Thiết kế hồ chứa nước cửa đạt – phương án 3

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư trình thủy Chuyên ngành cơng MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU PHẦN I:TÀI LIỆU CƠ BẢN CHƯƠNG 1.ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI 1.1.Điều kiện tự nhiên 1.2.Điều kiện địa chất 15 1.2.1Đặc điểm địa chất khu vực 16 1.2.2.Địa chất cơng trình khu đầu mối 19 1.2.3 Đặc điểm địa chất cơng trình đầu mối tuyến III: 25 1.2.4.Tình hình vật liệu xây dựng 28 1.3 Tình hình dân sinh kinh tế trạng thủy lợi vùng dự án 29 1.3.1.Tình hình dân sinh kinh tế 29 1.3.2.Hiện trạng thuỷ lợi vùng dự án 32 CHƯƠNG II: GIẢI PHÁP HỒ CHỨ VÀ NHIỆM VỤ CƠNG TRÌNH 35 2.1 Giải pháp hồ chứa 35 2.1 Nhiệm vụ cơng trình 37 PHẦN II.THIẾT KẾ CƠ SỞ 39 CHƯƠNG I:PHƯƠNG ÁN CƠNG TRÌNH ĐẦU MỐI 39 1.1.Giải pháp cơng trình thành phần cơng trình 39 1.1.1.Giải pháp cơng trình 39 1.1.2.Thành phần cơng trình 39 1.2.Cấp bậc cơng trình tiêu thiết kế 39 1.2.1.Cấp bậc cơng trình 39 1.2.2.Các tiêu thiết kế 39 1.2.3.Vị trí tuyến cơng trình đầu mối 40 1.2.4.Xác định thơng số hồ chứa 40 CHƯƠNG II.TÍNH TỐN CHỌN PHƯƠNG ÁN 48 2.1.Hình thức cơng trình đầu mối 48 2.1.1.Đập dâng nước 48 2.1.2.Cơng trình tháo lũ 48 2.1.3.Cống lấy nước 49 SVTH: Vũ Ngọc Thắng Lớp: 53CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư trình thủy Chun ngành cơng 2.2.Chọn phương án cơng trình 49 2.3.Thiết kế sơ cơng trình theo phương án 49 2.3.1.Tính tốn điều tiết lũ 49 CHƯƠNG III:THIẾT KẾ SƠ BỘ CÁC CƠNG TRÌNH ĐẦU MỐI THEO CÁC PHƯƠNG ÁN 55 3.1.Thiết kế sơ đập dâng 55 3.1.1.Cao trình đỉnh đập 55 3.1.2.Thiết kế mặt cắt 59 3.2.Thiết kế sơ tràn tháo lũ 60 3.2.1.Cấp cơng trình tiêu thiết kế 60 3.2.2.Hình thức cơng trình 61 3.2.4.Tính tốn thủy lực 69 3.2.5.Tính tốn thủy lực kênh xả hạ lưu 77 3.2.6.Tính tốn tiêu hạ lưu tràn 80 3.3.Tính tốn khối lượng, chọn phương án 85 3.3.1.Tính khối lượng đập dâng 85 3.3.2.Tính tốn khối lượng tràn xả lũ 85 3.3.3.Tính tốn khối lượng cửa van 86 3.3.4.So sánh chọn phương án 88 PHẦN III:THIẾT KẾ KỸ THUẬT CÁC CƠNG TRÌNH ĐẦU MỐI 89 CHƯƠNG 5:THIẾT KẾ ĐẬP CHÍNH 89 5.1.Tính tốn điều tiết phương án chọn 89 5.1.1.Tính tốn thủy lực cơng trình xả 89 5.1.2.Tính tốn điều tiết 89 5.2.Xác định kích thước đập 90 5.2.1.Tài liệu thiết kế 90 5.2.2.Cao trình đỉnh đập 91 5.2.3.Chi tiết đập đất 92 5.2.4.Nối tiếp đập với bờ 92 5.3.Tính tốn thấm 93 5.3.1.Mục đích nghiệm vụ tính tốn thấm 93 5.3.2.Các trường hợp tính tốn thấm 93 SVTH: Vũ Ngọc Thắng Lớp: 53CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư trình thủy Chun ngành cơng 5.3.3.Các mặt cắt tính tốn 93 5.3.4.Tài liệu dùng cho tính tốn 94 5.3.5.Tính tốn thấm cho mặt cắt lòng sơng 94 5.3.6.Tính tốn thấm cho mặt cắt sườn đồi 103 5.4.Tính tốn ổn định mái đập 108 5.4.1.Mục đích tính tốn 108 5.4.2.Trường hợp tính tốn 108 5.4.3.Phương pháp tính tốn 109 5.4.4.Tính tốn ổn định mái dốc đập 110 5.5.2.Thiết bị bảo vệ mái 116 5.5.3.Bảo vệ mái hạ lưu 116 CHƯƠNG 6:THIẾT KẾ TRÀN XẢ LŨ 118 6.1.Cấp cơng trình tiêu thiết kế 118 6.2.Hình thức cơng trình 118 6.3.Tính tốn thuỷ lực tràn 123 6.3.1.Mục đích tính tốn 123 6.3.2.Nội dung tính tốn 123 6.3.3.u cầu tính tốn 123 6.3.4.Tường bên dốc nước 131 6.3.7.Tính tốn tiêu 131 6.4.Lựa chọn cấu tạo đường tràn 136 6.4.1.Bộ phận cửa vào 136 6.4.2.Xác định kích thước kết cấu tường bên ngưỡng tràn 137 6.4.3.Dốc nước 137 6.4.4.Cửa van 138 6.4.5.Cầu cơng tác 139 6.4.7.Dầm thả phai 140 6.5.Tính tốn ổn định tràn 141 6.5.1.Mục đích 141 6.5.2.Các trường hợp tính tốn 141 6.5.3.Phương pháp tính 141 SVTH: Vũ Ngọc Thắng Lớp: 53CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư trình thủy Chuyên ngành công CHƯƠNG 7:THIẾT KẾ CỬA LẤY NƯỚC 152 7.1.Mục đích xây dựng 152 7.2.Yêu cầu 152 7.3 Các thiết bị bố trí cửa lấy nước 152 7.3.1.Lưới chắn rác 153 7.3.2.Cửa van 153 7.3.3.Thiết bị nâng chuyển 153 7.4 Tính tốn cửa lấy nước 153 7.4.1.Các thơng số tính tốn 153 7.4.2 Vị trí 153 7.4.3.Hình thức cửa lấy nước 153 7.4.4 Kiểm tra cao trình đặt cống 155 7.5.Tính tốn thủy lực 157 7.5.1.Các thơng số tính tốn 157 7.5.2.Tính tốn tổn thất cửa lấy nước 157 7.6 Đường hầm dẫn nước 160 PHẦN IV: CHUYÊN ĐỀ 161 CHƯƠNG 8:TÍNH THẤM VÀ ỔN ĐỊNH ĐẬP CỬA ĐẠT BẰNG PHẦN MỀM GEO SOPE 161 8.1.Mở đầu 161 8.1.1 Mục đích đề tài 161 8.1.2 Đối tượng nghiên cứu 161 8.1.3 Cách tiếp cận phạm vi nghiên cứu 161 8.2.Nội dung kết nghiên cứu 161 8.3.Kết phân tích SEEP/W 162 8.3.1.Trường hợp mực nước dâng bình thường 162 8.3.2 Trường hợp mực nước lũ thiết kế 166 8.3.3.Trường hợp mực nước lũ kiểm tra 168 8.4 ổn định đập GEO SLOPE 2007 169 KẾT LUẬN 172 TÀI LIỆU THAM KHẢO 173 PHỤ LỤC 175 SVTH: Vũ Ngọc Thắng Lớp: 53CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư trình thủy Chun ngành cơng PHẦN V:PHỤ LỤC 175 SVTH: Vũ Ngọc Thắng Lớp: 53CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư trình thủy Chuyên ngành cơng LỜI NĨI ĐẦU Trong q trình làm Đồ án tốt nghiệp ’’ Thiết kế hồ chứa nước Cửa Đạt – Phương án ’’ em để nhiều học kinh nghiệm cách để hoàn thành tốt đồ án giao Thời gian làm đồ án tốt nghiệp khoảng thời gian khó khăn phải tiếp xúc với điều kiện thưc tế sau làm,khiến bước đầu bắt tay vào làm đồ án nẩy sinh nhiều vấn đề cần giải mặt kiến thức Đây đồ án tốt nghiệp sử dụng tài liệu thực tế cơng trình thủy lợi vận dụng tổng hợp kiến thức học Dù thân cố gắng điều kiện thời gian hạn chế nên đồ án em chưa giải hết trường hợp xảy Mặt khác kinh nghiệm thân trình độ hạn chế nên đồ khơng tránh khỏi thiếu sót Em kính mong bảo, hướng dẫn, giúp đỡ thầy cô giáo giúp cho đồ án em hoàn chỉnh hơn, từ kiến thức chun mơn hồn thiện nâng cao Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy cô Trường Đại học Thủy lợi, đặc biệt PGS.TS Phạm Văn Quốc tận tình giảng dạy hướng dẫn em hồn thành tốt đồ án Hà Nội, ngày 11 tháng năm 2016 Sinh viên thực VŨ NGỌC THẮNG SVTH: Vũ Ngọc Thắng Lớp: 53CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư trình thủy Chun ngành cơng PHẦN I:TÀI LIỆU CƠ BẢN CHƯƠNG 1.ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI 1.1.Điều kiện tự nhiên 1.1.1.Vị trí địa lý Tuyến cơng trình đầu mối hồ chứa nước Cửa Đạt sông Chu thuộc tuyến III toạ độ 19052’30’’ N 105017’00’’, thuộc địa phận xã Xuân Mỹ huyện Thường Xuân tỉnh Thanh Hoá, cách Thành Phố Thanh Hoá 60 Km phía Tây 1.1.2.Khu hưởng lợi vùng dự án bao gồm - Khu hưởng lợi Dự án nằm địa phận huyện Ngọc Lạc, Thường Xuân, Triệu Sơn, Thọ Xuân, Đông Sơn, Nông Cống, Yên Định, Thiệu Hoá, Quảng Xương, xã Cẩm Vân huyện Cẩm Thuỷ thành phố Thanh Hố với tổng diện tích tự nhiên khoảng 365.182ha Đây vùng trị, kinh tế tập trung lớn tỉnh Thanh Hố, khu cơng nghiệp Nghi Sơn, Mục Sơn; vùng sản xuất lương thực lớn vùng hệ thống tưới Nam sông Chu, hệ thống Nam sơng Mã…; nơi có hệ thống đường đường sắt xuyên Việt qua Do vậy, nhiệm vụ cấp nước, phát điện bảo vệ môi trường, nhiệm vụ hàng đầu hồ chứa Cửa Đạt chống lũ, tạo điều kiện ổn định phát triển sản xuất cho khu vực 1.1.3.Đặc điểm địa hình địa mạo 1.1.3.1.Địa hình lưu vực vùng lòng hồ khu vựu đầu mối a Địa hình lưu vực lòng hồ Địa hình khu vực hồ chứa hình thành từ đặc điểm địa hình lưu vực sơng Chu nhánh lớn sông Khao sông Đạt Tuyến I cơng trình đầu mối hình thành từ lưu vực ba sơng nói trên, tuyến III có lưu vực sơng Chu sơng Khao Lưu vực sông Chu hai bên núi cao áp sát bờ sơng, đỉnh cao Bù Chò (1563 m); Bù Đồn (834 m) Từ cửa sông Khao hạ lưu lũng sông mở rộng, Sát sông dãy núi thấp, cao độ từ 100 đến 200m, xa vào phía lác đác số núi cao khơng liên tục đỉnh Bù Me (703m) Nhìn chung lưu vực sông Chu hẹp dài Nếu xây dựng hồ chứa từ sông Khao trở lên, chiều cao đập lớn SVTH: Vũ Ngọc Thắng Lớp: 53CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư trình thủy Chuyên ngành cơng Lưu vực sơng Khao, nhánh lớn phía bờ tả sơng Chu có điều kiện địa hình tương tự lưu vực sông Chu, hai bên núi cao áp sát bờ sông, bờ trái núi thấp hơn, cao độ phổ biến từ (100m) ÷ (400m) bị phân chia thung lũng, cao độ đỉnh Dốc Cáy (105) ÷ (107m), chiều rộng khoảng 30 ÷ 35 m Tại phải xây dựng đập phụ mực nước lớn hồ lớn từ 105 ÷ 107 m Dốc Cáy vị trí thích hợp thuận lợi cho việc xây dựng cơng trình lấy nước tưới cho Bắc sông Chu - Nam sông Mã Lưu vực sông Đạt: Sông Đạt nhánh lớn sơng Chu phía bờ phải, cách cửa sơng Khao phía hạ lưu khoảng 8,0 km Diện tích lưu vực sơng Đạt 278 km 2, lũng sơng mở rộng, sườn núi hai bên thoải bụng hồ lý tưởng hồ Cửa Đạt nơi dân cư tập trung đông đúc b Địa hình tuyến đập : Tóm tắt điều kiện địa hình tuyến đập I III sau: ( Bảng 1-1 ) Bảng 1-1 Điều kiện địa hình tuyến đập TT Đặc điểm Sườn núi hai vai đập Tuyến I Tuyến III - Độ dốc vai trái 25 ÷ 300 20÷ 220 - Độ dốc vai phải 35 ÷ 450 30÷ 320 Chiều rộng lòng sơng 70 ÷ 80m 50÷ 70m, có nhiều thác Cao độ đáy sơng bình qn 22,0m ghềnh Dạng lũng sông Chữ V 26,m Thềm sông Khơng Chữ U Chiều dài đập 400 ÷ 450m 330m Đập phụ Khơng 700÷ 800m SVTH: Vũ Ngọc Thắng Lớp: 53CTL2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư trình thủy Chun ngành cơng 1.1.3.2.Khu tưới: a Đặc điểm chung khu hưởng lợi Khu hưởng lợi vùng dự án gồm có vùng sau: Nam sơng Chu, Bắc sông Chu Nam sông Mã Đặc điểm địa hình vùng Nam sơng Chu, Nam sơng Mã phần Bắc sông Chu (thuộc huyện Thọ Xuân) vùng đồng bằng, cao độ mặt đất đại phận (+10), vùng trồng lương thực trọng điểm tỉnh Thanh Hố Phần lại vùng Bắc sông Chu bán sơn địa, đồng ruộng xen kẽ với đồi núi thấp theo hình da báo Cao độ mặt đất thấp dần từ Tây - Bắc xuống Đông -Nam Cây lương thực hoa màu phân bố chủ yếu từ cao độ (+18) trở xuống, từ (+18) đến (+40) sườn đồi, trồng chủ yếu mía, cam cao su Từ cao độ (+40) trở lên rừng thưa, luồng, tre nứa bụi rậm Diện tích theo cao độ mặt đất vùng Bắc sơng Chu xem bảng 1-2 Bảng 1-2 Diện tích theo cao độ mặt đất Cao độ (m)