nước ngầm nằm thấp hơn mực nước dâng bìnhthường dự kiến do đó vẫn có khả năng thấm mất nước khi dâng nước thông qua cáckhe nứt kiến tạo, nhưng thấm mất nước sang các lưu vực bên cạnh sẽ hầu như hoàntoàn không xẩy ra bởi khu vực nghiên cứu không thấy phát triển các các đứt gẫy lớn,hơn nữa bề dầy hai bên hồ chứa rất lớn Vấn đề thấm mất nước ở đây chỉ có thể từthượng lưu xuống hạ lưu qua vai đập và nền đập Do đó giai đoạn sau cần bố trí cần

bố trí khối lượng khảo sát đầy đủ và thích hợp để dánh giá được chính xác quan hệnước mặt với nước ngầm nhằm có biện pháp xây dựng công trình phù hợp và hiệuquả

* Các hiện tượng địa chất động lực:

Kết quả khảo sát thực địa lòng hồ cho thấy hiện tượng sạt nở hầu như ít xẩy ra,chỉ xuất hiện ở một vài vị trí song với quy mô không lớn và cục bộ Hiện tượng nàychỉ có thể xẩy ra ở chỗ có sườn dốc, thảm thực vật mỏng, thưa thớt và đặc biệt là cóđất tầng phủ dầy, chủ yếu diễn ra trong mùa mưa

* Đánh giá điều kiện ĐCCT vùng hồ

- Vấn đề thấm mất nước:

+ Với cao trình mực nước dâng bình thường dự kiến tại các phương án đập thì

hồ có chiều rộng không đáng kể Trong phạm vi lòng hồ mặc dù đất đá, tầng phủchiếm diện tích nhỏ, mỏng, có tính thấm khác nhau từ yếu đến mạnh, song phần bêndưới (có chỗ lộ hẳn ra) là đá gốc phong hoá vừa-nhẹ, có tính thấm yếu Theo kết quảkhảo sát thực địa thì trong vùng hồ có đứt gẫy bậc V tại tuyến tràn yên ngựa chạy qua.Trong quá trình khoan khảo sát tại lỗ khoan KM2 và KM3 tại hai vai đập đã tiến hành

đo mực nước ngầm, ép nước thí nghiệm 03 đoạn và thu được kết quả chứng tỏ rằngđường cong mực nước ngầm tại lỗ khoan có cao độ khoảng 20,5m (KM2) và +23,73m(KM3), trong khi đó mực nước dâng bình thường dự kiến là +30m do đó cần lưu ýviệc thấm mất nước qua tuyến tràn, tim đập và hai bên vai đập

- Tái tạo bờ hồ và bồi lắng lòng hồ

+ Phần lớn bờ hồ có độ dốc tương đối lớn, thảm thực vật che phủ tương đối tốt

và đất tầng phủ cũng tương đối mỏng do đó hiện tượng sạt, trượt trong hồ có thể ít xẩy

ra Do đó, việc xây dựng công trình phần hồ sẽ ảnh hưởng nhất định đến ổn định của

bờ hồ cũng như bồi lắng lòng hồ làm giảm khả năng tích nước của hồ chứa và vậnhành của công trình

+ Hồ chứa nhỏ, hẹp và nằm gọn trong thung lũng gió thổi trong khu vực nàykhông lớn Những yếu tố này làm hạn chế tác động của sóng đố với việc tái tạo bờ hồ

- Ngập và bán ngập

+ Trong phạm vi ngập và bán ngập của hồ không có dân cư sinh sống, các di

tích văn hoá, cũng như tài nguyên khoáng sản quý hiếm, chỉ có rừng bạch đàn đangđược nhân dân trồng Tuy nhiên, khi mực nước hồ dâng cao, một số khu vực không bịngập mực nước dưới đất cũng dâng cao Mực nước dưới đất sẽ gây lầy hoá làm tăngkhả năng sạt trượt tầng phủ ảnh hưởng đến quá trình bồi lắng và dung tích hồ chứa.

- Vấn đề trượt, đá đổ, đá lở

Khu vực lòng hồ tuyến đập đất hầu như không có nguy cơ trượt xẩy ra Vật liệu

là sét pha lẫn sạn sỏi có khả năng phát sinh điều kiện ĐCCT mới khi dâng nước Do

đó khi thiết kế chọn phương án tuyến này cần có biện pháp thích hợp, tránh trườnghợp khi dâng nước làm đất đá trượt xuống bội lắng lòng hồ phá huỷ công trình

1.2.2.2 Điều kiện địa chất khu vực đập đầu mối và tuyến kênh

* Địa tầng và các chỉ tiêu cơ lý:

- Địa tầng khu vực tuyến đập như sau:

+ Lớp 1 (apQ): Hỗn hợp cuội tảng và cát hạt thô, cuội tảng chiếm tỷ lệ khoảng60-70%, kích cỡ 10-15cm bão hoà, kém chặt, màu xám vàng Cuội tảng thành phầnchủ yếu là dăm sạn kết arko màu xám sáng, mài tròn tốt-trung bình, cứng chắc Lớpdày khoảng 0,5-3m, phân bố cục bộ ở lòng suối Nguồn gốc bồi, lũ tích (apQ)

+ Lớp 2 (edQ) Đất á sét nặng-sét trạng thái dẻo cứng, có chỗ là á sét vừa màuxám vàng, xám nâu, lẫn dăm sạn cụcvà rải rác có lẫn tảng lăn Lớp có bề dầy 1,0 –2,7m phân bố cục bộ trên các sườn đồi phần gần tiếp giáp với chân đồi Nguồn gốcpha tàn tích sườn tích (edQ)

+ Trong phạm vi nghiên cứu khu vực lòng hồ, đá gốc lộ ra khá ít dọc theo haihên bờ suối Đá gốc thuộc các hệ tầng Dưỡng Động: Gồm các đá dăm-sạn kết arkophân bố rộng khắp trong vùng dự án có xen kẹp đá phiến sét than Chiều rộng phân bốcủa đá dăm-sạn kết arko trải dài trên một diện rộng Đá dăm-sạn kết arko màu xámsáng cấu tạo khối đồng nhất, kiến trúc hạt không đều Cụ thể như sau:

Đới đá dăm- sạn kết arko phong hoá hoàn toàn – IA1: Đá đã bị biến màu hoàntoàn rất mền yếu và dẽ vỡ vụn, có chỗ thành hỗn hợp đất á sét và dăm sạn Chiều dàythay đổi từ 1,0-3,0m

Đới đá dăm-san kết arko phong hoá mạnh – IA2: Đại bộ phận các đá bị biếnmàu thành xám vàng, xám sáng Đá phần lớn mềm yếu, chất lấp nhét là á sét, tươngđối mềm yếu Chiều dầy lớp thay đổi từ 1,4 – 3,5m, diện phân bố tương đối rộng

Đới đá phiến sét phong hoá nhẹ (IIA): bè mặt của đá và khe nứt có sự thay đổimàu nhẹ, khe nứt phát triển trung bình đến ít và kín, mặt khe nứt khá tươi, cứng nhắc.Chiều dầy thay đổi từ 3,8-30,0m

- Tuyến xi phông: Chủ yếu cuội, sỏi lẫn bùn, sét pha trạng trái chảy Kích thướccuội từ vài cm đến 20-30cm chiếm khoảng 55-70%

- Tuyến kênh: Trên tuyến kênh chủ yếu suất hiện lớp cát, cát pha màu xám,xám trắng, hàm lượng cát chiếm 95% Tại khu vực xã Minh Châu và xã Quan Lạn lầnlượt xuất hiện từ trên xuống dưới là sét pha màu xám nâu, xám vàng lẫn sỏi sạn trạngthái nửa cứng đến cứng, sỏi sạn có kích thước vài cm và sét pha màu xám nâu lẫn cuộisỏi, cuội sỏi chiếm khoảng 40-60%, kích thước sỏi cuội vài cm đến 20cm.

* Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý đất đá của công trình (trị số trung bình):

- Các chỉ tiêu cơ lý đất nền: Đất đá hỗn hợp (edQ và IA1)

+ Độ ẩm tự nhiên: W = 17,21%

+ Dung trọng tự nhiên: w = 1,84 g/cm3

+ Dung trong khô: c = 1,53 g/cm3

+ Khối lượng riêng: s = 2,75 g/cm3

- Các chỉ tiêu cơ lý của đất nền (đới phong hoá nhẹ IIA)

+ Dung trong khô: c = 1,59 g/cm3

+ Dung trọng tự nhiên: w = 1,97 g/cm3

+ Dung trong bão hòa: c = 1,98 g/cm3

+ Lực dính: C = 0,07 kg/cm2

+ Góc ma sát trong:  = 22,50

+ Hệ số thấm trong đới đá gốc phong hoá nhẹ (IIA) = 1,52.10-3 cm/s

- Các chỉ tiêu cơ lý đất nền kênh: Lớp 1 và lớp 2 – sét pha lẫn sỏi sạn và sét phalẫn cuội sỏi

+ Độ ẩm tự nhiên: W = 17,21%

+ Dung trọng tự nhiên: w = 1,4 g/cm3

+ Dung trong khô: c = 1,17 g/cm3

+ Khối lượng riêng: s = 2,75 g/cm3

- Các chỉ tiêu cơ lý tự nhiên đất đắp đập

- Công trình đầu mối - các tuyến đập dâng.

+ Về địa hình

Tuyến đập địa hình hai bên vai đập đều dốc, vai phải đập có độ dốc khoảng 35o

 40o, vai trái đập độ dốc khoảng 350  400, địa hình này chỉ bị ngập vào mùa mưa

lũ, đất đá gồm cuộc sỏi tảng lăn lẫn cát dăm sạn Chiều cao đập được thiết kế trongkhoảng 20 – 25m Điều kiện bố trí mặt bằng thi công tương đối tốt

+Về địa tầng

Nằm trong hệ tầng Dương Động gồm các đá dăm sạn kết arrko màu xám sángcấu tạo khối đồng nhất, kiến trúc hạt không đều Tại tim tuyến đập (vai trái) đất đáphong hóa nhẹ đến vừa đá lộ tốt, bờ phải bị phong hóa mạnh hơn Tầng phủ gồm cáclớp đất hỗn không phân chia edQ + IA1, lớp đá này có bề dày thay đổi từ 1.0  3.0m.Đới đá phong hóa mạnh (IA2) nằm dưới đới (edQ + IA1) có bề dày 0.0  1.6m Dướicùng là đới phong hóa nhẹ - tươi, nứt nẻ rất khác nhau

Lòng suối: Trên cùng là lớp hỗn hợp cuội tảng và cát, dày 2.0  3.0m, bêndưới là đá dăm sạn kết arrko xen kẹp đá phiến sét phong hóa vừa đến nhẹ dày từ 5 15m và dưới cùng là đới đá tươi

đó nền đập nên đặt nằm trên đới đá IIA đảm bảo ổn định cho công trình sau này

+ Đánh giá khả năng thấm mất nước nền đập

Như đã nói ở trên các lớp đất kém ổn định sẽ được bóc bỏ nên mức độ mấtnước qua nền sẽ phụ thuộc chủ yếu váo tính thấm của đới nứt nẻ trong đá gốc Dựavào kết quả thí nghiệm ĐCTV, có thể thấy rằng đối với đới (IIA) đá có tính thấm vừađến nhiều

Mực nước ngầm tại các lỗ khoan tại thời điểm khảo sát hầu hết nằm trong đới

đá phong hóa vừa, nứt nẻ mạnh Mực nước ngầm trong lỗ khoan KM2 ở cao độkhoảng +20.5m điều này cho thấy mực nước ngầm đều cao hơn mực nước trong suối(so sánh với mực nước trong suối ở vị trí gần nhất) Kết quả tương tự đối với lỗ khoanKM3 Qua kết quả khoan thăm dò tại hai vị trí lỗ khoan KM2, KM3 cho thấy đườngcong mực nước ngầm có xu hướng bổ cấp cho nước mặt trong suối Tuy nhiên, mựcnước ngầm này nắm thấp hơn mực nước dâng bình thường dự kiến do đó vẫn có khảnăng thấm mất nước khi dâng nước thông qua các khe nứt đứt dãy kiến tạo, nhưngthấm mất nước sang các lưu vực bên cạnh sẽ hầu như hoàn toàn không thể xảy ra bởi

khu vực nghiên cứu không thấy phát triển các đứt gãy lớn, hơn nữa bề dày hai bên hồchứa rất lớn Vấn đề thấm mất nước ở đây chỉ có thể xảy ra từ thượng lưu xuống hạlưu qua vai đập và nền đập.

- Đánh giá điều kiện ĐCTC các tuyến kênh dẫn, xiphông

+ Tuyến kênh

Tuyến kênh được thiết kế lấy nước cửa ra bên vai trái của đập theo kênh dẫndọc theo sườn đồi đến xiphông vượt biển rồi tiếp tục theo kênh đến ngã ba Quan Lạn– Minh Châu chia làm hai nhánh, một nhánh đi về xã Minh Châu, một nhánh đi về xãQuan Lạn Trong giai đoạn này đã thực hiện công trình thăm dò bằng hố đào trêntuyến

Với bề rộng tuyến kênh dự kiến thì đoạn kên này có điều kiện đất nền tương đốitốt đảm bảo ổn định lâu dài cho công trình Tuy nhiên , nếu mái đào dốc cần lưu ýbiện pháp công trình đảm bảo ổn định mái dốc, tránh hiện tượng sạt lở cục bộ tầngphủ

1.2.2.3 Nhu cầu vật liệu xây dựng:

- Đất đắp đập yêu cầu khối lượng: 140.000m3, trong giai đoạn lập dự án đầu tưyêu cầu khảo sát trữ lượng đất đắp cấp B, khối lượng khảo sát = 1,5 lần khối lượngyêu cầu, chất lượng đạt 86% độ chính xác

* Kết quả thăm dò: Cơ quan khảo sát đã tiến hành thăm dò 2 mỏ vật liệu phíatrái và phải lòng hồ thượng lưu đập Kết quả thăm dò các mỏ như sau:

Mỏ đất số 1:

+ Diện tích: 100.000m2+ Chiều sâu bóc bỏ: 0,4m+ Chiều sâu khai thác: 1-2m+ Trữ lượng khai thác: 100.000 – 120.000m3

Mỏ đất số 2:

+ Diện tích: 120.000m2+ Chiều sâu bóc bỏ: 0,5m+ Chiều sâu khai thác: 1m+ Trữ lượng khai thác:120.000m3Ngoài ra òn khai thác trữ lượng lớn đá chất lượng đảm bảo đắp đập, lát mái Một số chỉ tiêu cơ lí:  = 32o; n = 0,35 ( của đống đá ); k = 2,5 T / m3 ( của hòn đá)

- Các chỉ tiêu chế bị đất đắp đập (trung bình)

+ Dung trong tự nhiên: c = 1,94 g/cm3

+ Lực dính: C = 0,3 kg/cm2

+ Góc ma sát trong:  = 16o25o

+ Hệ số thấm K = 2,082x10-4 cm/s

* Đánh giá trữ lượng và chất lượng vật liệu đất đắp đập:

Trong giai đoạn LDA đầu tư, đã khảo sát 2 bãi vật liệu đất đắp đập, khối lượng,trữ lượng và chất lượng đảm bảo theo yêu cầu đất đắp đập tuy nhiên thành phần sétpha, hàm lượng hạt bụi lớn, độ dính kết kém Trong giai đoạn Thiết kế kỹ thuật thicông cần phải khảo sát thêm một hoạc 2 bãi vật liệu nữa, độ chính xác cao hơn, trữlượng nhiều hơn, đáp ứng tốt hơn cho việc cho việc lựa chọn các chỉ tiêu thiết kế đập

φbh

(độ)

C(kg/cm2)

Cbh

(kg/cm2)

k.10-4

(cm/s)Đất đắp

Nền lớp

1.2.3 Khí tượng thủy văn

1.2.3.1 Tài liệu khí tượng

1) Chế độ nhiệt

Là khu vực thuộc vùng nhiệt đới gió mùa nên nhiệt độ thường lớn, nhiệt độ bình quân năm ToC=21oC, quá trình biến đổi nhiệt độ dạng một đỉnh: lớn vào tháng VII nhỏ vào tháng II, cao nhất đạt 40oC, nhỏ nhất đạt 1oC, biên độ nhiệt xấp xỉ 15,5oC

2) Bức xạ nắng

Hàng năm lượng bức xạ lý tưởng tháng đạt 200Kcal/cm2tháng, tháng ít nhất cũng đạt trên 10Kcal/cm2tháng Một năm lưu vực nghiên cứu có 17001900 giờ nắng, biến trình nắng có dạng hai đỉnh:

-Đỉnh lớn nhất vào tháng VII, nhỏ nhất vào tháng II

-Đỉnh lớn thứ 2 vào tháng IX, nhỏ thứ hai vào tháng VIII

3) Chế độ gió

Lưu vực chịu sự chi phối của hai chế độ gió mùa rất rõ rệt: chế độ gió Mùa mùa hè

và chế độ gió mùa mùa đông

-Chế độ gió mùa mùa đông: mùa đông gió thịnh hành là Bắc và Đông Bắc, hàng tháng có từ 3 đến 6 đợt gió Mùa đông bắc, mỗi đợt kéo dài từ 3 đến 5 ngày, những ngày

có gió mùa đông bắc mạnh có thể đạt tới cấp V,cấp VI Thừơng đầu thời kỳ mùa đông

gió thổi theo hướng Bắc và Đông Bắc, đến cuối thời kỳ mùa đông gió thổi theo hướng Đông Đông Bắc Vào thời kỳ mùa đông không khí thường khô và lạnh.

- Chế độ gió mùa mùa hạ: mùa hè lưu vực chịu sự chi phối của gió mùa Tây Nam.Gió Mùa Tây Nam bị ảnh hưởng của vịnh Bắc bộ nên khi thổi vào lưu vực nghiên cứuhướng và tính chất thay đổi: bình thường gió mùa Tây Nam khô và nóng nhưng khi quavịnh Bắc bộ thường mang theo nhiều hơi nước, có hướng Nam và Đông Nam

Đặc biệt về mùa hè lưu vực nghiên cứu chịu sự đổ bộ của bão và áp thấp nhiệt đới, bão và áp thấp nhiệt đới thường hình thành từ ngoài khơi hoặc một số quần đảo thuộc khu vực Thái Bình Dương, khi đổ bộ vào lưu vực nghiên cứu thường gió rất lớn và gây mưa to

Bảng 1.2.3 Đường tần suất vận tốc gió lớn nhất trạm Cửa Ông

6) lượng mưa trung bình nhiều năm

Lượng mưa năm trên lưu vực tương đối lớn, Trung bình nhiều năm theo kết quảtính toán “ Đặc đIểm thuỷ văn tỉnh Quảng Ninh” Lượng mưa trung bình nhiều nămtrạm Quan Lạn:

trong mùa khô Để tận dụng nguồn nước đến từ thiên nhiên cho các mục đích sử dụngnước, cần có các biện pháp xây dựng công trình thuỷ lợi, để điều tiết dòng chảy saocho phù hợp với việc sử dụng nước trong năm.

Lượng mưa ngày: Lượng mưa ngày lớn nhất trạm Quan Lạn:

X1maxtb=194,4 mm

Cv= 0.32

Cs= 1,275

7) Xác định lượng mưa khu tưới

Theo mùa vụ và theo cơ cấu cây trồng theo vụ, để tính lượng nước cần cấp chocây trồng phải tính toán mưa vụ thiết kế Trong năm thường có 3 vụ sản xuất chính: Vụchiêm; vụ mùa và vụ đông Mỗi vụ đều có chế độ tưới khác nhau, và mưa tưới thiết kếkhác nhau, tính toán mưa tưới thiết kế chúng tôi dùng mô hình mưa vụ thiết kế trạmQuan Lạn theo kết quả tính toán dựa trên cơ sở tài liệu thực đo sau, lượng mưa khu tướiđược xác định bằng lượng mưa tần suất 75% tại lưu vực

Bảng 1 2.5 Kết quả tính toán mưa vụ khu tưới

Thời vụ XTB (mm) CV CS XP = 25% XP = 50% XP = 75%

1.2.3.2 Tài liệu thủy văn

1) Tính đặc trưng phân phối dòng chảy năm

Bảng 1.2.6 Kết quả tính toán dòng chảy năm thiết kế cho tuyến đập

W0 = Q0  T (106 m3)Trong đó: W0: tổng lượng dòng chảy tháng (m3)

Bảng 1 2.11 Đường quá trình lũ thiết kế và kiểm tra

Tần suất thiết kế P = 1% Tần suất kiểm tra P = 0,2%

Bảng 1 2.12 Lũ thi công tại tuyến công trình

(km2) 

+)Tính toán bồi lắng hồ chứa

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

- Tổng dung tích lắng đọng trong toàn bộ thời gian hoạt động của công trình

Bảng 1.2.13 Tổng dung tích lắng đọng hàng năm trong hồ chứa

1.3 ĐIỀU KIỆN DÂN SINH KINH TẾ VÀ NHU CẦU DÙNG NƯỚC

1.3.1 Tình hình dân sinh

Hầu như toàn đảo còn đang hoang sơ chưa có nhiều tác động của con người, làđiều kiện thuận lợi để tiến hành quy hoạch hiện đại ngay từ đầu Diện tích tự nhiêntoàn vùng rộng, phần đất nổi là 551,33km2 chiếm 9,3% diện tích toàn tỉnh QuảngNinh

Mật độ dân số thấp, mật độ dân số trung bình năm 2004 là 75,4người/km2 thấp hơnmức bình quân của tỉnh (181 người/km2) Xã có số dân đông nhất là Đông Xá trên 9000người, xã có số dân thấp nhất là Minh Châu 900 người

Mật độ dân số thấp, đất đai rộng lại chưa có tác động nhiều của con người làđiều kiện thuận lợi cho việc bố trí không gian kinh tế, tổ chức xây dựng các công trìnhhiện đại mà không ảnh hưởng nhiều đến dân sinh

Dân cư toàn đảo tính đến 31/12/2004 là 996 hộ và 4.599 khẩu bao gồm:

- Quan Lạn: 775 hộ, 3682 nhân khẩu

- Minh Châu: 211 hộ, 917 nhân khẩuTrên đảo đã có trường học, trạm xã, thông tin, bưu điện nhưng còn mức hạn chế

1.3.2 Tình hình kinh tế

Nền kinh tế của huyện chủ yếu là phát triển nông , lâm ngư nghiệp, thuỷ sản,công nghiệp và xây dựng hết sức nhỏ bé, các ngành dịch vụ và du lịch đã có khởi sắcnhưng cũng chiếm một tỷ trọng nhỏ trong nền kinh tế

* Nông, lâm nghiệp, thuỷ sản

Sản xuất nông, lâm nghiệp, thuỷ sản, cho tới nay vẫn đóng vai trò quan trọngtrong nền kinh tế của huyện, đặc biệt sản xuất chế biến thuỷ sản

Giá trị gia tăng của toàn ngành tăng tới 11,5%/năm trong thời kỳ 2001-2005.Trong đò nông nghiệp tăng 13%, thuỷ sản tăng 13,7%

Giá trị gia tăng ngành nông, lâm nghiệp năm 2005 đạt 105,8 tỷ đồng theo giáhiện hành, trong đó giá trị nông nghiệp chiếm 25,4%, lâm nghiệp chiếm 6,3%, còn lạigần 69% là giá trị của thuỷ sản

Rừng tự nhiên chủ yếu là kiểu rừng hốn giao lá rộng thường xanh, xen rừng trenứa thuộc loại rừng nghèo Rừng có độ sinh trưởng tốt, rừng ngoài đảo có độ tái sinh

nhanh hơn trong đất liền, với 337 loài cây gỗ, 200 chi, và một số cây dược liệu quýnhư tắc kè, mã kích, sa nhân, hà thủ ô… Có khu bảo tồn đa dạng sinh học Ba Mùn.

Rừng trồng chiếm diện tích không lớn chủ yếu là trồng các loại cây lấy gỗ vàthông nhựa ở khu vực Đài Vạn

* Công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp

Sản suất công nghiệp trên địa bàn huyện còn nhỏ bé và đang trong quá trìnhchuyển đổi mô hình sản xuất cho phù hợp theo hướng đa dạng ngành nghề, tiểu thủcông nghiệp quy mô vừa và nhỏ nhằm phục vụ chế biến hải sản, lương thực-thựcphẩm, sửa chữa cơ khí, tàu thuyền, khai thác chế biến gỗ

Công nghiệp chỉ bằng 0,2-0,4% công nghiệp của tỉnh Giá trị sản suất côngnghiệp trên địa bàn huyện năm 2004 là 26,7 tỷ đồng, dự kiến năm 2005 đạt 31 tỷđồng Tuy thế nhưng giai đoạn 2001-2005 công nghiệp có nhịp tăng tương đối lớn25,6% Giá trị sản xuất ngành chiếm tỷ trọng không lớn, khoảng 15-16%, chủ yếu làlĩnh vực xây dựng có nhịp độ tăng rất cao Thu hút vào công nghiệp có khoảng 700-

800 lao động

Cơ cấu ngành nghề còn đơn giản, gồm các nhóm ngành khai thác: Công nghiệpkhai thác than, VLXD (chiếm 67% giá trị sản lượng0, khai thác đánh bắt và chế biếnhải sản và chế biến nông-lâm sản (15,2%) và các ngành tiểu thủ công nghiệp khác(17,4%) Trình đọ trang thiết bị, kỹ thuật còn thấp, công nghệ lạc hậu, thủ công kémhiệu quả Các sản phẩm công nghiệp chất lượng còn thấp, chưa đủ sức cạnh tranh trênthị trường trong nước, chủ yếu tiêu thụ tại chỗ

Trên địa bàn huyện có các doanh nghiệp tư nhân, công ty, hợp tác xã và các hộsản xuất kinh doanh hoạt động Đó Là: Xý nghiệp Hợp Lực Mai Quyền khai thác dulịch, dịch vụ, công ty khai thác cát thuỷ tinh Vân Hải (thuộc Bộ công nghiệp) khaithác bình quân khoảng 1,5 triệu m3/năm, công ty chế biến thuỷ sản Cái Rồng (thuộctỉnh quản lý) công suất 0,8-1 triệu lít nước mắm một năm Ngoài ra còn có 15 hộ sảnxuất cơ khí, sửa chữa và chế biến gỗ, 13 hộ chế biến thuỷ sản, chủ yếu là cá khô vànước mắm

* Thương mại - dịch vụ, du lịch

Thương mại - dịch vụ trong huyện được củng cố và từng bước phát triển đa dạng hoá,nhiều thành phần kinh tế tham gia trong lưu thông hàng hoá đáp ứng phần lớn nhu cầu sảnxuất và tiêu dùng Song cũng còn nhiều khó khăn về vốn đầu tư, cơ sở vật chất kỹ thuật nghèonàn Huyện đã đầu tư xây dựng chợ trung tâm ở thị trấn Cái Rồng và đã ổn định về quản lý vàkinh doanh

Mạng lưới dịch vụ, du lịch, nghỉ ngơi, phục vụ ăn uống (khách sạn, nhà nghỉ,nhà hàng), dịch vụ công cộng, phương tiện phục vụ du lịch (ô tô, thuyền máy …) cònnhỏ bé nghèo nàn.

Hoạt động xuất nhập khẩu đã góp phần phát triển kinh tế xã hội của huyện Cácmặt hàng xuất khẩu chủ yếu gồm các loại hải đặc sản như: tôm, mực, sò huyết, ngọctrai, các loài cá có giá trị (song, nhụ, thu, đé, ngừ…), lâm sản (nhựa thông, dược liệu,mật ong) Hàng hoá nhập khẩu gồm máy móc nhỏ, ngư cụ, dụng cụ cơ khí, thiết bịđộng cơ thuỷ, các mặt hàng đồ gia dụng, quần áo, văn phòng phẩm

Hiện có 24 trường các loại, bao gồm trường công lập, bán công, ngoại trú, nộitrú, hệ thống trường, lớp được bố trí ở hầu hết các điểm dân cư trên địa bàn huyện, thuhút được phần lớn trẻ em đến tuổi đi học đến trường Về cơ bản đảm bảo tương đối đủcác phòng học, tránh được tình trạng học 3 ca Nhưng số phòng học tạm, mượn cònnhiều, phòng học nhà cấp 4 bị xuống cấp nghiêm trọng Trang thiết bị, đồ dùng dậyhọc còn thiếu nhiều Huyện về cơ bản đã hoàn thành phổ cập giáo dục tiểu học theochuẩn ở tất cả ở tất cả các xã và cơ bản xoá mù chữ cho số người trong độ tuổi 15-35trên địa bàn huyện Hiện nay đã có 3 trường tiểu học đạt chuẩn Quốc gia

Số học sinh các cấp qua các năm liên tục tăng (hiện nay năm học 2005-2006 là10.004 học sinh) Tỷ lệ đi học của học sinh các cấp cho trẻ em trong độ tuổi đi họccao (tiểu học: 116%, THCS: 78%, PTTH: 27%), nhưng tỷ lệ huy động đi học đúngtuổi còn thấp (cấp tiểu học khoảng 86%) Tỷ lệ học sinh lên lớp và chuyển cấp hàngnăm khá cao (tiểu học: 98,5-98,8%, THCS: 97%, PTTH: 73-76%), số lượng học sinhkhá giỏi đều tăng

Đội ngũ giáo viên trong huyện có 557 người Phần lớn giáo viên đạt chuẩn đàotạo quốc gia: PTTH đạt 100%, cấp THCS đạt 97,8%, riêng tiểu học mới đạt 86,8%.Nhà ở cho giáo viên vẫn còn rất thiếu gây không ít khó khăn cho việc thu hút giáoviên về dậy ở xã, nhất là các xã tuyến đảo ngoài

Trong huyện chưa có cơ sở dạy nghề Số học sinh của huyện được đi đại học,trung học chuyên nghiệp và học nghề ở ngoài huyện ít khi trở lại làm việc tại quê nhà

- Y tế và chăm sóc sức khoẻ: Tình trạng thể lực và sức khoẻ của nhân dân trongnhững năm qua đã có những chuyển biến tích cực, nhưng chưa cao Tỷ lệ trẻ em dưới

5 tuổi suy dinh dưỡng giảm từ 44% năm 1990 xuống 32,5% năm 2005 Tỷ lệ trẻ emdưới 1 tuổi được tiêm đủ 6 loại vacxin năm 2005 đạt 85% Tỷ lệ chết của trẻ em dưới

1 tuổi và dưới 5 tuổi giảm nhanh Số trẻ em sinh ra cân lặng dưới 2,5kg giảm từ 23%năm 1990 xuống còn 10% năm 2005

Điều kiện vệ sinh môi trường từng bước được cải thiện Tỷ lệ hộ dân đượcdùng nước sạch tăng từ 40% năm 2000 lên 60% năm 2006, chủ yếu là nguồn nướcgiếng chưa qua sử lý và tỷ lệ hộ dân có hố xí hợp vệ sinh tăng từ 25% lên 45%

Toàn huyện có 1 bệnh viện 50 giường bệnh thuộc trung tâm y tế huyện và 12trạm y tế xã, phường (có 2 trạm y tế đạt chuẩn quốc gia) với 42 giường bệnh để điềutrị cấp cứu ban đầu, đạt mực tiêu xoá “xã trắng” về trạm y tế xã Tuy nhiên cơ sở vậtchất kỹ thuật và trang thiết bị phương tiện y tế của trạm y tế chưa đạt chuẩn hoá, cònnhiều thiếu thốn, nghèo nàn, xuống cấp, chất lượng còn nhiều hạn chế

Chỉ số giường bệnh ở huyện năm 2005 là 27,2 giường/1vạn dân xấp xỉ gầnmức trung bình của cả nước (28,6 giường/1vạn dân) Hiệu suất sử dụng giường bệnhkhông đều, trong khi ở bệnh viện trung tâm y tế huyện bị quá tải thì các trạm y tế xãhiều suất sử dựng thấp Mạng lưới y tế thôn bản hoạt động chưa rộng, hiện mới trang

bị và đào tạo túi thốc y tế cho 53 thôn bản trong tổng số 80 thôn bản (66,3%)

Đến nay toàn huyện có 15 bác sỹ (tỷ lệ 2.000 dân/1bác sỹ) và 27 y sỹ (tỷ lệ1.500 dân/1y sỹ), có 8/12 trạm y tế xã có bác sỹ (đạt 66,7%), 12/12 trạm y tế xã có y

sỹ sản nhi

- Văn hoá - thể dục thể thao: Huyện có truyền thống lâu đời mang đậm nét dân

cư làng biển Trong những năm qua huyện đã chủ động xây dựng các chương trìnhthông tin tuyên tryền, thực hiện tốt nghị quyết TW5, tích cực xây dựng đời sống vănhoá cơ sở, xây dựng phong trào “toàn dân đoàn kết xây dựng đời sống văn hoá cơ sở”.Mức hưởng thụ văn hoá trong dân được tăng lên thông qua các hoạt động văn nghệ,TDTT quần chúng, lễ hội mang nhiều ý nghĩa giáo dục truyền thống trong nhân dân(lễ hội bơi trải Quan Lạn, hát đối trên sông của dân đi biển…)

Tính đến năm 2006 đã có 12/12 xã thị trấn có điểm bưu điện văn hoá xã, 9/12

xã có điểm vui chơi trẻ em, 39/80 thôn có nhà sinh hoạt văn hoá thôn 80/80 thôn đãxây dựng hương ước, quy ước thực hiện thôn văn hoá Mạng lưới cơ sở vật chất vănhoá - thông tin, TDTT của huyện còn quá thiếu, không đồng bộ hoạc đã xuốngcấp.Nhà văn hoá ở trung tâm thị trấn, thư viện huyện chưa đáp ứng được nhu cầu củangười dân Hệ thống sân bãi của ngành TDTT không được đầu tư theo quy chuẩn tốithiểu Huyện có 2 trạm phát thanh – truyền hình chuyển tiếp ở thị trấn huyện và ở xã

Quan Lạn, bán kính phủ sóng nhỏ hẹp, không đáp ứng được nhu cầu thưởng thức vàhọc tập của toàn dân huyện đảo.

Trong huyện có 21 di tích văn hoá - lịch sử đã và đang đề nghị xếp hạng vànhiều hang động, danh lam thắng cảnh có giá trị cần được tôn tạo, trùng tu nâng cấp

để giáo dục truyền thống cho nhân dân và khai thác phục vụ cho phát triển du lịch

1.3.3 Hiện trạng kết cấu hạ tầng

1.3.3.1 Mạng lưới giao thông

Trên địa bàn huyện trong những năm qua bước đầu được đầu tư cả trên bộ lẫntrên biển, nhất là nâng cấp các bến cảng và các tuyến đường giao thông nông thôn, tuynhiên chất lượng đường còn rất thấp Tuyến đường tỉnh lộ 334 là trục giao thôngchính đang ở cấp 6 miền núi Các đường liên xã như tuyến Đoàn Kết – Bình Dân - ĐàiXuyên dài 15km đang được nâng cấp nhờ vốn của chương trình biển Đông hải đảo,phương tiện giao thông các đảo xa đã được nâng cấp Xã đảo Ngọc Vừng mới đầu tưxây dựng đường nhựa dài 7 km từ cảng Cống Yên đến trung tâm xã, đường dọc QuanLạn – Minh Châu, đường trục xã Bản Sen (15km) và xã Thắng Lợi (5km) đang đượcđầu tư sửa chữa, nâng cấp

Giao thông đường thuỷ có vai trò hết sức quan trọng , đảm bảo giao lưu, đi lạicủa nhân dân 5 xã ngoài đảo ngoài (đảo xã nhất cách trung tâm huyện khoảng 30 km),lưu thông hàng hoá và học hành, khám chữa bệnh và sinh hoạt của dân cư Hiện cóbến cảng Cái Rồng có thể tiếp nhận tầu trọng tải trên 500 tấn các bến cập tầu nhỏ ởcác xã Quan Lạn, Minh châu, Thắng Lợi, Ngọc Vừng Bến cảng Bản Sen đang đượcxây dựng

1.3.3.2 Mạng lưới Bưu chính - viễn thông, thông tin liên lạc

Huyện có 2 bưu điện ở thị trấn Cái Rồng và xã đảo Quan Lạn, còn lại các xãđều có điện thoại và trạm dịch vụ điện thoại, bình quân 8 máy điện thoại/100dân Tuynhiên thông tin liên lạc giữa các đảo còn nhiều khó khăn

1.3.3.3 Mạng lưới cấp điện

Mạng lưới điện quốc gia 35 kv cùng với 9 trạm hạ thế phân phối điện mới chỉcung cấp cho thị trấn Cái Rồng (90% dân cư được dùng điện) và 2 xã Đông Xá, HạLong (60-70% dân cư được dùng điện) đường dây điện đến xã Đoàn Kết đang đượcđầu tư xây dựng Tỉnh đã đầu tư cho các xã Quan Lạn – Minh Châu xây dựng trạm

phát điện diezen, các xã đều đã có điện nhưng số hộ được dùng điện mới đáp ứng 30%tổng số hộ.

1.3.3.4 Hệ thống cấp, thoát nước

Hiện có trạm cấp nước sạch ở hồ Mắt Rồng phục vụ nhu cầu sinh hoạt cho một

số hộ dân cư khu vực thị trấn Cái Rồng Về cấp nước sạch nông thôn hiện nay còn rấtkhó khăn do chưa tìm được nguồn nước ngầm, nhiều vùng vẫn phải dùng nước nhiễmmặn, nhất là các đảo nhỏ và vùng ven biển

1.3.3.5 Hệ thống thuỷ lợi

Huyện đã xây dựng hệ thống thuỷ lợi gồm 26 hồ chứa nước, đập dâng với dungtích 2,84 triệu m3 và hệ thống kênh mương nội đồng tưới cho khoảng 440ha, trong đóchủ động 140ha Một số công trình thuỷ lợi hệ thống được đầu tư kiên cố hoá đã pháthuy tác dụng như: đập Khe Mai (Đoàn Kết), đập Khe Bòng (Bình Dân), đập Vòng Tre(Đài Xuyên) Tuy nhiên hầu hết hệ thống tưới chưa được hoàn chỉnh nên về mùa khônguồn nước cạn kiệt, không thể chủ động được

1.3.4 Nhu cầu dùng nước

Cho đến 2010, cư dân trên đảo, các cơ sở công nghiệp và du lịch sẽ là 20.000người, diện tích canh tác sản xuất nông nghiệp là 103,32 ha

Nhu cầu dùng nước chu nông nghiệp và thuỷ sản là: 1,35 triệu m3/năm tươngđương lưu lượng là: 3.700 m3/ngđ

Nhu cầu dùng nước cho sinh hoạt và du lịch là: 0,728 trệu m3/năm tương đươnglưu lượng là: 1.994 m3/ngđ

Bảng 1 3.14 Tổng lượng nước yêu cầu tại đầu mối hồ chứa

Tháng

Lượng nước yêu cầu tưới

Lượng nước cấp nước

1.4.1.1 Theo nhiệm vụ công trình.

Hồ có nhiệm vụ tưới cho 103 ha tra bảng 2.1 TCXDVN 285-2002 ta được cấpcông trình là cấp V

1.4.1.2 Theo chiều cao của công trình và loại nền.

Theo phương pháp tính toán thuỷ văn thì lượng nước đến trong một năm

W = 2,5.106 m3, để trữ được lượng nước này thì ta cần phải đắp đập cao khoảng 25m Vớinền đá phong hoá nhẹ tra bảng 2.2 TCXDVN 285-2002 ta có được cấp công trình là cấp III Tổng hợp 2 kết quả trên ta có: Cấp công trình là cấp III

- Tần suất lũ kiểm tra: P=0,2%

- Tần suất gió lớn nhất và gió bình quân lớn nhất: Pmax=4%; Pbq=50% (bảng 4-2

14 TCN- 157 -2005)

- Tần suất tưới bảo đảm: P=75%

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

1.4.2.2 Hệ số tính toán.

- Hệ số tin cậy khi tính ổn định, độ bền: Kn=1,15

- Hệ số điều kiện làm việc: m=1,0

- Thời gian tính toán dung tích bồi lắng hồ: T=75 năm

- Hệ số an toàn nhỏ nhất cho phép về ổn định mái đập đất: (bảng 4-6- 14TCN-157 -2005)

CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN THỦY LỢI2.1 TÍNH TOÁN MỰC NƯỚC CHẾT CỦA HỒ CHỨA (MNC)

2.1.1 Khái niệm mực nước chết, dung tích chết

Dung tích chết Vc là phần dung tích không tham gia vào quá trình điều tiết dòngchảy Dung tích chết chính là giới hạn dưới của hồ chứa

Mực nước chết là mực nước ứng với dung tích chết, mực nước chết và dung tích chết có quan kệ với nhau qua đường đăc trưng địa hình hồ chứa Z~ V

2.1.2 Nội dung tính toán

Do hồ có nhiệm vụ tưới nên MNC và dung tích chết trong hồ được xác định theohai điều kiện:

Điều kiện thứ nhất: đảm bảo yêu cầu tưới tự chảy

Điều kiện thứ hai: đảm bảo tuổi thọ công trình thì MNC hay Vc phải đảm bảođáy cửa vào lớn hơn dung tích bùn cát lắng đọng trong suốt thời gian hoạt động của côngtrình tức: Vc > Vbc.T

Trong đó:

+ Vbc là thể tích bồi lắng hàng năm cuả bùn cát

+ T: tuổi thọ của công trình

2.1.2.1 Xác định MNC theo điều kiện lắng đọng bùn cát.

Theo kinh nghiệm h d=(0, 4 0,7)m , chọn h d=0,5m.

h: Độ sâu cột nước trước cống để lấy đủ lượng nước thiết kế

sơ bộ chọn h=1,2 m

MNC=13,49+0,5+1,2=15,19 m

2.1.2.2 Xác định MNC theo yếu cầu khống chế tưới tự chảy.

MNC theo điều kiện khống chế tưới tự chảy phải thoả mãn điều kiện sau:

2.2.2.2 Ý nghĩa

Mực nước dâng bình thường là thông số quan trọng nhất, được xác định như chỉtiêu công tác của hồ chứa, cũng như của kích thước công trình, chỉ tiêu độ ngập lụt vàvốn đầu tư vào xây dựng công trình đầu mối thuỷ lợi và hồ chứa

2.2.2.3 Nhiệm vụ tính toán

Dòng chảy thiên nhiên phân bố không đều theo không gian và thời gian do đó màcần phải tính toán điều tiết dòng chảy nhằm phân phối lại nguồn nước theo thời gian vàkhông gian cho thích ứng với nhu cầu một cách tốt nhất, theo khả năng của hồ chứa vàcông trình, tức là phải trữ nước trong những thời kỳ nhiều nước và sử dụng trong thời kỳ

2.2.3 Trường hợp điếu tiết

Thực tế phải tiến hành điếu tiết nhiều năm để cân bằng lượng nước đến và lượngnước dùng nhằm đảm bảo cung cấp cho nhu cầu dùng nước đã đề ra Nhưng ở đây theotài liệu thuỷ văn về phân phối dòng chảy năm thiết kế và lượng nước dùng trong năm đốivới hồ chứa Bồng Linh ta thấy trong một năm:

Vđến75% = 2466x103 m3 > Vdùng = 2078x103 m3

Từ đó ta thấy lượng nước đến trong năm luôn đủ đáp ứng yêu cầu dùng nước Vìvậy hồ chứa Bồng Linh ta chỉ cần điều tiết năm

2.2.4 Nội dung và phương pháp tính toán

Tiến hành điều tiết năm theo phương pháp lập bảng là dùng cách lập bảng để sosánh lượng nước dùng và lượng nước đến Nguyên lý cơ bản của phương pháp này là tiếnhành cân bằng lượng nước trong kho, đem chia cho toàn bộ thời kỳ tính toán ra một sốthời đoạn tính toán, ở đây là 12 thời đoạn ứng với 12 tháng của một năm đại biểu Tínhtoán cân bằng lượng nước trong kho theo từng thời đoạn sẽ biết được quá trình thay đổimực nước, lượng nước trữ xả trong kho Trong từng thời đoạn có thể dùng công thức đơngiản sau để biểu thị phương trình cân bằng giữa lượng nước đến và lượng nước đi trongkho nước:

V = ( Qv - qr ) TTrong đó:

T- Thời đoạn tính toán

V- Lượng nước chứa trong kho tăng lên hay giảm đi trong thời đoạn T

Qv- Lưu lượng nước chảy vào kho trong thời đoạn T

qr- Lưu lượng nước từ kho chảy ra trong thời đoạn T

Lượng nước chứa trong kho cuối thời đoạn bằng lượng nước chứa đầu thời đoạn cộng với V

Biết được lượng nước chứa dựa vào đường đặc trưng V ~ F ~ Z của kho nước sẽ biết được diện tích mặt nước và mực nước của kho nước cuối thời đoạn

i- Thời gian của một tháng ( giây )

- Cột 5: Lượng nước thừa (khi WQ > Wq )

(5) = (3) –(4)

- Cột 6: Lượng nước thiếu (khi WQ < Wq )

(6) = (4) – (3)Tổng cộng cột (6) sẽ có dung tích nước cần trữ để điều tiết đảm bảo yêu cầu cấp nước

- Cột 7: Hai tích nước thì luỹ tích cột (5)

2.2.4.2 Tính tổn thất trong kho nước

- Cột 1: Thứ tự các tháng xếp theo năm thuỷ lợi(cũng trùng với năm thuỷ văn)

- Cột 2: Dung tích của kho nước ở cuối thời đoạn tính toán ti

(2) = 7) Bảng 2.1 + Vc

- Cột 3: V i là dung tích bình quân trong hồ chứa nước

- Cột 4: Fhi là diện tích mặt hồ tương ứng với V i

Bảng 2.2.4: tính tổn thất trong kho nước lần 2

 Theo kết quả tính toán ở trên ta có Vh= 0,925x106m3

Vậy ta có dung tích ứng với MNDBT là:

VMNDBT= Vc + Vh= 0,202x106+0,925x106= 1,127x106m3

Tra quan hệ Z ~ V ta được cao trình ứng với VMNDBT là: ZMNDBT= 28,4 m

CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN CHỌN PHƯƠNG ÁN.

3.1 BỐ TRÍ TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI.

3.1.1 Đập dâng nước.

- Dựa vào cấu tạo địa chất và chỉ tiêu cơ lý của đấp đắp cũng như nên ta sẽ vâydựng: Đập đồng chất có tưởng nghiêng sân phủ, có lăng trụ thoát nước Trên đỉnh đậplàm tường chắn sóng cao 1m

- Đập tràn có cửa van điều tiết:

+ Do ngưỡng tràn thấp hơn MNDBT nên giảm được diện tích ngập lụt thượng lưu

+ Điều tiết lũ tốt và mực nước lũ không vượt qua nhiều so với MNDBT, có thể kết hợp

xả bớt 1 phần mực nước hồ khi cần thiết, quản lý vận hành phức tạp

- Đập tràn không có cửa van điều tiết

+ Tăng mức độ ngập lụt thượng lưu, không thể kết hợp xả bớt một phần nước hồ khi cầnthiết

+ Quản lý vận hành đơn giản

Ta thấy với mặt bằng công trình đầu mối hiện nay và địa chất lớp mặt đã khảo sát việc bốtrí tràn không cửa van là có thể và đơn giản Do những ưu điểm của đập tràn không cócửa van nên ta chọn hình thức đập tràn không có cửa van điều tiết

3.1.3 Cống lấy nước.

3.1.3.1 Tuyến cống

+ Cống kênh lệch về bên phải đập nhiệm vụ tưới cho và cấp nước sinh hoạt cho hạ lưu

3.1.3.2 Hình thức cống

Ta chọn hình thức cống là: Cống không áp, mặt cắt hình chữ nhật bằng bê tông cốt thép,

có tháp van điều tiết lưu lượng

3.2. TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ

3.2.1 Mục đích và nhiệm vụ

3.2.1.1 Mục đích

Mục đích của việc tính toán điêu tiết lũ là thông qua quá trình tính toán tìm cách

hạ thấp lưu lượng lũ làm thoả mãn yêu cầu phong lũ đã đề ra Xác định được quy mô vàkích thước của đường tràn xả lũ sao cho có lợi về mặt kinh tế và đảm bảo yêu cầu kỹthuật Tìm ra được phương án vận hành kho nước hợp lý nhất, tìm ra được lưu lượng xảlớn nhất xuống hạ lưu(qxả max), xác định được dung tích siêu cao (Vsc), cột nước siêucao(Hsc) và MNL Từ đó quyết định kích thước các công trình đầu mối, các công trình nốitiếp thích hợp

3.2.1.2 Nhiệm vụ

Trong hệ thống công trình đầu mối của công trình thuỷ lợi, công trình tràn giữmột vị trí quan trọng Kích thước, hình thức công trình tràn có ảnh hưởng trực tiếp đếnquy mô, kích thước của hệ thống công trình đầu mối như:

Đập dâng nước, cống lấy nước… , quyết định mức độ ngập lụt ở thượng lưu công trình

Để đáp ứng được cả điều kiện kỹ thuật và kinh tế của toàn bộ hệ thống công trình ta phảitính toán điếu tiết lũ, từ đó xác định được đường quá trình xả lũ (q ~ t)

3.2.2 Nội dung tính toán

3.2.2.1 Nguyên lý tính toán

Tính toán điều tiết lũ dựa trên phương trình cân bằng nước:

Qdt – qdt = F.dh (3-1)Trong đó:

Q: Lưu lượng vào

q: Lưu lượng ra

F: Diện tích mặt hồ chứa

h: Cột nước trên công trình tháo lũ

Nếu thay dt bằng khoảng thời gian ∆t = t1 – t2, ở đây t1 là thời điểm ban đầu và t2

là thời điểm cuối của khoảng thời gian tính toán thì ta có:

Q1, Q2 là lưu lượng đến đầu và cuối thời đoạn

q1,q2: Lưu lượng xả tương ứng

V1,V2: Lượng nước có trong kho ở đầu và cuối thời đoạn tính toán.

Để tìm được đường quá trình xả lũ (q ~ t) thì phương trình (3-2) chưa giải trựctiếp được vì một phương trình có hai ẩn là q2 và V2 Do đó ta cần phương trình nữa, đóchính là phương trình thủy lực của công trình xả lũ:

3 0 2

qm b g H (3-3)Trong đó:

: Hệ số co hẹp

m: Hệ số lưu lượng

b: bề rộng phần tháo nước

H0: Cột nước xả lũ có kể đến lưu tốc tới gần

Tóm lại: nguyên lý cơ bản của điều tiết lũ là việc kết hợp giải phương trình cân bằng

nước và phương trình thủy lực

3.2.2.2 Chọn tuyến và kiểu ngưỡng tràn

Thiết kế ngưỡng tràn theo kiểu tràn thực đỉnh rộng không có của van

Cao trình ngưỡng tràn: ngưỡng = MNDBT = 28,4(m)

Đập tràn có 3 khoang

Trụ biên lượn tròn d = 0.5m, trụ giữa lượn tròn chiều dày d = 1 m

Bề rộng ngưỡng tràn: 3x4 = 12m; 3x5 = 15m ; 3x6 = 18m

3.2.2.3 Các bước tính toán

Căn cứ vào tài liệu thuỷ văn đã cung cấp với công trình cấp III, tra theo TCXDVN

285 – 2002 trang 14 ta tính toán lũ với tần suất P = 1,0% và lũ kiểm tra với tần suất P =0,2%

Chọn phương pháp tính toán theo phương pháp PÔTAPỐP

1)Cơ sở của phương pháp

Căn cứ vào phương trình cân bằng nước trong hồ chứa:

f1, f2: được gọi là quan hệ phụ trợ để tính điều tiết lũ.

f2(q) = Q f q 1( ) (3-6)

Trong bất kỳ một thời đoạn t nào đều biết được Q và q1, khi đó ta tính được giátrị f1(q) Từ đó ta tính được f2(q) theo phương trình trên Theo quan hệ q ~ f2(q) ta tìmđược q2

2)Các bước tính toán

Bước 1: Chia quá trình lũ đến ra nhiều thời đoạn ti (ti có thể là hằng số)

Bước 2: Xây dựng đường quan hệ phụ trợ f1, f2

Bước 3: Tiến hành đồ giải tìm q2 hay đường quá trình lũ đến (q ~ t) theo phương trình

Htri: Cột nước trên tràn tại thời điểm tính toán i, Htri = Zi - Zngưỡng

- Cột (5): Dung tích kho, Vk tra từ quan hệ Z ~ W (m3)

- Cột (6): Dung tích trên tràn, Vsc = Vk – Vngưỡng (m3)

3.2.3.2 Bảng tính toán điều tiết lũ

- Cột 1: thứ tự

- Cột 2: thời gian tính toán t = 0,5 h

- Cột 3: Qđến lấy theo tài liệu thuỷ văn

- Cột 4: lưu lượng trung bình thời đoạn

2

c

d Q Q

- Cột 5: lưu lượng tưng ứng qx

- Cột 6: từ qx1  f1 (nội suy bảng quan hệ phụ trợ)