Nâng cấp, cải tạo hệ thống cấp nước khu vực đỉnh Bà Nà

1.1. Giới thiệu chung. Dự án Khu du lịch sinh thái Bà Nà Suối Mơ do Công ty CP Du lịch Cáp treo Bà Nà làm chủ đầu tư nằm trên đỉnh núi cao +1453m, các trung tâm thành phố Đà Nắng 20km. Dự án Bà Nà – Suối Mơ có thể chia thành 02 khu vực chính : Khu vực chân núi Bà Nà : Khu vực các nhà ga đi,bãi đổ xe, khối văn phòng và các hạng mục phụ trợ Khu vực đỉnh Bà Nà : Có tổng diện tích 219ha, bao gồm các nhà ga đến của các tuyến cáp, khu vui chơi giải trí, nhà hàng khách sạn, khu bán lẻ, khu lưu trú nhân viên.

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VÀ HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG

CẤP NƯỚC KHU VỰC ĐỈNH BÀ NÀ.

1.1 Giới thiệu chung.

Dự án Khu du lịch sinh thái Bà Nà- Suối Mơ do Công ty CP Du lịch Cáp treo Bà Nàlàm chủ đầu tư nằm trên đỉnh núi cao +1453m, các trung tâm thành phố Đà Nắng 20km

Dự án Bà Nà – Suối Mơ có thể chia thành 02 khu vực chính :

- Khu vực chân núi Bà Nà : Khu vực các nhà ga đi,bãi đổ xe, khối văn phòng và các

hạng mục phụ trợ

- Khu vực đỉnh Bà Nà : Có tổng diện tích 219ha, bao gồm các nhà ga đến của các

tuyến cáp, khu vui chơi giải trí, nhà hàng khách sạn, khu bán lẻ, khu lưu trú nhânviên

- Được xây dựng và đi vào khánh thành từ năm 2004, đến nay, khu du lịch sinh thái

Bà Nà – Suối mơ đã phát triển không ngừng, trở thành điểm du lịch nổi tiếng trongnước cũng như quốc tế

1.2 Phạm vi, địa điểm và điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng.

1.2.1 Vị trí địa lý

Khu vực Bà Nà- Núi Chúa nằm ở 15055’ đến 16008’độ vĩ bắc ; 107048’ đến 108005’ độkinh đông, với tổng diện tích tự nhiên khoảng 43,327ha

- Phía bắc giáp khu vực rừng đặc dụng nam Hải Vân.

- Phía nam giáp huyện Đại Lộc với các sông Túy Loan và sông Lỗ Đông.

- Phía tây giáp lâm trường sông Côn và tỉnh Thừa Thiên Huế.

1.2.2 Địa hình khu vực Bà Nà.

Bà Nà là một vùng đồi núi cao, với địa hình khá phức tạp, bị chia cắt bằng nhiềukhe suối nhỏ Phía Tây Bắc có đỉnh khe Kha To cao 1038m ,khe Bao Cao 982m chạytheo hướng Tây- Đông Dãy Cà Nhông nối từ đỉnh khe Xương (1150m), theo hướng Tây-Đông, tạo thành các khe suối chảy theo hướng Bắc-Nam

Phía nam là ngọn núi Bà Nà (1482m), có hình dạng gần tròn, tạo nhiều khe suối ở 3phía : Phía đông có những mảnh suối đổ ra sông Túy Loan, phía tây có các nhánh suối đổ

ta sông Vàng, phía nam các nhanh suối đổ ra sông Lỗ Đông, phía bác có một dòng sôngchính nói với đỉnh khe Xương của núi Cà Dong

Địa hình Bà Nà- Núi Chúa khá phúc tạp, bị chia cắt mạnh theo chiều dài của sườnnúi, độ dốc sườn núi khá lớn- phổ biến từ 25 đến 350

Với địa hình núi cao, dốc, lại bị chia cắt về 3 phía : băc, tây và đông bắc, nên chế

độ khí hậu ở đây khá đặc sắc và khác biệt nhiều với khí hậu các vùng trong cùng một vĩtuyến và cũng khác biệt khá nhiều so với khí hậu nội thành Đà Nẵng

Bà Nà- Núi Chúa nằm về phía tây- tây nam Đà Nẵng nên có những đặc điểm chungcủa khí hậu Đà Nẵng là cùng chịu ảnh hưởng của chế độ hoàn lưu, có cũng chế độ khíhậu nhiệt đới gió mùa Một năm có một mùa mưa và một mùa ít mưa, có một nền nhiệt

độ và bức xạ nhiệt cao Tuy nhiên, đây là một vũng núi có độ cao trung bình trên 1000m,

riêng khu khai thác du lịch có độ cao gần 1500m, vì vậy chế độ bức xạ, nhiệt độ, mưa vàgió ở đây có nhiều điểm khác biệt so với khu vực đồng bằng ven biển của Đà Nẵng.

1.3 Hiện trạng hệ thống cấp nước khu vực đỉnh Bà Nà.

1.3.1 Trạm xử lý cấp nước

Hiện có hai trạm xử lý nước với công suất xử lý mỗi trạm là 30m3/h : Trạm Gia Long vàTrạm Miếu Bà

1.3.2 Nguồn nước thô

Nguồn nước thô 02 trạm xử lý nước cấp được lấy từ nguồn nước mặt từ 03 đập thuộc lưuvực Suối Mơ lân cận gồm :

- Đập Gia Long : Diện tích vùng chứa 25x30=750m2,chiều cao đập 2.7m Thể tíchđiều hòa 2025m3 Công suất tính toán 50m3/ngđ

- Đập Pháp : Diện tích 40x50=200m2, chiều cao đập 4m Thể tích điều hòa 8000m3.Công suất tính toán : 150m3/ngđ Tuy nhiên trên thực tế nếu 15 ngày không mưa thìchỉ có thể áp cung cấp được 50m3/ ngđ

- Đập Vọng Nguyệt : diện tích 30x50 = 1500 m2,chiều cao đập 1.8m Thể tích điềuhòa 2700 m3 Công suất tính toán : 550m3/ ngđ Tuy nhiên trên thực tế nếu 15 ngàykhông có mưa thì chỉ có thể cung cấp được 400m3/ ngđ

Việc sử dụng nguồn nước ngầm bổ sung cho nguồn nước thô xem ra khó khăn và chưađược đề cập đến trong các nghiên cứu trước đây

1.3.3 Mạng lưới phân phối

Mạng lưới được kết nối bởi cả 02 trạm xử lý Gia Long và Miếu Bà và một hệ thốngnhằm đảm bảo an toàn dùng nước Chất liệu ống nước sử dụng đa dạng : HDPE, PPR,thép tráng kẽm Ống trục chính sử dụng lớn nhât có đường kính D100 xem ra hơi bé sovới yêu cầu :

Việc kiểm soát lưu lượng tiêu dùng được thực hiện theo từng khu với các đồng hồ

đo đếm lưu lượng, số liệu đo đếm được thực hiện liên tục đến thời điểm hiện tại

Bảng dưới đây cho thấy thông số đo đếm các điểm tiêu dùng tháng 8/2015 :

1.4 Hiện trạng khu vực xây dựng công trình.

1.4.1 Ví trí xây dựng lòng hồ- đập tràn dâng nước

Khu vực dự kiến xây dựng hồ nước để cung cấp nước cho khu vực Bà Nà có địahình tương đối dốc : tuy nhiên tại vị trí dự kiến xây dựng nằm ngay ngã ba suối, có mặtbằng tương đối rộng ; diện tích khoảng 500m2

Cao độ tự nhiên khu vực lòng hồ từ + 783,0m đến + 784,0m ; tuy nhiên trong lòng

hồ có nhiều đá lăng , đá tảng có đường kính từ 1,0 đến 2,5m ; cao từ 0,5m đến 1,5m ; sẽchiếm hết dung tích hồ; vì vậy cần phải phá hết các hòn đá tảng đó để tăng dung tích hồ

1.4.2 Vị trí xây dựng các trạm bơm và tuyến đường ống bơm

Địa hình từ đỉnh Bà Nà đến vị trí dự kiến xây dựng hồ chứa nước và đập tràn có độdốc tương đối lớn; độ chệnh từ đỉnh Bà Nà ( đồi Vọng Nguyệt ) đến lòng hồ H= 514,0 m;khoảng cách L=1500m ( đo trên bản vẽ chủ đầu tư cung cấp );

Dọc theo tuyến, hầu như không có vị trí nào có mặt bằng nằm ngang, độ dốc địahình >300 ; cây cối rậm rạp ; do vậy công tác thi công trên tuyên sẽ gặp nhiều khó khăn

1.5 Dự báo nhu cầu sử dụng nước.

Với sự khan hiếm của nguồn nước, hiện tại, tại các thời điểm cao điểm, để đảm bảoyêu cầu phục vụ nước cho khu vực trên đỉnh, kịch bản yêu cầu nhận viên lưu trú tại 02

nhà lưu trú Hoàng Lan không ở lại ban đêm trên đỉnh đã được áp dụng Việc này ảnhhưởng đến sự xác thực của chỉ số đo đếm lưu lượng tiêu dùng nước tại các thời điểm hiệntại.

Các báo cáo sơ bộ từ Bộ phận Hạ Tầng- Công ty CP Dịch vụ Cáp treo Bà Nà chothấy việc gia tăng nhu cầu sử dụng nước từ 855m3/ngđ lên 1645m3/ngđ khi đưa vào sửdụng các hạng mục công trình của khu Làng Pháp, khu Lâu Đài và Khu M’Galary

Các đánh giá về nhu cầu dài hạn so với kỳ tính toán 2017 chưa hề được đề cập Từviệc phân tích về biểu đồ sử dụng nước trong các tháng cao điểm, ngày cao điểm, giờ caođiểm để xác định các hệ số K trong tính toán chưa được xem xét một cách tích cực nhưmột yếu tố quan trọng trong việc tính toán công suất xử lý nước các trạm xử lý, dung tích

bể chứa nước sạch, dung tích hồ ( hoặc bể ) chứa nước thô

1.6 Mục tiêu đầu tư xây dựng.

Khảo sát hiện trường, thu thập số liệu thủy văn, dòng chảy trong khu vực, phân tích,tính toán để xác định vị trí xây dựng một đập ngăn nước nhằm đảm bảo nguồn nước phục

vụ cho cấp nước cho toàn thể quần thể khu du lịch Bà Nà

Nâng cấp, cải tạo hệ thống cấp nước cho khu vực đỉnh Bà Nà lên 2000m3/ng-đêm

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TRƯNG THỦY VĂN

2.1 Nhiệm vụ tính toán.

 Tính toán lưu lượng dòng chảy đến ứng với tần suất P=95%

 Tính toán lưu lượng dòng chảy lũ ứng với tần suất P=2%

Tính toán cân bằng điều tiết nước để đảm bảo cung cấp nước



2.2 Tình hình lưới trạm và quan trắc.

Hình 2 Bản đồ vị trí các trạm đo mưa và các biên tính toán.

2.2.1.Tài liệu khí tượng.

Trong vùng có các trạm đo khí tượng sau:

- Trạm khí tượng Đà Nẵng: Cách trung tâm lưu vực 15 km về phía Đông Nam Có

đầy đủ các yếu tố khí tượng từ năm 1976 đến nay

- Trạm đo mưa Hòa Trung: (đặt tại tuyến đập chính) nằm bên sườn phía Đông Bắc

có số liệu đo mưa từ 1982 đến nay

- Trạm đo mưa Bà Nà: Có tài liệu mưa dài từ 1976 đến 1995 Trạm Bà Nà cách lưu

vực 6 km về phía Bắc, có lượng mưa tương đương với lượng mưa của lưu vực đođược tại Hòa Trung Bởi vậy có thể ghép tài liệu của Hòa Trung trong trường hợp

có ít tài liệu quan trắc

2.2.2 Tài liệu đo dòng chảy.

Tại khu vực Quang Nam – Đà Nẵng chỉ có 2 trạm thủy văn cơ bản Thành Mỹ trênsông Cái và Nông Sơn trên sông Thu Bồn Các trạm này cũng chỉ có tài liệu từ năm 1976đến nay Trên sông Tam Kỳ có 3 năm đo lưu lượng Các lưu vực có tài liệu đo lưu lượngđều có diện tích lưu vực lớn trừ trạm Tam Kỳ

Trên sông Cu Đê, giáp với lưu vực Hòa Trung có tài liệu đo kiệt tại Cu Đê(257km2) từ năm 1978 đến năm 1993 đáng tin cậy Nhưng lưu lượng đo được không phủhết thời gian mùa kiệt

2.3 Mô hình thủy văn phân bố tất định – mike she.

Mô hình MIKE SHE đã khẳng định được tính ưu việt của mình trong việc môphỏng chế độ thủy văn của lưu vực

Cấu trúc của mô hình MIKE SHE thể hiện được hầu như tất cả các quá trình quantrọng trong quá trình thủy văn lưu vực như bốc hơi, dòng chảy mặt, dòng chảy không bãohòa, dòng chảy ngầm, dòng chảy trong kênh, và sự tương tác giữa các quá trình này Mỗiquá trình có thể được biểu diễn ở các cấp độ khác nhau như sự phân bố theo không gian,theo các mục tiêu nghiên cứu của mô hình, và cơ sở dữ liệu Các đặc trưng của lưu vực

có thể được thể hiện thông qua các ô lưới Việc này sẽ tăng tính xác thực và sự linh hoạtcho mô hình mô phỏng

 Kết quả mô hình tính toán:

- Mô hình được xây dựng trong 20 năm từ 01/01/1991 đến 31/12/2011 và mô phỏng

tất cả các yếu tố hình thành chế độ thủy văn của lưu vực

- Kết quả lưu lượng được xuất theo ngày từ năm 1991 đến 2011, riêng năm 1990

dùng để làm ấm mô hình

10/31/1991 8/14/1992

5/29/1993

3/13/1994

12/26/1994

10/10/1995 7/24/1996 5/8/

19972/20/1998

12/5

9989/19/1999 7/3/

20004/17/2001

1/30/2002

11/14/2002 8/29/2003

6/12/2004

3/27/2005 1/9/

2006

10/24/2006 8/8/

20075/22/2008 3/6/

2009

12/19/2009

10/3/2010

7/18/2011

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5

Kết quả mô phỏng lưu lượng đến tại vị trí tuyến đập

Thời gian (ngày)

Hình 2.1.Kết quả mô phỏng đường quá trình lưu lượng đến tại các vị trí tuyến đập.

Biểu đồ đường tần suất ứng với lưu lượng trung bình năm.

Bảng 2.2 Kết quả tính toán lưu lượng trung bình năm ứng với các tần suất.

2.4 Tính toán lưu lượng lũ tại khu vực công trình.

2.4.1 Mưa ngày max.

Sử dụng giá trị mưa 01 ngày max của 29 năm trạm Hòa Trung Các giá trị được vẽ trêngiấy tần suất, sau đó dựa trên những giá trị này vẽ đường tần suất lý luận – thích hợp theophân bố PearSon III Kết quả như sau

Bảng 2.3: Kết quả tính toán theo tần suất mưa 1 ngày max

Xng-max 847,8 770,3 708,8 679,9 572,89 540,27 476,07

2.4.2 Các đặc trưng địa hình thủy lý của lưu vực.

Vị trí công trình dự kiến nằm trên khu vực Bà Nà – Núi Chúa, thành phố Đà Nẵng Diện tích lưu vực Flv = 2,3 km2 Vị trí công trình nằm ở cao trình +785,00 m

Bảng 2.4: Các đặc trưng lưu vực

2.4.3 Tính toán lưu lượng lũ thiết kế.

Đối với lưu vực nhỏ có diện tích Flv < 100km 2 ; ta chọn công thức cường độ giới hạn

(1000 ) ( )

sd sd p

b

m i  H (2.2)

 Hệ số đặc trưng nhám sườn dốc msd

 Độ dốc của sườn dốc lưu vực isd (‰)

 Chiều dài trung bình của sườn dốc lưu vực bsd = 1,8.( )

F

Ll (2.3) l

 : Tổng chiều dài các suối nhánh

Hp: Lượng mưa ngày lớn nhất ứng với các tần suất

Vậy lưu lượng đỉnh lũ thiết kế: Qp=2% = 62,24 (m3/s); Qp=10%(tiểu mãn) = 9,67 (m3/s).

2.5 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NƯỚC ĐẾN VÀ NƯỚC DÙNG.

2.5.1 Lưu lượng dòng chảy đến và lưu lượng cần.

Với dữ liệu dòng chảy đến trong 20 năm (từ năm 1991 đến năm 2011) và lưu lượngnước cần cung cấp thường xuyên là 2000 (m3/ngày đêm) ( như dưới hình 2.2) Ta thấy cónhững thời đoạn thiếu nước liên tục không đảm bảo cung cấp nước cho khu vực dự án

Hình 2.2: Lưu lượng nước đến và cần theo thời gian

Theo hình 2.2 có 3 khoảng thời gian thiếu nước liên tục, riêng khoảng thời gian từ

19/08 đến 29/08/2005 (hình 2.4) là thiếu nước lớn nhất với lượng nước thiếu là 1257,08

(m3)

Hình 2.3: Lưu lượng nước đến và cần trong thời gian từ 16/09/1992 đến 28/09/1992

 Do vậy để đảm bảo cung cấp nước đầy đủ và liên tục Đề xuất phương án xây dựng

hồ chứa trữ nước để cung cấp lượng nước thiếu lớn nhất là 1257,08 (m3) và cộng thêmlượng tổn thất khi xây dựng hồ chứa (tổn thất do bốc hơi và thấm, lấy bằng 2% lượng

nước thiếu) là 25,142 (m3) Vậy dung tích hồ chứa cần xây dựng là: 1285,23 (m3)

2.5.2 Xác định dung tích lòng hồ và MNDBT.

- Tại phần tính toán trên thì cần xây dựng một hồ chứa trữ nước để cung cấp lượng nước

thiếu lớn nhất là: 1282,230 (m3)

- Tuy nhiên theo ý kiến của chủ đầu tư, dung tích lòng hồ sau khi xây dựng đập là:

W = 500 (m3) Vì vậy cao trình đỉnh đập tràn bằng cao trình MNDBT=+785,30 (m); Caotrình đỉnh không tràn là +786,30 (m)

CHƯƠNG 3 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH

3.1 Lựa chọn địa điểm xây dựng công trình đập dâng ngăn lấy nước.

Nguồn cung cấp nước thô hiện nay trên đỉnh Bà Nà được lấy từ nguồn nước mặt từ 03đập thuộc lưu vực Suối Mơ gồm :

- Đập Gia Long : Diện tích vùng chứa 25x30=750m2,chiều cao đập 2.7m Thể tíchđiều hòa 2025m3 Công suất tính toán 50m3/ngđ Tuy nhiên vào mùa khô thì đậpkhông có nước

- Đập Pháp : Diện tích 40x50=200m2, chiều cao đập 4m Thể tích điều hòa 8000m3.Công suất tính toán : 150m3/ngđ Tuy nhiên trên thực tế nếu 15 ngày không mưa thìchỉ có thể áp cung cấp được 50m3/ ngđ

- Đập Vọng Nguyệt : diện tích 30x50 = 1500 m2,chiều cao đập 1.8m Thể tích điềuhòa 2700 m3 Công suất tính toán : 550m3/ ngđ Tuy nhiên trên thực tế nếu 15 ngàykhông có mưa thì chỉ có thể cung cấp được 400m3/ ngđ

Nguồn nước ngầm từ trước đến nay chưa được nghiên cứu đến Tuy nhiên, đơn vị tư vấn

đã kiểm tra thăm dò địa vật lý khu vực thì đỉnh Bà Nà là một vùng núi đá, lưu lượng nướctrong các khe nứt khoảng 0,3 l/s Do vậy giải pháp lấy nước ngầm rất phức tạp và khókhăn

Từ đó đơn vị tư vấn đi khảo sát thực địa và chọn một vị trí tại sườn núi phía Đông cáctrụ cáp treo số 17 ( về phía nhà ga đi ) 210,0 m và cách tuyến cáp treo ( về phía nam )100,0 m Tại vị trí này có lưu vực đến 2,3 km2 ; lưu lượng dòng chảy đến dồi dào, quatính toán : lưu lượng nước cần khoảng 2000m3/ngđ (23 l/s)

Do vậy,lựa chọn giải pháp khai thác nguồn nước mặt tại vị trí chọn như trên là hợp lý

3.2 Giải pháp kết cấu công trình

3.2.1 Đập tràn

Xây dựng đập dâng ngăn suối để tạo một hồ chứa nước ; do đó, đập có kết cấu bêtông – bê tông cốt thép, hình thức đập thực dụng, thân đập tràn và không tràn đầu bằng bêtông, cho phép nước tràn qua; tiêu năng sau đập theo kiểu mũi phun kết hợp bậc thụt ;cửa xả cát bằng Van mặt bích D500

- Phía trước đập ( lòng hồ ) có nhiều đá lăng, đá tảng nên cần phải khai thác để tạo lòng

hồ, đảm bảo cho việc chứa nước

- Bên vai của đập, ở cao trình 791,0 m, bố trí nhà bảo vệ cấp IV khoảng 15m2

3.2.2 Trạm bơm chính.

- Đặt tại vị trí thượng lưu đập dâng ngăn nước

- Gồm 02 tầng : tầng dưới là bể thu nước, kết cấu bê tông cốt thép ; kích thước a*b*H=( 4.5*3.0*5.0)m ; tầng trên là tầng vận hành, kết cấu :trụ,sàn bê tông cốt thép, tường gạchxây dựng, cửa Pa nô sắt Kích thước a*b*H=( 4.5*3.0*3.8)m

- Giai đoạn 1:Bố trí 02 tổ máy bơm trục đứng Franklin có lưu lượng Q= (4060)m3/h ; cột nước H= (150200)m ; hoạt động luân phiên trong ngày ; và hệ thống điều khiển các

tổ máy bơm

- Tầng dưới bố trí 01 van lấy nước D400 và 01 van xả bùn cát D300 ( có bố trí hố van để

dễ vận hành và bảo dưỡng )

3.2.3 Các trạm bơm trung gian

3.2.3.1 Tổ máy bơm trung gian 01 và 02.

- Vị trí tổ bơm trung gian 01 cách tổ máy bơm chính khoảng 740m về phía đỉnh Bà Nà,cao độ đặt nhà máy +960,0 m

- Vị trí tổ bơm trung gian số 02 cách tổ máy bơm trung gian 1 khoảng 370m về phía đỉnh

Bà Nà, cao độ đặt nhà máy +1130,0 m

- Tương tự như tổ máy bơm chính, mỗi tổ máy cũng gồm 02 tầng : tầng dưới là bể chứanước, kết cấu bê tông cốt thép ; kích thước a*b*H= (4.5*3*5.0)m ; tầng trên là tầng vậnhành, kết cấu : trụ, sàn bê tông cốt thép, tường gạch xây, cửa Pa nô sắt

Kích thước a*b*H = ( 4.5*3.0*3.8)m

- Giai đoạn 1 : Bố trí 02 tổ máy bơm chìm Franklin có lưu lượng Q= (40 60) m3/h; cột nước H=(100 120)m ; hoạt động luân phiên trong ngày ; và hệ thống điều khiển các

tổ máy bơm

3.2.3.2 Tổ máy trung gian 03.

- Vị trí tổ bơm trung gian3 đặt tại vị trí bể nước cũ ( đồi Vọng Nguyệt ), cao độ đặt nhàmáy +1302,50 m

- Tương tự như tổ máy trung gian, mỗi tổ máy cũng gồm 02 tầng : tầng dưới là bể chưanước, kết cấu bê tông cốt thép ; kích thước a*b*H= ( 4.5*3.0*5.0)m ; tầng trên là tầngvận hành, kết cấu : trụ, sàn bê tông cốt thép, tường gạch xây, cửa Pa nô sắt

Kích thước a*b*H = ( 4.5*3.0*3.8 )m

- Giai đoạn 1 : Bố trí 02 tổ máy bơm chìm Franklin có lưu lượng Q= (40 60) m3/h; cột nước H=(100 120)m ; hoạt động luân phiên trong ngày ; và hệ thống điều khiển các

tổ máy bơm

3.2.4 Hệ thống đường ống bơm nước thô.

Toàn bộ đường ống dùng ống thép mạ kẽm có đường kính D=150mm, dày 3.96mm,các mối nối bằng phương pháp hàn và phương pháp khớp nối có rãnh ; đường ống đượcđặt nổi trên mặt đất, gối trên các mố đỡ bê tông, khoảng cách các mố đỡ là : Mỗi đoạn30m bố trí 3 mố đỡ ; các đoạn được nối với nhau bằng khớp nối có rãnh

3.2.5 Hệ thống điện điều khiển và vận hành.

- Mỗi tổ máy bơm có một tủ điều khiển dồm có các thiết bị cần thiết :

- Các tủ điện của các tổ máy được nối về tổ máy trung tâm đặt tại khu trung tâm trạm xử

lý Miếu Bà để điều khiển vận hành toàn bộ hệ thống

3.2.6 Trạm biến áp 400KVA và hệ thống điện hạ thế.

- Đường dây trung thế 22KV kết nối với hệ thống điện Bà Nà tại trụ điện sau nhà ga ;chiều dài đường dây trung thế khoảng 510m

- Trạm biến áp 400KVA được đặt tại trạm bơm trung gian 02, cách đỉnh đồi VọngNguyệt khoảng 450m về phía đông

- Hệ thống điện hạ thế được kết nối từ trạm biến áp 400KVA về các tủ điện trung tâm đặttại trạm xử lý Miếu Bà ; các trạm trung gian 1,2,3 và trạm chính dọc theo tuyến cáp treoxuống đến trụ cáp số 16 ; chiều dài khoảng L=2617,80m

3.2.7 Hệ thống chống sét đánh và nối đất an toàn.

- Mỗi nhà trạm bơm có một hệ thống chống sét và nối đất an toàn để phòng sét đánh

- Mỗi nhà bảo vệ có một hệ thống chống sét để phòng sét đánh

- Bên cạnh đó, bố trí 01 hệ thống chống sét đánh lan truyền cho toàn bộ 05 trạm trong đó

4 nhà trạm bơm và 01nhà điều khiển trung tâm

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THỦY LỰC

- Tần suất lũ kiểm tra : P = 1,0%

4.1.1.2 Nội dung tính toán.

- Tính toán kiểm tra khả năng tháo qua tràn

- Tính toán tiêu năng ở hạ lưu công trình

4.1.2 Tài liệu cơ bản.

- Đường đặc tính lòng hồ

- Mực nước MNDBT = cao trình ngưỡng tràn = + 787,00 (m)

- Vật liệu làm tràn : Bê tông cốt thép M200

- Chiều rộng Btr = 28 ,00 (m); Chiều cao ngưỡng tràn P = 5,0 (m)

4.1.3 Kiểm tra khả năng tháo cửa vào.

 Hình thức kết cấu tràn kiểu thực dụng nên:

Lưu lượng tháo qua tràn: Q = σ n.ε.mb . 2g H0 3/2 (4.1)

 m : Hệ số lưu lượng, chọn như sau: m = σΦ.σH.mr

Với: mr: Hệ số lưu lượng dẫn suất = 0,504

σΦ: Hệ số sửa chữa hình dạng

σH: Hệ số sửa chữa do thay đổi cột nước

Lấy theo (QPTL C8-76; bảng 17 và 18) khi:

αT = 30°; αH = 45°; a/CT = 0,945 thì σΦ = 0,993

 Ho: Cột nước thiết kế trên ngưỡng tràn.

Với b = 28,00 (m): Chiều rộng tràn, B = 40 (m): Chiều rộng đập tràn

Lưu lượng tháo qua tràn ứng với phương án Btràn = 28,0 (m)

4.1.4 Tính toán tiêu năng sau tràn.

Tính toán tiêu năng là nội dung quan trọng trong tính toán thủy lực công trình tháo

lũ để xác định biện pháp hợp lý tiêu hủy toàn bộ năng lượng thừa, điều chỉnh lại sự phân

bố lưu tốc và giảm mạch động, khử dòng chảy xiên để cho dòng chảy trở về trạng thái tựnhiên, rút ngắn đoạn gia cố ở hạ lưu, nhưng vẫn đảm bảo sự làm việc ổn định của côngtrình

4.1.4.1 Xác định đường quan hệ Q~H hạ lưu công trình.

- Giả thiết dòng chảy qua tràn có lưu lượng Qi

- Lòng suối hạ lưu đập có mặt cắt ngang tương đối giống nhau

Bảng: Kết quả tính đường quan hệ Q ~ H h

Từ bảng kết quả trên, ta thấy Hmax = 0,791 (m); mà chiều cao mũi phun so với đáy

hạ lưu H > 1,0 (m); như vậy luồng chảy mũi phun tràn không bị ngập phía hạ lưu

4.1.4.2 Xác định các kích thước hố xói.

 Năng lượng dòng chảy cuối tràn E0 = H0 + P +

2 2

V

Trong đó:

 H0 : Cột nước tràn trên ngưỡng

 P : Chênh lệch cao trình giữa ngưỡng tràn và chân đập tràn

 Độ sâu co hẹp tại cuối dốc nước:

hc = 2g(P+H -h ) o c

q

 q : Lưu lượng đơn vị

 Độ sâu liên hiệp hc’’: hc’’ =

2 c

0 2

 Z1 : Độ chênh lệch MNTL với điểm cuối dốc tràn

 k : Hệ số xét đến ảnh hưởng hàm khí và tách dòng khi phóng xa



2

H H

V 2.g.Z



:Hệ số vận tốc, xét đến tổn thất cột nước trên toàn tuyến xả

 VH : Vận tốc tại mũi phun

 Góc đổ của luồng chảy vào mặt nước hạ lưu

- Chiều sâu hố xói lòng dẫn bằng đá có nứt nẻ

 Luồng chảy phóng ra từ mũi phun hình trụ không bị ngập

H H

V Fr

g h



Bảng: Kết quả tính toán xác định độ sâu co hẹp cuối dốc tràn.

Q (m 3 /s)

q (m 3 /s.m)

2,0 4

5,6 4

6,6 2

10,2 0

0,89 5

7,1

48,7 2

5,9 3

10,3 4

0,498 3

24°54

’

2,2 0 1,0

0,7

6

0,2 0

1,9 7

5,6 0

6,5 8

10,1 7

0,89 5

7,1

51,7 3

5,9 2

10,1 4

0,504 0

25°23

’

2,1 3 0,9

0,7

0

0,1 8

1,8 3

5,5 0

6,4 8

10,1 1

0,89 7

7,0

59,0 6

5,8

0,515 9

26°18

’

1,9 9 0,8

0,6

5

0,1 5

1,7 1

5,4 2

6,4 0

10,0 6

0,89 8

7,0

66,6 4

5,8

0,525 8

26°38

’

1,8 7 0,6

- L1:Chiều dài từ chân công trình đến tâm hố xói sâu nhất

4.2 Tính toán thủy lực ống đẩy của máy bơm.

4.2.1 Xác định đường ống kinh tế của máy bơm.

 n = 1 : Số ống đẩy của máy bơm

 Vkt = 1,5 (m/s) : Vận tốc kinh tế trong ống đẩy

Theo Bảng A.2 – Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8423 : 2010.

 Q = 1000 (m3/ngày.đêm) : Lưu lượng của máy bơm

 Q = 1000 (m3/ngày.đêm) : Lưu lượng của máy bơm

- Chọn loại ống nhựa mạ kẽm, DN 150 Theo tiêu chuẩn ASTM A53 có các thông số

kỹ thuật sau (trích từ catalogue tập đoàn Hòa Phát):

4.2.3 Lựa chọn các tổ máy bơm.

Tại vị trí xây dựng đập ngăn nước có cao độ mực nước bơm +785,30 (m); bơm cấpnước thô đến trạm xử lý nước Miếu Bà (+1385,0 m) Với độ cao chênh lệch 600,0 (m)cần phải bố trí một số nhà máy bơm trung gian để vận hành theo phương thức bơmchuyển tiếp

Qua khảo sát địa hình thực tế, tại vị trí 59 (Bể chứa nước cũ, gần ga Depay) ở cao trình+1298,0 (m) có địa hình thuận lợi (bằng phẳng, gần trạm 22/0,4 kV 400kVA), do đó tachọn trạm bơm chuyển tiếp thứ 3 (Trạm 3) tại vị trí này (trạm bơm chuyển tiếp 3 sẽ bơm

lên trạm xử lý Miếu Bà với chênh lệch cột nước địa hình 97 (m) và chiều dài tuyếnđường ống 1165 (m), tuyến đường ống được bố trí dọc bên hành lang đường giao thông.Đối với đoạn bơm chuyển tiếp từ đập (+785,0 (m)) đến trạm bơm 3 (+1298,0 (m)) cóchênh lệch độ cao 513 (m) Ngoài trạm bơm tại đập (Trạm 0), chúng tôi chọn 2 trạm bơmtrung gian là trạm 1 và trạm 2 đặt tương ứng tại các cao trình +960,0 (m) và +1130,0 (m)bởi vì:

- Tham khảo các hãng sản xuất máy bơm (Franklin, Grundfos, Caprari…) họ có các

loại máy bơm có Q = (30÷80) (m3/h); cột nước từ (115÷198) (m) Trên cơ sở này, tachọn máy bơm tại các trạm bơm trung gian Q = 42 (m3/s) và cột nước đẩy địa hình

H = 171,0 (m)

- Tư vấn cũng đã đưa ra các phương án tăng nhiều trạm bơm trung gian (nhằm giảm

cột nước đẩy) để giảm giá thành máy bơm tuy nhiên không mang lại hiệu quả kinh

tế bởi vì:

1 Giảm giá thành cho loại máy bơm nhưng số lượng máy bơm tăng lên;

2 Việc chọn nhiều trạm bơm trung gian (bơm chuyển tiếp) thì xác suất gặp sự cốtrong quá trình bơm lớn hơn (hệ thông bơm điều khiển tự động, mỗi trạm trunggian có 1 tủ điều khiển và tủ điều khiển trung tâm đặt tại Miếu Bà);

3 Tăng chi phí cho điện tủ điều khiển ở các trạm trung gian;

4 Tăng chi phí cho xây dựng bể trung gian trong điều kiện thi công rất khó khăn;

5 Tăng chi phí cho phần cấp điện tới các trạm bơm

(Xem bố trí các trạm ở mặt bằng bố trí tổng thể)

4.2.4 Xác định tổn thất cột nước trên đường ống mỗi trạm bơm.

Bảng: Tính toán tổn thất cột nước trên đường ống bơm.

KÍ HIỆ U

ĐƠ

SỐ LƯỢN G

GI Á TRỊ

10, 666.QH2=L

C D 4,435 2,425 3,448 5,550

Hệ số tổn

thất C Đối với ống thép C = 110 110,00 110,00 110,00 110,00Chiều dài



 1 6,00 0,131 0,131 0,131 0,131 Van có

đồng hồ ξ2 1 6,00 0,131 0,131 0,131 0,131Van 1

chiều ξ3 3 2,50 0,164 0,164 0,164 0,164Van 2

uốn cong

ξ9 9 0,20 0,039 0,013 0,035 7,792

trên đường

4.2.5 Lựa chọn loại máy bơm và các thông số kỹ thuật.

 Qua kết quả tính toán bảng trên; tổ máy bơm chính (tại đập) và 02 tổ máy bơm TG1,TG2 có cột nước yêu cầu tương đối cao ~ 180,0 (m) nên ta chọn cùng 01 loại máybơm như sau:

- May bơm chìm Franklin – USA: Model: 78SR45F85 – 1284

 Lưu lượng : Q = 50 (m3/h);

 Cột áp : H = 200 (m);

 Công suất : N = 45 (KW/3 pha/380V/50HZ/2900VP)

 Tổ máy bơm TG3 (tại đồi Vọng Nguyệt, gần ga Depay) có cột nước yêu cầu ~ 103,0(m); nên ta chọn loại máy bơm như sau:

- Máy bơm trục đứng Franklin – ITALIA: Model: VR65/6-2a

 Lưu lượng : Q = 50 (m3/h);

 Cột áp : H = 120 (m);

 Công suất : N = 30 KW/3 pha/380V/50HZ/2900VP

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN KIỂM TRA ỔN ĐỊNH CÔNG TRÌNH.

5.1 Tính toán kiểm tra ổn định cho đập tràn

5.1.1 Nội dung kiểm tra.

 Kiểm tra ổn định lật

 Kiểm tra ổn định trượt phẳng

 Kiểm tra sức chịu tải của đất nền

5.1.2 Trường hợp kiểm tra.

 Trường hợp 1 : mực nước thượng lưu là MNDBT , hạ lưu không có nước

 Trường hợp 2 : Mực nước thượng là MN lũ thiết kế, hạ lưu có nước tương ứng

 nc=0,95 với tổ hợp tải trọng trong thời kỳ thi công

- Hệ số tin cậy : Kn= 1,15 ứng với công trình cấp IV

- Hệ số vượt tải được chọn theo QCVN 04-05:2010/BNNPTNT

 n = 0,95 đối với trọng lượng bản thân

ST

Hệ sốvượt tảin

5.1.5 Kiểm tra ổn định lật của tràn.

Đập tràn ổn định lật nếu thỏa mãn điều kiện :

g c n cp

 Vậy đập tràn đảm bảo điều kiện ổn định lật.

5.1.6 Kiểm tra ổn định trượt của tràn.

Đập đảm bảo điều kiện ổn định trượt :

 V- tổng các lực thẳng đứng tác dụng lên đập

 H- tổng các lực nằm ngang tác dụng lên đập

 B- chiều rộng đáy tường

 f, C- các đặc trưng chống trượt giữa đáy tường và nền

với f=0,65 và C=1,76 T/m2

Theo kết quả tính toán ta được :

- TH1 : Ktrượt = 6,56 > Kcp = 1,1

- TH2 : Ktrượt = 1,81 > Kcp = 1,1

 Vậy đập tràn đảm bảo điều kiện ổn định trượt phẳng.

5.1.7 Kiểm tra khả năng chịu tải của đất nền.

- Cường độ chịu tải của đất nền : Rtc = (A.b+ B.h) +D.Co tc ( T/m2) (5.2)

 Tổng M : Tổng mô men đối với trọng tâm mặt cắt

Lực tác dụng tương tự như lực tác dụng phần tính ổn định, riêng momen là lấy đốivới trọng tâm đáy (O)

2 - Tổng momen đối với điểm A T.m 111,33 37,03

Trường hợp max(T/m2) min(T/m2)  (T/mtb 2)

 Vậy kích thước móng đập như thiết kế, nền đảm bảo chịu tải, không bị phá hoại.

5.2 TÍNH TOÁN KIỂM TRA ỔN ĐỊNH CHO NHÀ MÁY BƠM.

5.2.1 Nội dung kiểm tra.

 Kiểm tra ổn định lât

 Kiểm tra ổn định trượt phẳng

 Kiểm tra sức chịu tải của đất nền

5.2.2 Trường hợp kiểm tra.

 TH1: Thi công hoàn thành, nước ngầm thượng lưu 4,0m , nước ngầm hạ lưu 2,0m ;trong bể chưa chứa nước

 TH2: Thi công hoàn thành, trong bể đã chứa nước, không có nước ngầm, có tải trọnggió đẩy từ thượng lưu

 nc=0,95 với tổ hợp tải trọng trong thời kỳ thi công

- Hệ số tin cậy : Kn= 1,15 ứng với công trình cấp IV

- Hệ số vượt tải được chọn theo QCVN 04-05:2010/BNNPTNT

 n = 0,95 đối với trọng lượng bản thân

 n= 1,0 áp lực nước

- Hệ số điều kiện làm việc : m=1.

5.2.4 Tính toán xác định kích thước nhà máy bơm.

5.2.4.1 Nhà trạm bơm chính ( đầu mối ).

 Bể chứa ( 02 giai đoạn )

5.2.4.2 03 nhà trạm bơm trung gian.

 Bể chứa : ( 02 giai đoạn ) :

- Kích thước bể chứa bố trí như trạm bơm chính (đầu mối)

 Nhà trạm : ( 02 giai đoạn ) :

- Chiều cao nhà H=

5.2.5 Lực tác dụng lên nhà trạm.

- Trọng lượng bản thân bể, nhà trạm.\

- Áp lực đất, nước thượng và hạ lưu nhà trạm.

- Áp lực đẩy nổi, thấm từ dưới lên.

5.2.6.Kiểm tra ổn định lật của nhà trạm.

Đập tràn ổn định lật nếu thỏa mãn điều kiện :

g c n cp

- TH2 : Klật = 5,66 > Kcp =1,1

 Vậy nhà trạm đảm bảo điều kiện ổn định lật.

5.2.7 Kiểm tra ổn định trượt của nhà trạm.

Đập đảm bảo điều kiện ổn định trượt :

 V- tổng các lực thẳng đứng tác dụng lên đập

 H- tổng các lực nằm ngang tác dụng lên đập

 B- chiều rộng đáy tường

 f, C- các đặc trưng chống trượt giữa đáy tường và nền

với f=0,65 và C=1,76 T/m2

Theo kết quả tính toán ta được :

- TH1 : Ktrượt = 8,04 > Kcp = 1,1

- TH2 : Ktrượt = 11,46 > Kcp = 1,1

 Vậynhà trạm đảm bảo điều kiện ổn định trượt phẳng.

5.2.8 Kiểm tra khả năng chịu tải của đất nền.

- Cường độ chịu tải của đất nền : Rtc = (A.b+ B.h) +D.Co tc ( T/m2) (5.6)

 Tổng M : Tổng mô men đối với trọng tâm mặt cắt

Lực tác dụng tương tự như phần tính ổn định, riêng momen là lấy đối với trọng tâmđáy

Bảng: Tính giá trị momen đối với trọng tâm đáy.

STT Tên lực

Hệ sốvượt tảin

Modun đà hồi của thép E = 2,1.106 kG/cm2

Diện tích tiết diện đường ống : S = 19,15 cm2

5.3.2 Tải trọng.

Bao gồm :

- Tính tãi : TT ( tải trọng bản thân đường ống, hệ số vượt tải k=1,1 )

- Hoạt tải : HT ( tải trọng do dòng chảy trong đường ống, hệ số vượt tải k=1,8 )

Tên tải trọng Giá trị tiêu

Hệ số vượttải

Giá trị tínhtoán

5.3.3 Sơ đồ và kết quả tính toán.

Từ kết quả tính toán trên, ta nhận thấy momen tại gối đỡ 2 đầu là lớn nhất, do đó tachỉ cần kiểm tra sức chịu tải của đường ống tại vị trí gối đỡ

5.3.4 Các đặc trưng hình học của đường ống.

a Diện tích tiết diện đường ống :

 Dn là đường kính ngoài của đường ống

 dt đường kính trong của đường ống

b Momen quán tính của tiết diện ống :

Jx = Jy=

34

 t là chiều dày của đường ống.

c Momen kháng uốn của tiết diện đường ống :

Wx = Wy =

22

D t



5.3.5 Kiểm tra khả năng chịu lực của đường ống.

Ứng suất đường ống tại vị trí có nội lực lớn nhất :

Từ kết quả trên ta thấy ứng suất trong đường ống xy< [ ] =2150 kG/cm2

Vậy đường ống đủ khả năng chịu tải

5.3.6 Kiểm tra độ võng đường ống.

Từ kết quả tính toán đường ống bằng phần mềm SAP 2000 cho thấy, độ võng lớn nhấtcủa đường ống fmax= 1,21 cm < [f] = L/200 = 4,5 (cm)

Kết luận : đường ống đảm bảo chịu lực.