Cải tạo, nâng cấp hệ thống thủy lợi kênh tây, hệ thống núi cốc

Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước LỜI CẢM ƠN Sau năm miệt mài học tập 14 tuần nghiên cứu, học hỏi em hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài: Cải tạo, nâng cấp hệ thống thủy lợi Kênh Tây, hệ thống Núi Cốc, Thái Nguyên Trong 14 tuần vừa qua giúp em ôn lại kiến thức cũ bổ sung nhiều kiến thức mà trình học em thiếu sót đồng thời xâu chuỗi kiến thức môn khác tích lũy nhiều kiến thức thực tế mà trình học tập trường em chưa tiếp cận, hành trang để em bước vào nghề Em xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu trường Đại học Thủy Lợi, phòng, khoa, ban, thầy cô trường, thầy cô Khoa Kỹ Thuật Tài Nguyên Nước tạo điều kiện cho chúng em làm đồ án tốt nghiệp để có hình dung cụ thể công việc kỹ sư tương lai Em xin trân thành cảm ơn cô giáo PGS.TS Phạm Thị Minh Thư tận tình hướng dẫn, giải đáp thắc mắc em trình làm đồ án để em hoàn thành đồ án thời gian quy định Cảm ơn gia đình quan tâm vật chất tinh thần để em yên tâm hoàn thành đồ án, cảm ơn bạn bè cổ vũ động viên suốt trình học tập Cuối em xin trân thành cảm ơn công ty TNHHMTV Khai thác Thủy Lợi Thái Nguyên, trạm khí tượng Thái Nguyên, Sở Tài Nguyên Môi Trường tỉnh Thái Nguyên, Sở Thống Kê tỉnh Thái Nguyên tạo điều kiện cho em trình thu thập số liệu, thực tập trình làm đồ án Mặc dù thân cố gắng thời gian có hạn nên em chưa giải hết trường hợp thiết kế cần có Mặt khác kinh nghiệm ít, trình độ hạn chế tránh thiếu sót em mong nhận đóng góp thầy cô để đồ án em hoàn thiện rút kinh nghiệm cho công việc sau Hà Nội ngày tháng năm 2016 1 SVTH: Nguyễn Văn Bình Lớp: 52NQ Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước MỤC LỤC 2 SVTH: Nguyễn Văn Bình Lớp: 52NQ Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước CHƯƠNG I: TÌNH HÌNH CHUNG CỦA HỆ THỐNG THỦY LỢI NÚI CỐC 1.1 Điều kiện tự nhiên 1.1.1 Ví trí địa lý Tỉnh Thái Nguyên thuộc khu vực trung du miền núi phía bắc Phía bắc tiếp giáp Bắc Cạn, phía Tây giáp Vĩnh Phúc Tuyên Quang, phía đông giáp tỉnh Lạng sơn Bắc Giang, phía Nam giáp với thủ đô Hà Nội Lưu vực Hồ Núi Cốc nằm phía Tây Nam tỉnh, bắt nguồn từ huyện Đại Từ, qua thành phố Thái Nguyên xuống thị xã Sông Công, huyện Phú Bình Phổ Yên Hồ Núi Cốc cách trung tâm thành phố Thái Nguyên 15 km Hệ thống thủy nông Núi Cốc có toạ độ địa lý: -Từ 105030’ đến 105046’ kinh độ Đông -Từ 21040’ đến 21034’vĩ độ Bắc -Phía Bắc giáp huyện Đại Từ thành phố Thái Nguyên -Phía Đông giáp sông Cầu -Phía Nam giáp huyện Sóc Sơn Thành phố Hà Nội -Phía Tây dãy Tam Đảo giáp tỉnh Vĩnh Phúc Hệ thống thuỷ nông Núi Cốc công trình phục vụ đa mục tiêu, tưới cho Thành phố Thái Nguyên, huyện Phổ Yên, Phú Bình Thị xã Sông Công Đây phần diện tích vùng nam Thái Nguyên nằm lưu vực sông Công sông Cầu Bên cạnh cung cấp nước cho công nghiệp sinh hoạt phòng lũ cho hạ du sông Cầu, nuôi trồng thủy sản phát triển du lịch, xây dựng trạm thủy điện với công suất 1.89MW nhằm mục đích sử dụng tối đa tài nguyên nước mà không làm ảnh hưởng đến mục đích sử dụng khác, tận dụng lượng cấp nước cho hạ lưu 1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo Hồ Núi Cốc thuộc lưu vực sông Công, miền núi có nhiều rừng rậm núi cao bao bọc, có thung lũng rộng Phú Nghĩa, Đại Từ, Vân Yên Hữu ngạn có dãy Núi Hồng, Tam Đảo chạy dọc theo lưu vực từ Tây Bắc đến Đông Nam, tả ngạn có dãy 3 SVTH: Nguyễn Văn Bình Lớp: 52NQ Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước Tôn Đênh, Núi Pháo chạy từ nguồn đến tuyến Núi Cốc Đường phân lưu phía Đông giáp với lưu vực Sông Cầu cao từ 150 - 200m, phía Tây giáp với lưu vực Sông Phó Đáy cao từ 400 - 1590m Diện tích lưu vực tính đến cửa sông 951 km 2, tính đến trạm thuỷ văn Tân Cương 541 km2 tính đến tuyến đập Núi cốc 535 km , chiều rộng trung bình lưu vực 10 Km Khu vực Núi Cốc - Thái Nguyên gồm : Thành phố Thái nguyên, huyện Phổ Yên, Phú Bình Thị xã Sông Công Khu tưới mà hệ thống thủy nông Núi Cốc đảm nhiệm vùng canh tác khu vực đồng ven sông Công sông Cầu, có cao độ phân bố từ +25m đến +100m, với tổng diện tích tưới 12000 Trong có thành phố Thái Nguyên, thị xã sông Công, xếp vào địa hình trung du, độ cao phổ biến từ 30 50 m Hai huyện lại Phổ Yên Phú Bình xếp vào loại địa hình đồng trung du Bắc Bộ có cao độ từ 10 – 30 m Nhìn chung địa hình khu tưới có hướng dốc từ Tây Bắc xuống Đông Nam phần diện tích khu tưới có hướng thấp dần từ lưu vực sông Công sang lưu vực sông Cầu Đây điều kiện thuận lợi cho việc cấp nước hệ thống tưới tự chảy, giảm bớt chi phí cho việc xây dựng quản lý công trình hệ thống 1.1.3 Đặc điểm địa chất, đất đai Địa chất vùng hồ đầu mối Núi cốc thuộc vào thời đại hạ cổ sinh Cấu tạo tuổi Jura với nham thạch thường gặp sa thạch, alorôlit, gravilit diệp thạch vv Sự hình thành loại trầm tích trầm tích học, kết cấu nham thạch bị biến chất vỡ vụn khe nứt phát triển thành Trên tuyến tràn gặp nhiều loại đá : sa thạch, alorolit, gravelit lớp kép mỏng diệp thạch Phương đá 2500 - 2700, hướng dốc 1600 - 1800, góc dốc 20 - 400 Quan hệ loại đá quan hệ chuyển tiếp từ từ Nói chung đá phong hoá từ vừa đến mạnh Tình hình nứt nẻ : Khe nứt phát triển theo nhiều hướng khác nhau, có hai hướng vuông góc Tây Bắc Đông Nam Đông Bắc Tây Nam Khe nứt gồm 4 SVTH: Nguyễn Văn Bình Lớp: 52NQ Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước khe nứt phong hoá chủ yếu, khe nứt kiến tạo lại kích thước lại lớn hơn, có khe nứt rộng đến 100mm Tình hình lớp phủ: Toàn tuyến tràn phủ lớp đất thịt chứa nhiều đất, ( tương ứng với lớp vùng tuyến đập ) lượng đất từ 40 - 50% , đất sắc cạnh Chiều dày lớp đất thường không lớn 1m, trung bình 0,4 - 0,5m Khu tưới hệ thống kênh Núi Cốc chia làm hai vùng khác rõ rệt, phía bắc khu tưới vùng bán sơn địa phía nam vùng đồng Tình hình địa chất vùng bán sơn địa thuộc cấu tạo trầm tích đê tu gồm đại phận sa thạch alorolit diệp thạch sét, đồi có tầng phủ hầu hết đất thịt lẫn đất sỏi bị phong hoá mạnh từ - 2m vùng trũng chân đồi, khe ruộng tầng phủ dày từ - m, chỗ có nơi đất thành bùn nhão ruộng thụt, nhân dân thường cấy lúa Nhìn chung tuyến kênh theo ven dãy đồi liên tiếp nhau, phần kênh vào đồi phần kênh phải đắp, tuyến kênh qua vùng nham thạch hỗn hợp sa thạch alorolit, gravilit, diệp thạch nằm xen kép Những đoạn chạy qua đồi thấp, eo trũng, yên ngựa có tầng phủ pha tích, đất thịt trung đến nặng màu xám vàng, xám trắng kết cấu chặt có lẫn - 5% sỏi đất Bên đất sét nhẹ phân bố dọc tuyến đất nén chặt 1.1.4 Đặc điểm khí tượng thủy văn Khí hậu lưu vực khí hậu nhiệt đới, có gió mùa chia làm mùa rõ rệt: Mùa nóng mưa từ tháng ÷ tháng 10, mùa lạnh khô từ tháng11÷tháng - Về mùa mưa thường có giông to mưa rào, xen kẽ luồng không khí lạnh từ phía Đông, hoạt động hệ thống khí áp từ phía Tây mang lại cho vùng thời tiết nóng khô, nhiệt độ không khí nhiều ngày nóng 30oC - Về mùa khô độ ẩm không khí bé, có sương mù mưa phùn, thời tiết đặc trưng đợt không khí lạnh xâm nhập từ phía Bắc Các tháng mùa khô tháng 11,12 1.1.4.1 Mưa 5 SVTH: Nguyễn Văn Bình Lớp: 52NQ Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước Chế độ mưa lưu vực Sông Công phụ thuộc vào gió mùa địa hình Về mùa nóng chịu ảnh hưởng gió mùa Đông Nam thường có mưa rào, lưu vực Sông Công nằm song song với dãy núi Tam Đảo nên lượng mưa hàng năm lớn Lượng mưa lưu vực phân bố tăng dần từ thượng nguồn hạ du Lượng mưa toàn lưu vực hàng năm thay đổi từ 1.350 mm đến 2.500 mm - Mùa mưa từ tháng đến tháng 9, lượng mưa chiếm từ 75÷78% tổng lượng mưa năm Tháng có lượng mưa lớn tháng 7, 8; lượng mưa phổ biến đạt 300mm Đây thời gian xảy úng lụt tỉnh - Mùa khô từ tháng 11 đến tháng năm sau, thời kỳ mưa Tháng có lượng mưa thường tháng 12, tháng hàng năm lượng mưa đạt 20 mm/tháng, năm Bảng 1- : Tổng lượng mưa trung bình tháng , năm trạm Thái Nguyên Đơn vị :mm Thán g ∆Z (mm) 73,8 64 62, 65, 97,6 10 11 93, 90, 77, 83, 95, 88, 8 9 12 85,2 1.1.4.2 Nhiệt độ Do ảnh hưởng mạnh mẽ gió mùa cực đới phân chia chế độ nhiệt tỉnh thành hai mùa rõ rệt: - Mùa nóng: từ tháng đến tháng 9, nhiệt độ không khí trung bình tháng biến đổi từ 25,3oC đến 27,2oC tùy tháng Tháng nóng tháng năm Nhiệt độ không khí cao tuyệt đối vùng lên tới 34 oC thường xuất sớm vào tháng Đây thời kỳ ảnh hưởng khối không khí vịnh Băng Gan phía Tây tràn sang, đặc trưng thời tiết khô nóng xảy vào đầu mùa hạn - Mùa lạnh: Bắt đầu từ tháng 11 tới tháng năm sau, nhiệt độ không khí trung bình tháng dao động nơi tỉnh từ 15,2 ÷ 19,6oC Nhiệt độ trung bình 6 SVTH: Nguyễn Văn Bình Lớp: 52NQ Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước o hầu hết trạm đo 15 C, nhiệt độ đảm bảo thích hợp cho trồng Nhiệt độ thấp thường xảy vào cuối tháng 12 đầu tháng Tại vài nơi thuộc vùng núi nhiệt độ thấp đợt rét mạnh xuống tới 3oC Hai tháng lại năm tháng tháng 11 hai tháng chuyển tiếp mùa lạnh mùa nóng ngược lại, nhiệt độ không khí tương đối ôn hòa Ôn độ không khí đo lớn 340, nhỏ 30 bình quân 2107 Ôn độ nước đo lớn 3408, nhỏ 1205 bình quân 240 Tóm lại yếu tố nhiệt độ khu vực Núi Cốc thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp, chăn nuôi gia súc, gia cầm đời sống sinh hoạt nhân dân Ôn độ không khí nước tính toán lấy theo trạm Thái Nguyên, phân bố hàng tháng theo bảng sau Bảng 1- 2: Nhiệt độ trạm Thái Nguyên Tháng Loại Nhiệt độ k2 TB Nhiệt độ k2 lớn Nhiệt độ k2 nhỏ Nhiệt độ nước TB I 16,3 II III IV V VI VIII IX X XI XII 15,8 18,7 22,7 25,4 27,0 27,2 27,0 25,3 23,2 19,6 15,2 24 28,8 27,6 30,5 33,5 8,7 17,3 VII 6,9 34 32,9 32 14,2 18,3 20,9 23,3 23,5 18,5 20,6 23,6 27,4 28 30,4 28,6 29,6 25,5 20 17,4 11,1 6,2 28,8 28,7 27,5 25,4 22,5 19,3 1.1.4.3 Độ ẩm Theo số liệu thống kê trạm Thái Nguyên độ ẩm tương đối không khí điểm quan trắc cho thấy tương phản hai mùa ẩm khô năm rõ rệt Thời kỳ mùa mưa từ tháng đến tháng độ ẩm tương đối không khí trung bình tháng cao từ 81÷85% Về mùa khô từ tháng 11 đến tháng năm sau ảnh hưởng không khí lạnh khô lục địa từ phương Bắc tràn xuống nên độ ẩm giảm 7 SVTH: Nguyễn Văn Bình Lớp: 52NQ Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước từ 77÷83% Sự thiếu hụt độ ẩm không khí tháng mùa khô làm tăng khả bốc thoát nước khả hạn xảy nghiêm trọng trồng Bảng 1- 3: Độ ẩm trạm Thái Nguyên Tháng I II III IV V VI VII 16,5 20,4 26 28,7 31,3 32,2 VII IX X 32,1 29,7 25,1 I XI XII Độ ẩm TB 13, tuyệt đối năm Độ ẩm TB Ma 77 82 83 83 81 82 84 85 84 82 80 80 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 tương đối x 20, 17 1.1.4.4 Bốc Lượng bốc nước không khí phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Nhiệt độ, độ ẩm, số nắng, tốc độ gió, vùng núi cao độ ẩm lớn khả bốc nhỏ Tại vùng đồng bằng, trung du thoáng đạt nên bốc có lớn Lượng bốc trung bình tháng năm sau: Bảng 1-4 : Bốc hàng năm trạm Thái Nguyên Thán g Z(mm 10 11 12 88, 76, 75, 78, 117, 112, 109, 93, 100, 115, 105, 102, ) 7 1.1.4.5 Gió Về mùa đông gió thường thổi tập trung theo hai hướng: Hướng Đông Bắc hay Bắc hướng Đông hay Đông Nam Trong nửa đầu mùa Đông, hướng Đông Bắc 8 SVTH: Nguyễn Văn Bình Lớp: 52NQ Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước Bắc có trội chút, từ tháng hai trở đi, hướng Đông Nam Nam Riêng hai hướng chiếm tần suất 60 – 70% Chỉ xuất hướng Bắc Tây Trên địa hình phẳng vùng đồng có tốc độ gió lớn, trung bình đạt tới 2,5 m/s, vùng trung du giám xuống - 1,5 m/s Tốc độ gió mạnh thường xảy vào mùa hạ, có giông bão Tốc độ gió bão đạt tới 30 – 35 m/s đất liền Mùa đông có gió mùa tràn về, gió giật đạt tới 20 m/s Một số đặc trưng gió vùng nghiên cứu thống kê bảng Mặt khác Thái Nguyên có cấu tạo địa hình phức tạp với dãy núi có nhiều hướng khác Trong năm có tới khối không khí có nguồn gốc khác luân phiên khống chế thời tiết nơi Tuy nhiên tốc độ gió trung bình tháng năm biến đổi tháng mùa hè mùa đông không nhiều, từ 1÷2 m/s Mặt khác ta thấy tốc độ gió mặt đất độ cao m sân trạm điểm đo tỉnh biến đổi không nhiều từ đến m/s Bảng 1- 5: Tốc độ gió trung bình tháng năm trạm đo Thái Nguyên Đơn vị : m/s Tháng I Trạm Thái 1,4 Nguyên II III IV V VI VII VIII 1,5 1,5 1,7 1,8 1,5 1,5 1,3 IX X XI XII Năm 1,3 1,4 1,3 1,5 1,5 1.1.4.6 Số nắng Khu vực Núi Cốc thuộc trung du đồng nên số nắng cao Tháng nắng tháng có từ 1÷2 h nắng / ngày Tháng nhiều nắng tháng 7,8 bình quân toàn tỉnh có từ 5÷7 h nắng/ngày Bảng 1-6: Tổng số nắng trung bình tháng năm trạm đo Thái Nguyên Đơn vị : Tháng Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII SVTH: Nguyễn Văn Bình Lớp: 52NQ Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật tài Thái 69, 48, 45, 68, Nguyên nguyên nước 185, 172,6 163,8 179, 186,8 179, 148, 111,8 1.1.5 Đặc điểm nguồn nước thủy văn sông ngòi 1.1.5.1 Đặc điểm sông ngòi Trong vùng hệ thống thuỷ nông Núi Cốc có nhiều sông lớn chảy qua có hai sông chảy qua sông Công sông Cầu Sông Công nhánh Sông Cầu, phía tây tây bắc giáp lưu vực sông Phó Đáy, phía đông giáp lưu vực Sông Cầu Chiều dài Sông Công tính đến cửa sông 95Km, đến trạm thuỷ văn Tân cương 58 Km đến tuyến đập Núi Cốc 54 km Sông Công bắt nguồn từ phía đông dãy Núi Hồng thuộc huyện Định Hoá, Tỉnh Thái Nguyên cũ Đoạn đầu nguồn đến hạ lưu trạm thuỷ văn núi Hồng khoảng 2Km, sông chạy theo hướng Bắc Nam, đoạn hạ lưu sông chạy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam hướng với Sông Cầu Sông Công nhánh lớn Sông Cầu nhập vào Sông Cầu Phù Lôi Sông Cầu bắt nguồn từ Bắc Kạn chảy theo hướng Bắc Nam, có diện tích lưu vực đến ngã ba Sông Cầu Sông Thương 6836 km2, dài 275 km 1.1.5.2 Đặc điểm nguồn nước Tài nguyên nước ngầm: Đặc điểm tài nguyên nước ngầm khu vực Núi Cốc có đặc điểm sau: -Thị xã sông Công: Thuộc vùng nghèo nước đất, công suất 150÷200 m3/ngày, nên cấp nước sinh hoạt chủ yếu dựa vào nguồn nước mặt sông Công -Huyện Phổ Yên: Thuộc vùng có nguồn nước đất đánh giá trữ lượng cấp (A+B) có công suất hố khoan 11286 m 3/ngày đủ nước cấp sinh hoạt cho thị trấn Ba Hàng tụ điểm dân cư -Huyện Phú Bình: Nguồn nước ngầm nơi có trữ lượng không lớn nên việc cấp nước sinh hoạt chủ yếu sử dụng nguồn nước mặt sông Cầu Tài nguyên nước mặt: 10 10 SVTH: Nguyễn Văn Bình Lớp: 52NQ Đồ án tốt nghiệp Chi phí bảo hiểm công trình Chi phí thẩm tra, phê duyệt toán vốn Chi phí kiểm toán Lệ phí thẩm định dự án đầu tư xây dựng V Chi phí dự phòng Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước 0,680 % (Gxd) 211.313.341 0,210 % TMĐ T 80.962.313 0,337 % TMĐ T 129.984.800 0,016 % TMĐ T 6.134.975 5% (I+II+III+IV) Tổng cộng Làm tròn 200 SVTH: Nguyễn Văn Bình 21131334,1 232.444.675 80.962.313 12998480 6.134.975 1.835.475.816 38.544.992.14 38.554.990.00 Gdp 200 Lớp: 52NQ Đồ án tốt nghiệp ST T Mã số Tên công tác / Diễn giải khối lượng Ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước Đơn vị Khối lượng Định Mức Đơn giá Vật liệu Nhân công Thành tiền Máy T.C Vật liệu Nhân công Máy thi công 1.282.756 269 464.8 56 938.041.8 79 902.479.01 HẠNG MỤC 1 AB.11 522 Đào kênh mương, rãnh thoát nước, rộng