Thiết kế hồ chứa nước khe tân PA1

Điều kiện tự nhiên1.1.2.Đặc điểm địa hình địa mạo Hồ chứa nước Khe Tân phương án 1 nằm trong khu vực dạng thung lũng lòngchảo giữa núi.. Đánh giá điều kiện xây dựng hồ chứa - Khả năng gi

CHƯƠNG I ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI1.1 Điều kiện tự nhiên

1.1.2.Đặc điểm địa hình địa mạo

Hồ chứa nước Khe Tân phương án 1 nằm trong khu vực dạng thung lũng lòngchảo giữa núi Các dãy núi xung quanh cao, độ dốc lớn

Vùng lòng hồ và vùng đầu mối các suối dẫn từ các sườn núi bao quanh tâptrung dẫn về hồ chứa Nước tràn ra từ hồ được chảy dẫn về sông Thu Bồn vớihướng chảy Tây Nam − Đông Bắc, sông có độ dốc dọc lớn nên uốn lượn ít

Đảm bảo tưới cho 3500 ha đất canh tác trong đó có 2900 ha đất lúa, 600 ha đấthoa màu, 5,38 ha nuôi trồng thủy sản và cấp nước sinh hoạt cho nhân dân các xãĐại Chánh, Đại Thạch, Đại Thăng, Đại Tân, Đại Phong, Đại Minh và Đại Cườngthuộc huyện Đại Lộc tỉnh Quảng Nam

- Chiều dài suối chính: Lsc = 15 (km)

- Tổng chiều dài suối nhánh: Lsn = 25 (km)

- Độ dốc trung bình suối chính : Js = 14 (0 / 00 )

- Độ dốc trung bình luu vực: Jlv = 370(0 / 00 )

1.2.2 Khí tượng

Tại khu vực hồ chứa nước Khe Tân phương án 1 không có trạm đo khí tượngthủy văn nên chúng tôi sử dụng số liệu quan trắc của các trạm lân cận thuộc Đài khítượng - Thủy văn Trung Trung bộ như sau:

- Trạm khí tượng Tam Kỳ: (Tọa độ 15o34’ vĩ độ Bắc, 108o28’ kinh độ Đông)cách lưu vực 55km về phía Đông Nam có tài liệu đo nắng, mưa, nhiệt độ, bốc hơipiche, vận tốc gió, độ ẩm từ 1976 đến nay

- Trạm khí tượng Đà Nẵng: (Tọa độ 16o02’ vĩ độ Bắc, 108o12’ kinh độ Đông)cách lưu vực 40km về phía Đông Bắc có tài liệu đo nắng, mưa, nhiệt độ, bốc hơipiche, vận tốc gió, độ ẩm từ 1961 đến nay

- Trạm khí tượng Trà Mi: (Tọa độ 15o21’ vĩ độ Bắc, 108o14’ kinh độ Đông)cách lưu vực 48km về phía Đông Bắc có tài liệu đo nắng, mưa, nhiệt độ, bốc hơipiche, vận tốc gió, độ ẩm từ 1977 đến nay

- Trạm đo mưa Vĩnh Trinh (Tọa độ 15o48’ vĩ độ Bắc, 108o10’ kinh độ Đông)dùng để vận hành điều tiết hồ chứa nước Vĩnh Trinh, số liệu đủ tin cậy, đo từ năm

1980 đến nay

- Trạm thủy văn Thượng Nhật: (Tọa độ 16o07’25” vĩ độ Bắc, 107o41’14” kinh

độ Đông), nằm về phía Tây Bắc khu vực dự án, trên sông Tả trạch thuộc lưu vựcsông Hương có diện tích lưu vực 208Km2, quan trắc mực nước từ năm 1978 đếnnay, quan trắc lưu lượng từ năm 1981 đến nay

- Trạm thủy văn Thành Mỹ: (Tọa độ 15o46’ vĩ độ Bắc, 107o50’ kinh độ Đông),cách lưu vực 18km về phía Tây, trên sông Cái thuộc lưu vực sông Vu Gia - ThuBồn có diện tích lưu vực 1850Km2, quan trắc mực nước và lưu lượng từ năm 1977đến nay

- Trạm thủy văn Nông Sơn: (Tọa độ 15o42’ vĩ độ Bắc, 108o02’ kinh độ Đông),cách lưu vực 8km về phía Tây Nam thuộc lưu vực sông Thu Bồn có tài liệu đo mưa,

độ đục, mực nước và lưu lượng từ 1977 đến nay

1.2.3.Các đặc trưng thủy văn công trình

1.2.3.1 Lượng mưa

Dựa vào chỉ tiêu các tháng có lượng mưa lớn hơn 100mm với tần suất xuấthiện trong thời gian quan trắc lớn hơn 50% được coi là các tháng mùa mưa thì mùa

mưa trên lưu vực sông Vu Gia -Thu Bồn từ tháng V đến tháng XII Trong mùa mưa

có 3 tháng mưa chính từ tháng IX-tháng XI, lượng mưa trong ba tháng này chiếmhơn 50% lượng mưa toàn năm, đỉnh mưa lớn nhất xuất hiện vào tháng X hoặc thángXI

Một số đặc trưng lượng mưa tháng, năm và lượng mưa ngày lớn nhất của một

số trạm đại biểu trong và ngoài lưu vực nghiên cứu trong bảng sau:

Bảng 1.2 Lượng mưa trung bình tháng, năm (mm)

3

5 , 2300 9

, 2953 7

, 2221 3

VT o

TM o KT o

X X X

Khu vực dự án gần trạm Nông Sơn nhưng số liệu trạm Nông Sơn thiên nhỏnên để đảm bảo an toàn cho hồ Khe Tân phương án 1, kiến nghị lấy giá trị trungbình ngày lớn nhất của 3 trạm gần nhất (Nông Sơn, Thành Mỹ, Vĩnh Trinh) Lượngmưa ngày lớn nhất khu vực dự án như bảng sau:

Bảng 1.3 Lượng mưa ngày lớn nhất (mm) theo tần suất

Bảng 1.4 Độ ẩm tương đối không khí trung bình tháng số trạm liên quan (%)

Bảng 1.5 Phân phối tổn thất bôc hơi trong năm tại Khe Tân

Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

Các đặc trưng về nhiệt độ thực đo trung bình, cao nhất, thấp nhất các tháng,năm của một số trạm trên lưu vực sông Vu Gia Thu Bồn được trình bày trong bảngsau:

Bảng 1.6 Nhiệt độ trung bình, cao nhất, thấp nhất tuyệt đối ( 0 C)

X

MIN

X

MIN

-9

38,8 21,2 27,0 38,2 20,8 28,6 - VIII 28,9 39,5 20,4 27,

-6

41,0 8,7 24,5 40,5 10,4 25,4 -

-1.2.3.5 Số giờ nắng

Trung bình nhiều năm : 2270 giờ Trung bình mỗi ngày : 6,22 giờ

Bảng 1.7 Phân bổ số giờ nắng trung bình mỗi ngày trong tháng

1.2.3.6 Gió

Cơ chế gió mùa đã quyết định đến các đặc trưng tốc độ và hướng gió trên lưuvực, hướng gió thịnh hành là hướng Đông, Đông Nam, Bắc và Tây Bắc.Do trạm khítượng Đà Nẵng gần với lưu vực nghiên cứu và có số liệu tốc độ gió ứng với cáchướng thịnh hành có dạng bất lợi cho công trình, nên sử dụng số liệu của trạm ĐàNẵng làm tài liệu tính toán, tham khảo gió các hướng NW, SW, của trạm Trà My làcác hướng gió có trị số lớn vuông góc với thân đập tạo nên chiều cao sóng leo và áplực lớn ảnh hưởng đến ổn định đập chính Kết quả tính toán về gió thực đo trongbảng :

Bảng 1.8 Tần suất xuất hiện gió theo 8 hướng (Trạm Đà Nẵng)

1.2.4.Các đặc trưng thủy văn thiết kế

Đối với hồ chứa nước, các đặc trưng thủy văn cần xác định bao gồm: Dòngchảy chuẩn, (bình quân nhiều năm), dòng chảy năm và phân phối dòng chảy năm;Dòng chảy lũ Do tài liệu đo đạc thủy văn trong lưu vực không có vì vậy ta xác địnhgián tiếp từ mưa, công thức kinh nghiệm, tài liệu tham khảo về thủy văn lân cậntrong khu vực Quảng Nam

- Hệ số biến động Cv=0,35

1.2.4.2 Dòng chảy năm thiết kế và phân phối dòng chảy năm thiết kế

Dòng chảy năm thiết kế là một đặc trưng mà thông qua nó ta có thể đánh giáđược tiềm năng của lưu vực Theo tính toán thủy văn ta có:

Bảng 1.10 Dòng chảy năm ứng với tần suất thiết kế

Đặc trưng Tr b×nh CV CS P = 15% P =

25%

P = 50%

P = 75%

P = 85%

Bảng 1.11 Phân phối dòng chảy năm ứng với các tần suất thiết kế P%

Tần suất 15% - năm đại biểu 1981

Hình 1.4 Biểu đồ quan hệ Q~T ứng với tần suất thiết kế P=0.2%

1.2.4.4 Dòng chảy bùn cát

Bảng 1.13 Các thông số của dòng chảy bùn cát

1 Lượng ngậm cát : (Kg/m3) 0,180

2 Lưu lượng : Qo( m3/s) 4,54

3 Lượng chuyển cát : R: kg/s 0,011

1.2.4.5 Yêu cầu dung nước Nông Nghiệp

Bảng 1.14 Yêu cầu nước cho thủy lợi tại tuyến đập Khe Tân phương án 1

ứng với tần suất P=85%

Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

Q c

TL m 3 / s 2,14 2,69 2,71 1,71 2,29 2,17 2,41 2,21 0,793 0,097 0,0 3,09 0,793

1.2.4.6 Yêu cầu cấp nước cho sinh hoạt

Dự kiến vùng dự án cần cấp nước sinh hoạt cho khoảng 10.000 người dân.Theo tiêu chuẩn thiết kế cấp nước mạng lưới đường ống và công trình – TCXDVN33:2006 ta có tiêu chuẩn cấp nước cho mỗi người dân khu vực huyện Đại Lộc là100l/người.ngđ Lưu lượng cần cấp sinh hoạt cho toàn khu vực là:

) / ( 014 , 0 3600 24

000 1

120 000

% 90

s m

, 0

705 , 0 014 ,

% 85

s m

Q SH

1.2.4.7 Bảng cân bằng nước ứng với tần suât P=85%

Bảng 1.15 Tính toán cân bằng nước hệ thống

Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

1.3.1.Địa chất công trình khu vực

- Địa tầng

Căn cứ vào bản đồ địa chất tờ Hội An D-49-I và tờ Bà Nà D-48-VI tỷ lệ1/200.000 và căn cứ vào các vết lộ tự nhiên, hố khoan thăm dò cho thấy khu vực hồchứa nước Khe Tân phương án 1 có mặt các phân vị địa tầng sau : hệ tầng NôngSơn, phân hệ tầng trên, hệ tầng bàn cờ, hệ tầng khe rèn, hệ tầng hữu chánh, hệ đệ tứ

- Địa chất vật lý

Hiện tượng sạt, trượt lở đất gặp cục bộ với quy mô nhỏ dọc theo các sườn đồi

1.3.2.Địa chất công trình khu vực lòng hồ

1.3.2.1 Địa tầng

Lòng hồ và bề mặt sau đập đa số đều bằng phẳng, hơi dốc khoảng 10 đến 20

theo hướng ra xa đập Lòng suối không lộ đá gốc Có lớp đất sét pha cát, màu xámvàng, nâu đỏ, trạng thái nửa cứng

1.3.2.2 Địa chất thủy văn

Qua thí nghiệm đổ nước lỗ khoan cho thấy đập hiện tại cấu tạo bởi đất có tínhthấm nước vừa

Nước ngầm được chứa trong các lỗ rỗng tầng phủ và trong các đới khe nứt của

đới phong hoá đá gốc Có thể chia các tầng chứa nước trong vùng nghiên cứu nhưsau:

Nước mặt :Nước mặt tồn tại trong các sông suối và hồ có trữ lượng lớn

Tầng chứa nước trong đất cát hạt nhỏ, cuội sỏi và đá bột kết xen cát kết, sét

kết màu đỏ của hệ tầng Hữu Chánh Nước chứa và vận động chủ yếu trong các khe

nứt của đá với nguồn cung cấp chính là nước mưa và nước mặt, miền thoát là sôngThu Bồn Mực nước dao động theo mùa, nguồn nước ngầm lớn và không áp

1.3.2.3 Đánh giá điều kiện xây dựng hồ chứa

- Khả năng giữ nước:

Hồ chứa nước Khe Tân phương án 1 có khả năng giữ nước đến cao trình thiết

kế do lòng hồ được bao bọc xung quanh bởi các dãy núi cao nối liền nhau được cấutạo bới các loại đá có cấu tạo khối đặc sít, thấm nước yếu Vì vậy vấn đề thấm mấtnước tại khu vực lòng hồ là rất ít

- Vấn đề ngập và bán ngập:

Trong khu vực lòng hồ, dân cư sinh sống thưa thớt, không có các cơ sở côngnghiệp, đường giao thông, di tích văn hóa, các loại khoáng sản quý Vì vậy việc didân và đền bù hoa màu trong khu vực lòng hồ không ảnh nhiều đến thi công côngtrình

1.3.3.Địa chất công trình khu vực đầu mối

1.3.3.1 Đặc điểm địa hình

Tại huyện Đại Lộc có địa hình đồi núi thấp xen kẽ đồng bằng ven sông, hìnhthành trên các đá trầm tích và đá biến chất, bề mặt địa hình bị bào mòn xâm thựcmạnh với độ dốc sườn 100 đến 300 đường sườn tương đối phẳng

Mức độ bộc lộ đá gốc không nhiều, lớp phủ tàn tích sườn tích có chiều dày từ5m đến hàng chục mét Chiều dày của lớp tàn tích phụ thuộc nhiều vào nền đá gốc

và độ dốc của bề mặt địa hình

1.3.3.2 Điều kiện địa tầng

Kết quả khảo sát địa chất, địa tầng từ trên xuống dưới gồm các lớp như sau:

Lớp 1: Sét pha cát, màu xám vàng, nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng

Lớp 2: Sét pha cát, màu xám vàng, nâu đỏ, trạng thái nửa cứng Lớp này có

nguồn gốc sườn, tàn tích từ đá bột kết xen cát kết, phân bố dạng dải trải dọc theochiều dọc của lớp địa chất

Lớp 3: Đá diệp thạch

1.3.4.Vật liệu đất đắp đập

Mỏ đất dự kiến sử dụng đắp đập được điều tra, khảo sát tại đồi sau đập, cáchđập chính khoảng 700m theo đường đất Đã thực hiện đào 02 hố địa chất với độ sâu

3,00m Từ kết quả đào hố và thí nghiệm mẫu trong hố đào cho thấy đất tại hố đào làloại sét pha cát, lẫn ít sạn màu xẫm vàng, nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng.Diện tích khai thác khoảng 22000m2, chiều cao khai thác tối đa khoảng 13m Một

số chỉ tiêu thí nghiệm đặc trưng của đất lấy tại 02 hố đào như sau:

- Hố đào 1: Wtốt nhất = 17,70%; γcmax = 1,725 g/cm3; Ip = 15,75%;

CBR tại 100% γcmax = 5,6%; CBR tại 98% γcmax = 4,90%

- Hố đào 2: Wtốt nhất = 17,50%; γcmax = 1,750 g/cm3; Ip = 14,53%;

CBR tại 100% γcmax = 5,7%; CBR tại 98% γcmax = 5,0%

1.3.5.Vật liệu xây dựng sỏi, cát, sắt thép, xi măng

Vật liệu xây dựng cát, đá, sỏi, sắt, thép, xi măng … vận chuyển từ trung tâmthành phố Tam Kỳ cách công trình 70 km về phía Bắc

1.4 Tình hình dân sinh kinh tế

Dân số(người)

Trong những năm quá, tình hình kinh tế-xã hội xã Đại Chánh và Đại Thạnh đã

có những chuyển biến tích cực: Kinh tế ổn định và tiếp tục tăng trưởng, văn hoá xãhội có những bước phát triển mới, quốc phòng – an ninh được giữ vững và củng cố

Tuy nhiên, nguồn thu nhập chủ yếu của người dân là từ nông nghiệp Bảng sau trìnhbày chi tiết tình hình kinh tế - xã hội các xã thuộc khu vực dự án:

Bảng 1.17 Điều kiện kinh tế - Xã hội các xã bị ảnh hưởng bởi dự án

T

T

Lĩnh vực

1 Kinh tế -Tổng giá trị sản xuất trên địa

bàn xã đạt 32.96 tỷ, tăng12.5% so với năm 2011 Trongđó: Nông – lâm – ngư nghiệp:

19.776 tỷ chiếm 60%; Thươngmại – Dịch vụ: 6.626 tỷ chiếm19%; Công nghiệp – Tiểu thủcông nghiệp – Xây dựng cơbản: 6.922 tỷ chiếm 21%

-Bình quân lương thực đầungười 539kg/người/năm Thu

-Tổng gái trị sản xuất đạt22.98/27,9 tỷ đồng Tốc độ tăngtrưởng 11% trong đó:Nông –lâm – ngư – nghiệp :11.97/14.9

tỷ đồng ; Thương mại – dịch vụ:7.99/8 tỷ đồng ; Tiểu thủ côngnghiệp – xây dựng: 5.045 tỷđồng

-Bình quân thu nhập đầungười:6,110,000 đ/người/nămTổng sản lượng lương thực có

nhập đầu người 5,266,000đồng/người/năm hạt: 2,000 tấn đạt 100%.

2 Văn hóa –

Xã hội

-Công tác dân số gia đình vàtrẻ em luôn được quan tâm,trong năm đã tổ chức 2 đợtchiến dịch truyển thông dân sốđạt 100% Giảm tỷ suất sinhthô xuống còn 10.14%, giảm

tỷ lệ trẻ em suy dinh dưỡngxuống còn 13.09%

-Công tác y tế chăm lo sứckhỏe cho người dân đượcchăm lo đúng mức, cácchương trình y tế quốc giađược triển khai tốt

- Giảm tỷ lệ trẻ em suy dinhdưỡng còn 9.46% ; hoàn thànhchỉ tiêu xây dựng nhà cho giađình chính sách 9 nhà, tỷ lệ dântham gia Bảo hiểm y tế tựnguyện và bắt buộc đạt 56.43%-Nhiệm vụ quốc phòng, công tácquân sự địa phương, tình hình

an ninh trật tự có những chuyểnbiến mới tích cực Công tác giáodục, đào tạo ở các trường tiếptục nâng cao về chất lượng

1.4.3.Hiện trạng thủy lợi và phương hướng phát triển kinh tế

1.4.3.1 Tình hình nguồn nước, sông suối trong khu vực

Khu vực này nguồn nước chủ yếu phục vụ cho sản xuất nông nghiệp là nướcmưa và nước tự nhiên của các suối chảy qua khu vực Tình hình nguồn nước khôngthuận lợi cho việc sản xuất nông nghiệp, do lượng mưa phân bố không đều trongnăm, mùa mưa lượng nước lớn gây ngập lụt, mùa khô lượng nước rất bé khôngđáng kể, các suối chảy qua khu vực lưu lượng bé hầu như không có dòng chảy cơbản

1.4.3.2 Tình hình cung cấp nước

Các công trình thủy lợi phục vụ cho lúa và hoa mầu chủ yếu là đập dâng và hồchứa nhỏ Nhiều công trình nhưng quy mô nhỏ, phân tán do địa hình tương đối làdốc, khả năng tập trung nước nhanh nên dễ gây ra ngập úng

1.4.4 Phương hướng phát triển kinh tế - Xã hội

- Xã hội: Tạo thêm công ăn việc làm cho địa phương thông qua việc sửa chữa

xây dựng công trình Tạo ra bộ mặt nông thôn mới, tăng thêm niềm tin của dân đốivới công cuộc đổi mới

- Kinh tế: Thúc đẩy nền kinh tế nông nghiệp, dịch vụ du lịch, tăng sản lượnglương thực, góp phần xoá đói giảm nghèo.

CHƯƠNG II PHƯƠNG ÁN CÔNG TRÌNH VÀ TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ

2.1 Nhiệm vụ công trình

2.1.1 Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng công trình

Trên cơ sở các số liệu điều tra về tình hình dân sinh, kinh tế, xã hội ở thờiđiểm hiện tại, và các số liệu về mục tiêu phát triển kinh tế xã hội của vùng trong các

kỳ đại hội Đảng bộ các cấp đặt ra, khảo sát đánh giá hiện trạng các công trình thủy

lợi như đã trình bày trên cho thấy:

Tình hình phát triển kinh tế và xã hội của vùng dự án hiện nay còn thấp Trongvùng, kinh tế sản xuất nông nghiệp là chủ yếu, nền sản xuất nông nghiệp chịu tácđộng trực tiếp từ thiên tai như: hạn hán, lũ lụt… vì vậy hiệu quả sản xuất nôngnghiệp mang lại chưa cao, đời sống kinh tế của người dân trong vùng còn gặp nhiềukhó khăn

Kinh tế nông nghiệp trong vùng dự án những năm gần đây đã đưa nhiều giốnglúa mới có năng suất cao vào sản xuất đã cho hiệu quả kinh tế cao với những vùngđảm bảo nước tưới Như vậy để thúc đẩy nền sản suất nông nghiệp phát triển thìngoài việc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật về giống và phân bón thì việc đảmbảo đủ nước tưới là yếu tố quyết định đến hiệu quả của kinh tế sản xuất nôngnghiệp

Theo thiết kế công trình đảm bảo tưới cho 3.500 ha trong đó có 2.900 ha đấtlúa và 600 ha đất hoa màu Tình trạng thiếu nước dẫn đến việc sử dụng đất của xãvào trồng trọt và chăn nuôi còn chưa triệt để do đó đất đai bị bỏ hoang nhiều

Để thực hiện được các mục tiêu phát triển kinh tế và xã hội trong vùng cầnđưa nền kinh tế sản xuất nông nghiệp của vùng phát triển vững chắc đạt hiệu quảcao hơn

Bởi vậy việc đầu tư xây dựng “Dự án hồ chứa nước Khe Tân phương án 1”

là hết sức cần thiết

2.1.2 Điều kiện thuận lợi và khó khăn khi thực hiện dự án

2.1.2.1 Thuận lợi:

- Được sự đồng tình, ủng hộ của chính quyền và nhân dân địa phương

- Đường giao thông, thông tin liên lạc, đường điện đều đã được xây dựng đếngần khu công trình đầu mối

- Thời tiết thuận lợi cho thi công từ tháng 1 đến tháng 8 là mùa khô trong năm

- Không phải di dân, đền bù khi xây dựng công trình đầu mối

2.1.2.2 Khó khăn:

- Khu đầu mối có địa hình địa chất phức tạp

- Tài liệu thủy văn không có tài liệu đo đạc chính xác tại lưu vực cho nên phảilấy theo các tài liệu tương tự gần lưu vực công trình

- Do điều kiện địa chất, vật liệu đất đắp đập không đồng đều, trữ lượng các bãikhông tập trung nên giải pháp kết cấu đập đất cần phải nghiên cứu các phương ánđể phù hợp với từng loại đất Vì vậy việc thiết kế và thi công cũng gặp nhiều khókhăn

- Do điều kiện địa hình cho nên không chọn được nhiều tuyến đập, đập đất dài,khối lượng đất đắp lớn cho nên công tác thi công phải kéo dài trong nhiều năm

- Hệ thống đường liên thôn nhỏ, việc vận chuyển vật liệu để thi công kênhmương rất khó khăn, khó có thể đưa thi công cơ giới vào tận chân công trình

2.1.3 Nhiệm vụ công trình

- Đảm bảo an toàn phòng lũ cho hạ lưu

- Đảm bảo cung cấp nước tưới cho toàn vùng hưởng lợi, nâng cao năng suấtcây trồng Do đó nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân trong vùng hưởnglợi Cũng như vấn đề an ninh lương thực

- Hệ số sử dụng đất được nâng cao và chống hoang hóa đất nông nghiệp

- Hồ sẽ cải tạo môi trường cho cả vùng khô hạn hiện nay, cả chung quanh lòng

hồ và khu tưới bằng nguồn nước mặt và nước ngầm

- Nuôi trồng thủy sản trong hồ kết hợp du lịch sinh thái tạo thêm công ăn việclàm, thúc đẩy kinh tế trong vùng ngày một phát triển

- Giao thông đi lại thuận lợi tạo điều kiện cho việc phát triển kinh tế và du lịch

2.2 Phương án công trình đầu mối

Dựa vào điều kiện tự nhiên và điều kiện dân sinh kinh tế quanh khu vực xây dựng công trình ta nhận thấy rằng nhu cầu dùng nước khu vực hạ du rất lớn Do đó vấn đề cấp nước cho nông nghiệp cũng như sinh hoạt là rất cần thiết Chính vì vậy

ta phải xây dựng một hồ chứa để trữ nước để đáp ứng các nhiệm vụ như trên

Xây dựng công trình đầu mối hồ chứa Khe Tân phương án 1 gồm các hạng mục chính:

- Đập ngăn nước

- Tràn xả lũ

- Cống lấy nước dưới đập

2.2.1 Phương án vị trí tuyến và hình thức đập ngăn nước, đường tràn, cống ngầm 2.2.1.1 Mục đích

Dự án hồ chứa nước Khe Tân phương án 1 nhằm mục đích:

- Đảm bảo an toàn phòng lũ cho hạ lưu

- Đảm bảo cung cấp nước tưới cho toàn vùng hưởng lợi, nâng cao năng suấtcây trồng Do đó nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân trong vùng hưởnglợi Cũng như vấn đề an ninh lương thực

- Hệ số sử dụng đất được nâng cao và chống hoang hóa đất nông nghiệp

- Cải tạo môi trường cho cả vùng khô hạn hiện nay, cả chung quanh lòng hồ vàkhu tưới bằng nguồn nước mặt và nước ngầm do hồ chứa và mạng lưới kênh tưới

- Nuôi trồng thủy sản trong hồ kết hợp du lịch sinh thái tạo thêm công ăn việclàm, thúc đẩy kinh tế trong vùng ngày một phát triển

- Giao thông đi lại thuận lợi tạo điều kiện cho việc phát triển kinh tế và du lịch

2.2.1.2 Ý nghĩa

- Tạo thêm công ăn việc làm cho địa phương thông qua việc sửa chữa xâydựng công trình Tạo ra bộ mặt nông thôn mới, tăng thêm niềm tin của dân đối vớicông cuộc đổi mới

- Thúc đẩy nền kinh tế nông nghiệp, dịch vụ du lịch, tăng sản lượng lươngthực, góp phần xoá đói giảm nghèo

2.2.1.3 Vị trí tuyến và hình thức đập ngăn nước

a Vị trí tuyến đập ngăn nước

Qua quá trình phân tích địa hình, địa chất, vị trí tính chất các bãi vật liệu xâydựng và điều kiện thi công trên lưu vực, đập đất dài, khối lượng đất đắp lớn cho nênchỉ chọn được một phương án tuyến đập

Tuyến đập tại đây có ưu điểm sau:

- Độ dốc từ sườn đồi đổ vào lòng suối 2 bên đều nhau tạo thế ổn định cho đập

- Đập gối lên 2 bên sườn đồi có cao trình khá cao tạo thế vững chãi cho đập

- Địa chất nơi xây dựng đập tốt, tăng khả năng ổn định của đập

- Bãi vật liệu đảm bảo thuận tiện cho việc thi công công trình

b Hình thức đập ngăn nước

Hình thức đập có thể được lựa chọn với các phương án sau:

*) Phương án đập bê tông trọng lực

- Công trình hồ chứa Khe Tân phương án 1 được xây dựng ở vùng xa nên rất

xa đường giao thông chính vậy việc chuyên chở xi măng, sắt thép vào vùng thi công

- Thi công cơ giới thuận tiện

- Xử lý nền đơn giản

- Đập đất có thể xây dựng trên nền thấm nước nên chỉ cần bóc lớp đất yếu do

đó khối lượng đào ít vậy vốn đầu tư ít

- Đập tương đối thấp

- Vật liệu địa phương cung cấp cho xây dựng đập đất dồi dào

+ Nhược điểm:

- Khi thi công phụ thuộc vào điều kiện thời tiết khí hậu

Kết luận: Qua 2 phương án đưa ra trên ta thấy phương án đập đất là phương

án khả thi hơn cả Như vậy chọn phương án thiết kế đập đất.

2.2.1.4 Vị trí tuyến và hình thức tràn xả lũ

a Vị trí tuyến tràn xả lũ

Căn cứ vào địa hình khu vực xây dựng công trình , địa hình tuyến tràn bờ phải

có địa chất nền rất thuận lợi đá gốc có lát cắt rất phù hợp với bố trí tràn, dốc nước,tiêu năng được đặt trên nền đá gốc vững chắc Khối lượng đào giảm đáng kể Từ đó

ta chọn tuyến tràn nằm bên phải của đập

- Độ dốc tại vị trí xây dựng tràn tương đối thoải, không lớn lắm

- Điều kiện địa chất tương đối tốt

- Khối lượng đào ít đỡ tốn kém

b Hình thức tràn xả lũ

- Tràn xả lũ có các hình thức sau :

+ Đập tràn thực dụng có cửa van hoặc không có cửa van

+ Đập tràn đỉnh rộng có cửa van hoặc không có cửa van

- Hình thức tiêu năng:

+ Tiêu năng phóng xa bằng mũi phun

+ Tiêu năng đáy (bể tiêu năng hoặc tường tiêu năng hoặc bể tường kết hợp)Kết luận: Ta chọn hình thức ngưỡng tràn là tràn đỉnh rộng có cửa van Và nối tiếpsau tràn là dốc nước Dốc nước được bố trí ngay sau ngưỡng tràn, tiếp theo là bể tiêunăng, cuối cùng là kênh dẫn

2.2.1.5 Vị trí tuyến và hình thức cống lấy nước

a Vị trí tuyến cống lấy nước

Theo yêu cầu khu tưới, cống lấy nước bố trí phía bên trái đập

b Hình thức cống lấy nước

Cống lấy nước là cống hộp bằng bê tông, chảy không áp có tháp van để điềutiết lưu lượng và khống chế mực nước, lưu lượng thiết kế QTK = 2,5 m3/s.

2.2.2 Chọn phương án và bố trí công trình đầu mối

Ta chọn giải pháp xây dựng hồ chứa Khe Tân phương án 1, vì:

+ Lượng mưa phân bố không đều giữa các tháng trong năm mà nhiệm vụ củacông trình là phải cung cấp nước thường xuyên

+ Lưu lượng mùa lũ lớn mà yêu cầu cần đảm bảo an toàn cho hạ du

* Thành phần công trình

Hồ chứa nước Khe Tân phương án 1 gồm có các hạng mục:

- Cống ngầm lấy nước

2.3 Cấp công trình đầu mối

Căn cứ vào quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia công trình thủy lợi – Các quy địnhchủ yếu về thiết kế QCVN 04:05-2012/BNNPTNT, cấp công trình được xác địnhtheo hai điều kiện:

+ Theo nhiệm vụ chính của công trình

+ Theo chiều cao công trình và loại nền

2.3.1 Theo nhiệm vụ công trình

Hồ chứa Khe Tân phương án 1 có nhiệm vụ tưới cho 3500 ha, tra bảng 1(QCVN 04:05/2012) ta được cấp công trình là cấp III

2.3.2 Theo chiều cao công trình và loại nền

Theo kết quả nghiên cứu ở giai đoạn thiết kế sơ bộ, xác định chiều cao đập trong khoảng >(10÷15)m, loại đất nền thuộc nhóm B Tra bảng 1 (QCVN 04:05/ 2012) ta tra được công trình là cấp II

Từ hai điều kiện trên ta xác định cấp công trình là cấp II

2.4 Tiêu chuẩn thiết kế và chỉ tiêu thiết kế

2.4.1 Tiêu chuẩn thiết.1 kế

- Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia công trình thủy lợi – Các quy định chủ yếu về thiết

kế QCVN 04:05-2012/BNNPTNT;

- Tiêu chuẩn thiết kế đập đất đầm nén TCVN 8216 – 2009;

2.4.2 Chỉ tiêu thiết kế

2.4.2.1 Theo QCVN 04:05-2012/BNNPTNT

- Mức bảo đảm thiết kế cho tưới ruộng ( Bảng 3 ): P = 85%

- Lưu lượng, mực nước lớn nhất thiết kế và kiểm tra ( Bảng 4 )

- Tần suất thiết kế: p = 1% (100 năm lặp lại 1 lần)

- Tần suất kiểm tra: p = 0,2% (500 năm lặp lại 1 lần)

- Hệ số lệch tải n ( Bảng B.2 ): Tải trọng bản thân: n = 1,05 (n = 0,95 khi xétcông trình trong tình trạng bất lợi hơn)

- Áp lực nước trực tiếp lên bề mặt công trình và nền, áp lực sóng, áp lực đẩyngược cũng như áp lực thấm, áp lực kẽ rỗng: n = 1

- Thời gian tính toán dung tích bồi lắng của hồ chứa bị lấp đầy (Bảng 11):

T = 75 năm

- Hệ số điều kiện làm việc của công trình ( Phụ lục B - Bảng B1 ):

- Công trình tràn bê tông, bê tông cốt thép trên nền đá nửa cứng: m = 1; côngtrình có mặt trượt đi qua mặt tiếp xúc giữa bê tông và đá hoặc đi qua đá nền có mộtphần qua các khe nứt, một phần qua đá nguyên khối thì lấy m = 0,95

- Hệ số tin cậy: ( Phụ lục B2 ):

+ Khi tính toán ở trạng thái giới hạn thứ nhất: Kn = 1,15

+ Khi tính toán ở trạng thái giới hạn thứ hai: Kn = 1,00

+ Khi tính toán ổn định cho mái dốc đập đất, trường hợp nằm kề sát công trìnhkhác thì hệ số tin cậy lấy tương ứng với công trình có hệ số tin cậy lớn nhất

- Hệ số tổ hợp tải trọng nc: ( Phụ lục B2 ):

+ Khi tính toán ở trạng thái giới hạn I:

Tổ hợp tải trọng cơ bản: nc = 1,0

Tổ hợp tải trọng đặc biệt: nc = 0,9

Tổ hợp tải trọng trong thời kỳ thi công, sửa chữa: nc = 0,95

+ Khi tính toán ở trạng thái giới hạn II: nc = 1,0

2.4.2.2 Theo TCVN 8216- 2009 “ Tiêu chuẩn thiết kế đập đất đầm nén”

- Tần suất gió thiết kế ( Bảng 3 ):

- Hồ chứa làm việc ở MNDBT: p = 2%

- Hồ chứa làm việc ở MNLTK: p = 25%

- Hệ số an toàn nhỏ nhất của mái đập K cp ( Bảng 7 )

- Tổ hợp lực cơ bản: [Kcp] = 1,35

- Tổ hợp lực đặc biệt: [Kcp] = 1,15

- Độ vượt cao an toàn ( Bảng 2 )

+ Khi hồ chứa làm việc ở MNDBT: a = 0,7m

+ Khi hồ chứa làm việc ở MNLTK: a' = 0,5m

+ Khi hồ chứa làm việc ở MNLKT: a'' = 0,2m

2.5 Tính toán điều tiết năm hồ chứa

2.5.1 Mục đích và nhiệm vụ tính toán

Mục đích của việc tính toán điều tiết hồ là tìm ra mối quan hệ giữa quá trìnhlưu lượng chảy đến, quá trình lưu lượng chảy ra khỏi hồ và sự thay đổi mực nướchoặc dung tích kho nước theo thời gian

Nhiệm vụ : Xác định dung tích nước hiệu dụng Vhd và cao trình mực nướcdâng bình thường

2.5.2 Xác định dung tích chết và cao trình mực nước chết

Khái niệm chung về mực nước chết và dung tích chết: Dung tích chết Vc làphần dung tích không tham gia vào quá trình điều tiết dòng chảy Dung tích chết làgiới hạn của hồ chứa Mực nước chết là mực nước tương ứng với dung tích chết.Mực nước chết và dung tích chết quan hệ với nhau qua đường đặc trưng địa hình hồchứa Z ~V

2.5.2.1 Xác định điều kiện lắng đọng bùn cát

Dung tích chết phải đảm bảo chứa hết được lượng bùn cát lắng đọng trongsuốt thời gian làm việc của công trình V cV bc

Trong đó: V c - dung tích chết của hồ chứa (m3)

V bc - dung tích bùn cát lắng đọng của hồ chứa (m3)

Theo công thức trong thủy văn lượng bùn cát lắng đọng được tính như sau:

- Lưu lượng dòng chảy bình quân nhiều năm (bảng 1.13): Q0 = 4,54 (m3/s)

- Dung tích bùn cát lơ lửng lắng đọng trong thời gian làm việc của công trình(Vll), xác định theo công thức:

3

W( )

ll ll ll

Dung trọng bùn cát lơ lửng: γll = 1 (T/m3) = 1000 (kg/m3)

3

W 25771219, 2

25771, 219( )1000

ll ll ll



Lưu vực thuộc đồi núi, sông Ngắn, các sườn dốc chảy trực tiếp vào sông, độdốc sườn dốc và độ dốc lòng sông lớn Do đó tổng lượng bùn cát di đẩy bằng 30%tổng lượng bùn cát lơ lửng.

- Dung tích bùn cát di đẩy lắng đọng trong thời gian làm việc của công trình

(Vdd), được xác định bởi cống thức: dd 3

dd dd

W( )

3 dd

dd dd

W 7731365,76

5522, 404( )1400

Kết quả tính toán như bảng sau:

Bảng 2.1 Tổng hợp kết quả tính toán lượng bùn cát đến hồ chứa

Trong đó: - Ñbclà Cao trình bùn cát lắng đọng trong suốt quá trình làm việccủa hồ: Ñbc=f(∑Vbc) , ∑Vbc= Vbc*T

- ΣVbc là tổng thể tích bùn cát lắng đọng bình quân nhiều năm (m3)

- Vbc là dung tích bùn cát lắng đọng bình quân năm: Vbc = 31,294*103 (m3)

- T là tuổi thọ công trình, công trình cấp II, T= 75 (năm)

→ ∑Vbc = Vbc*T = 31,294*103*75 = 2347050 (m3) ≈ 2,347*106 (m3)

Tra quan hệ Z ~ V (bảng 1.1, hình 1.2), ta được Ñbc=12,01(m)

- ΣVbc là tổng thể tích bùn cát lắng đọng bình quân nhiều năm (m3)

- Vbc là dung tích bùn cát lắng đọng bình quân năm: Vbc = 31,294*103 (m3)

- T là tuổi thọ công trình, công trình cấp II, T= 75 (năm)

→ ∑Vbc = Vbc*T = 31,294*103*75 = 2347050 (m3) ≈ 2,347*106 (m3)

Tra quan hệ Z ~ V (bảng 1.1, hình 1.2), ta được Ñbc=12,01(m)

- hdlà chiều dày lớp nước đệm từ cao trình bùn cát đến đáy cống, là độ caovượt an toàn để bùn cát không chảy vào cống Theo kinh nghiệm hd=(0,4 ÷ 0.7)m

ΔZ : Tổng tổn thất tính từ đầu kênh tưới đến cửa vào của cống lấy nước (baogồm tất cả tổn thất cục bộ và tổn thất dọc đường), theo kinh nghiệm ΔZ = (0,5÷1)m,

ta chọn: ΔZ = 0,5m

→ MNC = Zđk+ΔZ = 13,4+0,5 = 13,9 (m)

Từ 2 điều kiện trên ta chọn MNC = 14,11 (m)

Tra quan hệ Z ~V (bảng 1.1, hình 1.2), ta được dung tích chết của hồ chứa ứngvới MNC = 14,11 (m) là: Vc = 7,04*106 (m3)

2.5.3 Xác định mực nước dâng bình thường (MNDBT), dung tích hiệu dụng hồ chứa

Dung tích hiệu dụng Vhd là phần dung tích nằm trên phần dung tích chết Vềmùa lũ nước được tích vào phần dung tích Vhd để bổ sung nước cho thời kì mùa kiệtkhi nước đến không đủ cấp cho các hộ dùng nước

Mực nước dâng bình thường Zbt là mực nước trong hồ chứa khống chế phầndung tích chết và dung tích hiệu dụng : Vbt = Vc+Vhd (m3)

Giá trị của Zbc được tra từ quan hệ Z ~V khi biết giá trị Vbc

2.5.3.1 Xác định hình thức điều tiết hồ

Theo tài liệu thủy văn về phân phối dòng chảy năm thiết kế và nhu cầu dùngnước trong năm ta có:

- Tổng lượng nước đến trong năm: Wđến = 143,1*106 (m3)

- Tổng lượng nước dùng trong năm: Wdùng = 90,82*106 (m3)

Ta thấy Wđến>Wdùng , do đó trong một năm lượng nước đến luôn đáp ứng đủlượng nước dùng Mặt khác trong một năm có những tháng thừa nước liên tiếp nhau

và những tháng thiếu nước liên tiếp nhau

Vậy đối với hồ chứa nước Khe Tân phương án 1 ta tiến hành điều tiết năm, tứctích nước đến khi mực nước trong hồ bằng mực nước dâng bình thường thì ta xả

+ Vi , Vi-1: Dung tích đầu và cuối thời đoạn tính toán

+ t i ti – ti-1: Thời đoạn cân bằng thứ i, Chọn i = 1 tháng

+ Qi, qi: Lưu lượng nước đến , đi trong thời đoạn tính toán

2.5.3.3 Trình tự tính toán

a Tính V h chưa kể đến tổn thất

Vh1 =V  (m3)

Bảng 2.2 Tính điều tiết hồ chưa kể đến tổn thất, phương án trữ sớm

+ Cột 3: Thời gian trong tháng tính bằng giây

+ Cột 4: Lưu lượng dòng chảy đến Q (m3/s) (bảng 1.15)

+ Cột 5: Tổng lượng dòng chảy đến WQ = Qđến*t (m3) (Bảng 1.15)

+ Cột 6: Tổng lượng nước dùng Wq =Qđi*t (m3) (Bảng 1.15)

+ Cột 7 và 8: Chênh lệch lượng nước đến và nước dùng trong từng thời đoạn + Cột 9: Luỹ tích lượng nước

+ Cột 10: Lượng nước xả

Khi tích nước: Giá trị dung tích nước trong hồ ở cột (9) là lũy tích các giá trị ởcột (7) nhưng không được vượt quá giá trị Vh.Khi lượng nước trong hồ đã đạt Vh thìphải xả lượng nước thừa

Khi cấp nước: Giá trị dung tích nước trong hồ tại thời điểm tính toán ghi ở cột(9) bằng lượng nước ở cuối thời đoạn trước trừ đi lượng nước cần cấp tại thời điểm

đó ghi ở cột (8)

- Kết quả được thể hiện trong bảng 2.3

Bảng 2.3 Điều tiết hồ khi chưa kể đến tổn thất, phương án trữ sớm

ti

Lưu lượng nước đến Qi

Tổng lượng nước đến hàng tháng W Qi

Tổng lượng nước dùng hàng tháng W q

Lưu lượng nước thừa hoặc thiếu (10 6 m 3 )

Lượng nước tích trong hồ hàng tháng

V k

Lượng nước xả thừa V x (ngày) giây (m 3 /s) (10 6 m 3 ) (10 6 m 3 ) ΔV+V+ ΔV+V- (10 6 m 3 ) (10 6 m 3 )

(13) (14)

Trong đó:

+ Cột 1: Thứ tự các tháng xếp theo năm thủy văn

+ Cột 2: là cột 9 của lần tính lặp đầu tiên chưa kể đến tổn thất cộng dung tíchchết: Vi = VC + VK

+ Cột 9 : Lượng nước đến hàng tháng chưa kể đến tổn thất + Wtt

+ Cột 10: Lượng nước dùng hàng tháng chưa kể đến tổn thất cộng tổn thất + Cột 11 và 12: Chênh lệch lượng nước đến và nước dùng trong từng thờiđoạn

+ Cột 13: Luỹ tích lượng nước khi kể đến tổn thất

+ Cột 14: Lượng nước xả khi kể đến tổn thất

- Kết quả tính toán thể hiện trong bảng 2.4

Bảng 2.5 Điều tiết hồ khi kể đến tổn thất lần 1

Tháng V i V bq F h ΔV+z i W bh W t W tt W q W Q

Chênh lệch tổng lượng ΔV+V (10 6 m 3 )

- Tính lại điều tiết hồ lần 2 có kể đến tổn thất.

- Trình tự tính lại lần 2 như sau: Lấy cột (13) ở lần tính trước thay vào cột (2) ở lần tính sau để tính lại tổn thất và tính ra Vh3

- Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng 2.6

Bảng 2.6 Điều tiết hồ khi kể đến tổn thất lần 2

Tháng V i V bq F h ΔV+z i W bh W t W tt W q W Q

Chênh lệch tổng lượng ΔV+V (10 6 m 3 )

→ Kết luận: Vậy dung tích hiệu dụng Vh = 46,94*106 (m3)

Ta có, dung tích hồ chứa ứng với MNDBT:

Vbt = Vh+Vc = 46,94*106+7,04*106 = 53,98*106 (m3) → Tra quan hệ V~Z (bảng 1.1, hình 1.2) Ta được:

2.6 Tính toán điều tiết lũ

2.6.1 Khái niệm, mục đích và ý nghĩa

- Đưa ra nhiều phương án so sánh, cung cấp các thông số cho thiết kế để tìm raphương án công trình tối ưu thỏa mãn điều kiện kinh tế và kĩ thuật: vốn đầu tư côngtrình là nhỏ nhất và đảm bảo cho công trình làm việc bình thường

- Từ việc tính toán điều tiết lũ ta xác định được mực nước lũ thiết kế(MNLTK), mực nước lũ kiểm tra (MNLKT) và dung tích siêu cao Từ đó tính toán

thiết kế đập đất và tràn xả lũ phù hợp, đồng thời xác định được diện tích ngập đất đểcảnh báo và di dân ở phía thượng lưu kịp thời để tránh thiệt hại về người và của.

2.6.1.3 Ý nghĩa.

Tính toán điều tiết lũ là biện pháp chủ động phòng lũ hữu hiệu và được pháttriển rất mạnh trong những thập kỷ gần đây Việc tính toán điều tiết lũ cho côngtrình đóng vai trò quan trọng bởi nó quyết định đến chiều cao của đập, diện tíchngập lụt ở phía thượng lưu công trình Những yếu tố đó ảnh hưởng rất lớn đến giáthành công trình

2.6.2 Phương pháp tính toán

2.6.2.1 Nguyên lý cơ bản

Dòng chảy lũ thuộc dòng chảy không ổn định tuân theo hệ phương trình cơbản:

- h: Chiều sâu - V: Lưu tốc.

- K: Mô đun lưu lượng

Lúc dòng chảy lũ vào hồ chứa, do diện tích mặt hồ tương đối rộng, chiều sâulớn, lưu tốc nhỏ, ta có thể đưa về phương phương trình đơn giản sau đây để tínhtoán điều tiết lũ cho hồ chứa:

Qdt – qdt = F.dh (2-1) Trong đó: - Q: Lưu lượng đến kho nước

- q: Lưu lượng ra khỏi kho nước

- F: Diện tích mặt thoáng của kho nước

- dt: Khoảng thời gian vô cùng nhỏ

- dh: Vi phân của cột nước trên công trình xả lũ

Nếu ta thay F.dh = dV thì ta được:

(Q – q)dt = dV

Nếu thay dt bằng khoảng thời gian đủ lớn Δt = t2 – t1, ở đây t1 là thời điểm đầu

và t2 là thời điểm cuối của khoảng thời gian tính toán thì chúng ta có phương trìnhcân bằng nước dạng sai phân sau đây:

1 2 1 2 2 1

2

q q t Q Q

- q1, q2 là lưu lượng xả ở đầu và cuối thời đoạn tính toán

- V1, V2 là lượng nước có trong kho ở đầu và cuối thời đoạn tínhtoán

Trong phương trình trên các đại lượng đã biết gồm có thời đoạn tính toán, lưulượng đến đầu và cuối thời đoạn tính toán, lưu lượng xả đầu thời đoạn tính toán, thểtích nước trong kho đầu thời đoạn tính toán Còn các đại lượng chưa biết gồm cóhai đại lượng là lưu lượng xả (q2) và dung tích hồ ở cuối thời đoạn tính toán (V2)

Do đó phương trình trên chưa thể giải được Muốn giải phương trình trên cần bổsung thêm phương trình lưu lượng xả qua công trình xả::

q = f(Zt, Zh, C) (2-3)

Trong đó: - Zt: mực nước thượng lưu công trình xả lũ

- Zh: mực nước hạ lưu

- C: tham số biểu thị công trình

Phương trình (2-3) sẽ được cụ thể tuỳ theo hình thức công trình và chế độ chảy, Đốivới đập tràn đỉnh rộng có cửa van, lưu lượng qua tràn được xác định như sau:

3/2

0

qmb g H (2-4)Trong đó: - : Hệ số co hẹp bên: 21 0,875

- b: Tổng bề rộng tràn: b = n.B = 3x7 = 21(m)

- n: Số khoang tràn: n=3

- B: Bề rộng tràn, B=7m

- q lưu lượng xả qua tràn (m3/s)

- H0: Cột nước trên tràn có kể tới lưu tốc tới gần:

2 o

- Lưu lượng xả qua tràn :

Hiện nay có rất nhiều phương pháp khác nhau để tính toán điều tiết lũ Tất cảcác phương pháp này đều dựa trên cùng một nguyên lý chung Tuy nhiên sự khácnhau của các phương pháp thể hiện ở cách giải hệ phương trình cân bằng nước vàthủy lực công trình xả Một số phương pháp tính toán điều tiết lũ hiện nay hay dùnglà:

- Phương pháp thử dần

- Phương pháp bán đồ giải Pôtapôp

- Phương pháp Kotrerin, Phương pháp Runge- Kutta

Trong đồ án này dùng phương pháp bán đồ giải Pôtapôp để tính toán điều tiết

lũ vì phương pháp này khá đơn giản mà cho ta kết quả chính xác hơn

a Cơ sở của phương pháp Pôtapôp

Trên cơ sở 2 phương trình (2-2) và (2-3), đưa phương trình (2-2) về dạng sau:

t

V Q

Q q

Biểu thức (3-4) được viết lại như sau: f2  Q f1

Trong đó: - Q: Lưu lượng bình quân thời đoạn: Q0,5(Q1Q2)

- t: Thời đoạn tính toán: t = const

Ở bất kỳ thời đoạn t nào thì vế phải đều đã biết nên vế trái cũng được xácđịnh

b Nội dung phương pháp Pôtapôp

+ Bước (1): Xây dựng biểu đồ phụ trợ:

- Lựa chọn thời đoạn tính toánt, sau đó giả thiết nhiều trị số mực nước trongkho để tính lưu lượng xả lũ tương ứng q

- Dựa vào đường quan hệ Z-V của kho nước để xác định dung tích kho Vk

tương ứng với các mực nước đã giả thiết Từ đó tìm được V = Vk-Vtl ( Vtl là dungtích kho ứng với khi lũ đến)

+ Bước (2): Sử dụng biểu đồ phụ trợ để tính toán điều tiết lũ:

- Với mỗi thời đoạnti tính được:

2

2 1

i i

và mực nước lớn nhất trong kho

Z(m)

0 MNDBT

xmax q Q,q(m3/s)

t(h) t1 t2

Qtb

(f2~t)

(f1~t)

0 f1